O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 846, de 12 de novembro de 2007 por Phillip F. Schewe PHYSICS NEWS UPDATE
OS RAIOS CÓSMICOS DE MAIS ALTA ENERGIA provavelmente vêm dos centros dos núcleos galáctico ativos (active galactic nuclei = AGN), onde buracos negros de massas gigantescas, supostamente, fornecem a energia para arremessar os raios através do cosmos.
Esta foi a conclusão a que chegaram os cientistas que operam o Observatório Pierre Auger na Argentina. Este gigantesco dispositivo de detectores, espalhados por 3.000 km² de terreno, procura apenas por uma coisa: jatos de raios cósmicos. Estes surgem quando partículas extremamente energéticas atingem nossa atmosfera, espalhando um chuveiro de partículas secundárias. Muitos dos raios vêm de dentro de nossa Via Láctea, especialmente de nosso Sol, mas muitas outras vem de muito longe.
Os de maior interesse são os jatos de mais alta energia, com energias acima de1019 elétron-volts (eV), muito mais altas do que qualquer partícula energizada que possa ser produzida em um acelerador na Terra.
A origem de tais artefatos físicos potentes oferece aos físicos uma ferramenta para estudar os mais violentos eventos no universo. Para chegar à Terra, a maior parte dos raios cósmicos terá atravessado uma boa parte de espaço intergalático, onde os campos magnéticos podem defletí-los de suas trajetórias iniciais. Porém, para os raios da mais alta energia, os campos magnéticos não podem exercer tanta influência e, conseqüentemente, o ponto de partida dos raios cósmicos pode ser traçado com alguma confiança.
Isto permitiu aos cientistas do Auger definir que os principais raios cósmicos não vinham uniformemente de todas as direções, mas, sim, de preferência de galáxias com núcleos ativos, onde o "acelerador de partículas" provavelmente eram Buracos Negros de tamanho enorme.
O maior feixe de raios cósmicos, daqueles com uma energia maior do que 57 EeV (1 EeV = 1018 eV), apresenta uma bela correlação com conhecidos Núcleos Galáticos Ativos. (Science, 9 de novembro de 2007)
EXERCÍCIOS RESPIRATÓRIOS PARA ENZIMAS. Um novo modelo de proteínas busca explicar como as enzimas extraem energia de suas vizinhanças e a põem em uso para regular a química das células.
Enzimas são grandes moléculas de proteínas que desempenham um papel crucial na catálise de reações químicas entre outras moléculas ou átomos, diminuindo a barreira de energia que, de outra forma, impediria a ocorrência da reação. As enzimas, portanto, podem ser consideradas máquinas de processamento de energia para a facilitação de reações químicas. Elas são, usualmente, grandes, tipicamente contendo milhares de átomos pesados (não-Hidrogênio), mas somente umas poucas dúzias desses átomos realmente participam no processo catalítico.
Para abordar essa importante questão, uma equipe de cientistas da École Normale Superieure (Lyon, França) e da École Polytechnique Federale de Lausanne (Suíça) se concentraram na modelagem do comportamento das partes rígidas da enzima, uma vez que eles acreditam que parte da energia, empregada no processo catalítico, é armazenada não somente na forma de energia química (na forma de trifosfato de adenosina, mais conhecida pela sigla em inglês, ATP, a "comida" para todos os fins das células), mas também na forma de energia mecânica na forma de um movimento vibratório ou "respiração" nas partes mais rígidas da enzima.
Estendendo esta pesquisa para as proteínas em geral, Yves-Henri Sanejouand diz que ele e seus colegas gostariam de escrutinar em maiores detalhes o processo não-linear pelo qual algumas porteínas capturam e armazenam a energia térmica de seus ambientes e também como energia química pode ser transformada em energia mecânica, tal como na contração muscular. (Juanico et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)
SELEÇÃO DIGITAL DE GOTÍCULAS. Um novo laboratório-em-um-chip microfluídico forma pequenas gotículas, as faz passar entre um par de eletrodos que podem, então, realizar uma identificação das gotículas, as faz passar por um segundo par que lhes dá uma carga e, então, por um terceiro par que seleciona as gotículas segundo suas propriedades.
Basicamente a carga imposta à gotícula é proporcional a seu tamanho e a carga é calibrada pelo efeito que ela tem quando passa pelo primeiro conjunto de eletrodos capacitores.
Os cientistas da Hong Kong University of Science and Technology formam um suprimento de gotículas que se movem em um microcanal, misturando o fluído de seu interesse (em um canal) com um "riacho" corrente de óleo (óleo de silício ou de girassol) em um segundo canal (ver a figura em http://www.aip.org/png/2007/290.htm ). Pela regulagem do fluxo do fluido e do óleo, se pode formar gotículas de diversos tamanhos e proporções.
Os cientistas de Hong Kong podem, atualmente, observar gotículas menores do que um picolitro (10-12 litro) de tamanho, com uma sensibilidade capacitiva de um picoFarad (10-12 Farad). A atual taxa de detecção é, agora, de cerca de 10.000 gotículas por segundo, o que já é muita coisa.
De acordo com um dos pesquisadores, Weijia Wen, esta taxa de detecção com base em capacitância é melhor do que a que pode ser obtida com meios ópticos (tais como uma câmera CCD) e o processo de capacitância é intrinsecamente mais barato do que seu equivalente óptico.
No novo processso de Hong Kong, a detecção e seleção são ambos realizados por eletrostática: a seleção ocorre quando um campo elétrico envia as gotículas mais carregadas para um canal e as gotículas menos carregadas para outro canal.
Desta forma, nano ou micro-partículas podem ser selecionadas digitalmente. A meta é obter um chip funcional bioquímico digital para realizar várias experiências com volumes de nanolitros de reagentes ou amostras biológicas. (Niu et al., Biomicrofluidics, Out-Dez 2007; website do laboratório)
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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.
