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Allan Adams - Theoretical physicist
Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory.

Why you should listen

Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory. His research in theoretical physics focuses on string theory both as a model of quantum gravity and as a strong-coupling description of non-gravitational systems.

Like water, string theory enjoys many distinct phases in which the low-energy phenomena take qualitatively different forms. In its most familiar phases, string theory reduces to a perturbative theory of quantum gravity. These phases are useful for studying, for example, the resolution of singularities in classical gravity, or the set of possibilities for the geometry and fields of spacetime. Along these lines, Adams is particularly interested in microscopic quantization of flux vacua, and in the search for constraints on low-energy physics derived from consistency of the stringy UV completion.

In other phases, when the gravitational interactions become strong and a smooth spacetime geometry ceases to be a good approximation, a more convenient description of string theory may be given in terms of a weakly-coupled non-gravitational quantum field theory. Remarkably, these two descriptions—with and without gravity—appear to be completely equivalent, with one remaining weakly-coupled when its dual is strongly interacting. This equivalence, known as gauge-gravity duality, allows us to study strongly-coupled string and quantum field theories by studying perturbative features of their weakly-coupled duals. Gauge-gravity duals have already led to interesting predictions for the quark-gluon plasma studied at RHIC. A major focus of Adams's present research is to use such dualities to find weakly-coupled descriptions of strongly-interacting condensed matter systems which can be realized in the lab.
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Allan Adams | Speaker | TED.com
TED2014

Allan Adams: The discovery that could rewrite physics

Allan Adams: A descoberta que pode reescrever a física

Filmed:
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Em 17 de março de 2014 um grupo de físicos anunciou uma descoberta entusiasmante: dados escaldantes que apontam para a ideia do universo inflacionário, uma evidência do "Big Bang". O que significa isto para os não físicos? TED pediu a Allan Adams que resumisse os resultados, nesta conversa improvisada ilustrada por Randall Munroe dos xkcd.
- Theoretical physicist
Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory. Full bio

