cientistas avançam no estudo sobre problema mais antigo da física

A turbulência é caracterizada pela grande quantidade de redemoinhos interagindo de maneiras entrelaçadas e não lineares, dentro de grandes espaços de escalas espaciais e temporais, e pode ser observado nas correntes oceânicas, por exemplo. Por cerca de 200 anos, os cientistas buscam uma compreensão completa do fenômeno.

Os físicos buscam, através de equações e computadores matemáticos, estudar e modelar esse processo, que possui um fluxo turbulento caótico e irregular. Isso se deve à presença de várias espécies que interagem quimicamente, o que traz à tona não linearidades e escalas extras.

No entanto, um Estudo publicado na revista Ciência Avanços No final de janeiro, trouxe avanços significativos para entender o padrão e a estrutura da turbulência. A pesquisa desenvolveu uma abordagem para simular a turbulência. O método empregado neste simulador é inspirado na computação quântica.

“A turbulência foi e ainda é um problema não resolvido de que não podemos simular fluxos exatamente realistas nos computadores, o que significa que ainda precisamos de um túnel de vento para projetar uma asa plana. Mas os avanços como os nossos ‘reduzem’ o problema e empurram a fronteira ”, disse o pesquisador de Nik Gourionov no Departamento de Física da Universidade de Oxford e o principal autor do estudo.

Segundo o pesquisador, a maioria das abordagens anteriores para simular a turbulência dependia de uma estratégia determinística, que com um conjunto específico de condições iniciais sempre produz os mesmos resultados. Em vez disso, a nova pesquisa modelou as flutuações em turbulência probabilisticamente, uma abordagem que leva em consideração a variação aleatória.

Para isso, os autores do estudo usaram uma ferramenta matemática chamada Tensorial Networks, capaz de simular sistemas quânticos. Enquanto os computadores clássicos processam as informações linearmente através de bits, que representam dados em um estado de cada vez (um ou zero), os computadores quânticos operam com bits quânticos (ou “qbits”), que podem assumir valores zero, uma ou qualquer mistura dessas possibilidades .

Gourionov afirma que a nova técnica apresentada no estudo traz uma vantagem computacional que abre portas para áreas de física de turbulência que não eram acessíveis anteriormente a investigações científicas.

No entanto, ele ressalta que as descobertas ainda não resolvem completamente o quebra -cabeça da turbulência e que haveria radicalmente novos algoritmos ou hardware de computação que supera o que temos hoje. “Muitos cientistas (excepcionalmente talentosos e dotados) já analisaram esse problema, mas não estamos nem perto de resolvê -lo”, disse Gourionov.