domingo, 17 de fevereiro de 2013

O Zen e a Física

Cientista Brasileiro Desenvolveu Teoria das Cordas que Calcula Exatamente o Novo Raio do Próton. 

O cientista brasileiro citado no artigo é praticante do zen budismo, ligado à Comunidade de Florianópolis, e líder do grupo de prática do zen em Rio do Sul SC



"PYU: Posso afirmar que o Zen Budimo teve grande influência sobre dois aspectos do meu trabalho. Em primeiro lugar meu trabalho é rico em dualidades opostas que significam a mesma coisa. Por exemplo no modelo UST as “bolinhas” que eu citei tem o nome técnico de uspheres. Sob um ponto de vista uma usphere é a menor coisa do universo tendo o seu diâmetro igual ao comprimento de Planck. Em outro ponto de vista o universo inteiro pode estar contido dentro de uma única usphere.  Um texto budista famoso  diz o seguinte:”...das coisas pequenas ela é a menor de todas, das coisas grandes é e maior de todas”. A mesma coisa pode ser dita sobre a usphere...
O segundo aspecto e que alguns detalhes de meu trabalho vieram de forma intuitiva, com “insights” ocorrendo em momentos que eu estava praticando meditação Zen Budista.  Por exemplo, durante uma meditação profunda “ouvi” a frase “prótons são como cebolas” proferida com a voz do personagem de desenho animado Shrek (no desenho ele fala a frase “ogros são como cebolas”). Alem disso em momento de meditação “visualizei” algumas imagens que resolveram problemas em que eu estava trabalhando, como por exemplo dois elétrons colidindo ao formar um átomo de hidrogênio. Creio que são acessos ao meu inconsciente (ou algum inconsciente coletivo) facilitados pela meditação Zen."


Entrevista:

 
O mais recente problema que ocupa a mente dos físicos no mundo todo está sendo denominado “The proton size puzzle” (O enigma do tamanho do próton). Isto começou em 2010 quando o cientista alemão Randolf Pohl liderando uma equipe composta por mais de 30 físicos de todo o mundo publicou um artigo na revista Nature, onde medições mais precisas do tamanho do próton mostraram um raio 4% menor que o valor esperado.  No inicio de 2013 um novo experimento realizado na Suíça confirmou o valor obtido na Alemanha, praticamente eliminando o risco de ser apenas um erro experimental.
 
Neste cenário o cientista brasileiro Policarpo Yōshin Ulianov  apresentou uma equação que calcula o novo raio do próton com um erro de apenas 0.04% e também explicou o fato do próton ter “encolhido”.
 
Ulianov que é membro da comunidade   Zen Budista de Florianópolis, concedeu uma entrevista exclusiva ao Blog O Pico da Montanha onde fala sobre com resolveu o enigma do tamanho do proton.
 

 
Pico da Montanha: Dr. Ulianov, como o tamanho do próton pode ser medido?
 
Policarpo Yōshin Ulianov: E muito comum na física que os cientistas queiram medir propriedades das partículas de matéria e energia buscando sempre aprimorar o valores que foram historicamente estabelecidos como padrão. No caso do próton por exemplo temos algumas características mais básicas como a massa que são fáceis de medir pois eles podem medir o peso total de um grande numero (conhecido ou estimado) de prótons e dividir o peso obtido por este numero. No caso da medição do raio do próton é preciso medir o tamanho de um único próton, que é muito pequeno e não pode ser medido diretamente.  Assim por exemplo o tamanho do próton mais preciso que tínhamos até 2010 foi obtido com base em um átomo de hidrogênio, onde um único elétron esta em orbita em torno de um único próton, sendo que medições realizadas (por meio de feixes de lazer) das orbitas do elétron permitem calcular o tamanho do próton.
 
 
PdM: E o que seria o “proton size puzzle”?
 
PYU: O “proton size puzzle” que podemos traduzir livremente como “enigima do tamanho do próton” surgiu quando o cientista alemão Randolf Pohl decidiu realizar um experimento mais preciso para medir o raio do próton usando um átomo de hidrogênio onde o elétron foi trocado por um múon formando um átomo de hidrogênio muónico. O múon é uma partícula que tem a mesma carga do elétron  mas sua massa é 200 vezes maior, e desta forma ele gira em torno do próton numa orbita muito mais próxima do que o elétron, o que possibilitaria uma medição muito mais precisa do tamanho do próton.  Entretanto o resultado obtido pelo Dr. Pohl com o hidrogênio muónico ficou 4% abaixo do valor padrão de raio do próton obtido no átomo de hidrogênio “normal”.
 
