“Ele fornece uma estrutura natural, ou um mecanismo de contabilidade, para montar um grande número de diagramas de Feynman”, disse Marco Spradlinum físico da Brown University que vem aprendendo as novas ferramentas da superfícielogia. “Há uma compactação exponencial na informação.”
Ao contrário do amplituedro, que exigia partículas exóticas para fornecer um equilíbrio conhecido como supersimetria, a superfícielogia aplica-se a partículas mais realistas e não supersimétricas. “É completamente agnóstico. Não dá a mínima para a supersimetria”, disse Spradlin. “Para algumas pessoas, inclusive eu, acho que isso foi realmente uma grande surpresa.”
A questão agora é se esta nova abordagem geométrica mais primitiva da física de partículas permitirá que os físicos teóricos escapem completamente dos limites do espaço e do tempo.
“Precisávamos encontrar um pouco de magia, e talvez seja isso”, disse Jacob Bourjailyfísico da Universidade Estadual da Pensilvânia. “Se isso vai acabar com o espaço-tempo, não sei. Mas é a primeira vez que vejo uma porta.”
O problema com Feynman
Figueiredo sentiu em primeira mão a necessidade de alguma nova magia durante os últimos meses da pandemia. Ela estava lutando com uma tarefa que desafia os físicos há mais de 50 anos: prever o que acontecerá quando as partículas quânticas colidirem. No final da década de 1940, foram necessários um esforço de anos por parte de três das mentes mais brilhantes da era pós-guerra – Julian Schwinger, Sin-Itiro Tomonaga e Richard Feynman – para resolver o problema das partículas eletricamente carregadas. Seu eventual sucesso lhes renderia um Prêmio Nobel. O esquema de Feynman era o mais visual, por isso passou a dominar a forma como os físicos pensam sobre o mundo quântico.
Quando duas partículas quânticas se juntam, tudo pode acontecer. Eles podem se fundir em um, dividir-se em muitos, desaparecer ou qualquer sequência dos itens acima. E o que realmente acontecerá é, em certo sentido, uma combinação de tudo isso e de muitas outras possibilidades. Os diagramas de Feynman rastreiam o que pode acontecer encadeando linhas que representam as trajetórias das partículas através do espaço-tempo. Cada diagrama captura uma sequência possível de eventos subatômicos e fornece uma equação para um número, chamado “amplitude”, que representa as chances de essa sequência ocorrer. Some amplitudes suficientes, acreditam os físicos, e você obterá pedras, edifícios, árvores e pessoas. “Quase tudo no mundo é uma concatenação de coisas que acontecem continuamente”, disse Arkani-Hamed. “Apenas coisas boas e antigas ricocheteando umas nas outras.”
Há uma tensão intrigante inerente a essas amplitudes – uma tensão que irritou gerações de físicos quânticos, desde os próprios Feynman e Schwinger. Poderíamos passar horas diante de um quadro-negro desenhando trajetórias bizantinas de partículas e avaliando fórmulas assustadoras apenas para descobrir que os termos se cancelam e expressões complicadas se dissolvem para deixar para trás respostas extremamente simples – em um exemplo clássico, literalmente o número 1.
“O grau de esforço necessário é tremendo”, disse Bourjaily. “E todas as vezes, a previsão que você faz zomba de você com sua simplicidade.”
