O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 797, de 16 de outubro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi Physics News Update
DESCOBERTOS OS ELEMENTOS 116 E 118. No Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear em Dubna, Russia, físicos (inclusive colaboradores do Laboratório Nacional Lawrencw Livermore, nos EUA) enviaram um feixe de íons de Cálcio-48 sobre um alvo de átomos de Califórnio-249, para criar um punhado de átomos do elemento 118. Os núcleos desses átomos têm um uma massa atômica total de 294 unidades. De fato, apenas três desses átomos, os mais pesados já produzidos em uma experiência controlada, foram observados. Após enviar 2 x 1019 projéteis de cálcio sobre o alvo, um átomo do elemento 118 foi descoberto, no ano de 2002, e mais dois átomos em 2005. Os pesquisadores retiveram a publicação após observar o primeiro espécime, a fim de observar mais eventos. De acordo com o físico de Livermore. Ken Moody, em uma conferência para a imprensa em Livermore, hoje, os três eventos foram bem estudados e a probabilidade de um êrro estatísitico no trabalho são menores do que 1 em 10.000. A cautela é natural no pensamento de qualquer um que venha anunciar um novo elemento; indícios de um elemento 118 foram apresentadosm anteriormente, por uma equipe do Laboratório LBL ( Physics News Update nº 432, 1ª matéria), mas a reivindicação foi, posteriormente retirada (Physics News Update nº 550, 1ª matéria), quando se descobriu que alguns dados tinham sido falsificados.
Ao procurar entre 1019 eventos de colisões, como se pode afirmar que se descobriu um novo elemento? Por causa da clara e ímpar seqüência da descarga de partículas alfa, pacotes nucleares constituidos de dois prótons e dois nêutrons. Neste caso, os núcleos do elemento 118 decaem para o elemento 116 (ele próprio observado pela primiera vez), e daí para o elemento 114, e deste para o elemento 112, pela emissão de partículas alfa detectáveis. O núcleo do elemento 112, subseqüentemente, se fissiona em partículas filhas razoavelmente semelhantes. A vida média observada para as três amostras do elemento 118 foi de cerca de um milissegundo, o que não é suficiente para realizar qualquer tipo de testes químicos (seria necessário um tempo de uma hora para isso). O elemento 118 fica logo abaixo do Radônio na Tabela Periódica e, portanto, é um tipo de gás nobre. A equipe Dubna-Livermore já havia anunciado, anteriormente, a descoberta dos elementos 113 e 115 (Physics News Update nº 672, 1ª matéria) e espera, futuramente, produzir o elemento 120, por meio do esmagamento de um feixe de átomos de Ferro em um alvo de Plutônio. Para poduzir núcleos mais pesados do que isso, seria necessário um feixe de núcleos radiativos ricos em nêutrons; a proposta para construir um acelerador nos EUA para fazer exatamente isso foi frustrada. (Oganessian et al., Physical Review C, outubro de 2006; ver o press release do Livermore em www.llnl.gov)
UMA CÃMERA DIGITAL DE UM SÓ PIXEL, acreditam os cientistas da Universidade Rice, reduzirá o consumo de energia e espaço de armazenagem, sem sacrificar a resolução espacial. Esta nova abordagem visa confrontar um dos dilemas básicos das imagens digitais, mais exatamente o grande fator de desperdício. Considere-se que uma câmera de mega-pixels, quando se tira uma imagem, captura e momentaneamente armazena um milhão de números (os níveis de luminosidade dos pixels). Nenhuma câmera pode armazenar tantas informações para centenas de imagens, de forma que acontece uma imediata compressão de dados logo dentro da câmera. Um pequeno microprocessador realiza uma Trasnformada de Fourrier; ou seja, converte uma imagem digital em uma soma ponderada de várias ondas senoidais. Em lugar de um milhão de números, a imagem pode ser, então, comprimida até algo tal como 10.000 números, correspondentes aos coeficientes mais importantes da transformação matemática. Estes são os números realmente retidos para o posterior processamento em imagens. A câmera Rice econmiza espaço e energia eliminando o primeiro passo. Ela se livra de milhões de pixels. Em vez disso, ela vai logo para uma versão transformada (cerca de 10.000 números, no lugar de um milhão), observando a cena prismaticamente com um único pixel. Não, a luz do objeto não passa através de um rpisma, mas é observada de cerca de 10.000 maneiras diferentes. A luz, em uma rápida sucessão de "olhadelas" é refletida pela miríade de facetas individualmente direcionadas de um dispositivo de micro-espelhos digital, ou DMD (ver página "Digital Micromirror Device da WikPedia, em inglês). Os espelhos de um DMD (do tamanho de um mícron ou quase isto), não capturam uma imagem de um objeto ou gravam dados, porém meramente dirigem a luz; eles podem ser angulados individualmente, de forma tal que a luz atinja ou não um foto detector, dependendo se a luz representa um 1 ou 0 no momento. A idéia principal é que o DMD aja como uma espécie de computador óptico analógico. Cada vez que o pixel "vê" o objeto, um diferente conjunto de orientações é imposto ao dispositivo de micro-espelhos. E, em uma interessante mudança, a câmera Rice emprega orientações aleatórias. Parecendo o não-significativo borrão de casas brancas e negras de um quadro de palavras-cruzadas, a superfície do DMD é refletivo aqui e escuro ali; alguns espelhos vão fielmente refletir a luz do objeto para o pixel, enquanto outros, com efeito, parecerão negros. Então o objeto é visualizado, novamente, com um padrão diferente de disposição dos micro-espelhos; novamente, o pixel vai registrar um nível de luminosidade geral. O processo se repete por cerca de 10.000 vezes. Finalmente, em um computador off-line os diferentes níveis de luminosidade do pixel, juntamente com os padrões de disposição dos micro-espelhos, são processados, usando-se um novo algorítimo, para reconstruir uma imagem nítida. Não é exatamente a mesma coisa que o processo de captura de imagens usado em cristalografia com raios-X ou CAT scans (que também convertem micropontos de imagens em imagens) mas um novo tipo de captura de imagem chamado de "sensoreamento compressivo", que tem apenas dois anos de idade.
