Qual é o futuro da Teoria das Supercordas?
Autor: Agliberto Melo Bastos | Publicado: 2011-02-28T18:51:00-03:00

Com informaçõse da Agência Fapesp - 24/02/2011 
Revoluções teóricasDesde sua origem no fim da década de 1960, a teoria das supercordas passou por inúmeras reviravoltas.Em vários momentos ganhou novas interpretações, até se tornar a mais  bem-sucedida resposta, até hoje, para um dos maiores desafios da física  contemporânea: unificar a teoria da relatividade geral e a mecânica  quântica.Mas essa movimentada trajetória histórica está longe de chegar ao  fim, segundo o físico norte-americano Edward Witten, do Instituto de  Estudos Avançados da Universidade de Princeton.Witten recebeu, em São Paulo, o título de doutor honoris causa da Universidade Estadual Paulista (Unesp).Para Witten, que é considerado um dos mais importantes físicos  teóricos da atualidade, a teoria das supercordas deverá ganhar novas  interpretações no futuro, adquirindo dimensões - e consequências  teóricas - que ainda são completamente imprevisíveis."A teoria das supercordas alcançou um nível de desenvolvimento que,  em cada um de seus estágios anteriores, ninguém jamais poderia conceber.  Mas o processo de compreender o que realmente significa a teoria das  supercordas ainda tem um longo caminho pela frente. Acredito que não  estamos nada próximos de ver o fim desse caminho", disse.Teoria das supercordas e Teoria-MDesenvolvida a partir do fim da década de 1960, a teoria das  supercordas é um modelo físico no qual os componentes fundamentais da  matéria não são os pontos sem dimensão que caracterizam as partículas  subatômicas na física tradicional, mas objetos extensos unidimensionais,  semelhantes a uma corda.Dependendo do "tom" da vibração dessas cordas, elas corresponderiam a cada partícula subatômica.Witten é o criador da Teoria-M, que unifica as cinco diferentes teorias das supercordas existentes anteriormente.O termo foi cunhado pelo cientista em 1995 e desencadeou a chamada "segunda revolução das supercordas".A Teoria-M determina que a matéria é formada por membranas e que o  universo flui através de 11 dimensões: o tempo, a altura, a largura, o  comprimento e mais sete dimensões "recurvadas", com outras propriedades -  veja Descoberta solução matemática para outras dimensões.Cientistas propõem experimento para testar Teoria das Cordas
Interações subatômicasDe acordo com Witten, o processo de mudanças de interpretação que deu  novos significados à teoria das supercordas, aumentando sua importância  ao longo do tempo, está longe de terminar. "Ainda não podemos nem  conceber o fim dessa jornada", disse.Os físicos consideram que a origem da teoria das supercordas remonta à  formulação da Amplitude de Veneziano. A descoberta, realizada em 1968  pelo italiano Gabriele Veneziano, sugeria que a amplitude de  espalhamento explicava propriedades físicas, como a simetria e a  dualidade, da interação forte entre as partículas subatômicas  denominadas mésons."Só me envolvi com a teoria das supercordas no fim da década de 1970,  por isso não sei o que teria pensado sobre essa descoberta na época.  Mas, olhando retroativamente, acho surpreendente que essa pequena  fórmula tenha-se tornado o ponto inicial de algo tão significativo",  afirmou Witten.Segundo ele, a proliferação de ressonâncias das partículas  subatômicas, ou hádrons, levavam os físicos ao desespero quando tentavam  descrever as interações fortes entre elas. "A descoberta de Veneziano  sugeria que, se havia tantas ressonâncias de partículas, o espalhamento  ressonante poderia ter um papel importante na interação dos hádrons",  explicou.A partir daí, segundo ele, desenvolveu-se a ideia de que um méson é  uma pequena corda com cargas em suas extremidades. "As ressonâncias dos  mésons, que correspondem aos pólos da amplitude de Veneziano, seriam  estados vibratórios dessas cordas", disse Witten.Metamateriais vão testar mudanças na estrutura do espaço-tempo
Gravitação quânticaDiferentes níveis de visualização da matéria: 1) cristal; 2) estrutura  molecular (átomos); 3) Átomo (prótons, nêutrons e elétrons); 4) Elétron;  5) Quarks; 6) Cordas. [Imagem: MissMJ/Wikimedia]


