Físicos observaram pela primeira vez a instabilidade de Kelvin–Helmholtz (KHI) em fluidos quânticos, segundo estudo publicado nesta sexta-feira (8). Esse fenômeno gera padrões em forma de vórtices que, no mundo da física quântica, lembram a lua na obra A Noite Estrelada, de Vincent van Gogh.A teoria sobre a KHI existe há décadas, mas esta é a primeira vez que pesquisadores a registram num sistema quântico. O trabalho reúne cientistas da Universidade Metropolitana de Osaka (Japão) e do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia.O estudo foi descrito num artigo publicado na revista Nature Physics. A universidade japonesa também divulgou um comunicado no qual detalhou a pesquisa.Como funciona a instabilidade de Kelvin–Helmholtz (e como ela apareceu na física quântica)A instabilidade de Kelvin–Helmholtz ocorre quando dois fluidos se movem em velocidades diferentes, formando ondas e vórtices na interface entre eles. Exemplos comuns são as ondas do mar e nuvens em movimento.É fácil observar a instabilidade de Kelvin–Helmholtz em ondas do mar (Paperin/Research Gate)Nossa pesquisa começou com uma pergunta simples: será que a instabilidade de Kelvin–Helmholtz pode acontecer em fluidos quânticos?Hiromitsu Takeuchi, professor associado na Escola de Pós-Graduação em Ciências da Universidade Metropolitana de Osaka e um dos autores principais do estudoA curiosidade dos pesquisadores surgiu porque fluidos quânticos seguem regras muito diferentes das aplicadas em fluidos comuns.Para responder a pergunta mencionada por Takeuchi, os pesquisadores resfriaram gases de lítio a temperaturas próximas do zero absoluto. E criaram um superfluido quântico chamado condensado de Bose–Einstein. Nele, dois fluxos se moviam em velocidades diferentes.Surge um defeito topológicoNa fronteira entre esses dois fluxos, apareceu um padrão ondulado parecido com a turbulência clássica, seguido pelo surgimento de vórtices que obedecem a regras quânticas e topológicas.Esses vórtices foram identificados como esquisitons fracionários excêntricos (EFS), um tipo novo de defeito topológico.“A grande lua crescente no canto superior direito de Noite Estrelada parece exatamente um EFS”, diz pesquisador (Imagem: Van Gogh/Google Art Project)“Esquisitons geralmente são simétricos e centralizados,” explicou Takeuchi. “Mas os EFS têm formato de crescente e contêm singularidades embutidas – pontos onde a estrutura usual do spin se rompe, criando distorções acentuadas”, disse o pesquisador. “Para mim, a grande lua crescente no canto superior direito de A Noite Estrelada parece exatamente um EFS,” acrescentou Takeuchi. Vale mencionar: além de ser a mais cara do artista, a obra reproduz a física da atmosfera com precisão surpreendente (mais sobre isso no final desta matéria).Leia mais:Cenário real de pintura de Van Gogh é identificado por astrônomoO que é e como funciona o Emanharamento Quântico?O que é um bit quântico (qubit)?Relevância e próximos passosOs esquisitons têm potencial para aplicações em tecnologias como spintrônica (eletrônica baseada em spin) e memória devido à sua estabilidade e comportamento único. Além disso, a descoberta dos EFS em superfluidos pode ajudar a entender melhor sistemas quânticos complexos.A equipe pretende fazer experimentos mais precisos para testar previsões antigas sobre as ondas criadas pela KHI. E investigar se os EFS aparecem em outros sistemas mais complexos ou de dimensões maiores.A física da atmosfera em A Noite Estrelada de Van GoghPintada por Vincent van Gogh em 1889, A Noite Estrelada é amplamente reconhecida por sua beleza e impacto visual. Além de ser uma peça icônica do pós-impressionismo, estudos recentes sugerem que as pinceladas do artista capturam com precisão fenômenos físicos relacionados à turbulência.O céu turbulento e rodopiante retratado na pintura parece refletir uma compreensão intuitiva da dinâmica dos fluidos da atmosfera terrestre. E, possivelmente, de fenômenos presentes em todo o Universo.Os autores mediram a escala relativa e o espaçamento das pinceladas giratórias em “Noite Estrelada”, de Vincent van Gogh (Imagem: Yinxiang Ma)Uma análise conduzida recentemente por cientistas da Universidade de Xiamen, na China, revelou a consistência entre as pinceladas de van Gogh na obra com as leis da turbulência atmosférica. “A pintura revela uma compreensão profunda e intuitiva dos fenômenos naturais”, disse o físico Yongxiang Huang, um dos autores do estudo, em comunicado.Saiba mais nesta matéria do Olhar Digital.O post Física quântica tem fenômeno que parece saído da mente de Van Gogh apareceu primeiro em Olhar Digital.