Em resumo, a aquisição de dados de imagem é reduzida em muitas vezes (economizando em armazenagem da dados), somente um pixel é necessário o que libera um espaço valioso no detector primário) e a parte "braçal" do processo pode ser despejada para um computador remoto, em lugar de um chip no interior da câmera, reduzindo, assim, grandemente o consumo de energia e aumentando a duração das baterias. Os pesquisadores da Rice Richard Baraniuk e Kevin Kelly dizem que ua virtude adicional da câmera é que, com somente um pixel, o detector (um foto-diodo) pode ter as propriedades que se quiser. Ele pode até acomodar comprimentos de onda correntemente indisponíveis para fotografias digitais, tais como raios-X, ondas de TeraHertz, até Radar. Um protótipo funcional da câmera foi construído. Uma das principais tarefas é reduzir o tempo para gravar uma imagem; o preço para comprimir espaço, pixels e energia é espalhar tudo em tempo, uma vez que o pixel cíclope deve "piscar" 10.000 ou mais vezes para capturar a imagem. Como diz Baraniuk, a forma de fotografia da Rice é multilexada pelo tempo. Os resultados da Rice foram relatados, na última semana, no Encontro Fronteiras na Óptica da Sociedade Americana de Óptica, realizado em Rochester (www.osa.org/meetings/annual/) (Para uma figura do dispositivo e o resultado das imagens, ver a página http://dsp.rice.edu/cscamera e a publicação da pesquisa em http://www.dsp.ece.rice.edu/cs/cscam-SPIEJan06.pdf )
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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.
DESCOBERTOS OS ELEMENTOS 116 E 118. No Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear em Dubna, Russia, físicos (inclusive colaboradores do Laboratório Nacional Lawrencw Livermore, nos EUA) enviaram um feixe de íons de Cálcio-48 sobre um alvo de átomos de Califórnio-249, para criar um punhado de átomos do elemento 118. Os núcleos desses átomos têm um uma massa atômica total de 294 unidades. De fato, apenas três desses átomos, os mais pesados já produzidos em uma experiência controlada, foram observados. Após enviar 2 x 1019 projéteis de cálcio sobre o alvo, um átomo do elemento 118 foi descoberto, no ano de 2002, e mais dois átomos em 2005. Os pesquisadores retiveram a publicação após observar o primeiro espécime, a fim de observar mais eventos. De acordo com o físico de Livermore. Ken Moody, em uma conferência para a imprensa em Livermore, hoje, os três eventos foram bem estudados e a probabilidade de um êrro estatísitico no trabalho são menores do que 1 em 10.000. A cautela é natural no pensamento de qualquer um que venha anunciar um novo elemento; indícios de um elemento 118 foram apresentadosm anteriormente, por uma equipe do Laboratório LBL ( Physics News Update nº 432, 1ª matéria), mas a reivindicação foi, posteriormente retirada (Physics News Update nº 550, 1ª matéria), quando se descobriu que alguns dados tinham sido falsificados.
