21 dezembro 2007

Physics News Update nº 851

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 851, de 21 de dezembro de 2007 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE

UM FLUXO PERSISTENTE DE ÁTOMOS BOSONICAMENTE CONCENTRADOS EM UMA ARMADILHA TOROIDAL, que foi conseguido pela primeira vez, oferece aos físicos uma melhor oportunidade para estudar o parentesco entre os Condensados de Bose-Einstein (BEC) e superfluidos.

Ambos envolvem o estabelecimento de um conjunto no qual vários átomos se juntam em uma única entidade quântica. Mas eles não são exatamente a mesma coisa. Em um banho de Hélio líquido a baixas temperaturas, por exemplo, quase 100% dos átomos estão em um estado de superfluido, mas apenas cerca de 10% estão no estado BEC (em um BEC milhões de átomos se tornaram, de uma certa forma, um único átomo). Mas os físicos geralmente acreditam que a maior parte ou todo um BEC é superfluido.

Os cientistas foram capazes de criar vórtices quânticos em amostras de BEC, um indício que os BEC são superfluidos. Porém, até agora os pesquisadores não tinham sido capazes de fazerem um BEC se mover por um caminho em um fluxo persistente, um outro sinal de superfluidez.

A nova experiência, realizada pelo Prêmio Nobel William Philips e seus colegas do NIST-Gaithersburg e do Joint Quantum Institute of NIST e da University of Maryland, resfriaram átomos de Sódio em uma armadilha toroidal, puseram-nos em movimento com luz laser e observaram um fluxo por inteiros 10 segundos, quando o Condensado começou a se desfazer por que os delicados parâmetros magnéticos e ópticos, ajustados para conter os átomos, sairam de seus ajustes ideais.

Um dos cientistas do projeto, Kristian Helmerson, diz que átomos neutros fluindo em um recipiente toroidal podem ser empregados em um sistema atômico análogo ao Dispositivo Supercondutor de Interferência Quântica (Superconducting Quantum Interference Device, ou, abreviadamente, SQUID, que é usado como um sensível detector de magnetismo); este dispositivo BEC, sensoreando, não o magnetismo, mas pequenas mudanças na direção, poderia servir como um giroscópio sensível, possivelmente para emprego na navegação. (Ryu et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)

O TAMANHO DO NÚCLEO DE HÉLIO-8 foi medido. Para ser mais preciso, o raio da carga do isótopo mais pesado do Hélio (com dois prótons e seis nêutrons) foi medido pela primeira vez.

O raio da carga diz o quanto a carga dos prótons se espalha pelo espaço. O novo trabalho, conduzido por uma colaboração Argonne-Chicago-GANIL-Windsor (Canada)-Los Alamos, chegou a um valor de 1,93 fm (1 fermi = 10-15m).

Para comparação, o raio da carga do isótopo He-6 é 2,068 fm; ou seja, o isótopo mais leve tem, na verdade, um raio de carga maior, resultado do efeito de ligação da força nuclear forte. He-8 é muito raro, difícil de fazer e representa o material mais rico em nêutrons conhecido na Terra. Agrupamentos de Hélio ainda mais pesados, tais como He-10, não são entidades realmente ligadas — elas só podem ser consideradas "ressonâncias".

Para a nova experiência, foi produzido He-8 por meio do bombardeio de um alvo de Carbono com um feixe de 1 GeV de íons de C-13. O raio de carga dos respectivos isótopos — He-4, He-6 e He-8 — é determinado pela comparação das sutis mudanças nos espectros das três diferentes espécies de átomo de Hélio. As medições espectroscópicas envolvem apenas a força eletromagnética entre os elétrons e o núcleo desses átomos, e não a força nuclear forte que mantém este núcleo unido. Entretanto, uma vez que se determina a distribuição das cargas, isso pode ser usado para inferir coisas acerca das forças de ligação que estão em funcionamento no núcleo.

A idéia corrente sobre a distribuição de prótons e nêutrons (ilustrada na figura em http://www.aip.org/png/2007/291.htm), sugere que o núcleo de He-4, composto por dois prótons e dois nêutrons (uma unidade conhecida como "Partícula Alfa") forma o núcleo padrão, enquanto que, no He-6, os dois nêutrons extra (supõe-se) ficam orbitando o núcleo-padrão ["core"] como uma espécie de "halo". Neste modelo, o núcleo-padrão Alfa oscila um pouco em torno do centro de massa conjunto com o par de nêutrons do halo. Isto permite que o núcleo-padrão oscile um pouco menos no caso do He-6, o que permite que o raio de carga do He-8 seja um pouco menor.

Um dos pesquisadores, Peter Mueller, diz que a corrente teoria nuclear realizou um excelente trabalho ao predizer o raio de carga do He-8, dando confiança aos que criam modelos para núcleos maiores. (Mueller et al., Physical Review Letters, 21 de dezembro de 2007; ver também 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.

2 comentários:

OK disse...

Papai Noel comunista, Joao? Talvez. Saint Nicholas, de onde a lenda se inicia, é patrono de Moscou. Porem, segundo a Wikipedia, a atual fabrica de Papai Noel é um grande exemplo de online just in time delivery company: By the end of the 20th century, the reality of mass mechanized production became more fully accepted by the Western public. That shift was reflected in the modern depiction of Santa's residence—now often humorously portrayed as a fully mechanized production and distribution facility, equipped with the latest manufacturing technology, and overseen by the elves with Santa and Mrs. Claus as executives and/or managers.[21] An excerpt from a 2004 article, from a supply chain managers' trade magazine, aptly illustrates this depiction:

Santa's main distribution center is a sight to behold. At 4,000,000 square feet (370,000 m²), it's one of the world's largest facilities. A real-time warehouse management system is of course required to run such a complex. The facility makes extensive use of task interleaving, literally combining dozens of DC activities (putaway, replenishing, order picking, sleigh loading, cycle counting) in a dynamic queue...the DC elves have been on engineered standards and incentives for three years, leading to a 12% gain in productivity...The WMS and transportation system are fully integrated, allowing (the elves) to make optimal decisions that balance transportation and order picking and other DC costs. Unbeknownst to many, Santa actually has to use many sleighs and fake Santa drivers to get the job done Christmas Eve, and the TMS optimally builds thousands of consolidated sacks that maximize cube utilization and minimize total air miles.[22]

OK disse...

Joao, vou responder seu comentario no meu blog, para que as pessoas possam ver a continuidade da discussao, ok? Se nao nos falarmos até amanha, lhe desejo um otimo Ano Novo... Que Iemanjá lhe proteja...