"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:
