Os físicos argumentam que pode haver uma realidade diferente da nossa

Uma folha de grafeno curvada e esticada sobre outra folha curva cria um novo padrão que afeta o movimento da eletricidade através das folhas.

O novo modelo sugere que física semelhante poderia surgir se dois universos adjacentes pudessem interagir.

Os físicos às vezes inventam histórias malucas que parecem ficção científica. Algumas delas se revelam verdadeiras, como o fato de que a curvatura do espaço e do tempo descrita por Einstein foi finalmente confirmada por medições astronômicas. Outros permanecem apenas uma possibilidade ou uma curiosidade matemática.

Em um novo artigo na Physical Review Research, o colega JQI Victor Galicki e o estudante de doutorado JQI Alireza Parkhiskar exploraram a fantástica possibilidade de que nossa realidade seja apenas meio par de mundos em interação.

Seu modelo matemático pode fornecer novos insights sobre as características básicas da realidade – incluindo por que nosso universo está se expandindo dessa maneira e como ele se relaciona com os comprimentos mais curtos permitidos pela mecânica quântica.

Esses tópicos são cruciais para a compreensão do nosso universo e fazem parte de um dos maiores mistérios da física moderna.

Um par de cientistas se deparou com esse novo visual examinando folhas de grafeno – camadas atômicas individuais de carbono em um padrão hexagonal repetido.

Eles perceberam que experimentos que estudavam as propriedades elétricas de folhas de grafeno empilhadas produziam resultados que se assemelhavam a pequenos universos e que o fenômeno subjacente poderia se estender a outras áreas da física.

Em pilhas de grafeno, novas propriedades elétricas emergem de interações entre folhas individuais, então talvez uma física única possa emergir da mesma forma de camadas interativas em outros lugares – talvez em teorias cosmológicas sobre todo o universo.

As propriedades elétricas únicas do grafeno e a possível conexão de que nossa realidade possa ser geminada em algum lugar se devem à física especial criada por suas fórmulas chamadas de fórmulas moiré.

Padrões moiré surgem quando dois padrões repetidos – dos hexágonos dos átomos nas folhas de grafeno às malhas das telas das janelas – se sobrepõem e uma camada se torce, se desloca ou se estica. Os padrões que surgem neste caso podem se repetir por longos períodos em comparação com os padrões básicos.

Nas pilhas de grafeno, novos padrões mudam a física que está acontecendo nas folhas, em particular o comportamento dos elétrons. Em um caso especial chamado “grafeno de ângulo mágico”, o padrão moiré se repete cerca de 52 vezes mais do que o padrão de folhas individuais e o nível de energia que governa o comportamento dos elétrons.

Galicki e Parkhiskar perceberam que a física de duas folhas de grafeno pode ser pensada como a física de dois universos bidimensionais nos quais os elétrons saltam periodicamente de um universo para outro.

Isso inspirou alguns a generalizar a matemática para aplicá-la a universos que consistem em qualquer número de dimensões, incluindo nossas próprias quatro dimensões, e a investigar se fenômenos semelhantes de padrão moiré poderiam surgir em outras áreas da física. Isso deu início a uma pesquisa que os colocou frente a frente com um dos problemas fundamentais da cosmologia.