Physics News Update nº 803

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 803, de 29 de novembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi. PHYSICS NEWS UPDATE

CURVATURA DAS PROTEÍNAS EM UM ESPAÇO CURVO. Físicos da Universita de Firenze, na Itália, criaram uma nova abordagem para o problema do encurvamento das proteínas. Proteínas são polímeros especiais feitos de aminoácidos. Polímeros genéricos, quando suficientemente resfriados, colapsam em uma bola. As proteínas fazem algo mais interessante: elas se dobram em uma forma compacta particular. Se uma proteína não conseguir atingir essa forma, não será capaz de realizar suas funções específicas e isto pode resultar em doenças. Por exemplo, algumas proteínas não-dobradas irão se agregar em longos filamentos, fibrilas amilóides, e isto é, comprovadamente, a base de doenças neuro-degenerativas, tais como o Mal de Alzheimer. Descobrir a dinâmica precisa por trás da dobradura das proteínas seria algo como Isaac Newton descobrindo as Leis da Gravitação Universal. Não chegamos a este ponto, ainda, mas existem maneiras de investigar alguns dos passos que as proteínas dão para chegar a sua forma adequada. Um enfoque que rende frutos, é observar o processo de múltiplos passos, como ocorrendo em uma série de transações de energia. A qualquer momento, uma proteína pode ser representada como um ponto que se move em torno de um espaço abstrato, cujas coordenadas correspondam a todas as configurações possíveis e a energia associada necessária para cada estrutura, tipo uma bola rolando na superfície interna de uma tijela. A tijela pode ter compartimentos e a bola pode ser capaz de rolar de um compartimento para outro vizinho, se sua energia for suficiente, ou se a antepara entre os compartimentos for suficientemente baixa, ou, então, se alguma energia extra (talvez na forma de calor ou de uma reação química) for adicionada.
Lapo Casetti e Lorenzo Mazzoni tentaram tornar o processo da "paisagem energética" ainda mais geométrico, caracterizando as forças causadoras das dobraduras como uma forma de curvatura no poço em forma de tijela no qual a proteína esteja funcionando.
Isto é uma forma análoga ao que Albert Einstein fez ao caracterizar a gravidade como uma curvatura no espaço-tempo no qual os planetas e estrelas se movem. Mazzoni e Casetti procuram determinar é o que a curvatura na paisagem energética encoraja as proteínas a se dobrarem e outros polímeros a não se dobrarem. (Physical Review Letters, 24 de novembro e 2006)

DETECTORES QUENTES OBSERVAM MAGNETISMO CEREBRAL. O cérebro e o coração, ambos geram fracos campos magnéticos que, de formas diferentes dos campos elétricos, podem revelar pistas sutís sobre doenças tais como epilepsia e arrítmias. Magnetômetros sensíveis, baseados em dispositivos supercondutores de interferência quântica (superconducting quantum interference devices = SQUIDs), têm sido usados para preparar magnetoencefalogramas (MEGs) detalhados. Infelizmente, esses dispositivos precisam de Hélio líquido e todo o equipamento criogênico associado. Michael Romalis, um físico de Princeton, consegue detectar os fracos campos magnéticos do cérebro usando, em lugar disso, um recipiente preenchido com átomos de potássio, polarizados por um feixe de laser. Os campos do cérebro fazem os átomos de K entrarem em precessão de maneira mensurável. Diz Romalis que seu dispositivo já obteve uma sensibilidade 30 vezes melhor do que os magnetômetros já usados para biosensores, e uma resolução espacial comparável à dos SQUIDs, com a perspectiva de melhorar dez vezes mais (ver nesta página em inglês). Em um artigo relacionado, o grupo de Romalis, em colaboração com Karen Sauer da Universidade George Mason, usou um tipo diferente de magnetômetro de potássio para detectar sinais de rádio-freqüência gerados por nitrato de amônia (geralmente usado em explosivos) com uma sensibilidade cerca de 10 vezes melhor do que os dispositivos convencionais. (Xia et al. and Lee et al., dois artigos em Applied Physics Letters , 20 de novembro de 2006)

COLMÉIA ÓPTICA. Uma equipe de físicos italianos e alemães desenvolveu uma nova e flexível técnica de fabricação de dispositivos de cristal fotônico regraváveis, que pode tornar mais fácil a criação e modificação de circuitos nos quais fótons processam informação, do mesmo modo que correntes elétricas fazem na eletrônica. Cristais fotônicos são estruturas com um índice de refração variável que afeta a transmisssão da luz dentro do cristal; eles se comportam como um espelho, bloqueando a propagação da luz em certos comprimentos de onda, e se comportam como um meio transparente permitindo a passagem de outros comprimentos de onda. Defeitos na estrutura periódica, dispostos em geometrias específicas, podem funcionar como cavidades de ressonância, espelhos, canais para ondas, ou o análogo óptico de transistores. A nova técnica é baseada em uma grade bidimensional de poros microscópicos dispostos em um padrão de colméia. Os pesquisadores podem, então, inserir defeitos mediante a injeção de diferentes materiais nos poros, que têm uma largura de apenas poucas centenas de nanômetros. No cristal fotônico, a luz fica, na maior parte, confinada na estrutura bidimensional, mas pequenas quantidades podem vazar do plano epode ser lidos com um microscópio de campo próximo. Francesca Intonti, do Laboratório Europeu para Espectroscopia Não-linear, em Florença, diz que a técnica torna mais fácil e flexível a experimentação com diferentes materiais e configurações, em comparação a outras técnicas de fabricação, tais como a litografia; o uso de líquidos também permite que os circuitos possam ser reconfigurados à vontade. Outra possibilidade - diz ela - poderia ser a injeção de cristais líquidos, cujo índice de refração poderia ser, então, sintonizado de fora, ou materiais emissores de luz, que poderiam atuar como fontes locais de luz laser. Até agora, os pesquisadores têm criado os componentes fotônios pixel a pixel, mas, em princípio, o processo pode ser automatizado, diz Intonti. (Intonti et al., Applied Physics Letters, 20 de novembro de 2006; Web site do Laboratório: Optics of Complex Systems. Ver também: Physics News Update nº 663, matéria 3

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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.

