Ciência e Tecnologia

Quinto estado da matéria: ingrediente da matéria escura pode ser informação

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De acordo com a proposta de um novo estudo, a informação das partículas pode ser o quinto estado da matéria. Além disso, o autor responsável sugere que a informação poderia ser o “bloco de construção” da matéria escura do universo, que possui inúmeras perguntas a seu respeito.

O que é informação?

Todo tipo de matéria que conhecemos é formado por partículas que possuem massa, como os prótons, elétrons e nêutrons. Assim, a matéria pode assumir quatro formas: sólida, líquida, gasosa e plasma.

O plasma, ou gás ionizado, ocorre quando os elétrons e prótons são arrancados dos átomos por conta de um grande aumento em sua energia. Então, todos os gases que recebem quantidade suficiente de energia podem ter os seus átomos e moléculas ionizados, ou seja, ter seus elétrons distanciados a ponto deixarem de sofrer uma grande atração elétrica aos seus núcleos atômicos.

Dessa forma, cientistas já sabem que, mesmo alterando o estado de uma matéria, como a água, as partículas ainda conservam uma informação. Segundo as leis da física, a informação contida nas partículas não pode desaparecer, simplesmente, independente do que acontecer.

Além disso, outra regra inviolável é que as partículas da matéria podem ser “bagunçadas”. No entanto, não podem ser reorganizadas a um estado anterior. Isso significa que, em qualquer sistema fechado, em que nada entra e nada sai, a entropia nunca diminuirá de forma espontânea. Basicamente, o papel não volta a ser uma árvore.

Entropia

Logo, essas mudanças de estado da matéria são descritas como “aumento de entropia”. No caso de sistemas fechados, a entropia nunca diminui, por mais que possa permanecer a mesma. Isso implica que a informação contida nas partículas não se perde, já que nada sai e nada entra. Essa informação é um conjunto de propriedades quânticas das partículas que compõem o sistema.

Dessa forma, não se trata de palavras ou códigos binários como os usados em computadores. Trata-se de um conjunto completo de coisas que precisamos saber para reconstruir a matéria em seu estado original. Por exemplo, no caso da analogia do papel, poderíamos analisar as partículas de um livro para conferir que elas vieram de uma árvore.

Assim, na prática, a informação da matéria consiste em dados necessários para identificar o microestado específico da mesma. Até o momento, alguns físicos tentam até calcular a quantidade de informação em todo o universo.

Informação como estado de matéria

O que muitos não esperavam é que a informação em si pode possuir massa. Além disso, não esperavam que ela seria um dos estados mais elementais da matéria. Contudo, um experimento tem o potencial de mudar a física.

O físico Dr. Melvin Vopson publicou pesquisas sugerindo que a informação não só tem massa como todas as partículas elementares armazenam informações sobre si mesmas, de forma semelhante ao DNA humano. Com isso, o pesquisador propôs um experimento para testar sua hipótese.

Em seu novo estudo, publicado na AIP Advances, os cientistas poderiam identificar e medir a informação de uma partícula elementar através da colisão entre partículas e antipartículas. “A informação em um elétron é 22 milhões de vezes menor que a massa dele, mas podemos medir o conteúdo da informação apagando-o”.

Então, quando um elétron e uma antipartícula do elétron, ou pósitron, se chocam, ambos se eliminam. No entanto, não acontece sem que suas massas sejam convertidas em outras partículas e em energia. Além disso, a informação do elétron e do posítron também precisam ir para algum lugar.

Nesse processo de colisão, a massa é convertida principalmente em fótons gama. Contudo, o Dr. Vopson prevê que o processo levaria à conversão da informação das partículas em fótons infravermelhos (IR) de baixa energia.

Ele também afirma que os mecanismos de conversão podem ser outros, como os fótons gama “tornando-se portadores desse excesso de energia de informação”. Ele afirma que “mesmo que as conjecturas de informação estejam corretas, o experimento proposto não é, portanto, totalmente garantido de sucesso”.

Fonte: Canaltech

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