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00:12
If you look deepprofundo into the night skycéu,
0
928
3492
Se olharem pelo céu noturno dentro,
00:16
you see starsestrelas,
1
4420
1616
verão estrelas,
00:18
and if you look furthermais distante, you see more starsestrelas,
2
6036
2572
e se olharem mais além,
verão mais estrelas,
00:20
and furthermais distante, galaxiesgaláxias, and
furthermais distante, more galaxiesgaláxias.
3
8608
2159
mais além, galáxias;
mais além, mais galáxias.
00:22
But if you keep looking furthermais distante and furthermais distante,
4
10767
3873
E se continuarem a olhar mais e mais além,
00:26
eventuallyeventualmente you see nothing for a long while,
5
14640
3116
não verão nada durante bastante tempo,
00:29
and then finallyfinalmente you see a
faintdesmaiar, fadingdesbotando afterglowarrebol,
6
17756
4462
até que finalmente verão um clarão suave,
00:34
and it's the afterglowarrebol of the BigGrande BangEstrondo.
7
22218
3024
e esse clarão provém do "Big Bang".
00:37
Now, the BigGrande BangEstrondo was an eraera in the earlycedo universeuniverso
8
25242
2817
Ora, o "Big Bang" foi uma era
do universo primordial
00:40
when everything we see in the night skycéu
9
28059
2171
em que tudo o que vemos no céu noturno
00:42
was condensedcondensada into an incrediblyincrivelmente smallpequeno,
10
30230
2410
estava condensado numa massa
incrivelmente pequena,
00:44
incrediblyincrivelmente hotquente, incrediblyincrivelmente roilingroiling massmassa,
11
32640
4326
incrivelmente quente e
incrivelmente turbulenta,
00:48
and from it sprungsurgiu a everything we see.
12
36966
2692
e dela originou-se tudo o que vemos.
00:51
Now, we'venós temos mappedmapeado that afterglowarrebol
13
39658
2859
Bom, nós mapeámos esse clarão
00:54
with great precisionprecisão,
14
42517
1679
com grande precisão,
00:56
and when I say we, I mean people who aren'tnão são me.
15
44196
2044
e quando digo "nós", não me refiro a mim.
00:58
We'veTemos mappedmapeado the afterglowarrebol
16
46240
1876
Nós mapeámos esse clarão
01:00
with spectacularespetacular precisionprecisão,
17
48116
1322
com uma precisão fantástica,
01:01
and one of the shockschoques about it
18
49438
1548
e a conclusão chocante é
01:02
is that it's almostquase completelycompletamente uniformuniforme.
19
50986
2946
que ele é quase completamente uniforme.
01:05
FourteenCatorze billionbilhão lightluz yearsanos that way
20
53932
1958
14 mil milhões de anos-luz
naquela direção
01:07
and 14 billionbilhão lightluz yearsanos that way,
21
55890
1860
e 14 mil milhões de anos-luz
naquela outra
01:09
it's the samemesmo temperaturetemperatura.
22
57750
1408
a temperatura é a mesma.
01:11
Now it's been 14 billionbilhão yearsanos
23
59158
3314
Já passaram 13 mil milhões de anos
01:14
sinceDesde a that BigGrande BangEstrondo,
24
62472
1818
desde esse "Big Bang"
01:16
and so it's got faintdesmaiar and coldfrio.
25
64290
2472
e por isso tornou-se frio e ténue.
01:18
It's now 2.7 degreesgraus.
26
66762
2308
Agora estão 2,7 graus.
01:21
But it's not exactlyexatamente 2.7 degreesgraus.
27
69070
2280
Mas não estão exatamente 2,7 graus.
01:23
It's only 2.7 degreesgraus to about
28
71350
2294
Estão 2,7 graus apenas para cerca de
01:25
10 partspartes in a millionmilhão.
29
73644
1842
10 partes por milhão.
Aqui está um pouco mais quente,
01:27
Over here, it's a little hottermais quente,
30
75486
994
01:28
and over there, it's a little coolerresfriador,
31
76480
1868
e ali, um pouco mais frio,
01:30
and that's incrediblyincrivelmente importantimportante
to everyonetodos in this roomquarto,
32
78348
3088
e isso é muito importante
para todos nesta sala,
porque onde estava um pouco mais quente,
01:33
because where it was a little hottermais quente,
33
81436
1724
01:35
there was a little more stuffcoisa,
34
83160
1696
havia um pouco mais de matéria,
e onde havia um pouco mais de matéria,
01:36
and where there was a little more stuffcoisa,
35
84856
1567
01:38
we have galaxiesgaláxias and clustersclusters of galaxiesgaláxias
36
86423
1969
formaram-se galáxias e
aglomerados,
01:40
and superclusterssuperaglomerados
37
88392
1252
e superaglomerados de galáxias
01:41
and all the structureestrutura you see in the cosmoscosmos.
38
89644
2708
e toda a organização que vemos no cosmos.
01:44
And those smallpequeno, little, inhomogeneitiesheterogeneidades,
39
92352
3112
E aquelas pequenas não-homogeneidades,
01:47
20 partspartes in a millionmilhão,
40
95464
2282
as 20 partes por milhão,
01:49
those were formedformado by quantumquantum mechanicalmecânico wigglesWiggles
41
97746
2754
foram formadas por sacodidelas
da mecânica quântica
nesse universo primordial,
que foram esticadas
01:52
in that earlycedo universeuniverso that were stretchedesticado
42
100500
1808
01:54
acrossatravés the sizeTamanho of the entireinteira cosmoscosmos.
43
102308
2279
ao longo do cosmos inteiro.
01:56
That is spectacularespetacular,
44
104587
1714
Isto é espetacular,
mas não foi o que encontraram
segunda-feira.
01:58
and that's not what they foundencontrado on MondaySegunda-feira;
45
106301
1665
01:59
what they foundencontrado on MondaySegunda-feira is coolerresfriador.
46
107966
2036
O que encontraram segunda-feira
é mais fixe.
02:02
So here'saqui está what they foundencontrado on MondaySegunda-feira:
47
110002
2266
Vejam o que encontraram na segunda-feira:
02:04
ImagineImagine you take a bellSino,
48
112268
3503
Imaginem que apanham um sino,
02:07
and you whackwhack the bellSino with a hammermartelo.
49
115771
1611
e vocês batem no sino com um martelo.
02:09
What happensacontece? It ringsargolas.
50
117382
1676
O que acontece? Ele ressoa.
02:11
But if you wait, that ringingtocando fadesdesaparece
51
119058
2208
Mas se esperarem, o som diminui
02:13
and fadesdesaparece and fadesdesaparece
52
121266
1620
e diminui e diminui
02:14
untilaté you don't noticeaviso prévio it anymorenão mais.
53
122886
1942
até não o conseguirem ouvir mais.
02:16
Now, that earlycedo universeuniverso was incrediblyincrivelmente densedenso,
54
124828
2648
Bem, esse universo primordial
era incrivelmente denso,
02:19
like a metalmetal, way densermais denso,
55
127476
2079
como um metal, muito mais denso,
02:21
and if you hitacertar it, it would ringanel,
56
129555
2405
e se lhe batessem, ele também ressoaria,
02:23
but the thing ringingtocando would be
57
131960
1863
mas o que estaria a ressoar seria
02:25
the structureestrutura of space-timeespaço-tempo itselfem si,
