Localização de muitos corpos em visão da teoria de campos

Destaque em Física, semana de 25 de maio de 2017

destaque 25052017

Um fenômeno quântico de interesse atual é algo que os físicos têm chamado de “localização de muitos corpos”. Esta teoria dá uma resposta interessante à questão:  um sistema geral fechado de muitos corpos atinge em algum momento, ou não, o equilíbrio térmico?

Um novo trabalho produzido por uma dupla de físicos, um pesquisador da Universidade de Colônia, na Alemanha, e outro do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, no Rio de Janeiro, descreve esse problema do ponto de vista de teoria de campos, com uma abordagem analítica que visa aprofundar nossa compreensão do fenômeno.

“A física estatística geralmente ensinada aos estudantes presume que a interação entre partículas garante que um equilíbrio térmico seja atingido", explica Tobias Micklitz, do CBPF. “Tornou-se evidente, contudo, que na presença de desordem (o que é inevitável em sistemas reais), os autoestados de sistemas interagentes fechados podem ser localizados, impedindo esse equilíbrio. O mecanismo que leva a essa 'localização de muitos corpos' é a interferência entre partículas quânticas.”

O estudo da localização de muitos corpos teve avanço importante em 2006, com um trabalho por D. Basko, I. Aleiner e B. Altshuler que conseguiu encaminhar a resposta sobre o que acontece à localização em um sistema de partículas onde há interação entre elas.

O novo estudo, publicado em 23 de março no “Physical Review Letters”, introduz uma abordagem analítica ao problema. “A ideia básica da nossa abordagem é interpretar o Hamiltoniano de muitos corpos como um 'primeiro operador quantizado', ou seja, uma matriz, agindo no espaço dos estados de muitos corpos”, esclarece o físico do CBPF.

“Nosso artigo representa o primeiro passo na direção de uma descrição de teoria de campos da localização de muitos corpos”, afirma Micklitz. “Estamos atualmente tentando estabelecer os próximos passos. Queremos ver se um modelo fenomenológico, comumente usado para descrever a fase localizada, emerge da nossa descrição de campos. Também há experimentos em andamento com átomos frios testando as teorias sobre o fenômeno. Então, na minha opinião, há atividades realmente empolgantes relacionadas às questões fundamentais colocadas pelo problema da localização de muitos corpos!”

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