GRANADA 23 abr. (EUROPA PRESS) -
Pesquisadores da Universidade de Granada (UGR) e da Universidade de Córdoba (UCO) desenvolveram um trabalho que propõe um novo marco teórico para a termodinâmica quântica baseado na geometria, que descreve os estados e sua evolução por meio de estruturas matemáticas bem definidas.
A pesquisa, intitulada “Geometric foundations of thermodynamics in the quantum regime”, defende que as leis fundamentais da termodinâmica não precisam ser introduzidas como princípios externos, mas surgem naturalmente a partir da estrutura matemática que descreve todas as configurações possíveis de um sistema quântico.
O estudo foi realizado pelos físicos teóricos Álvaro Tejero, do grupo de Termodinâmica e Computação Quântica e do Instituto Carlos I de Física Teórica e Computacional da UGR, e por Martín de la Rosa, do Departamento de Matemática da UCO.
Os autores formulam uma linguagem geométrica unificada para a termodinâmica quântica, entendida como a disciplina que estuda como a energia e o calor fluem quando os sistemas obedecem às leis da mecânica quântica. “Trata-se de um campo de pesquisa que, até agora, havia sido abordado por meio de abordagens parciais e carecia de um marco global comparável ao de outras teorias físicas bem estabelecidas, como a relatividade geral ou as teorias de gauge”, destacam na UGR em um comunicado à imprensa.
“A física é geometria”, afirmam os autores. “Neste trabalho, mostramos que a termodinâmica quântica também o é: as leis termodinâmicas não são postulados adicionados, mas propriedades intrínsecas das estruturas geométricas que descrevem o sistema”, afirmam.
No modelo proposto, a ideia central é pensar na geometria como uma paisagem abstrata. Nesse espaço, cada ponto representa um estado possível de um sistema quântico, e sua forma (as curvas, distâncias e direções) determina como o sistema pode evoluir. Desse ponto de vista, conceitos como equilíbrio, temperatura ou irreversibilidade não se impõem como regras externas, mas são determinados pela própria forma do terreno.
O trabalho mostra que a evolução dos sistemas quânticos em direção ao equilíbrio segue trajetórias que minimizam certas distâncias nessa paisagem geométrica. Essa interpretação proporciona uma formulação unificada da termodinâmica quântica e oferece ferramentas matemáticas poderosas para a análise de processos fora do equilíbrio, ou seja, aqueles em que os sistemas trocam energia e evoluem para estados estáveis, uma área de grande relevância tanto na física fundamental quanto no desenvolvimento de novas tecnologias de informação e computação quântica.
Dessa forma, os pesquisadores conseguiram demonstrar que conceitos termodinâmicos clássicos, como a temperatura ou a capacidade térmica, podem ser reinterpretados em termos da curvatura e da métrica desse espaço geométrico, integrando a descrição termodinâmica dentro de um único quadro geométrico.
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