17/18 - PADRÕES DE MUDANÇA - O TAO DA FÍSICA - FRITJOF CAPRA

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17/18 - PADRÕES DE MUDANÇA - O TAO DA FÍSICA - FRITJOF CAPRA

17. PADRÕES DE MUDANÇA,

A explicação das simetrias no mundo das partículas em termos de um modelo dinâmico, ou seja, de um modelo que descreva as interações entre as partículas constitui um dos maiores desafios impostos à Física de nossos dias. O problema reside, em última instância, em como levar em consideração, simultaneamente, a teoria quântica e a teoria da relatividade. Os padrões de partículas parecem refletir a “natureza quântica” das partículas, uma vez que padrões semelhantes ocorrem no mundo dos átomos. Na Física das partículas, contudo, tais padrões não podem ser explicados como padrões ondulatórios no âmbito da teoria quântica, uma vez que as energias envolvidas são tão elevadas que se torna necessário aplicar a teoria da relatividade. Somente uma teoria “quânticorelativística” das partículas parece pois ser capaz de explicar as simetrias observadas. A teoria quântica dos campos foi o primeiro modelo desse tipo. Forneceu uma excelente descrição das interações eletromagnéticas entre elétrons e fótons, mas é muito menos adequada para a descrição de partículas sujeitas à interação forte. À medida que um número crescente dessas partículas ia sendo descoberto, os físicos foram se apercebendo do fato de que associar cada uma delas a um campo fundamental deixava muito a desejar. E quando o mundo das partículas revelou-se como sendo um tecido cada vez mais complexo de processos interligados, os físicos tiveram de procurar outros modelos para representar essa realidade dinâmica e em permanente mudança. Necessitava-se de um formalismo matemático capaz de descrever, de forma dinâmica, a grande variedade de padrões de hadríons: sua transformação contínua uns nos outros, sua interação mútua através da troca de outras partículas, a formação de “estados ligados” de dois ou mais hadríons e seu decaimento em várias combinações de partículas. Todos esses processos, que receberam o nome genérico de “reações de partículas”, são características essenciais das interações fortes e devem ser explicadas por intermédio de um modelo quântico- relativístico de hadríons. A estrutura que parece ser a mais adequada para a descrição dos hadríons e de suas interações é a chamada “teoria da matriz S”. Seu conceito fundamental, a “matriz S”, foi originalmente proposto por Heisenberg em 1943. Durante as duas últimas décadas, foi desenvolvido a ponto de se tornar uma complexa estrutura matemática, que parece ser idealmente adequada à descrição das interações fortes. A matriz S é um conjunto de probabilidades para todas as reações possíveis envolvendo hadríons. Seu nome deriva do fato de podermos imaginar todas as possíveis reações de hadríons reunidas e distribuídas num arranjo infinito do tipo a que os matemáticos denominam matriz. A letra S é a inicial do nome original — “scattering matrix (“matriz de espalhamento”) - que se refere aos processos de colisão - ou “espalhamento”, que constituem a maioria das reações de partículas. Na prática, naturalmente, jamais nos interessamos por todo o conjunto de processos de hadríons, mas unicamente por algumas reações específicas. Dessa forma, jamais lidamos com toda a matriz S mas, unicamente, com aquelas dentre as suas partes, ou “elementos”, que se referem aos processos em consideração. Estes são representados simbolicamente por diagramas semelhantes ao acima apresentado, que nos mostra uma das reações...

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