04 janeiro 2007

Physcis News Update nº 807

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 807, de 29 de dezembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, Turner Brinton e Davide Castelvecchi. PHYSICS NEWS UPDATE

SENSOREAMENTO DIRETO DE FORÇAS AO NÍVEL DE PICONEWTON. A medição de massas pode ser realizada ao nível de 10-21 grama (zeptograma) (ver PNU nº 725, matéria 1) e a força até o nível de 10-18 Newton (attonewton) (Arlett et al., em Nano Letters, 2006). Porém, para diversas medições no mundo da biologia das células, isto é sensibilidade demais. As forças nesse reino são tipicamente da ordem do piconewton (1 pN = 10-12 Newton). Os exemplos incluem a força aplicada pela proteína motora molecular Cinesina para o transporte de vesículas (6 pN), a força para "desempacotar" uma molécula de DNA a temperatura ambiente (9 a 20 pN), ou a força para rasgar uma molécula de DNA, puxando-a pelas extremidades (65 pN). Os biofísicos precisam de um sensor de forças economicamente viável que funcione com confiabilidade dentro d'água, no nível de pN. Steven Koch e seus colegas no Sandia National Labs estão quase no ponto de fornecer um tal sensor. O núcleo do dispositivo é uma mola de um milímetro de comprimento, mas com apenas um mícron de espessura, e é fabricada por um processo comum de micro-usinagem de polisilicones. A mola funciona de acordo com a clásica experiência de Robert Hooke no século XVII: a força exercida sobre a mola é igual à compressão ou extensão da mola, multiplicada pela constante elástica da mola, que, no caso, é de cerca de 1 piconewton por nanômetro. A mola, montada sobre um substrato, pode ser usada de diversas maneiras: ela pode ser engatada para se mover com o puxão ou empurrão de uma amostra biológica, ou pode ser tornada sensível a campos magnéticos e, assim, fucionar como um sensor de campos. O deslocamento da mola é, correntemente, observado por uma câmera de vídeo com uma precisão de 2 nm, mas são possíveis outros processos mais rápidos e precisos. Koch (atualmente na Universidade do Novo Mexico) diz que as aplicações mais prováveis do novo sensor serão medições de forças do tipo das microsferas magnéticas usadas em experiências de uma única bio-molécula e para calibrar os eletromagnetos usados para enviar microsferas para realizarem coisas tais como esticar, torcer, ou "desempacotar" DNA. Ele também visualiza medições diretas de forças mecânicas, em combinação com outros dispositivos de sistemas micro-eletromecânicos (MEMS = microelectromechanical systems), em experiências de biofísica, onde pinças ópticas (que usam feixes de laser para manipular as microsferas ligadas às moléculas) não podem ser usadas. O sensor do Sandia pode ser adaptado para aplicar uma tensão ajustável a moléculas isoladas de DNA, a fim de estudar as ligações entre as proteínas ou processos enzimáticos. (Koch, Thayer, Corwin, de Boer., Applied Physics Letters, 23 de outubro de 2006)

NOVOS ESTADOS NUCLEARES "ESQUISITOS". Alguns físicos nucleares procuram criar novos elementos fundindo dois núcleos e esperando que o corpo amalgamado se mantenha junto, pelo menos por algum tempo. Outros pesquisadores exploram o mundo nuclear criando novos estados de spin. Um núcleo que gire rapidamente não está "excitado" no sentido usual de ter um monte de energia interna, mas, não obstante, permite que os prótons e nêutrons constituíntes se arranjem em novas configurações. Este universo de alto giro é alcançado pelo entrechoque não central de dois núcleos [nota do tradutor: algo como um choque "de raspão"] . Em um novo trabalho experimental no Laboratório Lawrence Berkeley na Califórnia, núcleos de Érbio-158 foram postos a girar muito rapidamente e, então, cuidadosamente observados, enquanto desaceleravam, descarregando fótons de alta energia. Esses Raios Gama, cada qual carregando consigo duas unidades de momento angular (cada unidade é igual a 2Π vezes a Constante de Planck), são observados no detector de Gamasfera que circunda o local da colisão; o número de raios Gama fornece a informação acerca do spin nuclear. Assim, por exemplo, um núcleo girado a um nível de 40 unidades, emitiria cerca de 20 Gamas, enquanto "voltasse à calma"; outras formas de relaxamento radiativo nuclear – ejetar elétrons ou partículas Alfa – levam muito tempo para ocorrer. Os teóricos acreditam que, acima de um valor de spin de cerca de 46, todo o núcleo de Er-158 não pode ser posto a girar mais rápido, sem que haja um drástico rearranjamento de todo o estado do núcleo. [Nota do tradutor: existem, em inglês, duas palavras diferentes que são traduzidas por "núcleo": "nucleus", que seria mais exatamente um núcleo atômico; e "core" que é um elemento central, como, por exemplo, o núcleo do planeta Terra. Eu indiquei com a palavra "core" essa segunda acepção de "núcleo", em português] Em seu lugar, um núcleo ("core") esférico de partículas nucleares (que constituem um núcleo de Gadolínio-146) para de girar, enquanto uma frota de 12 partículas de "valência" (nêutrons e prótons) orbitam o núcleo ("core") em valores de spin ainda maiores (ver a progressão dos estados de spin nesta figura). Eddie Paul, da Universidade de Liverpool e seus colegas conseguiram descobrir novos caminhos para um regime de spin mais alto, observando o padrão de raios Gama emitidos. Eles encontraram indícios de que os núcleos ("cores") observados nas experiências anteriores pode, ocasionalmente, se fragmentar um pouco, permitindo que a rotação coletiva de todos os núcleons seja retomada, o que permite que o spin total do núcleo atinja valores mais altos. O valor mais alto observado desta maneira foi de 65 unidades de spin. Os pesquisadores esperam explorar valores de spin ainda mais altos, talvez tão altos que o núcleo se aproxime o limite de fissão. Neste ponto, o núcleo não se desexcita mais perdendo raios Gama, mas por fissão – ou seja, se desfazendo em grandes fragmentos nucleares. (Paul et al., Physical Review Letters, artigo a ser publcado)



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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.


Um comentário:

No Sexy Nick disse...

C anda mto sumido!!!
Ta td bem????
Bjo!