 
PdM: Mas 4% não é um erro bem pequeno?
 
PYU: Parece pequeno mas não é. Historicamente o valor do próton foi sendo medido com uma precisão cada vez maior e o experimento com hidrogênio devia gerar um valor próximo do raio padrão do próton com um erro estimado da ordem de  0,01%. Assim o erro obtido foi 400 vezes maior do que o esperado e os cientistas não sabem explicar por que isto ocorre.
 
 
PdM: Não poderia ser um erro no experimento realizado?
 
PYU: Temendo um erro experimental prático ou teórico, antes de publicar o resultado na revista Nature, o Dr. Pohl passou 12 anos repetindo e aprimorando o experimento e reuniu uma equipe de mais de 30 físicos para conferir a parte de cálculos. Depois da publicação o experimento com hidrogênio muónico foi repetido na Suíça pela equipe do Dr. Aldo Antognini, sendo obtido um valor praticamente igual ao obtido na Alemanha. Esta confirmação levanta serias dúvidas sobre o modelo teórico denominado eletrodinâmica quântica, a teoria fundamental da força eletromagnética que até hoje passou pelos testes mais severos da física.
 
 
PdM: E qual seria a explicação para a diferença de 4% observada?
 
PYU: Existem basicamente duas explicações. O modelo usado para descrever a iteração do próton e do elétron contém um erro ou de fato o próton muda de tamanho dependendo da partícula com a qual esta associado.
 
 
PdM: Mas por que isto é algo tão importante para a física moderna?
 
PYU: Quando uma teoria física erra na predição do resultado de um experimento isto mostra que existem falhas nesta teoria, abrindo espaço para que novas teorias surjam, como é o caso por exemplo da Teoria das Cordas que eu desenvolvi em 2005.
 
 
PdM:Poderia falar rapidamente desta teoria?
 
PYU: A teoria que denominei UST (Ulianov String Theory) é uma nova teoria das cordas que considera que todas as partículas de matéria e energia são análogas a colares de perolas, ou seja seqüência de “bolinhas” muito pequenas, onde cada bolinha pode assumir um valor de carga elétrica positiva ou negativa. Na UST todos as cordas tem um mesmo tamanho, mas elas se enrolam  formando “voltas básicas”. E em cada volta existe um ponto de quebra a bolinha assume um valor de massa.  Isto pode ser observado na figura a seguir onde uma corda contendo 30 cargas negativas (bolinhas vermelhas) é dividida em 3 voltas básicas, cada uma contendo 10 bolinhas. A mesma corda é a seguir dividida em 6 voltas básicas, com 5 bolinhas por volta. No final de cada volta básica surge uma bolinha com massa, representada em preto. 


PdM: Isto significa que quanto maior o tamanho de cada volta básica, menor será a massa total?
 
PYU: Isto mesmo. As voltas básicas de uma corda se organizam lado a lado no espaço, formando uma membrana. Na UST, por exemplo a corda que forma um elétron tem voltas básicas em forma de semicírculos,  que se juntam uma ao lado da outra, como os gomos de uma laranja. Assim o elétron assume a forma uma casca esférica, como se fosse uma bola de borracha pintada de vermelho, com um único ponto preto pintado  formado pela união de todas as massas, conforme mostrado na figura a seguir.
 
 
 
Veja ilustrações aqui:
 

No caos do próton as voltas básicas têm carga positiva e são bem menores, formando uma esfera sólida, composta por camadas sucessivas como as cascas de uma cebola, conforme mostrado na figura abaixo.

A figura a seguir mostra o modelo UST para o átomo de hidrogênio, onde um elétron captura o próton em seu interior.


PdM: Mas o elétron não e apenas uma bolinha bem pequena que gira em torno do núcleo? 
 
PYU: Este modelo de elétrons orbitando o núcleo atômico foi derivado do modelo de planetas em orbita do sistema solar. Entretanto não foi possível determinar experimentalmente a posição e a velocidade deste “elétron bolinha”. Este fato  levou o físico alemão Heisenberg a formular o famoso principio da incerteza no qual o elétron e modelado por uma função de onda. Este tipo de função define a probabilidade de encontrar elétron em um dado local do espaço em torno do núcleo. Para o átomo de hidrogênio esta função representa uma nuvem que define o orbital do elétron, conforme mostrado na figura a seguir.  
 

