A física de muitos corpos a baixíssimas temperaturas apresenta fenômenos que não se manifestam em nenhuma outra circunstância. Podem ocorrer efeitos coletivos onde um conjunto de partículas se organiza formando uma entidade – chamada quasipartícula – que se comporta como se fosse uma única partícula livre quântica. O conceito de quasipartícula só faz sentido em sistemas constituídos por um grande número de partículas. Um ótimo exemplo de como são conduzidas investigações destes fenômenos é apresentado no trabalho recém-publicado por um trio do Instituto de Física de São Carlos, da Universidade de São Paulo.
O estudo teórico investiga excitações em condensados de Bose-Einstein, um estado da matéria em que há tão pouca energia de movimento – a uma temperatura muito próxima do zero absoluto – que uma fração significativa de partículas seguindo estatística de Bose-Einstein passa a se comportar em uníssono, como se fossem uma só. Esta fração constitui o condensado onde a passagem de uma partícula carregada pode produzir excitações da polarização na forma de quasiparticulas conhecidas como polarons.
Mônica Andrioli Caracanhas, Vanderlei Salvador Bagnato e Rodrigo Pereira investigaram a dinâmica dos polarons em um condensado e descobriram características importantes dessas quasipartículas. Os polarons são assim chamados porque não são propriamente partículas, e sim cargas e campos de polarização. Não obstante apresentam diversas propriedades análogas às de uma partícula, sem que ela possa ser isolada – uma possibilidade curiosa da mecânica quântica.
Na pesquisa, os cientistas demonstram formalmente um modelo de formação de polaron que apresenta dispersão parabólica (modo de Tkachenko).
Para ler o trabalho, publicado na última edição do periódico “Physical Review Letters”, clique aqui (acesso livre) ou aqui (para assinantes).