A Idéia de Behram Kursunoglu

A nova teoria da eletrodinâmica quântica dissimula a “verdadeira natureza” da carga elétrica e da massa que carrega essa carga na trama cinzenta daquilo que foi chamado “renormalização de carga e massa”. As equações da eletrodinâmica quântica que contém os parâmetros carga e massa não produzem de algum modo, em todos os casos, resultados observáveis finitos. Todos os cálculos que contém a massa e a carga, levam à respostas “infinito”, a menos que esses infinitos sejam embutidos de uma maneira engenhosamente formulada e sejam por “decreto” equacionados para os resultados finitos observados. Este era o conceito da “renormalização” e as regras para ele foram “logicamente” e “iniqüamente” estabelecidas tal que qualquer um no campo computaria para qualquer processo eletromagnético (emissão, absorção, espalhamento de partículas e fótons, criação e aniquilação de partículas e anti-partículas, etc.) um resultado finito em boa concordância com a experiência. Isto era tão convincente que os mais renomados Físicos aceitaram como uma resposta final às dificuldades da teoria quântica relativística e adotaram a “renormalizibilidade” de uma teoria física como um princípio da física. Tudo isso foi feito à custa da lesão da mais “apaixonante” e interessante região da partícula elementar: sua constituição interior.

Por exemplo, na eletrodinâmica clássica, a energia potencial de uma partícula puntiforme com carga elétrica e é definida como e2/r, onde r é sua distância em relação à outra carga e. Assim, sua energia própria, isto é, a energia computada para r=0 é obviamente uma quantidade infinita. Energia própria na teoria quântica, como um problema de um “corpo infinito”, assume uma forma muito mais complicada e é, mesmo após o procedimento de renormalização, ainda uma quantidade infinita. Uma vez que a energia própria não aparece diretamente nos resultados calculados da eletrodinâmica quântica, os inventores do esquema de renormalização ocultaram-na sob o tapete e dessa maneira revelaram o fato de que a “renormalização” contornava dificuldades básicas da eletrodinâmica quântica sem resolver os problemas atuais.

Experiências têm demonstrado agora a existência de cerca de 200 partículas diferentes que interagem por via de algumas ou todas as chamadas quatro interações fundamentais conhecidas: forte, eletromagnética, fraca e gravitacional (mais fraca que a fraca). A massa, ou mais geralmente a energia, é a fonte do campo gravitacional e a sua esfera de influência como uma força de atração se estende a distâncias infinitas. Por essa razão ela é classificada como uma força de “longo alcance”. Para finalidades mais práticas, a influência da gravitação (mesmo se causada pela existência de massa) na proliferação de partículas elementares e no seu comportamento geral é ignorada. A carga elétrica é a fonte do campo eletromagnético e sua esfera de influência na forma de forças atrativas e repulsivas também se estende a distâncias infinitas e, assim, é um segundo exemplo fundamental de uma “força de longo alcance”. A razão da força eletromagnética entre duas cargas elétricas e com igual massa m para a força gravitacional entre as massas é dada por:

e2 / Gm2 = 1040 ,

onde m é a massa de um elétron e G é a constante gravitacional que aparece na lei de gravitação universal de Newton. Daqui se conclui que o erro que se comete ao desprezar a influência da força gravitacional no comportamento da partícula elementar é, sem dúvida, muito pequeno. Todavia, mesmo quando a interação gravitacional é omitida, o sucesso da eletrodinâmica quântica não poderia ser estendido a uma compreensão real das forças nucleares que agem somente sobre curtas distâncias, da ordem de 10-15 a 10-13 cm. Além disso, experiências realizadas com partículas como elétrons, prótons e fótons a muito altas energias (de 100 a 500 bilhões de eV) têm, sem qualquer sombra de dúvida, revelado que não somente partículas pesadas como o próton e o nêutron (barions), mas também uma partícula leve como o elétron (lepton), que tem massa 1/2.000 vezes a massa do próton, têm uma estrutura complexa (estendida) e, de fato, interagem fortemente a muito altas energias. Experiências têm dado assim, evidências indicando uma unidade básica de todas as interações. A intensidade e o alcance das interações fortes foram descobertas ser dependentes da energia, e a forma dessa dependência lança dúvidas em algumas das convicções mais aceitas como, por exemplo, que um elétron ou um fóton não exibem interações fortes.

O quadro emergente da breve discussão acima sobre o “status” atual do assunto, aponta para a unidade de todas as interações fundamentais. Esta indicação da unificação da física ou, mais geralmente, da ciência, tem um apelo estético e filosófico.

Nas três seções seguintes, Kursunoglu tentará resumir a evolução de alguns esforços e, em particular, concentrar-se-á mais nos últimos progressos feitos em sua própria pesquisa (teoria da gravitação generalizada) para conexão entre o menor (a partícula elementar) e o maior (o universo).

 

Kursunoglu, B. – A Non-Technical History of the Generalized Theory of Gravitation Dedicated to the Albert Einstein Centennial – Center for Theoretical Studies, University of Miami, Coral Gables, Florida 33124 – USA.

Os Primórdios da Eletrodinâmica Quântica

Uma Nova Carga

Um Novo Vácuo

Um Novo Spin

Uma Nova Força

Um Novo Papel para a Força Gravitacional

Uma Nova Energia Própria

Um Novo Universo

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