OS RAIOS CÓSMICOS DE MAIS ALTA ENERGIA provavelmente vêm dos centros dos núcleos galáctico ativos (active galactic nuclei = AGN), onde buracos negros de massas gigantescas, supostamente, fornecem a energia para arremessar os raios através do cosmos.
Esta foi a conclusão a que chegaram os cientistas que operam o Observatório Pierre Auger na Argentina. Este gigantesco dispositivo de detectores, espalhados por 3.000 km² de terreno, procura apenas por uma coisa: jatos de raios cósmicos. Estes surgem quando partículas extremamente energéticas atingem nossa atmosfera, espalhando um chuveiro de partículas secundárias. Muitos dos raios vêm de dentro de nossa Via Láctea, especialmente de nosso Sol, mas muitas outras vem de muito longe.
Os de maior interesse são os jatos de mais alta energia, com energias acima de1019 elétron-volts (eV), muito mais altas do que qualquer partícula energizada que possa ser produzida em um acelerador na Terra.
A origem de tais artefatos físicos potentes oferece aos físicos uma ferramenta para estudar os mais violentos eventos no universo. Para chegar à Terra, a maior parte dos raios cósmicos terá atravessado uma boa parte de espaço intergalático, onde os campos magnéticos podem defletí-los de suas trajetórias iniciais. Porém, para os raios da mais alta energia, os campos magnéticos não podem exercer tanta influência e, conseqüentemente, o ponto de partida dos raios cósmicos pode ser traçado com alguma confiança.
Isto permitiu aos cientistas do Auger definir que os principais raios cósmicos não vinham uniformemente de todas as direções, mas, sim, de preferência de galáxias com núcleos ativos, onde o "acelerador de partículas" provavelmente eram Buracos Negros de tamanho enorme.
O maior feixe de raios cósmicos, daqueles com uma energia maior do que 57 EeV (1 EeV = 1018 eV), apresenta uma bela correlação com conhecidos Núcleos Galáticos Ativos. (Science, 9 de novembro de 2007)
EXERCÍCIOS RESPIRATÓRIOS PARA ENZIMAS. Um novo modelo de proteínas busca explicar como as enzimas extraem energia de suas vizinhanças e a põem em uso para regular a química das células.
Enzimas são grandes moléculas de proteínas que desempenham um papel crucial na catálise de reações químicas entre outras moléculas ou átomos, diminuindo a barreira de energia que, de outra forma, impediria a ocorrência da reação. As enzimas, portanto, podem ser consideradas máquinas de processamento de energia para a facilitação de reações químicas. Elas são, usualmente, grandes, tipicamente contendo milhares de átomos pesados (não-Hidrogênio), mas somente umas poucas dúzias desses átomos realmente participam no processo catalítico.
Para abordar essa importante questão, uma equipe de cientistas da École Normale Superieure (Lyon, França) e da École Polytechnique Federale de Lausanne (Suíça) se concentraram na modelagem do comportamento das partes rígidas da enzima, uma vez que eles acreditam que parte da energia, empregada no processo catalítico, é armazenada não somente na forma de energia química (na forma de trifosfato de adenosina, mais conhecida pela sigla em inglês, ATP, a "comida" para todos os fins das células), mas também na forma de energia mecânica na forma de um movimento vibratório ou "respiração" nas partes mais rígidas da enzima.
Estendendo esta pesquisa para as proteínas em geral, Yves-Henri Sanejouand diz que ele e seus colegas gostariam de escrutinar em maiores detalhes o processo não-linear pelo qual algumas porteínas capturam e armazenam a energia térmica de seus ambientes e também como energia química pode ser transformada em energia mecânica, tal como na contração muscular. (Juanico et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)
SELEÇÃO DIGITAL DE GOTÍCULAS. Um novo laboratório-em-um-chip microfluídico forma pequenas gotículas, as faz passar entre um par de eletrodos que podem, então, realizar uma identificação das gotículas, as faz passar por um segundo par que lhes dá uma carga e, então, por um terceiro par que seleciona as gotículas segundo suas propriedades.
Basicamente a carga imposta à gotícula é proporcional a seu tamanho e a carga é calibrada pelo efeito que ela tem quando passa pelo primeiro conjunto de eletrodos capacitores.
Os cientistas da Hong Kong University of Science and Technology formam um suprimento de gotículas que se movem em um microcanal, misturando o fluído de seu interesse (em um canal) com um "riacho" corrente de óleo (óleo de silício ou de girassol) em um segundo canal (ver a figura em http://www.aip.org/png/2007
Os cientistas de Hong Kong podem, atualmente, observar gotículas menores do que um picolitro (10-12 litro) de tamanho, com uma sensibilidade capacitiva de um picoFarad (10-12 Farad). A atual taxa de detecção é, agora, de cerca de 10.000 gotículas por segundo, o que já é muita coisa.
De acordo com um dos pesquisadores, Weijia Wen, esta taxa de detecção com base em capacitância é melhor do que a que pode ser obtida com meios ópticos (tais como uma câmera CCD) e o processo de capacitância é intrinsecamente mais barato do que seu equivalente óptico.
No novo processso de Hong Kong, a detecção e seleção são ambos realizados por eletrostática: a seleção ocorre quando um campo elétrico envia as gotículas mais carregadas para um canal e as gotículas menos carregadas para outro canal.
Desta forma, nano ou micro-partículas podem ser selecionadas digitalmente. A meta é obter um chip funcional bioquímico digital para realizar várias experiências com volumes de nanolitros de reagentes ou amostras biológicas. (Niu et al., Biomicrofluidics, Out-Dez 2007; website do laboratório)
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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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