O modelo de elétron na UST obedece às mesmas funções de onda do modelo padrão, mas o resultado das equações é associado a um valor efetivo de carga elétrica.


PdM: Poderia explicar isto de forma mais simples?
 
PYU: Imagine que seja solicitado a um cientista que instale alguns sensores para medir a  posição e velocidade de um corredor em uma pista oval de atletismo com 500 metros de comprimento. O cientista não estará presente no dia da prova e recebe apenas os dados dos sensores. Na execução colocamos 100 atletas correndo em torno da pista ao invés de apenas um. O cientista colhe os dados e observa espantado: Quando meço a velocidade do atleta com precisão não consigo medir sua posição precisa e vice-versa.   Assim o cientista modela o atleta como uma faixa pintada sobre a pista que indica a posição mais provável do atleta estar, com por exemplo a probabilidade de 0,2% de achar um atleta em cada metro linear de pista. Para um total de 100 atletas isto  equivale  ter 1 atleta para cada 5 metros de pista, o que da fato esta ocorrendo no teste. Assim partindo de um modelo errado (um único atleta na pista) o cientista chegou a uma resposta certa (existe um atleta para cada 5 metros de pista), mas não sabe ainda interpretar o significado final deste resultado, pensando ainda em probabilidade de achar o atleta a cada metro  ao invés de quantidade de atletas por metro. 
 
 
PdM: Onde entra neste modelo o tamanho do próton?
 
PYU: No meu modelo o tamanho do próton esta ligado ao comprimento da corda básica que por sua vez define a massa do próton. Desta forma a partir da massa do próton posso calcular o seu tamanho, obtendo o raio do próton (rp) através da seguinte formula: 

Onde c representa a velocidade da luz, mp representa a massa do próton, e  é a constante de Planck reduzida. 
 
Para este calculo o raio do próton é igual a 0.84123fm (fm significa femtômetro ou 0,000000000000001 metros). Quem tiver interesse, basta pegar o valor destas contastes físicas, aplicar na formula acima que obterá este valor.
 
Eu deduzi esta formula em 2005, mas ela ficou 4% abaixo do valor padrão de raio do próton que é de 0.8775fm. Como 4% é um erro muito grande, naquela época não foi possível obter uma comprovação prática para minhas teorias.
 
 
PdM: Mas este erro de 4% não é o mesmo obtido pela equipe do Dr. Pohl?
 
PYU: Sim o valor que eles obtiveram foi de 0.8418fm ficando apenas 0,07% acima do meu valor. A nova medida mais precisa publicada em 2013 foi de 0.8408fm ou seja 0.04% abaixo do meu valor. Quando li o artigo do Dr. Pohl entrei em contato com ele apresentando a minha formula!
 
 
PdM: E ele aceitou o seu resultado?
 
PYU: O Dr. Pohl concordou que a minha formula calcula com precisão o valor que eles obtiveram experimentalmente, mas não consegue aceitar os modelos de elétron e de próton propostos na UST.
 
 
PdM:Por que não?
 
PYU: Os modelos da UST são muito diferentes dos modelos que hoje são aceitos pela física e os físicos são muito cautelosos quanto a novidades. O Dr. Pohl por exemplo levou 12 anos para verificar que não existiam erros no seu experimento e ainda esta procurando erros no modelo  que da base ao experimento com hidrogênio muónico, sem aceitar que de fato o próton muda de tamanho dependendo da partícula com a qual esta associado.
 
 
PdM: Se e tão difícil para estes cientistas aceitar modelos novos como  o “enigma do tamanho do próton” pode ser resolvido?
 
PYU: Felizmente o “enigma do tamanho do próton” se tornou um problema que ocupa a mente de físicos em todo o mundo. Basta um físico mais renomado de mente mais aberta tomar conhecimento da minha formula e da solução que eu estou propondo para ver que a mesma faz sentido. Um erro de 0.04% não pode ser fruto de coincidência. Alem disso tenho um artigo divulgado na internet que deduz esta equação passo a passo.
 PdM: Mas alem desta formula que calcula o raio do proton, qual a sua explicação para o “enigma do tamanho do próton”?
PYU: O valor de raio de próton que eu obtive considera um próton sozinho isolado no espaço.  Com base nesta informação creio  que a pergunta atualmente feita pelos cientistas (por que o próton encolheu?) esta errada.
 

PdM: E qual seria a pergunta certa?

