Docente do Perimeter Institute Xiao-Gang Wen, que revelou a reclassificação moderna dos estados da matéria, ao lado de uma concepção artística de uma rede de luz e elétrons, um tipo teórico de matéria topologicamente ordenada
Durante muito tempo acreditamos que havia apenas três estados físicos da matéria (sólido, líquido e gasoso) e mesmo décadas de estudos não aumentaram muito essa lista. Contudo, um novo sistema de classificação, baseado em mecânica quântica, abriga mais de 500 estados físicos.
Normalmente, físicos usam o paradigma de Landau para classificar as fases da matéria, baseado na “simetria” dos átomos – como eles se movimentam na matéria estudada. No começo dos anos 1980, pesquisadores de física da matéria condensada (ramo dedicado ao estudo das propriedades físicas da matéria) começaram a investigar materiais com base em conceitos da física quântica e viram que o paradigma de Landau não dava conta de classificar sistemas diferentes que tinham a mesma simetria.
A equipe apontou que esses sistemas tinham uma “base” diferente: a ordem topológica, relacionada não a simetria, mas a propriedades quânticas. Um dos principais fenômenos envolvidos no sistema é o entrelaçamento quântico, em que duas ou mais partículas estão “ligadas” mesmo a distância, ao ponto de ações realizadas em uma imediatamente afetarem a(s) outra(s).
Apenas recentemente, contudo, os pesquisadores conseguiram organizar o sistema para classificar estados especiais (chamados “fases topológicas de simetria protegida”), usando conceitos matemáticos complexos. Com isso, eles deram à comunidade científica mais ferramentas para estudar materiais influenciados por fenômenos quânticos, que devem permitir grandes avanços nos próximos anos (em especial no que diz respeito a supercondutores e computadores quânticos).
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