18 outubro 2007

Physics News Update nº 843

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 843, de 18 de outubro de 2007 por Phillip F. Schewe PHYSICS NEWS UPDATE

TERMODINÂMICA RELATIVÍSTICA. A Teoria da Relatividade Restrita de Einstein tem fórmulas, chamadas Transformações de Lorentz, que convertem intervalos de tempo ou distância de um referencial inercial para um referencial veloz, próximo da velocidade da luz. Mas, como fica a temperatura? Ou seja, se uma observadora em altíssima velocidade, levando consigo seu termômetro, tentar medir a temperatura de um gás em uma garrafa estacionária, que temperatura ela leria?
Uma nova abordagem para este assunto controverso sugere que a temperatura seria a mesma que a medida em um referencial estacionário. Em outras palavras, corpos em movimento não pareceriam mais quentes ou mais frios.
Seria o caso de se pensar que uma questão como essa já tivesse sido estabelecida a décadas atrás, mas não é o caso. Einstein e Planck pensaram, uma vez, que o termômetro veloz mediria uma temperatura mais baixa, enquanto outros pensavam que a temperatura seria mais alta.
Um problema é como definir ou medir a temperatura de um gás, em primeiro lugar. James Clerk Maxwell, em 1866, enunciou sua famosa fórmula que predizia que a distribuição das velocidades das partículas do gás teriam o aspecto de uma curva Gaussiana. Mas qual seria a aparência dessa curva para alguém que passasse ventando por ela? O que seria a temperatura média do gás para este outro observador?
Jorn Dunkel e seus colegas da Universitat Augsburg (Alemanha) e da Universidad de Sevilla (Espanha) não poderiam realizar, exatamente, medições diretas (ninguém conseguiu imaginar como manter um gás em um recipiente em velocidades relativísticas em um laboratório terrestre), porém realizaram uma extensiva simulação da matéria.
Dunkel diz que alguns sistemas astrofísicos podem, eventualmente, oferecer uma chance de julgar experimentalmente a questão. No geral, o esforço para casar a termodinâmica com a Relatividade Restrita ainda está na fase inicial. Não se sabe com exatidão como vários parâmetros termodinâmicos mudarão em altas velocidades. Dunkel diz que o Zero Absoluto será sempre o Zero Absoluto, mesmo para observadores em altas velocidades. Mas produzir as transformações de Lorentz adequadas para outras velocidades, vai ser algo bem mais complicado de fazer. (Cubero et al., Physical Review Letters, 26 de outubro de 2007)

XAROPE NUCLAER. Uma nova medição de quanto tempo leva para que certos núcleos se fissionem em grandes fragmentos, sugere que o modelo "gota de líquido" para os núcleos deve ser substituído por um novo modelo "xarope nuclear".
A fissão é a mais dramática forma de radiatividade, quando um núcleo perde não apenas um pequeno fragmento — tal como um elétron, um raio gama ou uma patícula alfa — mas realmente se parte em dois. A fissão de muitos núcleos vem sendo estudada a anos, sendo o mais famoso o Urânio-235.
Ainda em 1939, Niels Bohr e John Wheeler tentaram estabelecer um modelo para a natureza da fissão, afirmando que o núcleo é como uma gota d'água, na qual a tendência da gota em se separar é restrita pela força da tensão superficial; algo assim, diziam eles, mantinha um núcleo intacto, até que algo como as rápidas oscilações de um núcleo instável se tornavam tão grandes que a "tensão superficial", que normalmente mantinha o núcleo junto, era vencida.
Algumas vezes, como em um prelúdio à fissão, o núcleo libera um pouco de sua instabilidade e, efetivamente, reduz sua "temperatura nuclear" expelindo nêutrons ou raios gama. De fato, a duração da "vida" para fissão foi medida indiretamente pela observação desses nêutrons emitidos. Os resultados sugeriam que o velho modelo de "gota de líquido" apresentava um fator de erro de dez, ou cerca disto, na previsão das "vidas". Alguns cientistas começaram a pensar que deveria haver um outro "grude" em ação que freasse o processo de fissão.
Uma experiência no Oak Ridge National Laboratory sondou esta proposta, criando artificialmente vários núcleos fissionáveis, mediante o bombardeamento de um alvo de Tungstênio com um feixe de íons pesados; os projeteis e os núcleos alvo se fundiam temporariamente. viajavam por uma curta distância através do cristal de Tungstênio e, então, fissionavam.
O espaçamento entre os átomos no cristal é usado como referência para medir o recuo dos núcleos compostos antes da fissão. De acordo com o membro da equipe, Jens Andersen da Universidade de Aarhus na Dinamarca, a experiência de Oak Ridge sugere que as "vidas" antes da fissão são ainda mais longas (um fator adicional de dez a cem vezes) do que os derivados pelo processo mais indireto de medição da emissão de nêutrons.
Isto pode implicar em que o formato nuclear não oscile tão rápido como uma gotícula d'água, mas, em vez disso, se deforme muito lentamente, tal como uma gota de xarope. (Andersen et al., Physical Review Letters, 19 de outubro de 2007)

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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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