Volta à página inicial

Pergunta respondida.

Pergunta: O que vem a ser o Mar de Dirac?


Pergunta de: Anselmo Filho


Resposta 1:

Oi Anselmo, Posta a natureza da sua pergunta, eu vou assumir que vc tem alguma familiaridade com um pouquinho de jargão... pra poder fazer a vida ficar um pouquinho mais fácil! = :-) Dirac foi um "sujeito interessante"... Ele praticamente publicou tudo de uma só vez (conta a lenda que, num belo dia, ele chegou com um pacote debaixo do braço: eram as publicações dele! E foi tudo dum tapa só! = :) e, na mesma batida, descobriu metade do Universo: as antipartículas! :-) Nada mal, hã?! = ;) Bom, o problema da sua pergunta mora nas antipartículas... do modo como Dirac as descobriu, elas não eram nada mais nada menos do que partículas comuns só que com a energia trocada, i.e., partículas com energia negativa! E, como a gente bem sabe, isso é um sacrilégio! = ;) "Por que?!" Porque, se vc tiver um pedaço do Universo com energia negativa, vc pode usar aquele pedaço pra construir um moto contínuo, ou seja, um aparato que extraí energia sem *nunca* parar daquele lugar! (Numa comparação mais simples, vc pode pensar assim: quando vc tem que fazer /qualquer/coisa/ vc não tem que colocar energia nisso? Pois é... se o lugar tem energia /negativa/, significa que fica cada vez mais **fácil** de se fazer alguma coisa! ;) Bom, agora ele tinha um problemão: Não só ele tinha descoberto metade do Universo como a nova metade era completamente inconsistente com o que já existia! = ;) Então, de um jeito ou de outro, ele tinha que botar as duas metades juntas!!! E é aí que aparece essa idéia do "Mar de Dirac"! Esse "mar de Dirac" é só um "truque sabido" pra que a gente pudesse viver com partículas com energia negativa... até que alguma coisa melhor viesse nos salvar! Então, o papo com o mar de Dirac é o seguinte: Como vc *não* pode retirar energia indefinidamente de um determinado lugar, o que ele disse é que: "(...) imagina que o dito do lugar já está *cheio* de partículas com energia negativa - antipartículas! [Esse é o tal do mar, a multitude de antipartículas juntas] Então, vc não pode fazer nada naquela região! A não ser, de vez em quando, pegar uma antipartícula de lá! E, na pior das hipóteses, vc teria que botar *todas* as partículas do Universo naquele lugar pra poder cancelar todas as antipartículas que estão lá! (...)" Por isso que o negócio é chamado de "Mar de Dirac": um mar (uma quantidade infinita) de antipartículas! Atualmente, a visão moderna sobre esse assunto, é a de que antipartículas são partículas com carga diferente (carga oposta!) daquela da partícula correspondente à ela! Mas, se vc fuçar um pouquinho, não é difícil de achar a energia negativa lá... = ;) Bom, não é tão complicado ver que, tanto o "mar de Dirac" quanto a visão moderna *salvam* a Teoria Quântica de Campos de problemas *muito* mais /sérios/ do que os que ela já tem!!! Mas, essa é outra estória... = :-)

Resposta de: Daniel Doro Ferrante - Brown University - USA



Resposta 2:

Paul Dirac havia desenvolvido uma equação que misturava a Teoria dos Quanta com a Relatividade Especial de Einstein. Igualmente a muitas equações matemáticas, a equação de Dirac possuía mais de uma solução: uma correspondia a um elétron ordinário, mas a outra introduzia um elétron com energia negativa. Dirac procurou desesperadamente descobrir o significado de uma solução com energia negativa. Em uma viajem para os Estado Unidos e para o Japão, ele encontrou a solução : 'teoria dos buracos'. A idéia é que os elétrons com energia negativa eram reais: estamos circundados por um 'mar' de elétrons em todos os possíveis estados de energia negativa. Entretanto, seriam não-observáveis ( tal como o ar que nos circunda). Todavia, poderia haver uma falta ou um 'buraco' neste mar de elétrons. Em um campo eletromagnético, esses buracos significariam partículas com carga positiva. Resumidamente, seria isso o mar de Dirac.

Resposta de: Alisson Soares Garcia



Resposta 3:

Anselmo, um elétron, com energia positiva, tendo disponível um estado possível de energia mais baixa (energia negativa), migraria para aquele estado, emitindo a diferença de energias na forma de um fóton. Assim, todos os elétrons disponíveis iriam para esses tais estados negativos e o nosso mundo não seria possível. Dirac postulou então que a natureza é de tal forma que todos os estados de energia negativa estão ocupados. Deste modo, não há como os elétrons de nosso mundo passar para os estados de energia negativa, conhecidos como o mar de Dirac. Pode-se mostrar que esse mar de partículas com energia negativa (isto é, com massa negativa) não interage com nosso mundo usual, não podendo portanto ser observado. Veja também a resposta da pergunta "O que é a Teoria do Mar de elétrons?" brilhantemente respondida por Lubianka.

Resposta de: Luciano Azevedo - Matemático curioso FERP - Volta Redonda-RJ



Se quiser comentar essas respostas para elogiar, criticar ou apontar algum engano, use o endereço eletrônico abaixo, citando o número da pergunta ou reproduzindo seu enunciado.