O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 829, de 19 de junho de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE
TEMPO E TEMPO DE NOVO. Os físicos do mundo aceitam a idéia de espaço-tempo, uma entidade métrica combinada que põe o tempo na mesma passada que as três dimensões espaciais visíveis. Algumas teorias adicionam dimensões espaciais extra para ajudar a assimilação de todas as forças físicas em um Modelo Unificado da realidade.
Mas, que tal adicionar uma dimensão extra ao tempo, também? Itzak Bars e Yueh-Cheng Kuo da Universidade do Sul da Califórnia, adicionam uma dimensão espacial extra também.
Bars explica esta proposta com uma comparação. Da mesma forma que a projeção de um objeto de 3 dimensões em uma parede de 2 dimensões pode ter várias formas diferentes, e cada uma dessas formas é incapaz de transmitir todas as propriedades do objeto em 3D, assim é que a descrição com uma única dimensão de tempo, na formulaçaõ padrão da física, é insuficiente para capturar diversas propriedades dos sitemas dinâmicos que permanecem misteriosos ou desconhecidos.
A adição de uma dimensão extra de tempo e uma dimensão extra de espaço, junto com um requisito de que todo o movimento no espaço estendido seja simétrico sob uma mudança de posição e momento em qualquer instante, reproduz todas as dinâmicas possíveis no espaço-tempo comum e lança luz sobre muitas correlações e simetrias ocultas que se verificam em nosso universo. As relações ocultas entre muitos sistemas dinâmicos são parentes próximas das relações entre as muitas sombras de um objeto 3D projetado em uma parede 2D. Neste caso, o objeto está em um espaço-tempo de 4 dimensões espaciais e 2 de tempo, enquanto que as sombras ficam em um espaço-tempo de 3 dimensões de espaço e 1 de tempo.
O movimento em 4+2 dimensões é realmente muito mais simétrico e simples do que os complexos movimentos das sombras em 3+1 dimensões.
Além da unificação geral da dinâmica descrita acima, o que mais esta adição de uma dimensão extra de espaço e uma de tempo (em adição a todas as dimensões extra de espaço previstas pela Teoria das Cordas) realiza que não possa ser conseguido sem elas? Bars diz que sua teoria explica a conservação CP nas interações fortes, sem a necessidade de uma nova partícula, o áxion, que não foi encontrado nas experiências. Também explica o fato de que as órbitas elípticas dos planetas permaneçam fixas (sem contar com as bem conhecidas pequenas precessões). Esse efeito de simetria "Runge-Lenz" permaneceu algo misterioso no estudo da mecânica celeste, mas, agora, poderia ser entendido com sendo devido à simetria das rotações na quarta dimensão espacial. Uma simetria similar, observada do espectro do Hidrogênio, também seria explicada por uma física com 2 dimensões de tempo, e, novamente, explicada como uma simetria de rotações nas dimensões extra de espaço e tempo.
Existem muitos outros exemplos semelhantes de simetrias ocultas no mundo macroscópico clássico, bem como no mundo quântico microscópico – argumenta Bars – que podem ser estudadas, pela primeira vez, com essa nova formulação de 2 tempos em física. Já houve tentativas para formular teorias com um segundo eixo de tempo, porém Bars diz que a maioria desses esforços ficaram comprometidos por problemas com a unitaridade (a necessidade de que a soma de todas as probabilidades de ocorrência não seja maior do que 1) e causalidade (manter o sentido da seta termodinâmica do tempo). Os teóricos da USC reformularam seu modelo para adaptá-lo à versão corrente de supersimetria do Modelo Padrão e esperam que suas idéias sejam testadas em simulações por computador e em experiências a serem realizadas.(Physical Review Letters, artigo em publicação. Ver também a página da web de Bars )
PRIMEIRA MEDIÇÃO DIRETA DAS FORÇAS DE EMPILHAMENTO DO DNA. O DNA é uma das mais importantes e estudadas moléculas que exsitem, entretanto somente agora uma equipe de cientistas, da Universidade de Duke, obteve sucesso na medição da força que liga os nucleotídeos em uma molécula de DNA de cadeia simples (single-stranded DNA = ssDNA), usando um microscópio de força atômica (atomic force microscope = AFM). Um DNA de cadeia dupla é caracterizado por duas forças principais — a força de empilhamento entre as unidades base ao longo da dupla hélice e a força de emparelhamento (emparelhamento (Watson-Crick) entre as unidades base opostas que formam os "degraus" da dupla hélice.
