Físicos comprovam existência de bizarras partículas de apenas duas dimensões

No início da década de 1980 os por físicos teóricos previram a existencial de objetos "quase-partículas" que surgiriam apenas em reinos de duas dimensões, estas seriam os anyons, e foram quatro décadas de busca e estudos, mas finalmente os físicos encontraram evidencias que comprovam que elas existem. Para elas ocorrerem é necessário circunstâncias especiais como em temperaturas próximas ao zero absoluto e na presença de um poderoso campo magnético.

A descoberta dos anyons vem entusiasmado os físicos, não só com sua descoberta mas também por razões práticas, já que os anyons estão no centro de um esforço da Microsoft para construir um computador quântico funcional.

Somente este ano já foram confirmadas duas evidencias sólidas destas "quase-partículas", a primeiro em abril, onde um artigo na capa da revista científica Science, de um grupo de pesquisadores da École Normale Supérieure, em Paris, as confirma usando uma abordagem proposta há quatro anos, onde os físicos enviaram um gás de elétrons através de um colisor de partículas minúsculo para provocar comportamentos esquisitos, especialmente cargas elétricas fracionárias, que só surgem se anyons estiverem nas proximidades.

A segunda comprovação veio em julho, quando um grupo da Universidade Purdue, em Indiana, usou uma configuração experimental em um chip que exibia interações que poderiam obscurecer o comportamento anyon.

Frank Wilczek, o físico do MIT, que previu e deu nome aos anyons ainda no início dos anos 1980, leva o creditou o primeiro artigo pela descoberta, mas diz que o segundo permite que as quase-partículas brilhem. “É um trabalho lindo que faz o campo florescer”, diz ele.

Anyons não são como partículas elementares comuns; os cientistas nunca serão capazes de isolar um do sistema onde ele se forma. São quase-partículas, o que significa que têm propriedades mensuráveis como uma partícula, como a localização, e talvez até mesmo a massa, mas só são observáveis como resultado do comportamento coletivo de outras partículas convencionais. Imagine as intrincadas formas geométricas feitas pelos comportamentos em grupo na natureza, como bandos de pássaros voando em formação ou cardumes de peixes nadando juntos.

O universo conhecido contém apenas duas variedades de partículas elementares. Uma delas é a família de férmions, que inclui elétrons, bem como prótons, nêutrons e quarks que os formam. Os férmions mantêm-se: duas partículas não podem existir no mesmo estado quântico ao mesmo tempo. Se essas partículas não tivessem essa propriedade, toda a matéria entraria em colapso em um único ponto. É por causa dos férmions que existe matéria sólida.

O resto das partículas no universo são bósons, um grupo que inclui partículas como fótons (luz e radiação) e glúons (que “cola” quarks juntos). Ao contrário dos férmions, dois ou mais bósons podem existir no mesmo estado ao mesmo tempo. Eles tendem a se agrupar. É por causa dessa aglomeração que temos lasers, que são fluxos de fótons todos ocupando o mesmo estado quântico.