A Universidade Estadual de Londrina (UEL) é a única instituição brasileira que desenvolve pesquisas sobre simetrias generalizadas, conforme destaca o professor Pedro Rogério Sergi Gomes, do Departamento de Física e coordenador do projeto que reúne diversos pesquisadores.
As simetrias generalizadas são um dos temas mais dinâmicos da física teórica contemporânea, contribuindo para avanços na compreensão da teoria quântica dos campos e revelando novos aspectos e aplicações.
Na terceira edição do projeto financiado por bolsa de produtividade do CNPq, intitulado “Simetrias generalizadas em teoria dos campos e em matéria condensada”, o foco está em um campo da física aberto há pouco mais de uma década.
O professor Gomes, com experiência em teoria quântica dos campos, direcionou seus estudos para a física da matéria condensada, investigando as simetrias generalizadas em fases exóticas da matéria. Para ilustrar, ele compara essas fases com estados comuns da matéria, como fluidos e cristais, que se distinguem por sua organização atômica observada microscopicamente.
Enquanto um cristal apresenta uma estrutura ordenada e periódica, um fluido é caracterizado pelo movimento aleatório das moléculas, representando, respectivamente, ordem e desordem. Essa diferença pode ser descrita quantitativamente por meio de simetrias, e a transição entre esses estados é conhecida como quebra espontânea de simetria.
Fases exóticas da matéria foram identificadas a partir do estudo do efeito Hall quântico, que ocorre quando elétrons se movimentam em uma superfície bidimensional sob forte campo magnético e baixas temperaturas. Essas fases não podem ser diferenciadas por simetrias tradicionais, indicando um novo estado da matéria, descrito como um “fluido quântico com ordem interna”.
Desde então, outras fases exóticas, como líquidos quânticos de spin e supercondutores topológicos, foram descobertas. Recentemente, surgiram as fases fractônicas, caracterizadas por excitamentos sem movimento, chamados fractons, e propriedades físicas que dependem sensivelmente do número microscópico de constituintes, diferentemente da matéria comum.
Apesar das propriedades incomuns, essas fases exibem regularidades que não são captadas por simetrias convencionais, mas sim por simetrias generalizadas, que só podem ser detectadas ao analisar regiões extensas do sistema.
O avanço na compreensão dessas fases exóticas representa uma das principais conquistas na física atual, e o professor Gomes tem dedicado estudos aprofundados às fases com simetrias fractais.
Um aspecto relevante da pesquisa é a convergência entre diferentes áreas da física, como matéria condensada, teoria quântica dos campos, computação quântica e matemática, ampliando as perspectivas de estudo.
Desde o início do projeto em 2017, a equipe da UEL tem publicado regularmente artigos em revistas internacionais de alto impacto, incluindo o primeiro artigo introdutório sobre simetrias generalizadas na revista SciPost, em 2023, que já recebeu numerosas citações.
Em janeiro de 2024, uma nova publicação foi divulgada na revista Physical Review B, onde o professor Gomes é colaborador frequente. Além disso, em 2022, um doutorando do grupo foi convidado para um seminário na Universidade Harvard, e o coordenador participou de evento em Abu Dhabi, nos Emirados Árabes Unidos.
Atualmente, o projeto conta com a participação dos professores Paula Bienzobaz e Carlos Hernaski, além de estudantes de graduação, mestrado e doutorado.
Fonte: operobal.uel.br
