'Números reais e mecânica quântica: uma nova era sem a complexidade dos números complexos'
Físicos desenvolvem um modelo quântico que utiliza apenas números reais pela primeira vez, desafiando uma crença estabelecida na física quântica.
Revolução na física quântica
No último dia 18 de Junho de 2026, um grupo de físicos publicou um estudo inovador na revista Physical Review Letters, revelando um modelo de mecânica quântica que não requer números complexos. Esta descoberta desmistifica uma questão que paira sobre a física desde seus primórdios, ao apresentar um método baseado exclusivamente em números reais.
Historicamente, os números complexos – que combinam um número real com um "imaginário" representado pela raiz quadrada de -1 (notado como i) – foram considerados essenciais para a formulação das equações da mecânica quântica. Esta teoria, desde sua documentação nos anos 1920, tem utilizado os números complexos para descrever partículas através de algo conhecido como função de onda.
Uma nova perspectiva sobre os números complexos
O estudo liderado pelo físico teórico e doutorando Pedro Barrios Hita sugere que os números complexos não são fundamentais para descrever a realidade quântica, mas sim uma conveniência matemática. Em 2021, havia sido proposto que qualquer versão da mecânica quântica que utilizasse apenas números reais falharia em prever certos resultados experimentais envolvendo múltiplas partículas. No entanto, o novo estudo contorna essa limitação, explorando uma alternativa ao produto tensorial, uma regra matemática padrão na combinação de sistemas quânticos.
Compreender como os sistemas quânticos se entrelaçam – um fenômeno que desafia a intuição – é crucial para a física quântica. A equipe de Barrios Hita conseguiu implementar um sistema que rastreia a parte imaginária dos cálculos através da atribuição de pequenas "bandeiras" a cada partícula, o que permitiu que suas previsões coincidissem com as da mecânica quântica tradicional, mesmo em casos de múltiplas partículas.
Uma abordagem simplificada, mas eficaz
O trabalho da equipe revelou que um número complexo, como 3 + 4i, é apenas um par de números reais. A equipe efetivamente criou um sistema de contabilidade que isola esses números reais, em vez de combiná-los em um número complexo. O impacto dessa descoberta é profundo, uma vez que coloca a mecânica quântica na mesma categoria que outras teorias da física, que frequentemente utilizam números complexos para simplificar cálculos, mas que não são necessariamente essenciais.
Essencialmente, a pesquisa não altera previsões experimentais ou aponta para novas tecnologias quânticas, mas expande a nossa compreensão fundamental da teoria quântica, permitindo uma nova forma de olhar para a construção desse campo.
Direções futuras na pesquisa quântica
Embora esta pesquisa mantenha suas limitações atuais, principalmente em sistemas com um número finito de estados quânticos, o passo seguinte natural é estender estes princípios a sistemas de dimensões infinitas, que aparecem em muitos problemas físicos reais. O futuro é promissor, e Barrios Hita está mudando seu foco para outras áreas de pesquisa, investigando como propriedades quânticas, como o entrelaçamento, podem ser aproveitadas como um recurso.
Assim, este estudo não só resolve um debate que já durava décadas, mas também abre novas portas para o entendimento da mecânica quântica, colocando em cheque a necessidade de números complexos e reforçando a beleza da matemática nos fundamentos da física.