Physics News Update nº 802

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 802, de 22 de novembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi. PHYSICS NEWS UPDATE

ENERGIA ESCURA NO DESVIO PARA O VERMELHO Z=1. A Energia Escura, a força não identificada que faz com que o universo se expanda cada vez mais rápido, já estava funcionando desde nove bilhões de anos atrás, relataram os cientistas, na semana passada. Novas vistas do Telescópio Espacial Hubble de distantes explosões de supernovas apoiam a explicação da energia escura como sendo a energia do vácuo cuja densidade tenha permanecido constante através da história do universo, disseram os cientistas. Esta aceleração cósmica foi primeiramente revelada em 1998 por duas equipes distintas de astrofísicos. Por meio da medição da luminosidade das explosões de supernovas de até sete bilhões de anos atrás, os cientistas descobriram uma inesperada discrepância. As supernovas pareceiam mais esmaecidas - portanto mais distantes - do que o esperado a partir de seus desvios para o vermelho. Dito de outra forma, as supernovas, a uma dada distância, pareciam menos desviadas para o vermelho do que era de se esperar. Uma vez que o desvio para o vermelho mede o quanto as ondas de luz se alongam, à medida que o universo se expande, o menor desvio para o vermelho significa que, antigamente, a luz que vinha dessas supernovas distantes viajou por um universo que se expandia a uma razão menor do que o universo atual (cuja razão de expansão é conhecida por outros meios). O - então - largamente aceito modelo cosmológico tinha como certo que o universo estivesse diminuindo sua razão de expansão, devido à mútua atração gravitacional de toda a matéria e energia contida nele. Usando o Hubble, uma equipe liderada por Adam Riess, um astrofísico no Instituto Científico do Telescópio Espacial e da Universidade Johns Hopkins, observou, agora, 23 novas supernovas que datam de 8 a 10 bilhões de anos atrás, como disse ele em uma conferência de imprensa da NASA em 16 de novembro. Esta foi uma era de intensa formação de estrelas, quando as galáxias eram três vezes mais brilhantes do que atualmente. Até agora, os astrônomos só tinham observado sete supernovas desse período, disse Riess, muito poucas para medir as propriedades da energia escura. Os dados mostram que a ação repulsiva da energia escura já estava ativa naquele tempo e são consistentes com uma densidade de energia constante – em outras palavras, com uma energia de vácuo que não se dilui, à medida em que o universo se expande, o que alimentaria um crescimento exponencial do universo. Modelos mais complexos com uma densidade de energia não-constante – inclusive uma classe conhecida como modelos de quintessência – não estão inteiramente descartados, disse Riess, durante a conferência: os novos dados ainda permitem variações de até 45% de uma densidade constante. "É tudo ainda muito prematuro", disse Riess. Para idades mais recentes, a energia escura tem-se mantido constante até uma variação máxima de 10%. Mario Livio, outro astrônomo do STScI disse: "Os resultados somente eliminam algumas variantes dos modelos de quintessência", mas não de todos eles. O astrofísico Saul Perlmutter, do Laboratório Lawrence Berkeley, que lidera outra equipe de busca de supernovas, diz que este é um passo na direção certa, mas somente um novo telescópio espacial dedicado seria apto a restringir a variação o suficiente para convencer os cientistas de que a energia escura é constante. "Nós esperamos que as diferenças sejam mais sutís entre os vários modelos de energia escura", declarou ele. Perlmutter diz que sua equipe também está observando supernovas do passado distante, focalizando naquelas em regiões livres de poeira do universo, a fim de estimar as incertezas estatísticas e sistemáticas das medições. Os novos dados também confirmam a confiabilidade de supernovas como balizadores da expansão do universo, disse Riess. O tipo particular de supernova usado para este tipo de medição, chamado de tipo Ia, ocorre quando uma estrela anã branca se torna mais maciça acerscendo matéria de uma estrela companheira, até que – a uma massa crítica de cerca 1,4 vezes a massa de nosso Sol – ela passa por uma explosão termonuclear. Virtualmente todas as supernovas da classe Ia tem as mesmas características padrão – todas elas seguem o mesmo ciclo, têm aproximadamente o mesmo brilho e realtiva abundância de elementos, como visto em seus espectros. Isto faz com que os astrofísicos acreditem que as tipo Ia tenham um brilho intrínseco característico, tornando suas distâncias fáceis de estimar. Agora parece que o mesmo é verdade para as supernovas mais antigas, muito embora a composição elemental do universo como um todo fosse diferente, então. (Publicação disponível em neste site; a ser publicado no Astrophysical Journal, 10 de Fevereiro de 2007; para imagens ver nesta página da NASA)

PRIMEIRO INDÍCIO DIRETO DE TURBULÊNCIA NO ESPAÇO. Se você acha que o caos é complicado no caso de objetos simples (tais como nossa própria inabilidade para prever as velocidades e posições a longo prazo dos planetas, devido a suas interações não-lineares com o Sol e outros Planetas), tudo fica bem pior em sistemas com um número de graus de liberdade essencialmente infinito tais como fluidos ou plasma sob a tensão de forças não-lineares. Aí a palavra "turbulência" é totalmente justificável. A turbulência pode ser estudada na Terra facilmente, mapeando coisas tais como a densidade e a velocidade de fluidos em um tanque. No espaço, entretanto, onde poderíamos esperar a ocorrência de turbulência em situações tais como vento solar, espaço interestelar e discos de acreção em torno de buracos negros, não é tão fácil medir fluidos no tempo e espaço. Agora, um conjunto de quatro satélites de observação de plasma, chamado de "Cluster", forneceu o primeiro estudo definitivo da turbulência no espaço. O fluido em questão é o vento de partículas que fluem em direção à Terra, vindas do Sol, enquanto o local é a região logo acima do arco de choque da Terra, o lugar onde o vento solar é perturbado e passa pela magnetosfera da Terra (ver figura aqui). As ondas no plasma acima do arco de choque, empurradas para lá e para cá por complexos campos magnéticos, conforme as observações, se comportam de maneira muito parecida como uma turbulência de fluido na Terra. Um dos pesquisadores do "Cluster", Yasuhito Narita, do Instituto de Geofísica e Física Extraterrestre, em Braunschweig, Alemanha, diz que os dados estão, em princípio, de acordo com a principal teoria sobre turbulência de fluidos, o assim chamado "Modelo de Kolmogorov. (Narita et al., Physical Review Letters, 10 de novembro)


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É para desanimar, mesmo...

Notícia publicada hoje, sob o título Grande Conferência sobre Aquecimento Termina, Obtendo Resultados Modestos (o link é só para constar... a menos que você tenha um login no NYT), começa assim:

«A Conferência Anual das Nações Unidas sobre mudanças climáticas terminou nesta sexta feira com apenas resultados modestos, depois que os delegados não conseguiram estabelecer um cronograma para futuros cortes na emissão de poluentes ligados ao aquecimento global.

A despeito de quase duas semanas de encontros que levaram a Nairobi 6.000 participantes de todo o mundo, os delegados não chegaram a um acordo sobre várias questões, especialmente como avançar além do Protocolo de Kyoto que exige cortes nas emissões pela maioria dos países industrializados, mas expira em 2012.

Dois problemas que persistiram foram a relutância dos EUA em concordar com quaisquer limites impositórios nas emissões, e a crescente teimosia da China e da Índia, dois dos poluidores mundiais mais crescentes, que não encaram quaisquer penalidades sob o Protocolo de Kyoto por conta de todos os gases absorvedores de calor que bombeiam para a atmosfera.»

A notícia prossegue, mas só o início já deu para desanimar... Os maiores poluidores e os que têm o maior crescimento de poluição, não estão nem aí para os efeitos.

Pode parecer paranóia de milico, mas dou toda a razão a um (então) Coronel, Comandante do Centro de Instrução de Guerra na Selva, que, em 1980 alertava: "quem não acredita que a guerra pela Amazônia já começou, é porque tem a mãe na zona..."

Aquele final do The day after tomorrow é muito bonitinho, mas eu duvido que seja verdadeiro: ninguém vai "acolher" os americanos "por conta do perdão da dívida". Eu quero ver quem iria cobrar essa dívida... No mínimo, ela ficaria "congelada"...