No entanto, a amplitude de Veneziano gerou descrições das interações  fortes entre partículas que são corretas apenas do ponto de vista  quantitativo. Outras descrições melhores surgiram e, por alguns anos, a  teoria das supercordas ficou no ostracismo."Desenvolvimentos posteriores mostraram que o aparente fracasso da  teoria das supercordas para explicar as interações fortes não era  definitivo. As outras descrições melhores aparentemente eram  equivalentes a uma parte ainda não descoberta da teoria das  supercordas", afirmou Witten.O principal motivo para a sobrevivência da teoria, no entanto, é que,  se ela era insuficiente para explicar as interações fortes, havia um  outro problema da física para o qual ela estava correta: a gravitação  quântica."A mecânica quântica e a gravidade existem no mundo real e, por isso,  precisamos de uma teoria da gravitação quântica. Mas ela não pode ser  compreendida com os algoritmos convencionais. A teoria das supercordas  tinha as características para isso", disse.Depois da formulação da Amplitude de Veneziano, segundo Witten,  descobriu-se que a teoria era incompatível com a massa que se atribuía  às partículas.Alguns físicos, então, foram ousados o suficiente para propor que a  teoria das supercordas havia sido mal interpretada: as cordas eram muito  menores do que se havia imaginado e descreviam a gravitação quântica."Com isso, a teoria foi conduzida novamente para uma nova direção que não poderia ter sido prevista antes", disse.&nbsp;&nbsp;
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Supersimetria e supergravidade e membranasEsse processo de transformação continuou ao longo dos anos e uma das  consequências desse desenvolvimento foi perturbadora: a teoria  estabelecia que o Universo deveria ter dez dimensões espaciais, além do  tempo."Isso deve ter parecido uma piada, na época. Mas, quando a teoria foi  reinterpretada como uma candidata para unificar todas as teorias de  partículas e forças elementares, as dimensões extras deram abertura para  que se derivasse toda a complexidade do mundo real a partir de um ponto  inicial", disse Witten.Os físicos descobriram então a supersimetria, descoberta que o  norte-americano considera como a principal contribuição que a teoria das  supercordas trouxe para prever tudo de novo que pode ser descoberto na  física de partículas."A supersimetria levou ao tema extraordinariamente rico da  supergravidade - que é a consequência da supersimetria ao descrever a  gravidade. A supersimetria e a supergravidade são na verdade o topo de  um iceberg muito maior: a teoria das supercordas se baseia em um novo  tipo de geometria que nós ainda não entendemos", afirmou.De alguma maneira, segundo Witten, existe um novo tipo de geometria  que não permite que se fale de "pontos" ou "linhas" no espaço-tempo, mas  na qual se pode falar de superfícies mínimas quânticas."Depois disso, alguns físicos começaram a se perguntar: por que parar  nas cordas? Por que não membranas? Havia uma boa resposta para isso: as  cordas funcionam melhor que as membranas por causa das propriedades  únicas dos números complexos. Mas, agora, sabemos que as membranas e os  objetos de maior dimensão não são parte de uma teoria alternativa. São,  de fato, parte da teoria das supercordas", afirmou.Velocidade de dobra pode ser possível, dizem físicos
Dualidade eletromagnéticaEnquanto isso, outra ideia era desenvolvida para desafiar os  paradigmas então estabelecidos pela teoria das supercordas: a dualidade  eletromagnética. Em meados da década de 1990, várias pistas sugeriam que  a simetria entre os campos elétricos e magnéticos tinha importância  estrutural para a teoria das supercordas."A implicação mais direta era o fato de que a dualidade  eletromagnética é importante na supergravidade. As várias vertentes -  como as membranas e a dualidade eletromagnética - foram integradas na  metade da década de 1990, gerando um novo paradigma", ressaltou.A partir daí, a teoria só pode ser compreendida em termos de mecânica  quântica. "Mas ela não podia ter apenas uma 'roupagem quântica'. Para  entendê-la, seria preciso, de certa forma, que ela desse uma nova  interpretação do que significa a mecânica quântica", disse.Sendo assim, de acordo com Witten, chegou-se a um novo paradigma: só  havia uma teoria das supercordas e ela se tornara a única candidata à  superunificação das leis da natureza."Na década de 1990, a visão predominante sobre o que significa a  teoria das supercordas e sobre como se pode tentar entendê-la foi, mais  uma vez, imensamente amplificada. Podemos perguntar: o que vem agora?  Qual a próxima grande mudança de perspectiva? Difícil saber. Talvez já  tenha havido, na última década, mais uma mudança de interpretação na  teoria, mas é difícil identificá-la sem o devido distanciamento", disse.Brasileiros participam da busca por teoria unificada da Física