Simetria emerge na desordem

Uma aspecto geral e intrigante da Física básica é a existência de simetrias – propriedades que alguns sistemas possuem de não se modificar após serem submetidos a operações como rotações, reflexões, permutações de seus elementos etc. Simetrias são informações essenciais para se estabelecer descrições microscópicas desses sistemas.

A quebra dessas simetrias é um dos fenômenos que podem ajudar a explicar de que maneira o Universo pode ter passado de um estado mais simples, em que todas as forças conhecidas (eletromagnética, forte, fraca e gravitacional) se manifestavam em uníssono, para um mais complexo, com as nuances particulares da cada uma das forças surgindo de cada quebra de simetria, conforme o cosmos passava a estados energéticos mais modestos, durante o resfriamento que se seguiu ao Big Bang.

Contudo, a natureza pode criar o reverso dessa moeda – o aparecimento de novas simetrias induzidas por estados de baixa energia de um sistema. Trata-se de um fenômeno pouco usual e portanto muito menos explorado pelos físicos que a quebra de simetria. Um trabalho conduzido por um trio de pesquisadores no Brasil ajuda a desbravar esse território.

Eduardo Miranda e Victor Luiz Quito, do Instituto de Física Gleb Wataghin, da Universidade Estadual de Campinas, e José Abel Hoyos, do Instituto de Física de São Carlos da USP (Universidade de São Paulo) construíram um modelo de cadeia antiferromagnética de spins-1 com desordem forte, cujo estado fundamental apresenta simetria emergente.

O trabalho, publicado na “Physical Review Letters” em 14 de outubro, demonstra um mecanismo que opera de maneira genérica, revelando simetrias emergentes em sistemas fortemente desordenados.

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