Quando a merda começar, a coisa vai ser resovida na marra, mesmo. Umas bombinhas atômicas no Paiol seriam bastante convenientes...

Physics News Update nº 801

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 801, de 16 de novembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi. PHYSICS NEWS UPDATE

ENERGIA SEM FIO. Recarregar seu computador laptop ou seu telefone celular pode, um dia, ser feito da mesma maneira conveniente com que pessoas navegam na Rede – sem fio. Nesta semana, no Fórum de Física Industrial da AIP, em San Francisco, Marin Soljacic (MIT) falou acerca de como a energia pode ser transferida sem fios, pelo fenômeno da indução, da mesma forma que as bobinas dos transformadores de energia transmitem correntes elétricas, umas para as outras, sem se tocarem. A idéia de tranferência sem fios de energia não é nova. Nikola Tesla trabalhou nesta idéia mais de um século atrás, mas não conseguiu obter um processo prático. No novo esquema do MIT, um emissor de energia preencheria o espaço em torno de si com um campo eletromagnético não radiativo – o que quer dizer que sua energia não se espalharia por aí a fora como ondas eletromagnéticas. A energia só seria captada por aparelhos especialmente desenhados para entrar em ressonânia com o campo; a maior parte da energia não capturada por um receptor seria reabsorvida pelo emissor. Ao contrário dos meios mais tradicionais de transmissão de energia, tais como microondas, ele não necessitaria de uma linha de visada direta. Ele seria inócuo às pessoas expostas a ele. Com os projetos propostos por Soljacic em uma publicação com Aristeides Karalis e John Joannopoulos, um objeto com o tamanho de um laptop poderia ser recarregado a alguns metros da fonte de energia. Soljacic e seus colegas do MIT estão agora trabalhando em demonstrar a tecnologia na prática.

ÍONS ENTRELAÇADOS FORAM "PURIFICADOS" a níveis recorde pelos pesquisadores do NIST, fornecendo uma uma nova ferramenta que será útil na construção de computadores quânticos no mundo real. O entrelaçamento é uma propriedade da mecânica quântica na qual várias partículas, tais como fótons ou átomos, se tornam interligadas, de modo que a medição de uma propriedade anteriormente indeterminada em uma das partículas, instantaneamente determina as propriedades de outras. As partículas têm que estar entrelaçadas para funcionarem em conjunto em um computador quântico. Entretanto, o entrelaçamento é uma propriedade frágil que pode ser facilmente destruída por perturbações externas, tais como campos magnéticos erráticos, que podem demolir esta propriedade quântica especial, através de um processo conhecido como "descoerência". Mesmo quando as partículas se tornam entrelaçadas, os experimentadores podem não obter os resultados que desejavam, especialmente se os pares entrelaçados forem ainda mais manipulados. Por exemplo, se os pesquisdores quisessem que as partículas entrelaçados tivessem o mesmo valor de spin (por exemplo, um spin-para-cima) quando fossem finalmente medidas, eles não iriam encontrar essa "correlação" desejada 100% das vezes. Isso é incoveniente, já que computadores e outros dispositivos quânticos dependem de que as partículas estejam entrelaçadas dessa forma desejada. Para combater esta última complicação quanto ao entrelaçamento, vem a idéia de "purificação", proposta inicialmente por Charles Bennet da IBM a uma década atrás (Bennett et al., Physical Review Letters, 29 de janeiro de 1996) e demonstrada pela primeira vez com pares de fótons (Kwiat et al., Nature, 22 de fevereiro de 2001). Essencialmente um processo de destilação, o processo de purificação aumenta as probabilidades de que as partículas entrelaçadas tenham as correlações desejadas (por exemplo, o mesmo valor de spin). Durante o processo, os pesquisadores podem verificar se eles realmente purificaram as partículas. Na demonstração do NIST, lasers ultravioleta primeiro entrelaçam dois pares de íons de Berílio. Os lasers, então, "entrecruzam o entrelaçamento" de um membro do primeiro par com um membro do segundo. No processo os lasers realizam uma série de operações de "purificação" que aumentam as chances de que os íons fiquem adequadamente correlacionados. A medição do par "entrecuzadamente entrelaçados" fornece informação sobre os outros dois íons entrelaçados foram purificados. Os pesquisadores descobriram que o processo de purificação funcionava em 30% das vezes em íons entrelaçados, um índice muito mais alto do que demonstrações anteriores envonvendo fótons. De certa forma, a purificação é um tipo de ferramenta de correção precoce de erros, impedindo erros indesejáveis nas operações envolvendo partículas entrelaçadas. Mas não dura muito. Deixadas sozinhas, partículas purificadas vão perderão suas correlações na mesma taxa que partículas não purificadas, como resultado da descoerência. Porém, de acordo com o pesquisador Dietrich Leibfried do NIST, se pode purificar as partículas novamente e restaurar o entrelaçamento a seus altos níveis iniciais. Desse jeito, pode-se desacelerar ou memo parar completamente a descoerência, diz Leibfried. (Reichle et al., Nature, 19 de outubro de 2006, para mais informações ver aqui)


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Physics News Update nº 800

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 800, de 9 de novembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi.

MATÉRIA DE EXCITONS COERENTES foi relatada por um grupo da Universidade da Califórnia em San Diego (UCSD). Eles afirmar que seu enxame de excitons super-resfriado age igual a um Condesnado Bose-Einstein (BEC), mas também pode ser um novo tipo de condensado quântico, no qual as várias partículas agem como se fossem uma única entidade. Excitons são objetos artificiais emparelhados, à deriva em um semicondutor, e consistem de um elétron excitado, fora de seu orbital natal e o buraco que ele deixa, O elétron negativamente carregado e o buraco positivamente carregado são ligados entre si e irão, usualmente, após cerca de um nanossegundo, recombinar, um evento que atira o elétron de volta a sua banda natal e libera um pequeno pacote de luz. É dessa forma que os Diodos Emissores de Luz (LEDs) produzem sua luminosidade. Na experiência da UCSD, os excitons vivem muito mais do que o usual – o bastante para serem estudados como se fossem uma espécie de átomo – uma vez que os parceiros são mantidos algo separados em nano-estruturas (poços quânticos) no corpo da amostra de semicondutor. Os excitons podem perambular no plano da estrutura do poço quântico e, em um anel de 20 mírcrons de largura, constituírem um tipo de gás que pode ser resfriado a temperaturas ultra-baixas. Quando resfriado abaixo de 5°K, este gás começa a mostrar indícios de que se condensou espontaneamente em um tipo de estado quântico coerente. Da mesma forma que os BECs (no qual os átomos são resfriados ao ponto em que suas ondas de matéria se superpõem e se tornam, com efeito, um único sistema quântico coerente) são registrados pela liberação dos átomos de seus campos magnéticos de confinamento, no caso do condensado de excitons, ele se revela pelo rastro dos fótons. Os fótons, gerados pela aniquilação dos elétrons e seus buracos-parceiros, ao deixarem a área do anel, entram em um dispositivo óptico e, na forma de ondas (que são as "testemunhas" dos excitons originais) produzem um padrão de interferência de alto contraste, o que sugere a natureza coerente do gás de excitons. Além disso, o contraste das franjas de interferência fornece a extesão da coerência – cerca de 2 mícrons ( imagens aqui ). O pesquisador Leonid Butov, de San Diego, acredita que a controvérsia cercou relatos anteriores de condensados de excitons, e acredita que os novos resultados são particularmente claros em mostrar um padrão de interferência e na demonstração da coerência quântica. Como outros que estudam matéria coerente, Butov prevê que dispositivos quânticos de emprego prático seguirão essa linha de pesquisa. (Yang et al., Physical Review Letters, 3 de novembro de 2006; ver aqui o press release da UCSD )

