Estamos acostumados a lidar com três dimensões físicas e uma dimensão extra do tempo ao nos movermos através do Universo, mas duas equipes de cientistas mostraram que uma quarta dimensão espacial poderia alcançar para além dos limites de para cima e para baixo, para esquerda e para direita e para a para frente e para trás.
Como você poderia esperar, dizer isto é dobrar as leis da física. Os experimentos envolvidos são em parte teóricos e muito complexos e tocam nossa velha amiga, a mecânica quântica.
Colocando juntos duas configurações 2D especialmente projetadas, duas equipes separadas de investigadores – uma na Europa e outra nos EUA – foram capazes de vislumbrar esta quarta dimensão espacial através do que é conhecido como o efeito Hall quântico, uma certa forma de restringir e mensurar elétrons.
“Fisicamente, não temos um sistema espacial de 4D, mas podemos acessar a física quântica 4D Hall usando este sistema dimensional-inferior, porque o sistema de dimensão superior é codificado na complexidade da estrutura,” disse um investigador com a equipe norte-americana, Mikael Rechtsman da Universidade Penn State, disse a Ryan F. Mandelbaum no Gizmodo.
“Talvez possamos vir com a nova física numa dimensão superior e então projetar dispositivos que aproveitam a dimensão física superior em dimensões inferiores.”
Em outras palavras, bem como um objeto 3D lança uma sombra 2D, os cientistas conseguiram observar uma sombra 3D potencialmente lançada por um objeto 4D – mesmo que na verdade não puderam ver o próprio objeto 4D. Isso poderia desbloquear algumas novas descobertas nos fundamentos da ciência.
Graças a alguns cálculos bastante avançados – que ganharam o Prêmio Nobel de física em 2016 – sabemos que o efeito quântico Hall aponta para a existência de uma quarta dimensão espacial.
O que estas novas experiências fazem é dar-nos uma foto dos efeitos que esta quarta dimensão poderia ter.
A configuração da equipe europeia envolveu átomos arrefecidos perto do zero absoluto e colocados em um reticulado 2D através do uso de lasers, descrito como “um cristal de luz similar à uma caixa de ovos” pelos pesquisadores.
Com a adição de lasers extras, a equipe foi capaz de implementar uma “bomba de carga” quântica para excitar os átomos presos e coloca-los em movimento. Pequenas variações no movimento observadas pelos pesquisadores correspondem-se com a forma como um efeito quântico Hall de 4D teria ondulado – adicionando peso à possibilidade de que uma quarta dimensão espacial pode ser acessada de alguma forma.
O experimento dos EUA também usou lasers, desta vez para controlar a luz enquanto fluía através de um bloco de vidro. Ao manipularem a luz para simular o efeito de um campo elétrico sobre partículas carregadas, novamente as consequências de um efeito quântico Hall de 4D podem ser observadas.
Claro, fisicamente não podemos acessar a este mundo 4D – estamos presos no espaço 3D – mas os cientistas pensam que a mecânica quântica poderia de alguma forma dar-nos uma foto dele, reforçando assim a nossa compreensão limitada do Universo.
Outra maneira de pensar sobre isso, é a que fôssemos personagens de um videogame de uma plataforma 2D e de repente andássemos em um jogo 3D. Nossa perspectiva ficaria 2D, mas ao nos movimentarmos veríamos distorções e saltos enquanto o mundo 3D e dobrado em um plano 2D.
Os mesmos tipos de distorções foram mostradas neste estudo, insinuando a existência de um mundo 4D maior, fora do que vemos agora.
Então não vamos viajar para a quarta dimensão espacial ainda – mas temos mais provas de que ela está lá fora e uma ideia melhor de como funciona.
A equipe de pesquisadores agora quer construir sobre esses estudos para examinar melhor, e talvez explorar uma física ainda mais avançada ao longo do caminho.
“Acho que as duas experiências bem se complementam”, um dos pesquisadores europeus, Michael Lohse da Universidade Ludwig-Maximilians na Alemanha, disse.
(Fonte)
Colaboração: Osnir Stremel Júnior
Ainda estamos engatinhando…
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