235: Físicos mostram o que pode ser a quarta dimensão espacial

Estamos habituados a lidar com três dimensões físicas e uma dimensão extra de tempo, mas duas equipas de cientistas mostraram que uma quarta dimensão espacial pode ultrapassar os três vectores tradicionais que habitualmente consideramos: “cima e baixo”, “esquerda e direita” e “para a frente e para trás”.

Como seria de esperar, tendo em conta que este conceito desafia as leis da física, as experiências são parcialmente teóricas e muito complexas, e ainda cumprimentam a valha amiga mecânica quântica.

Ao juntar duas configurações especialmente desenhadas em 2D, duas equipas de cientistas diferentes, uma na Europa e outra nos EUA, conseguiram ter um vislumbre da quarta dimensão espacial através do que é conhecido como o efeito Hall quântico, uma forma de restringir e medir electrões.

“Fisicamente não temos um sistema espacial de 4D, mas conseguimos aceder à física quântica de Hall em 4D, usando este sistema de dimensão inferior, porque o sistema de dimensão superior está codificado na complexidade da estrutura”, explicou o investigador Mikel Rechtsman, da equipa de cientistas dos EUA.

“Talvez consigamos encontrar novas físicas na dimensão superior e depois projectar dispositivos que aproveitem a física de dimensões superiores em dimensões mais baixas”

Por outras palavras, tal como um objecto 3D lança uma sombra 2D, os cientistas conseguiram observar uma sombra 3D potencialmente lançada por um objecto de 4D. Isso pode desencadear novas descobertas nos fundamentos da ciência.

Graças a cálculos muito avançados – que receberam o Nobel da Física em 2016 – sabemos agora que o efeito quântico de Hall aponta para a existência de uma quarta dimensão espacial. O que esta nova experiência faz é apresentar uma imagem dos efeitos que essa quarta dimensão pode ter.

“Bomba de carga” quântica

A configuração da equipa europeia envolveu átomos congelados perto do zero absoluto e colocados numa rede de duas dimensões através do uso de lasers, descritos pelos investigadores como “um cristal de luz do tipo ovo-cartão”.

Com a junção de extra lasers, a equipa conseguiu implementar uma “bomba de carga” quântica para excitar os átomos presos e pô-los em movimento.

Pequenas variações nos movimentos foram encontradas pelos investigadores, exactamente como esperado, levantando a possibilidade de que uma quarta dimensão espacial pode ser de alguma forma acedida.

A experiência americana também utilizou lasers, mas para controlar a luz que fluía através de um bloco de vidro. Ao manipular a luz para simular o efeito de um campo eléctrico sobre partículas carregadas, novamente as consequências de um Efeito Hall 4D puderam ser observadas.

Para os cientistas é óbvio que não podemos aceder ao mundo em quatro dimensões – estamos presos às 3 dimensões – mas os investigadores pensam que a mecânica quântica poderia, de alguma forma, dar-nos uma imagem de como seria, aumentando a nossa limitada compreensão do Universo.

Outra forma de pensar nisso é como se fôssemos personagens de um videojogo de uma plataforma 2D e de repente pudéssemos aceder a uma parte 3D do jogo. A nossa perspectiva ia continuar em 2D, mas, à medida que nos movêssemos, veríamos distorções, conforme o mundo 3D fosse “dobrado” num plano 2D.

(dr) Kotaku
Miegakure: como seria jogar um jogo 4D

Neste estudo foi mostrado o mesmo tipo de distorções, que sugerem um mundo maior do que aquele que podemos ver agora.

Os cientistas ainda têm muito trabalho pela frente. Apesar de não podermos fazer uma viagem a essa quarta dimensão espacial, pelo menos temos mais provas de que existe, e uma melhor ideia de como funciona.

ZAP // Science Alert

Por ZAP
11 Janeiro, 2018

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