MEDINDO MOMENTOS MAGNÉTICOS ABSOLUTOS. Ainda no tempo de Lorde Kelvin, há um século, os cientistas reconheceram que uma mudança no ambiente magnético poderia alterar a resistência elétrica de um material. Naquela época, o efeito era de 5%. Nas alturas da década de 1990, entratanto, se o material fosse constituído de um sanduíche de filmes alternadamente magnéticos e não-magnéticos, o efeito podia chegar até 60%. Esta "magnetorresistência gigante" é, atualmente, o mecanismo que faz funcionar muito do armazenamento e dados em fitas e discos rígidos. Forçando as pequenas correntes elétricas induzidas a pular através das camadas isolantes, à medida em que passa de uma camada magnética para outra, a modificação na resistência ode chegar a 400%. Isto se traduz em densidades de armazenamento e dados da ordem de 300 bilhões de bits por polegada quadrada [nota do tradutor: não há meio dos americanos pensarem em termos decimais...]. Fabio da Silva da Universidade do Colorado em Denver e do Centro de Ciência de Saúde, e seus colegas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), em Boulder, Colorado, agora empregam o efeito de magnetorresistência, não para armazenar dados, mas para estudar o próprio processo pelo qual os pequenos domínios no meio de armazenamento são magnetizados, em primeiro lugar. Usando a magnetorresistência anisotrópica (AMR), na qual a resistência das amostras muda quando o material é re-magnetizado em uma direção diferente daquela da corrente que passa, os pesquisadores podem medir o magnetismo fundamental do próprio domínio (4 mícrons). Eles esperam que esses resultados possam servir como referência para calibrar magnetômetros convencionais, dispositivos que medem os campos magnéticos em objetos que variam de dispositivos eletrônicos de consumo, até o campo da geofísica. Os resultados serão relatados na próxima semana no simpósio da AVS (ciência do vácuo), em São Francisco. (4ª feira, 15 de novembro e 2006, 8:40 h. Ver resumo aqui )

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Physics News Update nº 799

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 799, de 1 de novembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi.

FORMATOS MUTANTES DAS CÉLULAS SANGUÍNEAS FORNECEM PISTAS PARA O COMBATE A DOENÇAS. Células vivas não são pequenas bolas de formato constante. Em resposta às várias mudanças químicas e de temperatura, as células mudam seus formatos e seu volume. As camadas exteriores (membrana) das células vermelhas do sangue, por exemplo, podem mudar em dezenas de nanômetros em intervalos de tempo da escala de décimos de milissegundos. No recente encontro da Sociedade Óptica da América, em Rochester, NY, um grupo do MIT mostrou como eles mediram tais pequenas e rápidas flutuações, e como elas se relacionam com o comportamento osmótico das células – ou seja, ao constante esforço das células a manter um equilíbrio entre a concentração de íons entre elas próprias e seu entorno. Ela pode fazer isso, por exemplo, absorvendo ou expelindo água. Se o desequilíbrio osmótico se tornar grande demais, porém, as células podem explodir, uma ação chamada lise. Freqüentemente células doentes são mais propensas à lise, que, por sua vez, é precedida por mudanças na maneira na forma com que a membrana vibra (uma célula inchada vibra menos), daí o interesse em monitorar numericamente a atividade nas fronteiras da célula. Gabriel Popescu, um pesquisador do laboratório de espectroscopia laser de Michael Feld, diz que suas medições por microscopia óptica do papel da pressão osmótica nas vibrações das células vermelhas do sangue, provavelmente auxiliarão a entender problemas clínicos, tais como os efeito do vírus da malária na membrana das células vermelhas do sangue e as mudanças nas propriedades mecânicas das células durante a anemia falciforme. Tais conhecimentos básicos, grandemente desconhecidos até agora, pavimentam o caminho para um melhor entendimento e a formulação de estratégias para tratar estas e muitas outras doenças que envolvem as células vermelhas do sangue. Para figuras e mais informações, visitem este site.

FERVURA EM CÂMERA LENTA. Um novo estudo, realizado a temperaturas congelantes de 33°K, explicam porque certos dispositivos de troca de calor industriais (inclusive aqueles usados em usinas de energia) se fundem catastroficamente quando a formação de vapor passa por um processo chamado de "crise de fervura". A fervura, um tipo de evaporação acelerada, é, usualmente, um processo muito eficiente de transferência de energia, por causa da transferência do calor latente (o calor necessário para que uma substância mude de fase); energia se movendo de um aquecedor para um líquido por meio da formação de bolhas de vapor. Entretando, pode haver uma importante armadilha neste processo: a pouco conhecida "crise de fervura". Estas situação potencialmente perigosa acontece da seguinte maneira: em temperaturas suficientemente altas, a formação de bolhas se torna tão grande que toda a superfície do elemento aquecedor (a parte do aquecedor em contato com o líquido) pode ficar coberto por uma película de vapor que atua como isolante térmico para o líquido logo acima. (Da mesma forma que uma gota d'água, caindo sobre uma frigideira quente, evapora muito devagar). O resultado é um acúmulo de calor no aquecedor e o possivel derretimento. (Para um filme deste processo ver este site). O que Vadim Nikolayev e seus colegas na Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles, em Paris, Commissão de Energia Atômica, em Grenoble, e na Universidade de Bordeaux fizeram foi fornecer a primeira observação detalhada da "crise de fervura", realizando simulações e testes de laboratório de uma teoria que sugere que o superaquecimento ocorre por causa do recúo do vapor. Isto é, em um fluxo de calor suficientemente alto, a bolha crescente irá forçosamente empurrar para os lados o líquido próximo do elemento aquecedor (de uma forma semelhante ao empuxo produzido pelos foguetes), expandindo a potencialmente perigosa camada isolante de vapor. Esta teoria foi sustentada pelo trabalho experimental realizado, não às temperaturas abrasadoras do vapor de alta pressão, mas próximas da congelante temperatura crítica do hidrogêncio líquido, onde a fervura teria que ocorrer muito lentamente, de forma a poder ser observada mais completamente. Graças à universalidade da dinâmica dos fluidos, porém, as lições aprendidas a 33°K devem ser aplicáveis a fluidos a 100°C.
Nikolayev acredita que uma melhor compreensão da "crise de fervura" poderá facilitar certas contra-medidas. Isto é importante, uma vez que os possíveis problemas com a fervura não ocorrem só em importantes instalações industriais, mas também para produtos de consumo tais como computadores laptop, nos quais a taxa de dissipação de calor pode se tornar muito mais alta do que a dos modelos atuais, devido a maiores miniaturizações (Nikolayev et al., Physical Review Letters, artigo a ser publicado; maiores informações neste site )

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A ciência de fazer arte e a arte de fazer ciência

A arte é uma questão de inspiração e habilidade nata, enquanto a ciência é uma questão de observar os fatos, fazer medições e extrair dessas observações leis genéricas, que possam ser comprovadas por futuras experiências.

