Na teoria das cordas e teorias relacionadas, tais como teorias de supergravidade, a brana (abreviação para membrana) é um objeto físico que generaliza a noção de uma partícula pontual para dimensões mais elevadas. Por exemplo, uma partícula pontual pode ser vista como uma brana de dimensão zero, enquanto que uma corda pode ser vista como uma brana de uma dimensão. Também é possível considerar a membranas de dimensão superiores. Na dimensão p, elas são chamadas p-branas. A palavra "brana" vem da palavra "membrana", que se refere a uma membrana bidimensional.
Branas são objetos dinâmicos que podem se propagar através do espaço-tempo de acordo com as regras da mecânica quântica. Elas têm massa e pode ter outros atributos, como carga. A p-brana varre um volume (p + 1) dimensional no espaço-tempo chamado de volume-mundo. Os físicos muitas vezes estudam campos análogos ao campo eletromagnético, que vivem no volume-mundo de uma membrana.
Na teoria das cordas, D-branas são uma importante classe de branas que surgem quando se considera cordas abertas. Como uma corda aberta se propaga através do espaço-tempo, os seus pontos finais são obrigados deslizar sobre uma D-brana. A letra "D" no D-brana refere-se a uma certa condição matemática no sistema conhecido como a condição de contorno de Dirichlet. O estudo da D-branas na teoria das cordas tem levado a resultados importantes, como a correspondência AdS/CFT, que lançou luz sobre muitos problemas em teoria quântica de campos.
Duas D-branas se conectando através de uma corda aberta.
A teoria das cordas tem 9 dimensões espaciais, de modo que a membrana podem existir em qualquer lugar de 0 a 9 dimensões. Branas foram hipotetizadas como parte da teoria das cordas no final de 1980.
Branas são também frequentemente estudadas a partir de um ponto de vista puramente matemático, uma vez que estão relacionadas com temas como Simetria Espelho homologica e geometria não-comutativa. Matematicamente, membranas podem ser representadas como objetos de certas categorias, tais como a categoria derivada de feixes coerentes sobre um coletor de Calabi-Yau ou categoria Fukaya.
Em 1995, Joe Polchinski percebeu que proposta de Edward Witten da Teoria-M necessária a existência de branas.
Alguns físicos propuseram que nosso universo é de fato uma membrana (3 + 1) - dimensional (três dimensões de espaço +1 de tempo), em que estamos "presos" dentro de um espaço (10 + 1) -dimensional maior, e, devido a isso, não podemos perceber as dimensões extras. Outros físicos dizem que as dimensões extras são extremamente pequenas e estão recurvadas sobre si mesmas. Existem ainda hipóteses que nosso Universo pode ter sido originado na colisão de duas D-branas.
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Graduado em Física pela UEPB. Mestre em física com ênfase em Cosmologia pela UFCG. Possui experiência na área de divulgação científica com ênfase em astronomia, astrofísica, etnoastronomia, astrobiologia, cosmologia, biologia evolutiva e história da ciência. Possui experiência na área de docência em informática e Física. Artista plástico. Fundador do Projeto Mistérios do Universo. Membro da Associação Paraibana de Astronomia e da Sociedade Astronômica Brasileira. Pai, nerd, colecionador, aficionado pela arte, por livros, pela ciência, pela astronomia e pelo Universo.