Projeto Marcelo Ferreira dos Santos

Na mecânica Newtoniana, um giroscópio, suspendido de maneira que não há nenhum torque atuando sobre ele, e carregado em uma trajetória circular, não muda sua orientação. Isso não é verdade na Relatividade Restrita. Neste projeto, os alunos serão guiados na derivação, de maneira simples (usando apenas os conceitos de dilatação temporal e contraçãoespacial), do fenômeno da Precessão de Thomas, que prediz que na Relatividade Restrita o eixo do giroscópio rotaciona enquanto ele é carregado ao longo da trajetória circular. Vamos então aplicar o resultado obtido para corrigir o fator g do elétron.

Historicamente, a noção de que um elétron possui um momento angular intrínseco (o spin) foi introduzida por Uhlenbeck e Goudsmit em 1926 para explicar o efeito Zeeman anômalo e também o fenômeno da “divisão de multipleto” para elétrons atômicos.  No entanto, a intensidade de acoplamento do spin (o fator g) deveria ser 2 para explicar corretamente o primeiro efeito, e 1 para explicar o segundo. A introdução da precessão de Thomas resolveu essa tensão.

O projeto permite aos alunos derivar um resultado não trivial usando conhecimentos básicos sobre Relatividade Restrita e noções de geometria plana. Também discutiremos um pouco a história da noção de spin, um conceito de central importância na física moderna e que não possui análogo na física clássica.

Sobre o tutor

Sou bacharel em física pelo Instituto de Física da Universidade de São Paulo, e atualmente sou estudante de mestrado do Instituto de Física Teórica da UNESP e do Perimeter Institute.  Me interesso por entender como informação é propagada, processada e perdida em sistemas físicos evoluindo no tempo. Entender esses processos nos ajuda a fazer sentido de noções como emaranhamento, caos e até mesmo causalidade, e fornece ferramentas para entender como emergem as propriedades da matéria.