Efeitos quânticos em espaços curvos: do conceito de partícula à teoria de campos

Résumé

A teoria quântica de campos constitui hoje a melhor descrição da matéria, mas essa formulação é resultado de uma longa evolução do conceito de partícula na física. Neste artigo acompanhamos esse percurso: partimos da mecânica clássica, em que partículas são tratadas como pontos materiais; seguimos para a mecânica quântica, onde passam a ser descritas como ondas associadas a probabilidades; e chegamos à
teoria quântica de campos, em que surgem como excitações de campos fundamentais. Mostramos que, em espaços-tempos curvos ou em expansão, a definição de partícula deixa de ser única: diferentes observadores podem adotar diferentes estados de vácuo e, consequentemente, identificar partículas de formas distintas. Discutimos também o papel do vácuo quântico e sua relação com o problema da constante
cosmológica, uma das grandes questões em aberto da física contemporânea. Ao articular teoria quântica, relatividade geral e cosmologia, o artigo discute tanto
os avanços alcançados quanto os desafios conceituais ainda presentes na descrição do universo em suas escalas mais extremas.