PYU: Para resolver o “proton size pluzze” devemos responder a duas perguntas:
 
1 - Por que o próton aumenta de tamanho ao formar um átomo de hidrogênio?
2 - Por que o próton não varia  de tamanho ao se associar com o múon?

PdM: E quais são as suas repostas para estas questões?
 
PYU: A resposta da primeira questão pode ser dada por qual quer aluno de segundo grau que observar a figura abaixo:





PdM: Lembro apenas das aulas de física que cargas elétricas opostas se atraem. Olhando a sua figura parece que as cargas negativas do elétron geram forças de atração sobre as cargas do próton que tendem a esticar o próton e encolher o elétron. 
 
PYU: Isto mesmo as cargas do elétron geram um campo de  forças radial sobre o próton que tendem a aumentar o seu raio. Eu creio que assim o raio do próton fica 4% maior.  
 
PdM: Mas não seria a mesma coisa com o múon? Ele também não esticaria o próton.
 
PYU: Na UST o múon forma uma membrana semelhante ao elétron, mas com massa 200 vezes maior o que indica que a volta básica do múon é 200 vezes menor que no elétron. Assim o muon não consegue capturar o próton em seu interior e apenas orbita em torno do próton, conforme mostrado na figura abaixo.


PdM: Neste caso a força do múon sobre o próton esta apenas em uma direção, sem tender a esticá-lo.  Por isto o tamanho do próton interagindo com o múon é o mesmo tamanho do próton isolado no espaço?
 
PYU: Isto mesmo! O conceito básico e tão simples que olhando a figura acima mesmo um estudante de segundo grau pode resolver o enigma do tamanho do próton.  
 
PdM: Mas se é assim simples por que os físicos não aceitam esta solução?
 
PYU: Eles ainda estão fazendo a pergunta errada (por que o próton encolheu no hidrogênio muonico). Alem disso para aceitar a minha solução eles precisar quebrar 6 ou 7  paradigmas básicos do modelo atual. Minha proposta demanda por exemplo uma revisão do próprio principio da incerteza de Heisenberg, e  reinterpretação das funções de onda do elétron, que são dois pilares da mecânica quântica...
 
 
PdM: Em termos práticos o que a sua proposta significa? Qual benefício traria?
 
PYU: Alem de entender melhor como funciona o universo, meu modelo de elétron  tem por exemplo o potencial de explicar exatamente como os supercondutores funcionam e assim dar uma base para o desenvolvimento de supercondutores mais eficientes, mais baratos e que suportam maiores temperaturas, o que gera uma serie de aplicações práticas para transmissão de energia e transporte.
 
 
PdM: O Zen Budismo teve alguma influencia no desenvolvimento do seu trabalho?
 
PYU: Posso afirmar que o Zen Budimo teve grande influência sobre dois aspectos do meu trabalho. Em primeiro lugar meu trabalho é rico em dualidades opostas que significam a mesma coisa. Por exemplo no modelo UST as “bolinhas” que eu citei tem o nome técnico de uspheres. Sob um ponto de vista uma usphere é a menor coisa do universo tendo o seu diâmetro igual ao comprimento de Planck. Em outro ponto de vista o universo inteiro pode estar contido dentro de uma única usphere.  Um texto budista famoso  diz o seguinte:”...das coisas pequenas ela e a menor de todas, das coisas grandes é e maior de todas”. A mesma coisa pode ser dita sobre a usphere...
 
O segundo aspecto e que alguns detalhes de meu trabalho vieram de forma intuitiva, com “insites” ocorrendo em momentos que eu estava praticando meditação Zen Budista.  Por exemplo, durante uma meditação profunda “ouvi” a frase “prótons são como cebolas” proferida com a voz do personagem de desenho animado Shrek (no desenho ele fala a frase “ogros são como cebolas”). Alem disso em momento de meditação “visualizei” algumas imagens que resolveram problemas em que eu estava trabalhando, como por exemplo dois elétrons colidindo ao formar um átomo de hidrogênio. Creio que são acessos ao meu inconsciente (ou algum inconsciente coletivo) facilitados pela meditação Zen.
 
 
PdM: Como as pessoas podem ter acesso ao seu trabalho?
 
PYU: Todos os artigos que eu escrevi estão publicados nesta pagina:
 
 
Os links abaixo tratam dos temas desta entrevista:
 
 
 
Emergência do Paradigma Elétron-Membrana: http://vixra.org/abs/1302.0083
 
 
Nova teoria das cordas: http://vixra.org/abs/1302.0086
 
 
Dedução do raio do próton: http://vixra.org/abs/1302.0085

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