58
133823
2088
a própria estrutura do espaço-tempo,
02:27
and the hammermartelo would be quantumquantum mechanicsmecânica.
59
135911
2816
e o martelo seria a mecânica quântica.
02:30
What they foundencontrado on MondaySegunda-feira
60
138727
1931
O que eles descobriram na segunda-feira
02:32
was evidenceevidência of the ringingtocando
61
140658
2362
foram provas do ressoar
02:35
of the space-timeespaço-tempo of the earlycedo universeuniverso,
62
143020
2315
do espaço-tempo do universo primordial,
02:37
what we call gravitationalgravitacional wavesondas
63
145335
2105
aquilo que chamamos de
ondas gravitacionais
02:39
from the fundamentalfundamental eraera,
64
147440
1520
da era fundamental,
02:40
and here'saqui está how they foundencontrado it.
65
148960
1975
e eis como eles o encontraram:
02:42
Those wavesondas have long sinceDesde a fadeddesvaneceu-se.
66
150935
2072
Essas ondas há muito desvaneceram-se.
02:45
If you go for a walkandar,
67
153007
1488
Se vocês forem passear,
02:46
you don't wigglewiggle.
68
154495
1588
não sacodem.
02:48
Those gravitationalgravitacional wavesondas in the structureestrutura of spaceespaço
69
156083
2748
Essas ondas gravitacionais
na estrutura do espaço
02:50
are totallytotalmente invisibleinvisível for all practicalprático purposesfins.
70
158831
2774
são totalmente invisíveis,
para todos os efeitos.
02:53
But earlycedo on, when the universeuniverso was makingfazer
71
161605
2904
Mas no início, quando o universo
estava a fazer
02:56
that last afterglowarrebol,
72
164509
2370
esse último clarão,
02:58
the gravitationalgravitacional wavesondas
73
166879
1558
as ondas gravitacionais
03:00
put little twiststorções in the structureestrutura
74
168437
2863
puseram algumas alterações na estrutura
03:03
of the lightluz that we see.
75
171300
1527
da luz que vemos.
03:04
So by looking at the night skycéu deeperDeeper and deeperDeeper --
76
172827
2966
Então, olhando o céu noturno
cada vez mais longe
03:07
in factfacto, these guys spentgasto
threetrês yearsanos on the SouthSul PolePolo
77
175793
2638
— aliás, estes homens estiveram
3 anos no Polo Sul
03:10
looking straightdireto up throughatravés the coldestmais frio, clearestmais clara,
78
178431
2589
observando através do ar
mais frio, límpido
03:13
cleanestmais limpas airar they possiblypossivelmente could find
79
181020
2350
e limpo que poderiam encontrar —
03:15
looking deepprofundo into the night skycéu and studyingestudando
80
183370
2429
observando a fundo
o céu noturno e estudando
03:17
that glowbrilho and looking for the faintdesmaiar twiststorções
81
185799
3376
esse brilho e procurando
pelas pequenas alterações
03:21
whichqual are the symbolsímbolo, the signalsinal,
82
189175
2348
que são a característica, o sinal
03:23
of gravitationalgravitacional wavesondas,
83
191523
1820
da existência de ondas gravitacionais,
03:25
the ringingtocando of the earlycedo universeuniverso.
84
193343
2341
o ressoar do universo primordial.
03:27
And on MondaySegunda-feira, they announcedanunciado
85
195684
1787
E na segunda-feira anunciaram
03:29
that they had foundencontrado it.
86
197471
1744
que o encontraram.
03:31
And the thing that's so spectacularespetacular about that to me
87
199215
2427
E para mim o que é mais espetacular
03:33
is not just the ringingtocando, thoughApesar that is awesomeimpressionante.
88
201642
2748
não é apenas o ressoar,
embora isso seja impressionante
03:36
The thing that's totallytotalmente amazingsurpreendente,
89
204390
1358
O que é totalmente espantoso,
03:37
the reasonrazão I'm on this stageetapa, is because
90
205748
2102
e a razão para eu estar aqui neste palco,
03:39
what that tellsconta us is something
deepprofundo about the earlycedo universeuniverso.
91
207850
3468
é que isso nos diz algo profundo
sobre o universo primordial.
03:43
It tellsconta us that we
92
211318
1664
Isso diz-nos que nós
e tudo o que vemos à nossa volta
03:44
and everything we see around us
93
212982
1436
03:46
are basicallybasicamente one largeampla bubblebolha --
94
214418
2954
está basicamente contido
numa grande bolha
03:49
and this is the ideaidéia of inflationinflação
95
217372
1756
— e aqui está a ideia da expansão —
03:51
one largeampla bubblebolha surroundedcercado by something elseoutro.
96
219128
3892
uma enorme bolha rodeada de algo mais.
03:55
This isn't conclusiveconclusiva evidenceevidência for inflationinflação,
97
223020
2130
Isto não são provas
conclusivas da expansão,
03:57
but anything that isn't inflationinflação that explainsexplica this
98
225150
2174
mas se houver outra coisa que o explique,
03:59
will look the samemesmo.
99
227324
1317
será certamente parecido.
04:00
This is a theoryteoria, an ideaidéia,
100
228641
1645
Isto é uma teoria, uma ideia,
que já existe há algum tempo,
04:02
that has been around for a while,
101
230286
1224
04:03
and we never thought we we'dqua really see it.
102
231510
1725
mas nunca acreditamos provar.
Por várias razões, pensamos
que nunca veríamos
04:05
For good reasonsrazões, we thought we'dqua never see
103
233235
1838
04:07
killerassassino evidenceevidência, and this is killerassassino evidenceevidência.
104
235073
2248
provas irrefutáveis, e estas são-no.
04:09
But the really crazylouco ideaidéia
105
237321
2010
Mas o que é mesmo de loucos
04:11
is that our bubblebolha is just one bubblebolha
106
239331
3032
é que a nossa bolha é apenas uma
04:14
in a much largermaior, roilingroiling potmaconha of universaluniversal stuffcoisa.
107
242363
4626
no grande caldeirão de
matéria turbulenta do universo.
04:18
We're never going to see the stuffcoisa outsidelado de fora,
108
246989
1826
Nunca veremos o que está lá fora,
04:20
but by going to the SouthSul PolePolo
and spendinggastos threetrês yearsanos
109
248815
2574
Mas indo ao Polo Sul e passando 3 anos
04:23
looking at the detailedDetalhado structureestrutura of the night skycéu,
110
251389
2560
a observar a organização detalhada
do céu noturno,
04:25
we can figurefigura out
111
253949
1856
podemos deduzir
04:27
that we're probablyprovavelmente in a universeuniverso
that looksparece kindtipo of like that.
112
255805
3090
que estamos provavelmente
num universo que se parece com isso.
04:30
And that amazesespanta me.
113
258895
2422
E isso maravilha-me.
04:33
ThanksObrigado a lot.
114
261317
1336
Muito obrigado.
04:34
(ApplauseAplausos)
115
262653
2936
(Aplausos)
Translated by Tânia Casais
Reviewed by Natalia Ovchinnikova

