O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 814, de 9 de março de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE
"O WOODSTOCK DA FÍSICA", a famosa sessão do encontro de março de 1987 da American Physical Society recebeu seu apelido por causa do fervor, semelhante ao do famoso concerto de rock, inspirado pela convergência de dúzias de relatórios, todos sobre supercondutores de Óxido de Cobre. O 20º aniversário desse evento singular foi celebrado no encontro desta semana em Denver.
Por que tanto barulho por causa das propriedades elétricas de um material cerâmico não usual? Porque, antes de 1987, a temperatura mais alta na qual se havia observado supercondutividade, estava no entorno de 23° K. E, de repente, todo um novo conjunto de ligas de compostos não-metálicos, porém cristais cuja estrutura os colocava dentro de uma classe de minerais conhecida como perovskitas — com temperaturas de transição para supercondução acima de 35° K e, eventualmente, acima de 100° K — gerou uma explosão de interesse entre os físicos. Por causa dos possíveis benefícios tecnológicos fornecidos pela supercondutividade em alta temperatura (high-temperature superconductivity = HTSC) — coisas tais como armazenagem de grandes energias e trens de levitação magnética — o público ficou, também, intrigado.
A comemoração, nesta semana, do momento "Woodstock" (os meses de trabalho febril que levaram ao encontro de 1987) deu uma excelente lição de história sobre como a ciência aventurosa é conduzida. Georg Bednorz (IBM-Zurich), que junto com Alex Mueller, fez a descoberta inicial da HTSC, recontou uma história de frustração e exultação, inclusive o trabalho durante anos a fio sem encontrar indícios claros de supercondutividade; ter que usar equipamentos emprestados depois do expediente; superar o ceticismo dos colegas da IBM e outros, que duvidavam seriamente que cupratos pudessem suportar supercorrentes, muito menos em temperaturas inusitadas; e, finalmente, chegar ao resultado definitivo: supercondutividade a 35° K em um composto de La-Ba-Cu-O.
Em outubro de 1986, Bednorz e Mueller prepararam um artigo que confirmava sua descoberta inicial, sob a forma da observação do "rastro" deixado pela expulsão do magnetismo (o Efeito Meissner) do material, durante a transição para supercondutividade. Apresentar esta publicação, entretanto, necessitava da aprovação do Chefe do Departamento de Física da IBM, Heinrich Roher que, naquela mesma semana, tinha sido co-laureado com o prêmio Nobel, por sua invenção do microscópio de varredura por tunelamento (scanning tunneling microscope = STM). Temeroso de que não fosse capaz de atrair a atenção do preocupado Roher, Bernodz conseguiu a necessária assinatura, enfiando o formulário de aprovação nas mãos de Roher, como se ele (Bednorz) desejasse apenas um autógrafo em celebração. Um único ano depois, Bernodz e Mueller embolsaram seu próprio prêmio Nobel.
A descoberta da IBM foi rapidamente sucedida por trabalhos no Japão e na Universidade de Houston, onde Paul Chu, testando um composto de YBaCuO, foi o primeiro a levar a supercondutividade além da temperatura do Nitrogênio líquido, 77° K. Rapidamente começou uma "corrida do ouro", com dúzias de laboratórios de matéria condensada, por todo o mundo, largando tudo o que estavam fazendo para irradiar, aquecer, congelar, espremer e magnetizar o novo material. Eles entortaram a lista de ingredientes, na esperança de descobrir uma amostra que fosse supercondutora a temperaturas ainda mais altas, ou com uma maior capacidade de transportar correntes. No encontro desta semana, Chu disse que ele e seus colegas passaram meses em um regime de três horas de sono por noite. Diversos outros conferencistas da sessão de 2007 falaram da excitação desses poucos meses em 1987 quando – de acordo com pesquisadores como Marvin Cohen (UC Berkley) e Douglas Scalapino (UC Santa Barbara) – a obtenção de supercondutividade a temperatura ambiente não parecia inconcebível.
O evento "Woodstock", com 50 palestrantes exibindo seus recém-obtidos resultados em uma sala apinhada no Hotel Hilton de Nova York, até as 3:15 da madrugada, foi uma apoteose. Nos anos seguintes, o progresso da HTSC continuou em diversas frentes, mas as expectativas gradualmente se tornaram mais pragmáticas. O composto de YBaCuO de Paul Chu, sob condições de alta pressão, ainda guarda o recorde de temperatura de transição em 164º K.