Mas será só isso, mesmo? O quanto de ciência contém a produção artística? E o quanto de arte tem a produção científica?

As relações matemáticas nas artes plásticas são bem conhecidas, assim como na música. Mas quanta ciência haveria em um romance, por exemplo?

Por outro lado, o quanto a inspiração tem a ver com o trabalho científico?

É curioso observar que as grandes obras literárias - por exemplo - contém uma grande parcela que se pode identificar como "ciência". Os equilíbrios e as dissonâncias, o emprego da lógica (principalmente para levar o leitor a um clímax surpreendente) e a forma de abordagem do tema, para a obtenção do efeito desejado: prender a atenção do leitor e transmitir a mensagem pretendida. É isso que diferencia uma grande obra literária, uma bela poesia, uma narrativa bem feita, da grande maioria das obras literárias que poderiam muito bem nem terem sido paridas.

Sempre se pode argumentar que grandes obras artísticas são produzidas por pessoas com pouco ou nenhum conhecimento científico. Concedo... O que não significa que a ciência não esteja lá: apenas o autor não tem a noção consciente disso. A melhor prova disso foi dada por Louis Armstrong - o genial trompetista - que respondeu a uma pergunta sobre como improvisar sobre um tema musical: "cara, se você tem que perguntar, nunca vai entender". Qualquer um é capaz de improvisar sobre um tema musical, mas só aqueles que sabem como fazê-lo, vão obter resultados que provoquem admiração. Ciência? Em minha opinião, sim.

E o trabalho científico? Em sua maior parte a produção de dados científicos se assemelha àquelas obras literárias a que me referi acima: poderiam muito bem jamais terem sido feitas... É só verificar os anais do "Prêmio IgNobel" para ver quanto do que passa por trabalho científico nada acrescenta à ciência.

Mas toda e qualquer descoberta inovadora tem um "que" de inspiração. Algo que vai além da mera observação dos fatos e seu registro. Aquele momento em que o cientista para de observar o universo com os olhos do cotidiano e tem seu "momento de artista": a inspiração de raciocinar "e se - em lugar de fazer como sempre - tentarmos uma abordagem diferente?"

Da mesma forma com que o escultor vê no bloco de pedra a estátua e trata de retirar os pedaços que sobram, o cientista busca o oculto na aparência do cotidiano. De igual modo ao poeta que alinhava palavras - gastas na repetição coloquial diária - e delas extrai efeitos comoventes, o cientista associa fatos conhecidos e deles extrai novas linhas de raciocínio que abrem novas fronteiras no conhecimento.

Em resumo: sem o fator "criatividade", tanto a arte como a ciência já teriam desaparecido. A arte se resumiria a uma contínua repetição de fórmulas consagradas e a ciência a um "saber enciclopédico", encerrado nas páginas amareladas do já conhecido.

Por isso, eu - que não sou artista, nem cientista - afirmo que, sem sombra de dúvida, existe uma ciência para fazer (boa) arte, assim como uma arte para fazer (boa) ciência.

(Por favor, qualquer comentário deve ser postado aqui)

Physics News Update nº 798

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 798, de 25 de outubro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi

A TABELA PERIÓDICA DE BÁRIONS tem sido recentemente suprida de vários novos elementos peso-pesado. Tal como a adição dos dois novos elementos (116 e 118) à tabela periódica da química, os novos membros da tabela periódica de bárions são instáveis e efêmeros, mas a observação de sua existência serve para expandir nossa compreensão da matéria no universo. Os novos bárions, os mais maciços até agora, com massas em torno de 5,8 GeV foram extraídos de trilhões de colisões de próton/antipróton, realizadas em uma energia de 2 TeV no Fermilab. De acrodo com a "caixa de ferramentas" do Modelo Padrão, toda a matéria é montada a partir de uma família de seis léptons e seis quarks. Entre os léptons, apenas o elétron conta para os átomos comuns e, entre os quarks, somente os quarks "up" (u) e "down" (d) servem para preencher prótons e nêutrons. Assim é que o próton é uma troika de quarks u-u-d, enquanto o nêutron é uma formação d-d-u. Mas se pode imaginar outros bárions (partículas constituídas por três quarks) feitas de diferentes combinações de quarks, ou com diferentes valores de spin (o próton e o nêutron têm, ambos, um valor nominal de spin de 1/2). Embora possam ser produzidas artificialmente em colisões de partículas, bárions contendo outros quarks – strange (s), charm (c), bottom (b) ou top (t) – são instáveis e decaem rapidamente. Ainda assim, para entender a força forte que governa a matéria nuclear, os físicos se esforçam para criar e medir todos esses candidatos a bárion. (Para uma figura da hierarquia dos bárions veja http://www.aip.org/png/2006/270.htm)
Até agora, só havia um bárion bem estabelecido contendo o quark bottom, o chamado Lambda-b. A priemeira evidência de sua existência foi relatada pelo CERN e o Fermilab, ná década de 1990, com base em um punhado de eventos. Agora a colaboração CDF no Fermilab está reividicando a descoberta de dois tipos de bárion, cada um com base em cerca de 100 eventos. Atualmente existem quatro novos dos assim chamados bárions Sigma-b: dois bárions com carga positiva, com uma combinação u-u-b (um com spin 1/2 e outro com spin 3/2), o primeiro dos quais constitui uma espécie próton-bottom; e dois bárions com carga negativa com uma combinação d-d-b (com spins respectivos 1/2 e 3/2). Em todos os casos, os Sigma decaem quase que imediatamente em uma partícula Lambda-b (com uma combinação de quarks u-d-b), mais um píon. No detector, o Lambda tipicamente voa por 100 mícrons antes de decair em um Lambda-c (um bárion Lambda com um quark c no lugar de um b), que rapidamente decai em um próton comum. Existirão dados suficientes para a reivindicação da "descoberta" dessas partículas? Os novos resultados foram anunciados em uma recente apresentação no Fermilab por Petar Maksimovic, da Universidade Johns Hopkins. Jacobo Konisberg, da Universidade da Flórida, o co-porta voz do grupo CDF diz que as probabilidades estatísticas contra a real existência das partículas Sigma-b estão a nível de umas poucas partes em 1.019.

