Perda da simetria em sistema de partículas com interação de longo alcance

Um trabalho conduzido por um trio de pesquisadores brasileiros traça um paralelo entre o eletromagnetismo e a gravitação, apresentando mecanismo possivelmente responsável pela formação de algumas estruturas cósmicas anisotrópicas, como as galáxias de forma elíptica.

A observação de que forças de longo alcance podem levar a quebras de simetria em sistemas originalmente esféricos foi feita pela primeira vez por Lord Rayleigh, em 1882. Estudando gotas metálicas esféricas eletricamente carregadas, ele descobriu que, quando a densidade de carga excede um valor crítico, as gotas se tornam instáveis devido a flutuações térmicas, que levam à quebra de simetria. Neste caso, as gotas se alongam e acabam se rompendo, emitindo jatos de fluido que carregam consigo uma fração significativa da carga elétrica excedente.

O trio composto por Renato Pakter, Bruno Marcos e Yan Levin, do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, estudou teoricamente um fenômeno também ligado à quebra da simetria esférica, mas de origem Física diferente. Enquanto a transição no sistema das gotas metálicas é descrita pela termodinâmica clássica, a quebra de simetria em sistemas auto-gravitantes deve-se à dinâmica de um numero muito grande de partículas com interação de longo alcance. Uma distribuição inicialmente esférica se deforma devido a uma ressonância associada a um modo coletivo de oscilação de simetria mais baixa.

O estudo teórico foi publicado na Physical Review Letters do último dia 6. O modelo para sistemas de muitas partículas auto-gravitantes em 2 e em 3 dimensões permitiu identificar e   quantificar os limites de estabilidade da distribuição esférica, a partir dos quais ocorre uma quebra espontânea da simetria.

Para ler o artigo, clique aqui (para assinantes) ou aqui (acesso livre).

 

Física ao Vivo

novembro fisica ao vivo

Destaque em Física

Sociedade Brasileira de Física