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Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory.

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Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory. His research in theoretical physics focuses on string theory both as a model of quantum gravity and as a strong-coupling description of non-gravitational systems.

Like water, string theory enjoys many distinct phases in which the low-energy phenomena take qualitatively different forms. In its most familiar phases, string theory reduces to a perturbative theory of quantum gravity. These phases are useful for studying, for example, the resolution of singularities in classical gravity, or the set of possibilities for the geometry and fields of spacetime. Along these lines, Adams is particularly interested in microscopic quantization of flux vacua, and in the search for constraints on low-energy physics derived from consistency of the stringy UV completion.

In other phases, when the gravitational interactions become strong and a smooth spacetime geometry ceases to be a good approximation, a more convenient description of string theory may be given in terms of a weakly-coupled non-gravitational quantum field theory. Remarkably, these two descriptions—with and without gravity—appear to be completely equivalent, with one remaining weakly-coupled when its dual is strongly interacting. This equivalence, known as gauge-gravity duality, allows us to study strongly-coupled string and quantum field theories by studying perturbative features of their weakly-coupled duals. Gauge-gravity duals have already led to interesting predictions for the quark-gluon plasma studied at RHIC. A major focus of Adams's present research is to use such dualities to find weakly-coupled descriptions of strongly-interacting condensed matter systems which can be realized in the lab.
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