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28/06/2022

Nachbin contribui em problema que instigou Einstein

Um dos problemas da física quântica que intrigaram Albert Einstein vem recebendo contribuições com a participação de um brasileiro. Publicado em 8 de junho na revista Nature Communication Physics, o artigo “Hydrodynamic superradiance in wave-mediated cooperative tunneling”, tem entre os autores o pesquisador do IMPA André Nachbin. O tema do artigo é motivado pela questão que Einstein chamou de “ação fantasmagórica à distância”. Em 1935 Einstein publicou um artigo com colaboradores que ficou conhecido como o paradoxo EPR. O artigo da Nature trata da interação à distância (correlações) entre duas partículas, neste caso gotículas.

“Nosso trabalho mostra como duas gotículas, interagindo à distância, podem atuar em cooperação para  vencer barreiras na forma de tunelamento. Mostramos que isso é possível através da onda subjacente, que promove a interação entre as duas partículas”, explicou Nachbin, que desenvolveu o estudo em colaboração com pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e da Escola Superior de Física e Química Industrial de Paris (ESPCI Paris).

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O pesquisador do IMPA desenvolveu o modelo matemático usado na experimentação computacional do problema, que tem analogias com física quântica. O modelo teórico desenvolvido por Nachbin (revista Chaos 2018, https://doi.org/10.1063/1.5050805) foi um desdobramento da tese do doutor pelo IMPA Carlos Galeano-Rios (2015), em parceria com John Bush (MIT) e Paul Milewski (Universidade Bath, na Inglaterra). 

Yves Couder e Emmanuel Fort descobriram, em 2005, que
uma gota de óleo de sílica pode levitar indefinidamente na superfície do mesmo fluido se o recipiente estiver vibrando na frequência correta
. Ao quicar, a gotícula gera ondas ao seu redor, criando um sistema composto onda-partícula auto-propulsivo, ou seja, um novo sistema dinâmico. Pesquisadores pelo mundo começaram a investigar as propriedades dinâmicas deste novo objeto e suas diversas analogias quânticas. 

Nachbin explica que o trabalho dá um passo importante nesta questão nunca resolvida por Einstein, pois na época não havia informações que hoje estão disponíveis. “Só conseguimos caminhar nesta questão por causa dos avanços experimentais de Couder, considerado o ‘pai’ desse problema. Em seu laboratório de Paris ele identificou uma parceria inédita entre onda e gotícula, que até então se imaginava pertencer somente ao mundo quântico”.

Além do pesquisador do IMPA, assinam o artigo Konstantinos Papatryfonos, (MIT e ESPCI Paris), John Bush, (MIT), Matthieu Labousse (ESPCI Paris), Mélanie Ruelle (ESPCI Paris) e Corentin Bourdiol (ESPCI Paris).

O avanço abre um terreno muito fértil para a matemática aplicada, para a formulação de novas equações e para questões fundamentais da física, já que um fóton da luz tem propriedades de onda e de partícula. Segundo Nachbin, a partir desta publicação na Nature um plano ambicioso está em curso: a violação da desigualdade de Bell. Resultados preliminares com o modelo teórico, formulado no IMPA, têm sido promissores.

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