SUPERFLUIDO DE FÉRMIONS EM UMA GRADE ÓPTICA. Neste verão de 2006, enquanto a Europa e a América do Norte foram atingidas por recordes de altas temperaturas, o laboratório Wolfgang Ketterle em Cambridge, Massachussets, continuou a explorar a matéria a recordes de temperaturas baixas. Em três novas publicações – na Nature, Science e na Physical Review Letters – Ketterle e seus colegas do MIT relatam várias novas formas de comportamento quântico em uma área de fronteira entre física atômica e física de matéria condensada. As amostras usadas são gases atômicos diluídos (dois deles com átomos de férmions e um com átomos de bósons), mas as propriedades estudadas – coisas como condutividade e fluxo de fluido – são mais típicos de de liquidos e sólidos. Aqui estão três novos resultados:
1. A primeira observação direta da separação das fases entre um fluido e um superfluido. O grupo do MIT havia anteirormente obtido prova visual, na forma de imagens de vórtices, que os átomos de Lítio-6 se emparelharam e se condensaram em um superfluido ( PNU nº 734, 1ª matéria ). Na medida em que os férmions (partículas cujo spin total tem um valor fracionário), os átomos de Li-6 obedecem ao princípio de exclusão de Pauli, que impede que átomos fermiônicos ocupem um mesmo estado quântico – tal como os átomos bosônicos (cujo spin é inteiro) formam um Condensado Bose-Einstein (BEC). Por outro lado, os átomos de Li-6 podem ser manipulados com campos magnéticos externos para interagir de várias maneiras. Emparelhadas, elas podem, tal como bósons, continuar e formar um estágio condensado superfluido. Em um trabalho posteiror, os físicos do MIT foram capazes de obter um superfluido de Li-6 no qual havia um desbalanceamento na população de átomos com spins orientados de maneira oposta. Isto permitiu que o gás atômico existisse parcialmente como um superfluido e parcialmente como um fluido normal. No novo trabalho, essa separação entre as fases fluida e superfluida foi registrada (Shin et al., Physical Review Letters, 21 de julho de 2006; ver o site do MIT, com figuras em ( http://web.mit.edu/newsoffice/2006/superfluidity.html ); ver também Nature, 6 de julho de 2006). Ketterle acredita que esta é a primeira vez se registra a imagem de um material quântico-superfluido (e.g, um superfluido ou um supercondutor), junto com a fase normal. Neste caso a fase superfluida é vista no interior de um casulo da fase normal.
2. Primeira observação das Células Isolantes de Mott. Um isolante de Mott (de Neville Mott) é um tipo de condutor frustrado; muito embora no material devesse haver espaços em uma grade para que cargas extra pudessem penetrar, as interações fortes entre elétrons restringem a condutividade, tornando o material um isolante, embora devesse ser um condutor (ver PNU nº 645, matéria 2 ). No trabalho do MIT, as partículas em movimento não são elétrons, mas átomos neutros (átomos de Rubídio em um Condensado Bose-Einstein) e a grade subjacente não é uma matriz de átomos, mas uma grade óptica – um tipo de "sólido difuso" artificial onde feixes de laser aprisionam um ou mais átomos nos interstícios de um feixe de luzes entrcruzadas. Pelo cuidadoso ajuste dos campos magnéticos externos, se obtém uma estrutura tal como uma boneca russa do tipo Matrioska: camadas isolantes de Mott, uma dentro da outra, são separadas por camadas de superfluido. Esta estrutura foi deduzida a partir de uma cuidadosa aplicação da tecnologia de espectroscpia usada em relógios atômicos (travando um transmissor de microondas na capacidade receptiva absorvente de átomos super-resfriados). Ketterle acredita que vapores Mott/BEC, podem, por sua vez, tornar os relógios atômicos mais precisos. (Campbell et al., Science, 4 de agosto de 2006.) O grupo de Immanuel Bloch em Mainz poderá estar publicando, também, novos resultados nesta área.
3. O primeiro superfluido fermiônico observado em uma grade óptica. Isto representa a primeira vez que que partículas fermiônicas emparelhadas, constituindo um fluido quântico, foram nominalmente acomodadas dentro de uma configuração de forças semelhantes a um cristal. Isto é um grande passo em direção a grandes metas de pesquisa com átomos fermiônicos super-resfriados, especialmente a capacidade de criar um superfluido ou supercondutor cristalino, no qual os parâmetros de interação podem ser ajustados à vontade. Neste caso, o indício para a coerência quântica dos átomos, residentes dentro da grade óptica, é indireta e consiste em um padrão de interferência que surge quando os átomos são libertados do emparelhamento, um evento controlado a partir de um magneto externo (Chin et al., Nature, 26 de outubro de 2006.)
Para um assunto que se move rápido como o estudo de átomos utra-resfriados capturados, existem vários outros resultados relacionados. Por exemplo, um grupo Harvard-Gerorge Mason-NIST (que inclui Charles Clark do NIST) também obteve algumas novas perscpectivas sobre isoladores de Mott em gases quânticos; ( ver resumo aqui. Randy Hulet e seu grupo na Universidade Rice também estão perto de obter novos resultados em populações de spins desbalanceados (a serem publicados na Physical Review Letters, versão pré-publicação aqui) bem como para investigações de emparelhamento em suprefluidos (a serem publicadas no Journal of Low Temperature Physics; (versão pré-publicação aqui ).


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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.

Physics News Update n° 797

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 797, de 16 de outubro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi Physics News Update

DESCOBERTOS OS ELEMENTOS 116 E 118. No Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear em Dubna, Russia, físicos (inclusive colaboradores do Laboratório Nacional Lawrencw Livermore, nos EUA) enviaram um feixe de íons de Cálcio-48 sobre um alvo de átomos de Califórnio-249, para criar um punhado de átomos do elemento 118. Os núcleos desses átomos têm um uma massa atômica total de 294 unidades. De fato, apenas três desses átomos, os mais pesados já produzidos em uma experiência controlada, foram observados. Após enviar 2 x 10¹⁹ projéteis de cálcio sobre o alvo, um átomo do elemento 118 foi descoberto, no ano de 2002, e mais dois átomos em 2005. Os pesquisadores retiveram a publicação após observar o primeiro espécime, a fim de observar mais eventos. De acordo com o físico de Livermore. Ken Moody, em uma conferência para a imprensa em Livermore, hoje, os três eventos foram bem estudados e a probabilidade de um êrro estatísitico no trabalho são menores do que 1 em 10.000. A cautela é natural no pensamento de qualquer um que venha anunciar um novo elemento; indícios de um elemento 118 foram apresentadosm anteriormente, por uma equipe do Laboratório LBL ( Physics News Update nº 432, 1ª matéria), mas a reivindicação foi, posteriormente retirada (Physics News Update nº 550, 1ª matéria), quando se descobriu que alguns dados tinham sido falsificados.
Ao procurar entre 10¹⁹ eventos de colisões, como se pode afirmar que se descobriu um novo elemento? Por causa da clara e ímpar seqüência da descarga de partículas alfa, pacotes nucleares constituidos de dois prótons e dois nêutrons. Neste caso, os núcleos do elemento 118 decaem para o elemento 116 (ele próprio observado pela primiera vez), e daí para o elemento 114, e deste para o elemento 112, pela emissão de partículas alfa detectáveis. O núcleo do elemento 112, subseqüentemente, se fissiona em partículas filhas razoavelmente semelhantes. A vida média observada para as três amostras do elemento 118 foi de cerca de um milissegundo, o que não é suficiente para realizar qualquer tipo de testes químicos (seria necessário um tempo de uma hora para isso). O elemento 118 fica logo abaixo do Radônio na Tabela Periódica e, portanto, é um tipo de gás nobre. A equipe Dubna-Livermore já havia anunciado, anteriormente, a descoberta dos elementos 113 e 115 (Physics News Update nº 672, 1ª matéria) e espera, futuramente, produzir o elemento 120, por meio do esmagamento de um feixe de átomos de Ferro em um alvo de Plutônio. Para poduzir núcleos mais pesados do que isso, seria necessário um feixe de núcleos radiativos ricos em nêutrons; a proposta para construir um acelerador nos EUA para fazer exatamente isso foi frustrada. (Oganessian et al., Physical Review C, outubro de 2006; ver o press release do Livermore em www.llnl.gov)

