PHYSICS NEWS UPDATE
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 777, de 18 de maio de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi
PHYSICS NEWS UPDATE
MICROSCÓPIO DE EXTREMO-ULTRAVIOLETA CONSEGUE UMA RESOLUÇÃO RECORD. Na próxima semana, na Conferência sobre Lasers e Eletro-Óptica – Conferência sobre Eletrônica Quântica e Ciência de Laser, na Califórnia, Courtney Brewer da Universidade do Estado do Colorado e seus colegas vão apresentar um sistema de bancada óptico de obtenção de imagens com o poder de revelar detalhes menores do que 38 nanômetros (bilionésimos de metro), um recorde mundial para um microscópio óptico compacto com fonte de luz. O microscópio pode inspecionar detalhadamente dispositivos de escala nanométrica, projetados para eletrônica e outras aplicações. Ele será capaz de detectar sutís defeitos de manufatura nos atuais circuitos de computador ultra-miniaturizados, nos quais defeitos com apenas 50 nm que, até agora, eram pequenos demais para gerar problemas, mas que poderiam causar desastres nas atuais dimensões nanométricas dos chips de computadores. Exceto por alguns detalhes "high-tech", o microscópio funciona de maneira muito similar a um microscópio óptico convencional. A luz brilha através da amostra em exame. A luz transmitida é coletada em uma "placa de zona de objetiva" que forma uma imagem em um detector CDD, o mesmo tipo de dispositivo que grava as imagens em uma câmera digital. Entretanto, no caso do microscópio-sub-38nm, existem alguns truques tecnológicos. O microscópio usa um laser que produz luz no espectro do extremo ultravioleta (EUV), cujos comprimentos de onda extremamente pequenos tornam possível ver pequenos detalhes em uma amostra. A luz EUV é criada pela ablação (vaporização) da superfície de um material-alvo de prata ou cádmio, de forma a que o material vaporizado forme um plasma (uma coleção de partículas carregadas) que irradiam a luz laser. Para focalizar essa luz, os pesquisadores não usam lentes convencionais, porque estas absorvem a maior parte da radiação EUV. Em lugar delas, o microscópio usa "placas de zona difrativas", estruturas que contém anéis concêntricos com espaçamento nanométrico, que focalizam a luz da maneira desejada. Outros microscópios ópticos do "estado-da-arte" já obtiveram rescoluções de até 15 nm, mas estes precisam de grandes sincrotrons. Este sistema mais compacto e menos dispendioso tem potencial para se tornarem mais largamente disponíveis para pesquisadores e indústrias. Além disso, uma vez que os laser de extremo-ultravioleta produzem pulsos de luz de duração muito curta (4 psicossegundos – trilhonésimos de segundo), os pesquisadores acreditam ser possível criar "instantâneos" na escala de psicossegundos de importantes processos em outras aplicações (Paper CME4, www.cleoconference.org)
FRICÇÃO À DISTÂNCIA, a fricção entre objetos próximos que não estão em contato, ainda não é bem compreendida. Seppe Kuehn e seus colegas em Cornell estão decididos a mudar isso. Em primeiro lugar, o que significa contato? Kuhen sugere que, quando dois objetos estejam separados por menos do que cerca de 1 nanômetro, eles podem ser ditos "em contato". Pode-se pensar na fricção de contato como sendo um micro-processo do tipo "velcro" — os "montes" atômicos em uma superfície raspam através de "vales" atômicos da outra superfície. Para observar a fricção sem contato, a fricção entre duas superfícies separadas por mais de 1 nm, os pesquisadores de Cornell usam um pequeno microcantiléver mono-cristal, com menos de um milímetro de comprimento e com poucos milhares de átomos de espessura. Baixado verticalmente em direção a uma superfície e posto em movimento, o cantiléver vai frear em razão direta da fricção que sentir da superfície abaixo. Surpreendentemente, a fricção entre o cantiléver e a amostra depende da composição química da amostra. Estudando a dependência entre a fricção sem contato e a composição química da amostra, os cientistas de Cornell obtiveram a primeira detecção direta e mecânica da fricção sem contato, que surge dos fracos campos elétricos causados pelo movimento das moléculas nas amostras. As amostras incluiram vários materiais polímeros. Este trabalho é motivado por esforços recentes para a obtenção de Imagens por Ressonância Magnética (MRI) de moléculas singelas, que necessitam da detecção de forças muito pequenas e têm sido frustradas pela fricção sem contato. (Kuehn, Loring, Marohn, Physical Review Letters, 21 de Abril de 2006)
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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.
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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.
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