Ao procurar entre 1019 eventos de colisões, como se pode afirmar que se descobriu um novo elemento? Por causa da clara e ímpar seqüência da descarga de partículas alfa, pacotes nucleares constituidos de dois prótons e dois nêutrons. Neste caso, os núcleos do elemento 118 decaem para o elemento 116 (ele próprio observado pela primiera vez), e daí para o elemento 114, e deste para o elemento 112, pela emissão de partículas alfa detectáveis. O núcleo do elemento 112, subseqüentemente, se fissiona em partículas filhas razoavelmente semelhantes. A vida média observada para as três amostras do elemento 118 foi de cerca de um milissegundo, o que não é suficiente para realizar qualquer tipo de testes químicos (seria necessário um tempo de uma hora para isso). O elemento 118 fica logo abaixo do Radônio na Tabela Periódica e, portanto, é um tipo de gás nobre. A equipe Dubna-Livermore já havia anunciado, anteriormente, a descoberta dos elementos 113 e 115 (Physics News Update nº 672, 1ª matéria) e espera, futuramente, produzir o elemento 120, por meio do esmagamento de um feixe de átomos de Ferro em um alvo de Plutônio. Para poduzir núcleos mais pesados do que isso, seria necessário um feixe de núcleos radiativos ricos em nêutrons; a proposta para construir um acelerador nos EUA para fazer exatamente isso foi frustrada. (Oganessian et al., Physical Review C, outubro de 2006; ver o press release do Livermore em www.llnl.gov)
UMA CÃMERA DIGITAL DE UM SÓ PIXEL, acreditam os cientistas da Universidade Rice, reduzirá o consumo de energia e espaço de armazenagem, sem sacrificar a resolução espacial. Esta nova abordagem visa confrontar um dos dilemas básicos das imagens digitais, mais exatamente o grande fator de desperdício. Considere-se que uma câmera de mega-pixels, quando se tira uma imagem, captura e momentaneamente armazena um milhão de números (os níveis de luminosidade dos pixels). Nenhuma câmera pode armazenar tantas informações para centenas de imagens, de forma que acontece uma imediata compressão de dados logo dentro da câmera. Um pequeno microprocessador realiza uma Trasnformada de Fourrier; ou seja, converte uma imagem digital em uma soma ponderada de várias ondas senoidais. Em lugar de um milhão de números, a imagem pode ser, então, comprimida até algo tal como 10.000 números, correspondentes aos coeficientes mais importantes da transformação matemática. Estes são os números realmente retidos para o posterior processamento em imagens. A câmera Rice econmiza espaço e energia eliminando o primeiro passo. Ela se livra de milhões de pixels. Em vez disso, ela vai logo para uma versão transformada (cerca de 10.000 números, no lugar de um milhão), observando a cena prismaticamente com um único pixel. Não, a luz do objeto não passa através de um rpisma, mas é observada de cerca de 10.000 maneiras diferentes. A luz, em uma rápida sucessão de "olhadelas" é refletida pela miríade de facetas individualmente direcionadas de um dispositivo de micro-espelhos digital, ou DMD (ver página "Digital Micromirror Device da WikPedia, em inglês). Os espelhos de um DMD (do tamanho de um mícron ou quase isto), não capturam uma imagem de um objeto ou gravam dados, porém meramente dirigem a luz; eles podem ser angulados individualmente, de forma tal que a luz atinja ou não um foto detector, dependendo se a luz representa um 1 ou 0 no momento. A idéia principal é que o DMD aja como uma espécie de computador óptico analógico. Cada vez que o pixel "vê" o objeto, um diferente conjunto de orientações é imposto ao dispositivo de micro-espelhos. E, em uma interessante mudança, a câmera Rice emprega orientações aleatórias. Parecendo o não-significativo borrão de casas brancas e negras de um quadro de palavras-cruzadas, a superfície do DMD é refletivo aqui e escuro ali; alguns espelhos vão fielmente refletir a luz do objeto para o pixel, enquanto outros, com efeito, parecerão negros. Então o objeto é visualizado, novamente, com um padrão diferente de disposição dos micro-espelhos; novamente, o pixel vai registrar um nível de luminosidade geral. O processo se repete por cerca de 10.000 vezes. Finalmente, em um computador off-line os diferentes níveis de luminosidade do pixel, juntamente com os padrões de disposição dos micro-espelhos, são processados, usando-se um novo algorítimo, para reconstruir uma imagem nítida. Não é exatamente a mesma coisa que o processo de captura de imagens usado em cristalografia com raios-X ou CAT scans (que também convertem micropontos de imagens em imagens) mas um novo tipo de captura de imagem chamado de "sensoreamento compressivo", que tem apenas dois anos de idade.
Em resumo, a aquisição de dados de imagem é reduzida em muitas vezes (economizando em armazenagem da dados), somente um pixel é necessário o que libera um espaço valioso no detector primário) e a parte "braçal" do processo pode ser despejada para um computador remoto, em lugar de um chip no interior da câmera, reduzindo, assim, grandemente o consumo de energia e aumentando a duração das baterias. Os pesquisadores da Rice Richard Baraniuk e Kevin Kelly dizem que ua virtude adicional da câmera é que, com somente um pixel, o detector (um foto-diodo) pode ter as propriedades que se quiser. Ele pode até acomodar comprimentos de onda correntemente indisponíveis para fotografias digitais, tais como raios-X, ondas de TeraHertz, até Radar. Um protótipo funcional da câmera foi construído. Uma das principais tarefas é reduzir o tempo para gravar uma imagem; o preço para comprimir espaço, pixels e energia é espalhar tudo em tempo, uma vez que o pixel cíclope deve "piscar" 10.000 ou mais vezes para capturar a imagem. Como diz Baraniuk, a forma de fotografia da Rice é multilexada pelo tempo. Os resultados da Rice foram relatados, na última semana, no Encontro Fronteiras na Óptica da Sociedade Americana de Óptica, realizado em Rochester (www.osa.org/meetings/annual/) (Para uma figura do dispositivo e o resultado das imagens, ver a página http://dsp.rice.edu/cscamera e a publicação da pesquisa em http://www.dsp.ece.rice.edu/cs/cscam-SPIEJan06.pdf )
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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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