UMA CÃMERA DIGITAL DE UM SÓ PIXEL, acreditam os cientistas da Universidade Rice, reduzirá o consumo de energia e espaço de armazenagem, sem sacrificar a resolução espacial. Esta nova abordagem visa confrontar um dos dilemas básicos das imagens digitais, mais exatamente o grande fator de desperdício. Considere-se que uma câmera de mega-pixels, quando se tira uma imagem, captura e momentaneamente armazena um milhão de números (os níveis de luminosidade dos pixels). Nenhuma câmera pode armazenar tantas informações para centenas de imagens, de forma que acontece uma imediata compressão de dados logo dentro da câmera. Um pequeno microprocessador realiza uma Trasnformada de Fourrier; ou seja, converte uma imagem digital em uma soma ponderada de várias ondas senoidais. Em lugar de um milhão de números, a imagem pode ser, então, comprimida até algo tal como 10.000 números, correspondentes aos coeficientes mais importantes da transformação matemática. Estes são os números realmente retidos para o posterior processamento em imagens. A câmera Rice econmiza espaço e energia eliminando o primeiro passo. Ela se livra de milhões de pixels. Em vez disso, ela vai logo para uma versão transformada (cerca de 10.000 números, no lugar de um milhão), observando a cena prismaticamente com um único pixel. Não, a luz do objeto não passa através de um rpisma, mas é observada de cerca de 10.000 maneiras diferentes. A luz, em uma rápida sucessão de "olhadelas" é refletida pela miríade de facetas individualmente direcionadas de um dispositivo de micro-espelhos digital, ou DMD (ver página "Digital Micromirror Device da WikPedia, em inglês). Os espelhos de um DMD (do tamanho de um mícron ou quase isto), não capturam uma imagem de um objeto ou gravam dados, porém meramente dirigem a luz; eles podem ser angulados individualmente, de forma tal que a luz atinja ou não um foto detector, dependendo se a luz representa um 1 ou 0 no momento. A idéia principal é que o DMD aja como uma espécie de computador óptico analógico. Cada vez que o pixel "vê" o objeto, um diferente conjunto de orientações é imposto ao dispositivo de micro-espelhos. E, em uma interessante mudança, a câmera Rice emprega orientações aleatórias. Parecendo o não-significativo borrão de casas brancas e negras de um quadro de palavras-cruzadas, a superfície do DMD é refletivo aqui e escuro ali; alguns espelhos vão fielmente refletir a luz do objeto para o pixel, enquanto outros, com efeito, parecerão negros. Então o objeto é visualizado, novamente, com um padrão diferente de disposição dos micro-espelhos; novamente, o pixel vai registrar um nível de luminosidade geral. O processo se repete por cerca de 10.000 vezes. Finalmente, em um computador off-line os diferentes níveis de luminosidade do pixel, juntamente com os padrões de disposição dos micro-espelhos, são processados, usando-se um novo algorítimo, para reconstruir uma imagem nítida. Não é exatamente a mesma coisa que o processo de captura de imagens usado em cristalografia com raios-X ou CAT scans (que também convertem micropontos de imagens em imagens) mas um novo tipo de captura de imagem chamado de "sensoreamento compressivo", que tem apenas dois anos de idade.
Em resumo, a aquisição de dados de imagem é reduzida em muitas vezes (economizando em armazenagem da dados), somente um pixel é necessário o que libera um espaço valioso no detector primário) e a parte "braçal" do processo pode ser despejada para um computador remoto, em lugar de um chip no interior da câmera, reduzindo, assim, grandemente o consumo de energia e aumentando a duração das baterias. Os pesquisadores da Rice Richard Baraniuk e Kevin Kelly dizem que ua virtude adicional da câmera é que, com somente um pixel, o detector (um foto-diodo) pode ter as propriedades que se quiser. Ele pode até acomodar comprimentos de onda correntemente indisponíveis para fotografias digitais, tais como raios-X, ondas de TeraHertz, até Radar. Um protótipo funcional da câmera foi construído. Uma das principais tarefas é reduzir o tempo para gravar uma imagem; o preço para comprimir espaço, pixels e energia é espalhar tudo em tempo, uma vez que o pixel cíclope deve "piscar" 10.000 ou mais vezes para capturar a imagem. Como diz Baraniuk, a forma de fotografia da Rice é multilexada pelo tempo. Os resultados da Rice foram relatados, na última semana, no Encontro Fronteiras na Óptica da Sociedade Americana de Óptica, realizado em Rochester (www.osa.org/meetings/annual/) (Para uma figura do dispositivo e o resultado das imagens, ver a página http://dsp.rice.edu/cscamera e a publicação da pesquisa em http://www.dsp.ece.rice.edu/cs/cscam-SPIEJan06.pdf )


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Physics News Update n° 796

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 796, de 11 de outubro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi Physics News Update

PRIMEIRA REAÇÃO QUÍMICA COM ANTIMATÉRIA. A Colaboração Athena, um grupo esperimental que trabalha no laboratório do CERN em Genebra, mediu reações químicas que envolvem Hidrogênio Antiprotônico, uma coisa ligada que consiste em em um antipróton, negativamente carregado, emparelhado com um próton positivamente carregado. Este objeto composto, que também pode ser chamado de Protônio, eventualmente se aniquila, criando um número par de píons carregados como rastro. Normalmente, a aniquilação se dá em um trilhonésimo de segundo, mas no aparato da Athena (e suas condições extremamente restritas de vácuo) a duração é de um incrível milhonésimo de segundo. O Protônio aparece da seguinte maneira. Em primeiro lugar, são criados antiprótons no próton-síncroton do CERN, esmagando prótons em um alvo fino. Os antiprótons resultantes passam ,então, por uma desaceleração, de 97% para 10% da velocidade da luz. Mais alguns estágios de arrefecimento, que incluem a imersão em um banho de elétrons lentos, trazem os antiprótons a um ponto onde eles podem ser capturados pela armadilha eletrostática Athena. Isto permite que os pesquisadores estudem, então, pela primeira vez, uma reação química entre o mais simples íon de antimatéria – o antipróton – e o íon molecular mais simples da matéria, mais exatamente o H₂⁺ (dois átomos de H com um elétron faltando). Juntar esses dois íons resulta em Protônio, mais um átomo neutro de Hidrogênio (ver figura em
http://www.aip.org/png/2006/269.htm ).
Isto representa a primeira reação química entre máteria e anitmatéria, se não se levar em consideração a interação de posítrons (antielétrons) com a matéria comum. (Anteriormente antiprótons foram inesridos em átomos de Hélio, mas isto não constituiu uma "reação química", uma vez que os antiprótons apenas substituíam um elétron no átomo de Hélio)
De acordo com NIcola Zurlo da Univesidade de Brescia e seus colegas, a emissão experimental da eventual aniquilação do Protônio (veja figura em www.aip.org/png) peermitiram que os cientistas da Athena deduzissem que o número quântrico principal (indicado pela letra n) do Protônio tem um valor médio de 70, em lugar do valor esperado de 30. Além disso, o momento angular do Protônio ficou tipicamente bem abaixo do esperado – talvez por causa da baixa velocidade relativa na qual os íons de matéria e antimatéria se aproximaram antes da reação. Os cientistas da Athena esperam realizar uma especroscopia do seu "átomo" próton-antipróton, em acréscimo à já programada espectroscopia dos átomos capturados de ani-Hidrogênio, que consiste em de antiprótons casados a posítrons (Zurlo et al., Physical Review Letters, 13 de outubro de 2006. Website do laboratório: http://athena.web.cern.ch/athena/ )

