O que é quebra espontânea de simetria?
A quebra espontânea de simetria é um fenômeno que ocorre na física e na natureza quando um sistema simétrico apresenta um estado de menor simetria. Isso significa que o sistema não é mais simétrico em relação a todas as suas propriedades, mas apenas em relação a algumas delas. Esse estado de menor simetria é geralmente mais estável do que o estado simétrico original, o que significa que o sistema tende a se mover para esse estado. A quebra espontânea de simetria é um dos conceitos mais importantes da física moderna.
Como ocorre a quebra espontânea de simetria?
A quebra espontânea de simetria ocorre quando as interações entre as partículas em um sistema levam ao surgimento de um estado de menor energia e menor simetria. Isso pode acontecer em sistemas físicos que são inicialmente simétricos, como um ímã que é simétrico em relação a todas as direções. Quando o ímã é resfriado abaixo de uma certa temperatura, as interações entre os átomos do ímã levam a quebra espontânea de simetria, e o ímã se torna magnetizado em uma direção específica.
Exemplos de quebra espontânea de simetria na natureza
A quebra espontânea de simetria é um fenômeno muito comum na natureza. Um exemplo é a formação de cristais, que são formados por átomos que se organizam em uma estrutura simétrica, mas que apresentam uma menor simetria em relação às vibrações dos átomos. Outro exemplo é o surgimento de vórtices em fluidos turbulentos, que são causados pela quebra espontânea de simetria das forças de fricção entre as partículas do fluido.
Aplicações da quebra espontânea de simetria na física e tecnologia
A quebra espontânea de simetria tem uma série de aplicações na física e na tecnologia. Em física de partículas, a quebra espontânea de simetria é fundamental para explicar a massa das partículas elementares, como o bóson de Higgs. Na tecnologia, a quebra espontânea de simetria é utilizada em supercondutores, que são materiais que apresentam uma resistência elétrica muito baixa, e em dispositivos eletrônicos como transistores e diodos, que são baseados em materiais semicondutores que apresentam estados de menor simetria.