Produzir amostras em laboratório foi fácil, em comparação a fabricar fios de transmissão de energia em longos carretéis, em parte por causa da natureza friável dos compostos cerâmicos e em parte por causa da tendência para a formação de vórtices magnéticos, que drenam a supercondutividade, no material. Paul Grant, que em 1987 era um cientista da IBM-Almaden, apontou o fato de que as aplicações da HTSC não se materializaram grandemente. Nenhuma companhia está lucrando com a venda de produtos de HTSC. Funcionando na base do "voce consegue o que precisa" - disse Grant - dispositivos supercondutores que funcionam em temperaturas de Nitrogênio líquido, não são tão melhores assim que tirem o lugar de dispositivos que funcionam em temperaturas de Hélio líquido.
Não obstante, o ânimo da sessão de 2007 ("Woodstock20") foi entusiástico. Bernodz disse que o trabalho de 1986/87 mostrou que ainda pode acontecer um grande salto em um campo de pesquisas maduro, cujas origens datam de 70 anos atrás. Bernodz sente que ainda pode ocorrer uma nova onda de inovações. Paul Chu se aventurou a predizer que, dento de dez anos, produtos HTSC terão um impacto na indústria de energia. Paul Grant se referiu ao estudo da supercondutividade como "a cosmologia da física de matéria condensada", querendo dizer que, mesmo após décadas de escurtínio, ainda restava muito a se aprender acerca desses materiais nos quais efeitos quânticos, manifestados em distâncias macroscópicas, conspiram para fazer sumir a resistência elétrica, um fenômeno que, em algum nível básico, pode estar também relacionado com o comportamento dos prótons dentro do núcleo atômico e os núcleos de distantes estrelas de nêutrons. (Fotografias e um press release original do encontro de 1987 estão disponíveis em nossa página www.aip.org/png ).
PROTEÍNAS ANTI-CONGELANTES HIPERATIVAS, naturalmente secretadas por um inseto conhecido como "spruce budworm", impede que o mesmo se congele até a morte, durante os invernos nas florestas norte-americanas. Ido Braslavsky e seus colegas na Universidade de Ohio apresentaram estudos sobre estas potentes, porém atóxicas proteínas no encontro desta semana da APS. Encontrada em várias outras espécies, tais como as moscas-da-neve, as proteínas hiperativas se ligam ao gelo, modificam sua forma cristalina e impedem que o gelo cresca mais, reduzindo eficazmente o ponto de congelamento do gelo para o organismo que as excreta. Essas substâncias atóxicas foram mais recentemente renomeadas "proteínas estruturantes do gelo" ("ice structuring proteins" = ISPs), para distinguí-las dos produtos tóxicos anticongelantes para automóveis. Extrair ISPs de fontes biológicas tem muitas aplicações potenciais, tais como preservar orgãos e sangue, proteção contra geadas na agricultura e até prevenção contra o congelamento das extremidades do corpo ("frostbite"). Estas proteínas naturais são correntemente usadas em alguns sorvetes "light" para melhorar sua textura, mas essas ISPs, obtidas de peixes, são muito menos potentes.
Como as versões hiperativas inibem o crescimento do gelo é um tópico de interesse para o grupo de Braslavsky e seus colaboradores, tais como Peter Davies da Queen's University. Os pesquisadores afixaram moléculas fluorescentes, obtidas de águas-vivas, à proteína. Através de um microscópio , eles observaram como as ISPs fluorescentes inibiam o crescimento dos cristais de gelo. Eles observaram que as ISPs impedem que os cristais de gelo se expandam na sua forma normal de disco. Em lugar disto, elas inibem o crescimento em determinadas direções e fazem com que os cristais cresçam em formatos alterados. Enquanto que a ISP de peixes faz com que os cristais cresçam em um formato "bi-piramidal" que lembra duas pirâmides com as bases unidas, a ISP do spruce budworm bloqueia o crescimento na direção preferencial dos ápices das pirâmides. Usando o microscópio de fluorescência, eles observaram as proteínas afixadas ao gelo, bloqueando seu crescimento naquela direção.
(Documento do Encontro J35.8, em nesta página ; para maiores informações ver esta página )
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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.
