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Supercordas

De que é feito o mundo?

Todas as partículas que conhecemos, assim como a maneira como interagem umas com as outras, são bem explicadas por um modelo, chamado Modelo Padrão, baseado no tratamento quântico de campos. Todavia, sabemos que esta teoria não é a última palavra; apesar de explicar as interacções electromagnéticas, as interacções fracas ( responsáveis por alguns decaímentos radiactivos) e as interacções fortes ( que ligam os quarks em protões e neutrões e estes em núcleos), não consegue incorporar a interacção conhecida há mais tempo e que domina a estrutura do Universo a grandes distâncias: a Gravidade. Quando se aplicam as ideias de base do modelo Padrão à gravidade o resultado é um absurdo!

As supercordas são uma das ideias mais promissoras para resolver este problema. Aqui, as entidades fundamentais são, não partículas, mas pequenas cordas ou mesmo membranas, cujas vibrações são as partículas; em certos limites as teorias de supercordas reproduzem a Gravitação, sem os absurdos acima referidos. Contudo, estas cordas têm que exisitir em mais do que 4 dimensões (3 de espaço e uma de tempo).

  • Porque não vemos as dimensões extra?
  • Haverá experiências que as possam evidenciar?
  • As supercordas conduzirão a uma unificação da gravidade com as outras interacções, ou não passam de uma curiosidade matemática, sem correspondência na realidade?
  • Podemos descrever buracos negros em teorias de supercordas?

Estas são algumas das questões que nos preocupam no CFP.

 

 

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Perguntas
  • O que é que a observação dos corpos mais distantes do Universo nos diz  sobre os seus primeiros segundos e sobre as suas leis fundamentais? 
  • Existem "Terras" a orbitar outras estrelas além do Sol?
  • As supercordas são o futuro da Física fundamental?
  • Como explicar as propriedades do material mais fino do mundo, uma única camada atómica de carbono (grafeno)?
  • Como usar um laser para "ver" dentro de um olho que ainda está a ser usado pelo seu legítimo dono?
  • Como  fazer os discos de computadores anda mais pequenos?
  • Como monitorar em tempo real os movimentos de um túnel ou de uma ponte?

 A investigação científica no Departamento de Física da FCUP cobre todos estes tipos de questões: desde as teorias mais  avançadas  na área da Gravitação Quântica, à investigação teórica e experimental sobre materiais, aos lasers de impulsos ultra-curtos, aos sensores em fibra óptica.

 Estas actividades decorrem no Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, no Centro de Física do Porto, e em dois Laboratórios Associados: Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores do Porto (INESC – Porto) e Instituto de Nanotecnologias (IN – Unidade IFIMUP).

Investigação no DFA