Defeito topológico

Os defeitos topológicos são configurações estáveis de matéria formadas nas transições de fase no Universo muito antigo.[1][2][nota 1] Essas configurações estão na fase original, simétrica ou antiga, mas, no entanto, persistem após a conclusão de uma transição de fase para a assimétrica ou nova fase. Existem vários tipos de defeitos possíveis, como paredes de domínio,[3] cordas cósmicas, monopolos, texturas e outras criaturas "híbridas".[4] O tipo de defeito formado é determinado pelas propriedades de simetria da matéria e pela natureza da transição de fase.[5]

Um soliton topológico ocorre quando duas estruturas ou espaços adjacentes estão de alguma forma "fora de fase" um com o outro de maneiras que tornam impossível uma transição contínua entre eles.[6]

Tipo de defeitos

Paredes de domínio

Esses são objetos bidimensionais que se formam quando uma simetria discreta é quebrada em uma transição de fase. Uma rede de paredes de domínio divide efetivamente o Universo em várias 'células'. As paredes de domínio têm algumas propriedades bastante peculiares.[7] Por exemplo, o campo gravitacional de uma parede de domínio é repulsivo ao invés de atraente.

Cordas cósmicas

Esses são objetos unidimensionais (ou seja, semelhantes a linhas) que se formam quando uma simetria axial ou cilíndrica é quebrada. As cordas podem ser associadas a modelos de física de partículas grandiosas ou podem se formar na escala eletrofraca.[8] Elas são muito finas e podem se estender por todo o Universo visível. Uma corda GUT (Grande Teoria Unificada) típica tem uma espessura que é menos de um trilhão de vezes menor que o raio de um átomo de hidrogênio.[9] Ainda assim, um comprimento de 10 km de uma dessas cordas pesará tanto quanto a própria Terra.

Monopolos

Esses são objetos de dimensão zero (semelhantes a pontos) que se formam quando uma simetria esférica é quebrada. Prevê-se que os monopólos sejam supermassivos e carreguem carga magnética. A existência de monopólos é uma previsão inevitável das grandes teorias unificadas; este é um dos quebra-cabeças da cosmologia padrão.[10]

Texturas

Eles se formam quando grupos de simetria maiores e mais complicados são completamente quebrados. As texturas são defeitos topológicos deslocalizados que são instáveis ao colapso.[11]

Notas

  1. ↑ Durante as primeiras fases do Universo, os componentes materiais estão em estados físicos caracterizados por altos graus de simetria e acredita-se que as interações serão unificadas. O resfriamento do Universo, devido à expansão, promove as condições para que algumas dessas simetrias se rompam, diz-se, espontaneamente.

Referências

  1. ↑ Sousa, Mikael Souto Maior de; Lima, Anderson Alves de (8 de outubro de 2019). Applications of the Abelian Vortex Model to Cosmic Strings and the Universe Evolution (em inglês). [S.l.]: IntechOpen 
  2. ↑ «Three-dimensional rendering of a nanoparticle's structural transformation | New Mexico State University - BE BOLD. Shape the Future.». phys.nmsu.edu (em inglês). Consultado em 14 de julho de 2021 
  3. ↑ Vachaspati, Tanmay (2003). Arodz, Henryk; Dziarmaga, Jacek; Zurek, Wojciech Hubert, eds. «Domain Wall Solutions». Dordrecht: Springer Netherlands. NATO Science Series (em inglês): 367–379. ISBN 978-94-007-1029-0. doi:10.1007/978-94-007-1029-0_13. Consultado em 12 de julho de 2021 
  4. ↑ James Stevenson, Ciaran O’Hare (31 de maio de 2013). «Dynamics of Domain Wall Systems» (PDF). ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics 
  5. ↑ «Centre for Theoretical Cosmology: The Origins of the Universe: Cosmic strings and other cosmological defects». www.ctc.cam.ac.uk. Consultado em 14 de julho de 2021 
  6. ↑ Fraser, Kieran A.; Piazza, Francesco (9 de maio de 2019). «Topological soliton-polaritons in 1D systems of light and fermionic matter». Communications Physics (em inglês) (1): 1–7. ISSN 2399-3650. doi:10.1038/s42005-019-0149-1. Consultado em 14 de julho de 2021 
  7. ↑ «DINÂMICA DE PAREDES DE DOMÍNIOS MAGNÉTICOS» (PDF). 2001 
  8. ↑ «Electric Field for Cylindrical Symmetry». www.physicsbootcamp.org. Consultado em 14 de julho de 2021 
  9. ↑ Croon, Djuna; Gonzalo, Tomás E.; Graf, Lukas; Košnik, Nejc; White, Graham (2019). «GUT Physics in the Era of the LHC». Frontiers in Physics (em inglês). ISSN 2296-424X. doi:10.3389/fphy.2019.00076. Consultado em 14 de julho de 2021 
  10. ↑ Morley, S. A.; Porro, J. M.; Hrabec, A.; Rosamond, M. C.; Venero, D. A.; Linfield, E. H.; Burnell, G.; Im, M.-Y.; Fischer, P. (5 de novembro de 2019). «Thermally and field-driven mobility of emergent magnetic charges in square artificial spin ice.». Scientific Reports (em inglês). ISSN 2045-2322. Consultado em 14 de julho de 2021 
  11. ↑ Ribeiro, Thiago Pirola (2019). «Caracterização de Texturas com o auxílio de Redes Complexas, Projeções Topológicas e Padrões Semânticos» (PDF). Universidade Federal de Uberlândia  line feed character character in |titulo= at position 44 (ajuda)
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