"O WOODSTOCK DA FÍSICA", a famosa sessão do encontro de março de 1987 da American Physical Society recebeu seu apelido por causa do fervor, semelhante ao do famoso concerto de rock, inspirado pela convergência de dúzias de relatórios, todos sobre supercondutores de Óxido de Cobre. O 20º aniversário desse evento singular foi celebrado no encontro desta semana em Denver.
Por que tanto barulho por causa das propriedades elétricas de um material cerâmico não usual? Porque, antes de 1987, a temperatura mais alta na qual se havia observado supercondutividade, estava no entorno de 23° K. E, de repente, todo um novo conjunto de ligas de compostos não-metálicos, porém cristais cuja estrutura os colocava dentro de uma classe de minerais conhecida como perovskitas — com temperaturas de transição para supercondução acima de 35° K e, eventualmente, acima de 100° K — gerou uma explosão de interesse entre os físicos. Por causa dos possíveis benefícios tecnológicos fornecidos pela supercondutividade em alta temperatura (high-temperature superconductivity = HTSC) — coisas tais como armazenagem de grandes energias e trens de levitação magnética — o público ficou, também, intrigado.
A comemoração, nesta semana, do momento "Woodstock" (os meses de trabalho febril que levaram ao encontro de 1987) deu uma excelente lição de história sobre como a ciência aventurosa é conduzida. Georg Bednorz (IBM-Zurich), que junto com Alex Mueller, fez a descoberta inicial da HTSC, recontou uma história de frustração e exultação, inclusive o trabalho durante anos a fio sem encontrar indícios claros de supercondutividade; ter que usar equipamentos emprestados depois do expediente; superar o ceticismo dos colegas da IBM e outros, que duvidavam seriamente que cupratos pudessem suportar supercorrentes, muito menos em temperaturas inusitadas; e, finalmente, chegar ao resultado definitivo: supercondutividade a 35° K em um composto de La-Ba-Cu-O.
Em outubro de 1986, Bednorz e Mueller prepararam um artigo que confirmava sua descoberta inicial, sob a forma da observação do "rastro" deixado pela expulsão do magnetismo (o Efeito Meissner) do material, durante a transição para supercondutividade. Apresentar esta publicação, entretanto, necessitava da aprovação do Chefe do Departamento de Física da IBM, Heinrich Roher que, naquela mesma semana, tinha sido co-laureado com o prêmio Nobel, por sua invenção do microscópio de varredura por tunelamento (scanning tunneling microscope = STM). Temeroso de que não fosse capaz de atrair a atenção do preocupado Roher, Bernodz conseguiu a necessária assinatura, enfiando o formulário de aprovação nas mãos de Roher, como se ele (Bednorz) desejasse apenas um autógrafo em celebração. Um único ano depois, Bernodz e Mueller embolsaram seu próprio prêmio Nobel.
A descoberta da IBM foi rapidamente sucedida por trabalhos no Japão e na Universidade de Houston, onde Paul Chu, testando um composto de YBaCuO, foi o primeiro a levar a supercondutividade além da temperatura do Nitrogênio líquido, 77° K. Rapidamente começou uma "corrida do ouro", com dúzias de laboratórios de matéria condensada, por todo o mundo, largando tudo o que estavam fazendo para irradiar, aquecer, congelar, espremer e magnetizar o novo material. Eles entortaram a lista de ingredientes, na esperança de descobrir uma amostra que fosse supercondutora a temperaturas ainda mais altas, ou com uma maior capacidade de transportar correntes. No encontro desta semana, Chu disse que ele e seus colegas passaram meses em um regime de três horas de sono por noite. Diversos outros conferencistas da sessão de 2007 falaram da excitação desses poucos meses em 1987 quando – de acordo com pesquisadores como Marvin Cohen (UC Berkley) e Douglas Scalapino (UC Santa Barbara) – a obtenção de supercondutividade a temperatura ambiente não parecia inconcebível.
O evento "Woodstock", com 50 palestrantes exibindo seus recém-obtidos resultados em uma sala apinhada no Hotel Hilton de Nova York, até as 3:15 da madrugada, foi uma apoteose. Nos anos seguintes, o progresso da HTSC continuou em diversas frentes, mas as expectativas gradualmente se tornaram mais pragmáticas. O composto de YBaCuO de Paul Chu, sob condições de alta pressão, ainda guarda o recorde de temperatura de transição em 164º K.
