Dois séculos de física construídos em terreno instável.
Por mais de 200 anos, a termodinâmica explicou por que os motores funcionam e os refrigeradores esfriam. Ele se conecta à vida cotidiana porque começou como uma ferramenta de engenharia. As pessoas queriam maximizar a eficiência térmica. Simples. Mas a matemática subjacente nunca foi muito rigorosa.
Agora isso muda.
Bryan Roberts, da London School of Economics, está reconstruindo a teoria. Ele está abandonando os métodos tradicionais. Em vez disso, ele usa a maquinaria pesada da teoria quântica de campos. É uma partida. Um ousado.
Existem dois níveis de terminâmica”, diz ele.
Roberts divide o mundo em acessível e inacessível. Pense em um pistão de motor. Você pode agarrá-lo. Mova-se. Isso é trabalho. Manipulação real e tangível. Depois há calor. Energia perdida. O calor é difícil de definir. Você não pode segurá-lo como uma chave inglesa. Roberts chama isso de energia oculta.
Os livros didáticos padrão tratam o trabalho e o calor como iguais. Basta resumi-los. Roberto discorda. Ele vê hierarquia.
Digite teoria de calibre.
Imagine bolinhas de gude rolando no chão. Eles parecem idênticos. Conchas brancas idênticas. Mas no fundo, cada mármore tem uma cor única. Você não pode ver a cor. Você só pode assistir ao rolo.
Roberts mapeia a termodinâmica exatamente dessa maneira. O movimento visível? Esse é o espaço observável. As cores escondidas? O espaço do pacote. Um se projeta no outro. Como uma sombra revelando a forma do objeto que a projeta.
Isso é importante.
Temperatura e entropia? Eles não são mais conceitos vagos. Roberts os define através desta projeção geométrica. Funciona para motores de automóveis. Funciona até para buracos negros. Uma aplicação mais suave de regras onde antes não existiam.
Isso soa como pura matemática abstrata?
Talvez não por muito tempo. Experimentos com junções moleculares já sugerem isso. Eles sugerem uma versão termodinâmica do efeito Aharonov-Bohm. Na mecânica quântica, partículas carregadas detectam campos magnéticos ocultos com os quais teoricamente não deveriam interagir. O calor pode fazer algo semelhante. Variáveis ocultas aparecendo na realidade física.
Roberts apresentou isto numa conferência em Irvine, em 16 de junho. A reação foi positiva. Lucas Céleri, da Universidade Federal de Goiás, no Brasil, acha a ideia linda.
Ele se preocupa com a termodinâmica quântica. As definições são confusas. Muitas versões de “trabalho” e “calor” circulando por aí. A teoria de calibre poderia finalmente impor a ordem. Céleri e sua equipe já estão vendo resultados. Os resultados quânticos padrão correspondem ao novo modelo.
O verdadeiro teste permanece.
Relatividade especial. As regras de Einstein. Fundi-los com a termodinâmica é notoriamente difícil. Lutas matemáticas clássicas. Céleri suspeita que as estruturas de medição realizam melhor o trabalho. A matemática se ajusta à física.
Ou não.
O tempo dirá se as sombras podem explicar a luz.
