Físicos da Universidade de Bayreuth estão entre os pioneiros internacionais da teoria funcional do poder. Esta nova abordagem torna possível pela primeira vez descrever com precisão a dinâmica de sistemas de muitas partículas ao longo do tempo. As partículas podem ser átomos, moléculas ou partículas maiores invisíveis aos humanos. A nova teoria generaliza a teoria clássica do funcional da densidade, que só se aplica a sistemas de muitas partículas em equilíbrio térmico. Em Revisões da Física Moderna , uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Dr. Matthias Schmidt apresenta as características básicas da teoria, que foi significativamente desenvolvida e elaborada em Bayreuth.
Um sistema de muitas partículas está em equilíbrio térmico quando a temperatura em seu interior está equilibrada e não ocorre nenhum fluxo de calor. Isso não significa necessariamente que o sistema está em um estado rígido de repouso. Alguns sistemas de muitas partículas também podem ser comparados a uma máquina de sorteio de loteria, que gira a uma velocidade constante. As bolas têm muita liberdade de movimento e saltam para frente e para trás de forma desordenada. Em um sistema fluido de muitas partículas, as partículas são empacotadas consideravelmente mais densamente do que no tambor, e é por isso que elas colidem constantemente umas com as outras em curtas distâncias e intervalos de tempo. As propriedades essenciais de tais sistemas podem ser descritas completa e precisamente com a teoria do funcional da densidade – desde que seja dado um equilíbrio térmico do sistema.

No caso da máquina de sorteio, esse equilíbrio se perde assim que a rotação uniforme diminui gradativamente e a câmara entra em marcha à ré. Em seguida, as bolas com os números vencedores rolam em um trilho dentro da câmara e são finalmente ejetadas. Para registrar tais processos com precisão e sem lacunas, é necessária a teoria do funcional da potência:ela traduz a sorte dos vencedores na linguagem da física.

"A teoria funcional da densidade clássica é uma teoria muito profunda e ao mesmo tempo esteticamente atraente. Ela é capaz de descrever e relacionar os processos muitas vezes muito complexos que ocorrem em um sistema durante o equilíbrio térmico. Esses processos incluem, por exemplo, transições de fase, cristalizações ou fenômenos como hidrofobicidade, que ocorre quando superfícies ou partículas evitam o contato com a água. Muitas vezes, esses processos são de grande relevância tecnológica ou biológica. A elegância e o poder da teoria funcional da densidade nos estimulou em Bayreuth no passado dez anos para procurar maneiras de tornar sistemas de muitas partículas em desequilíbrio térmico acessíveis a uma descrição física igualmente precisa e elegante. Parceiros de pesquisa da Universidade de Friburgo, na Suíça, contribuíram para essa pesquisa com estudos importantes. Por exemplo, nossos esforços conjuntos resultou na teoria funcional de potência, que estende a teoria funcional da densidade para processos dependentes do tempo", relata Prof. Dr. Matthias Schmidt, que detém uma cadeira em física teórica na Universidade de Bayreuth. + Explorar mais

Teoria funcional da densidade de estado estacionário