Produzir amostras em laboratório foi fácil, em comparação a fabricar fios de transmissão de energia em longos carretéis, em parte por causa da natureza friável dos compostos cerâmicos e em parte por causa da tendência para a formação de vórtices magnéticos, que drenam a supercondutividade, no material. Paul Grant, que em 1987 era um cientista da IBM-Almaden, apontou o fato de que as aplicações da HTSC não se materializaram grandemente. Nenhuma companhia está lucrando com a venda de produtos de HTSC. Funcionando na base do "voce consegue o que precisa" - disse Grant - dispositivos supercondutores que funcionam em temperaturas de Nitrogênio líquido, não são tão melhores assim que tirem o lugar de dispositivos que funcionam em temperaturas de Hélio líquido.
Não obstante, o ânimo da sessão de 2007 ("Woodstock20") foi entusiástico. Bernodz disse que o trabalho de 1986/87 mostrou que ainda pode acontecer um grande salto em um campo de pesquisas maduro, cujas origens datam de 70 anos atrás. Bernodz sente que ainda pode ocorrer uma nova onda de inovações. Paul Chu se aventurou a predizer que, dento de dez anos, produtos HTSC terão um impacto na indústria de energia. Paul Grant se referiu ao estudo da supercondutividade como "a cosmologia da física de matéria condensada", querendo dizer que, mesmo após décadas de escurtínio, ainda restava muito a se aprender acerca desses materiais nos quais efeitos quânticos, manifestados em distâncias macroscópicas, conspiram para fazer sumir a resistência elétrica, um fenômeno que, em algum nível básico, pode estar também relacionado com o comportamento dos prótons dentro do núcleo atômico e os núcleos de distantes estrelas de nêutrons. (Fotografias e um press release original do encontro de 1987 estão disponíveis em nossa página www.aip.org/png ).
PROTEÍNAS ANTI-CONGELANTES HIPERATIVAS, naturalmente secretadas por um inseto conhecido como "spruce budworm", impede que o mesmo se congele até a morte, durante os invernos nas florestas norte-americanas. Ido Braslavsky e seus colegas na Universidade de Ohio apresentaram estudos sobre estas potentes, porém atóxicas proteínas no encontro desta semana da APS. Encontrada em várias outras espécies, tais como as moscas-da-neve, as proteínas hiperativas se ligam ao gelo, modificam sua forma cristalina e impedem que o gelo cresca mais, reduzindo eficazmente o ponto de congelamento do gelo para o organismo que as excreta. Essas substâncias atóxicas foram mais recentemente renomeadas "proteínas estruturantes do gelo" ("ice structuring proteins" = ISPs), para distinguí-las dos produtos tóxicos anticongelantes para automóveis. Extrair ISPs de fontes biológicas tem muitas aplicações potenciais, tais como preservar orgãos e sangue, proteção contra geadas na agricultura e até prevenção contra o congelamento das extremidades do corpo ("frostbite"). Estas proteínas naturais são correntemente usadas em alguns sorvetes "light" para melhorar sua textura, mas essas ISPs, obtidas de peixes, são muito menos potentes.
Como as versões hiperativas inibem o crescimento do gelo é um tópico de interesse para o grupo de Braslavsky e seus colaboradores, tais como Peter Davies da Queen's University. Os pesquisadores afixaram moléculas fluorescentes, obtidas de águas-vivas, à proteína. Através de um microscópio , eles observaram como as ISPs fluorescentes inibiam o crescimento dos cristais de gelo. Eles observaram que as ISPs impedem que os cristais de gelo se expandam na sua forma normal de disco. Em lugar disto, elas inibem o crescimento em determinadas direções e fazem com que os cristais cresçam em formatos alterados. Enquanto que a ISP de peixes faz com que os cristais cresçam em um formato "bi-piramidal" que lembra duas pirâmides com as bases unidas, a ISP do spruce budworm bloqueia o crescimento na direção preferencial dos ápices das pirâmides. Usando o microscópio de fluorescência, eles observaram as proteínas afixadas ao gelo, bloqueando seu crescimento naquela direção.
(Documento do Encontro J35.8, em nesta página ; para maiores informações ver esta página )
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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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