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Em busca da Teoria do Tudo – Parte III

Na última parte estudamos a Mecânica Quântica. Porém, ao longo dos anos, os físicos acharam algumas contradições com essa Teoria. Veremos agora algumas “correções” para essas contradições.

A TEORIA QUÂNTICA E O CAMPO DE MAXWELL

Ao tentar estender a Mecânica Quântica ao campo de Maxwell(Conjunto de leis eletromagnéticas), acharam alguns problemas. Vamos analisar isso. O campo de Maxwell pode ser descrito como constituído por ondas de diferentes comprimentos, nas quais o campo oscilará de um valor para outro. Porém, segundo a teoria Quântica, seria impossível esse campo estar em repouso, pois violaria o Princípio da Incerteza. Então o campo deveria estar em uma posição e velocidade incerta, e esses princípios também valem para as ondas desse campo, que mesmo no estado fundamental também não poderiam ter sua posição  e velocidade exatamente medida. Cálculos dessas flutuações no Campo de Maxwell tornavam a massa e carga dos elétrons infinitas, criando uma contradição. Foram elaboradas várias “correções” para isso, incluindo até uma Constante Cosmológica Quântica! As Teorias que mais se destacaram após esse momento foram a Super Gravidade com 11 dimensões e a Teoria das Supercordas, que veremos a seguir.

A SUPERSIMETRIA E A SUPERGRAVIDADE

A Supersimetria pode ser descrita com um modelo matemático que acrescenta mais dimensões ao espaço-tempo além das em que vivemos. Essas dimensões extra são chamadas de Dimensões de Grassman, porque são medidas com os números de Grassman, números em que a ordem dos fatores altera o produto em uma multiplicação. Essa Supersimetria é um mecanismo físico natural para cancelamento de infinitos, e é a base da Super Gravidade com 11 dimensões. A SupeSimetria, porém, possui uma consequência: cada partícula precisa de um SuperParceiro com spin metade maior ou menor do que o seu. O spin de uma partícula é simplesmente a sua aparência em diferentes direções. Por exemplo, a partícula abaixo com spin 1 deve ser rodada 360 graus para voltar a ter a aparência inicial, e a outra com spin 2 deve ser rodada 180 graus para voltar e ter a aparência original. Existem também partículas com spin 1/2, que devem ser rodadas 720 graus para voltar a ter a aparência original.

SPIN1

SPIN2

Portanto, como a Supersimetria é a base da Super Gravidade era de se esperar encontrarmos algum tipo de partículas ocm Super Parceiros. Segundo a Teoria da Super Gravidade tudo que vemos é formado por férmions ou bósons. Férmions possuem spins semi-inteiros(1/2) e constituem a matéria, e bósons spins inteiros(1, 2…) e constituem forças entre os férmions, como a gravidade. Férmions são negativos basicamente e bósons positivos. Todo férmion ou bóson possui um Super Parceiro com spin metade maior ou menor do que o seu próprio. Essa teoria cancelariam os infinitos apresentados no Campo de Maxwell porque os férmions que são negativos cancelariam as forças positivas dos bósons, eliminando infinitos.

A TEORIA DAS CORDAS

Segundo a Teoria das Cordas, não são partículas que formam tudo o que existe, mas sim Cordas! Essas cordas vibrariam e suas diferentes vibrações seriam interpretadas como partículas, e se as cordas possuíssem dimensões de Grassman, poderiam vibrar de um modo que as vibrações fossem interpretadas como bósons e férmions, o que deixaria a Teoria livre dos infinitos. Mas de repente, físicos constataram que haviam cinco diferentes Teorias das Cordas e não era o suficiente para representar a curvatura do espaço-tempo. Os físicos então descobriram que a Teoria das Cordas era apenas uma parte de uma teoria maior. Essa Teoria maior foi intitulada de Teoria M, por ser misteriosa, a mãe de todas as teorias e até mágica e mística! Essa teoria abrangeria as cinco teorias das SuperCordas mais a Super Gravidade com 11 dimensões, porém, muitas das propriedades dessa teoria são desconhecidas. E aqui estamos. Hoje estamos montando o quebra-cabeça da Teoria M, e parece  que dessa vez estamos certos! Abaixo a Teoria-M abrangendo as Teorias das Cordas e Super Gravidade:

MTheory

CONCLUSÃO

Achar uma Teoria do Tudo é muito difícil. Diversas Teorias foram destruídas ou modificadas por minúsculas contradições, e é extremamente difícil achar uma Teoria que não apresente contradições ou erros. Porém, os físicos nunca deixaram de questionar, o que é o mais importante segundo Einstein, e conseguiram chegar a promissora Teoria-M, e dessa vez devemos achar uma resposta! A informação para estes artigos foi tirada do livro de Stephen Hawking: O Universo numa Casca de Noz.

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