3 de mai de 2012

Campos magnéticos podem enviar partículas para o infinito


Site Inovação Tecnológica
Com informações do SINC

Escapar para o infinito

Construa uma "estrada magnética", um plano com um campo magnético, e você será capaz de enviar partículas eletricamente carregadas para o infinito - elas não vão parar nunca mais.
É o que garantem dois matemáticos da Universidade Complutense de Madri, na Espanha.
Eles demonstraram matematicamente que as partículas podem "escapar para o infinito".
"Se uma partícula 'escapa' para o infinito, isso significa duas coisas: que ela nunca irá parar, e 'algo mais'," afirmou o professor Antonio Diaz-Cano, um dos autores da teoria.
O "nunca irá parar" pode ser contornado, bastando aprisionar a partícula, forçando-a a ficar eternamente fazendo círculos ao redor de um ponto, nunca deixando um espaço fechado.
Entretanto, o "algo mais" significa que a partícula pode ir além desses limites.
"Se imaginarmos uma superfície esférica com um grande raio, a partícula irá cruzar a superfície tentando sair dela, não importando quão grande o raio possa ser," escrevem os dois matemáticos.

Complexidade infinita

Uma das condições para escapar para o infinito é que o campo magnético seja gerado por loops de corrente situados no mesmo plano de movimentação da partícula.
A outra é que a partícula esteja em algum ponto do plano e a uma determinada distância do campo magnético. E que seu movimento inicial seja paralelo a esse plano.
"Nós não estamos dizendo que estas são as únicas condições para escapar para o infinito, pode haver outras. Mas, nesse caso, nós confirmamos que o fenômeno ocorre," garante Diaz-Cano.
De fato, os pesquisadores admitem que as condições ideais para que o fenômeno ocorra são "um campo magnético e nada mais".
"Nós gostaríamos de ter sido capazes de testar algo mais geral, mas as equações são muito mais complexas," completa.

Campos magnéticos podem enviar partículas para o infinito
Os matemáticos não sabem se seria possível usar o campo magnético dos planetas para que as partículas escapem para o infinito porque as equações para calcular isso são complexas demais. [Imagem: Peter Reid]


Fusão nuclear e aceleradores de partículas

O problema é que a realidade tem suas próprias complexidades, como o atrito, por exemplo.
Mas tampouco isso invalida a teoria e não impedirá que experimentalistas comecem a testar o conceito muito rapidamente: na física do plasma, por exemplo.
Eventualmente o fenômeno poderá ter impacto na área de fusão nuclear, onde os físicos e engenheiros ainda não sabem exatamente como confinar o plasma dentro de campos magnéticos.

Aceleradores com os do Grande Colisor de Hádrons (LHC) também usam campos magnéticos para acelerar partículas.
Embora nesse caso não interesse aos físicos que as partículas escapem para o infinito, mantê-las fazendo círculos ao infinito, adquirindo cada vez mais velocidade, pode ser algo muito interessante.

Campos magnéticos podem enviar partículas para o infinito
O projeto de fusão nuclear ITER já está em construção, embora os engenheiros ainda não saibam como confinar o plasma em seu interior. [Imagem: ITER Consortium]



O que é infinito?

Se você acha que a ideia de "escapar para o infinito" é estranha, você não está sozinho. Afinal, o infinito não cobre tudo?
Não há uma resposta direta a essa pergunta. Afinal, a existência do infinito tem sido debatida desde os tempos da Grécia antiga.
O fato de que o conceito pode levar a contradições lógicas desenvolveu o chamado "medo do infinito", uma dúvida que tem-se mantido ao longo de séculos.
No início do século XX, o matemático alemão David Hilbert (1862-1943) afirmou que a matemática está "repleta de erros e absurdos, em grande parte devido ao infinito".
Alguns especialistas acreditam que o debate não avançou muito desde a antiguidade porque permanece aberta a discussão sobre o infinito atual ou real (entendido como um todo) e o infinito potencial (que cresce ou se divide sem fim) como Aristóteles considerava.
No entanto, é igualmente verdade que os matemáticos desenvolveram algumas habilidades para lidar com o infinito.
A maior contribuição veio com o trabalho do russo Georg Cantor (1845-1918), que introduziu diferentes tipos de infinito.
Por exemplo, um infinito enumerável - conjuntos de elementos que podem ser contados com os números naturais - não é o mesmo que um infinito contínuo - próprio de conjuntos como a reta.
Um dos grandes problemas da matemática durante o século XX foi a "hipótese do contínuo", que consiste, essencialmente, em saber se há um "infinito intermediário" entre os infinitos enumerável e contínuo.
Mas o problema do infinito não está restrito à matemática: há também um infinito físico.
E infinito, fisicamente falando, pode ter dois significados, um prático e outro cosmológico: por exemplo, o Universo é finito ou infinito?
Se tudo isso transcende a finitude do seu raciocínio, pelo menos agora você pode se consolar: é possível escapar para o infinito.

Bibliografia:

Escape to infinity in the presence of magnetic fields
Antonio Díaz-Cano Ocaña, F. González-Gascón
Quarterly of Applied Mathematics
Vol.: 70 (1): 45-51
DOI: 10.1090/S0033-569X-2011-01248-4



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