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Quebra de simetria

Uma bola está inicialmente localizada no topo da colina central (C). Esta posição é um equilíbrio instável: uma perturbação muito pequena fará com que caia para um dos dois poços estáveis à esquerda (L) ou à direita (R). Mesmo que a colina seja simétrica e não haja razão para a bola cair em nenhum dos lados, o estado final observado não é simétrico.

Na física, quebra de simetria é um fenômeno em que um estado desordenado e simétrico colapsa em um estado ordenado, porém menos simétrico.[1] Esse colapso é frequentemente uma das muitas bifurcações possíveis que uma partícula pode assumir ao se aproximar de um menor estado de energia. Devido às diversas possibilidades, um observador pode assumir que o resultado do colapso é arbitrário. Esse fenômeno é fundamental para a teoria quântica de campos (TQC) e para os entendimentos contemporâneos de física.[2] Especificamente, desempenha um papel central no modelo Glashow-Weinberg-Salam, que faz parte do modelo padrão, modelando o setor eletrofraco.

Uma partícula (preta) é sempre conduzida para a energia mais baixa. Na proposta -Sistema simétrico, tem dois estados possíveis (roxos). Quando quebra espontaneamente a simetria, entra em colapso em um dos dois estados. Este fenômeno é conhecido como quebra espontânea de simetria.
Uma representação 3D de uma partícula em um sistema simétrico (um Mecanismo de Higgs ) antes de assumir um estado de energia mais baixo

Em um sistema infinito (espaço-tempo de Minkowski), ocorre quebra de simetria. Entretanto em um sistema finito (isto é, qualquer sistema real supercondensado), o sistema é bem menos previsível, mas em muitos casos ocorre tunelamento quântico.[2][3] Quebra de simetria e tunelamento se relacionam através do colapso de uma partícula em estados não-simétricos, enquanto a partícula procura um menor estado de energia.[4]

A quebra de simetria pode ser distinguida em dois tipos: explícita e espontânea. Elas são assim caracterizados ou pelas suas equações de movimento falharem em ser invariantes, ou pelo seu estado fundamental falhar em ser invariante.

  1. ↑ Heylighen, Francis (20 de março de 2021). «Entanglement, Symmetry Breaking and Collapse: Correspondences Between Quantum and Self-Organizing Dynamics». Brussels, Belgium. Foundations of Science: 85-107 – via SpringerLink 
  2. ↑ a b Gross, David J. (10 de dezembro de 1996). «The role of symmetry in fundamental physics». PNAS. 93 (25). Consultado em 28 de fevereiro de 2023 
  3. ↑ Ohira, Ryutaro; Mukaiyama, Takashi; Toyoda, Kenji (1 de fevereiro de 2020). «Breaking rotational symmetry in a trapped-ion quantum tunneling rotor» 2 ed. Physical Review A. American Physical Society. 101 (2). arXiv:1907.07404Acessível livremente – via SAO/NASA Astrophysics Data System 
  4. ↑ Castellani, Elena; Teh, Nicholas; Brading, Katherine (14 de dezembro de 2017). Edward, Zalta, ed. «Symmetry and symmetry breaking» Fall 2021 ed. Metaphysics Research Lab, Stanford University. Stanford Encyclopedia of Philosophy 

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