Medições da elasticidade do DNA, realizados na década de 1990 (ver PNU nº 312), foram feitos com DNA de cadeia dupla, onde é difícil separar os efeitos das forças de emparelhamento e de empilhamento.
Por isso, Piotr. E. Marszalek e seus colegas (Changhong Ke, Michael Humeniuk, e Hanna S-Gracz) se voltaram para o ssDNA. Eles montaram um ssDNA artificial constiuído somente de unidades base de Adenina, ligadas a um substrato de Ouro, e retiraram-no com uma ponta AFM. Com uma resolução de força da ordem de 1 picoNewton, a aparelhagem da Duke detectou um patamar na elasticidade (o da força de empilhamento), em cerca de 23 pN, o que era esperado, e um segundo patamar na casa de 113 pN. (Ke et al., Physical Review Letters, artigo em publicação; uma publicação com a medição de forças em uma molécula de RNA, que achou um patamar para uma única força na casa de 20 pN, foi publicado em Keol et al., Physical Review Letters, 13 de abril de 2007)
CORREÇÕES: no Boletim 828, o ítem que fala dos cristais de Polônio, ficou distorcido por erros de digitação e transposição de palavras. Para ver a versão corrigida do texto, ver o website do PNU. [nota do tradutor: eu procurei o texto "novo", lá na página do PNU e não encontrei nada digno de nota]
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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.
TEMPO E TEMPO DE NOVO. Os físicos do mundo aceitam a idéia de espaço-tempo, uma entidade métrica combinada que põe o tempo na mesma passada que as três dimensões espaciais visíveis. Algumas teorias adicionam dimensões espaciais extra para ajudar a assimilação de todas as forças físicas em um Modelo Unificado da realidade.
Mas, que tal adicionar uma dimensão extra ao tempo, também? Itzak Bars e Yueh-Cheng Kuo da Universidade do Sul da Califórnia, adicionam uma dimensão espacial extra também.
Bars explica esta proposta com uma comparação. Da mesma forma que a projeção de um objeto de 3 dimensões em uma parede de 2 dimensões pode ter várias formas diferentes, e cada uma dessas formas é incapaz de transmitir todas as propriedades do objeto em 3D, assim é que a descrição com uma única dimensão de tempo, na formulaçaõ padrão da física, é insuficiente para capturar diversas propriedades dos sitemas dinâmicos que permanecem misteriosos ou desconhecidos.
A adição de uma dimensão extra de tempo e uma dimensão extra de espaço, junto com um requisito de que todo o movimento no espaço estendido seja simétrico sob uma mudança de posição e momento em qualquer instante, reproduz todas as dinâmicas possíveis no espaço-tempo comum e lança luz sobre muitas correlações e simetrias ocultas que se verificam em nosso universo. As relações ocultas entre muitos sistemas dinâmicos são parentes próximas das relações entre as muitas sombras de um objeto 3D projetado em uma parede 2D. Neste caso, o objeto está em um espaço-tempo de 4 dimensões espaciais e 2 de tempo, enquanto que as sombras ficam em um espaço-tempo de 3 dimensões de espaço e 1 de tempo.
O movimento em 4+2 dimensões é realmente muito mais simétrico e simples do que os complexos movimentos das sombras em 3+1 dimensões.
Além da unificação geral da dinâmica descrita acima, o que mais esta adição de uma dimensão extra de espaço e uma de tempo (em adição a todas as dimensões extra de espaço previstas pela Teoria das Cordas) realiza que não possa ser conseguido sem elas? Bars diz que sua teoria explica a conservação CP nas interações fortes, sem a necessidade de uma nova partícula, o áxion, que não foi encontrado nas experiências. Também explica o fato de que as órbitas elípticas dos planetas permaneçam fixas (sem contar com as bem conhecidas pequenas precessões). Esse efeito de simetria "Runge-Lenz" permaneceu algo misterioso no estudo da mecânica celeste, mas, agora, poderia ser entendido com sendo devido à simetria das rotações na quarta dimensão espacial. Uma simetria similar, observada do espectro do Hidrogênio, também seria explicada por uma física com 2 dimensões de tempo, e, novamente, explicada como uma simetria de rotações nas dimensões extra de espaço e tempo.
Existem muitos outros exemplos semelhantes de simetrias ocultas no mundo macroscópico clássico, bem como no mundo quântico microscópico – argumenta Bars – que podem ser estudadas, pela primeira vez, com essa nova formulação de 2 tempos em física. Já houve tentativas para formular teorias com um segundo eixo de tempo, porém Bars diz que a maioria desses esforços ficaram comprometidos por problemas com a unitaridade (a necessidade de que a soma de todas as probabilidades de ocorrência não seja maior do que 1) e causalidade (manter o sentido da seta termodinâmica do tempo). Os teóricos da USC reformularam seu modelo para adaptá-lo à versão corrente de supersimetria do Modelo Padrão e esperam que suas idéias sejam testadas em simulações por computador e em experiências a serem realizadas.(Physical Review Letters, artigo em publicação. Ver também a página da web de Bars )
PRIMEIRA MEDIÇÃO DIRETA DAS FORÇAS DE EMPILHAMENTO DO DNA. O DNA é uma das mais importantes e estudadas moléculas que exsitem, entretanto somente agora uma equipe de cientistas, da Universidade de Duke, obteve sucesso na medição da força que liga os nucleotídeos em uma molécula de DNA de cadeia simples (single-stranded DNA = ssDNA), usando um microscópio de força atômica (atomic force microscope = AFM). Um DNA de cadeia dupla é caracterizado por duas forças principais — a força de empilhamento entre as unidades base ao longo da dupla hélice e a força de emparelhamento (emparelhamento (Watson-Crick) entre as unidades base opostas que formam os "degraus" da dupla hélice.
Medições da elasticidade do DNA, realizados na década de 1990 (ver PNU nº 312), foram feitos com DNA de cadeia dupla, onde é difícil separar os efeitos das forças de emparelhamento e de empilhamento.
Por isso, Piotr. E. Marszalek e seus colegas (Changhong Ke, Michael Humeniuk, e Hanna S-Gracz) se voltaram para o ssDNA. Eles montaram um ssDNA artificial constiuído somente de unidades base de Adenina, ligadas a um substrato de Ouro, e retiraram-no com uma ponta AFM. Com uma resolução de força da ordem de 1 picoNewton, a aparelhagem da Duke detectou um patamar na elasticidade (o da força de empilhamento), em cerca de 23 pN, o que era esperado, e um segundo patamar na casa de 113 pN. (Ke et al., Physical Review Letters, artigo em publicação; uma publicação com a medição de forças em uma molécula de RNA, que achou um patamar para uma única força na casa de 20 pN, foi publicado em Keol et al., Physical Review Letters, 13 de abril de 2007)
CORREÇÕES: no Boletim 828, o ítem que fala dos cristais de Polônio, ficou distorcido por erros de digitação e transposição de palavras. Para ver a versão corrigida do texto, ver o website do PNU. [nota do tradutor: eu procurei o texto "novo", lá na página do PNU e não encontrei nada digno de nota]
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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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