LASER UV BOMBEADO POR FEIXE DE URÂNIO. Lasers consistem de um meio ativo de átomos excitáveis, um mecanismo de bombeamento para excitar estes átomos, e uma cavidade para armazenar um pulso de radiação coerente. No laboratório GSI em Darmstadt, Alemanha, os cientistas tiveram sucesso, pela primeira vez, em usar um feixe de íons de urânio como a "bomba" para produzir a luz laser UV. Funciona assim: o feixe de U ioniza átomos de Kriptônio, que, por sua vez, formam moléculas excitadas com Flúor. As moléculas de KrF são as entidades excitadas que emitem a luz coerente em um comprimento de onda de 248 nm. Um laser que usa esta rara mistura de gás-halogênio é chamada de um laser de excímero ("dimer" excitado). Esta não é o comprimento de onda mais curto já obtido e o esquema de bombeamento de Urânio não é tão eficiente, assim. Então, por que usar essa abordagem para produzir lasers, especialmente quando estão disponíveis no comércio lasers de KrF bombeados eletricamente? Porque este foi um teste pioneiro para produzir luz laser em excímeros que não possam ser eletricamente bombeados. De acordo com Andreas Ulrich da Tecnische Universitat de Munique, a meta é excitar excímeros de gases raros puros para produzir radiação na faixa do esperctro VUV (ultravioleta no vácuo) e raios-X moles. Somente agora os raios de Urânio no GSI foram potentes o suficiente para bombear energia para lasers nessa região de comprimentos de onda. Sendo tão pesados, os átomos de Urânio depositam sua energia com muito mais eficiência do que partículas mais leves, tais como os elétrons. (Ulrich et al., Physical Review Letters, 13 de outubro de 2006)

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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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Uma notinha sobre o PNU nº 795

Escondidinha, logo abaixo da discussão sobre o Nobel de Física, o Physics News Update nº 795 tem uma nota da mais alta importância, sobre aceleradores de partículas.

Sean Carrol, no Cosmic Variance, publica um comentário bastante interessante sobre o fato e - para os que têm dificuldades com o inglês - eu traduzo abaixo:

Isso aí em em seu bolso é um acelerador de partículas, ou você está feliz só por me ver?

O Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider - LHC) aclera prórtons até uma enrgia de 7.000 GeV, o que é realmente impressionante. (Um GeV é um bilhão de elétron-volts; a energia de um único próton, em repouso, usando-se E=mc² é de cerca de 1 GeV). Mas ele necessita de um anel de 27 km e o custo é medido em bilhões de dólares. O próximo acelerador projetdo é o Colisor Linear Internacional (International Linear Collider - ILC) que será igualmente grande em tamanho e custo. As pessoas tem-se preocupado, e não sem razão, que o fim está à vista na física experimental de partículas, na fronteira da eneregia, na medida em que se torna proibitivamente caro construir novas máquinas.

É por isso que é uma grande notícia que os cientistas nos Laboratórios Lawrence Berkley e Oxford tenham conseguido acelerar elétrons até 1 GeV. O que é que você diz? 1 GeV parece pouco comparado com 7.000 GeV? Sim, mas esses elétrons foram aclerados em uma distância de somente 3,3 cm, usando a tecnologia "laser wakefield". Você pode fazer a extrapolação: se você conseguissse simplesmente aumentar a escala (na verdade as coisas não são tão simples) você poderia chegar a 10.000 GeV em uma distância de centena de metros.

O LHC e o IHC não vão ser o fim da física de partículas. Mesmo na escala de Plank, 10¹⁸ GeV, não é tudo isso. Em termos de massa-energia, é somente um milionésimo de um grama. A energia cinética de um carro veloz é da ordem de 1.0¹⁶ GeV, próxima da escala tradicional da grande unificação. (Por que? A energia cinética é mv²/2, mas vamos ignorar a ordem da unidade. A velocidade da luz é c = 299.792.458 metros por segundo (ou 1.079.252.848,8 km/h). De forma que um carro que vá a 70 milhas por hora se move a 10^-7 da velocidade da luz. A massa de um carro é de cerca de uma tonelada métrica, o que é 10⁶ gramas e um grama é 10²⁴GeV. De forma que um carro dá uns 10³⁰ GeV. [ou você poderia simplesmente saber quantos nucleons existem em cada carro]. Assim, a energia cinética de é a massa vezes a velocidade ao quadrado, o que é 10³⁰*10^-7² GeV = 10¹⁶GeV.

O truque, é claro, é meter toda essa energia em uma única partícula, mas isso é um problema de tecnologia. Nós vamos chegar lá.

É claro que o "é só..." do Sean é a parte mais difícil. Mas coisas muito mais "cabeludas" já foram conseguidas. a partir de bem menos.

E aí!... Deixa de ser muquirana e começa a juntar a grana para comprar um acelerador de partíclas de bolso para seu neto, senão ele vai ser o "pele" da turma do ginásio...

Physics News Update nº 795

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 795, de 3 de outubro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi Physics News Update

OS PRÊMIOS NOBEL DE FÍSICA DE 2006 serão concedidos a John. C. Mather do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA e George F. Smoot da Universidade da Califórnia, Berkley e Laboratório Nacional Lawrence Berkley, pelo estudo dos primórdios do universo. Eles foram importantes no desenvolvimento da experiência Explorador do Fundo Cósmico (Cosmic Background Explorer = COBE). Esta astronave em órbita foi a primeira a detectar pequenas variações de temperatura no fundo cósmico de microondas (cosmic microwave background = CMB), o banho de radiação que representa a primeira luz capaz de se mover livremente pelo universo, após o Big Bang. O CMB foi inicialmente observado, nos anos 19060, por Arno Penzias e Robert Wilson, nos Laboratórios Bell, e rendeu-lhes um prêmio Nobel. Pensava-se, naquela época, que o CMB deveria ser, de alguma forma, não-homogêneo (ele não poderia ser absolutamente uniforme ao longo dos céus), uma vez que as subseqüentes galáxias que vemos hoje, teriam que ter se formado de pequenos desbalanceios de massa no dominante plasma quente que constituia a substância do universo (em tanto quanto sabemos), logo antes dos primeiros átomos se formarem. Mas o quão grandes eram esses aglomerados me matéria, que apareciam como pequenas variações de temperatura no mapa da CMB ao longo do céu, era desconhecido. Em uma conferência de imprensa, no encontro da APS em 1992, os porta-vozes da COBE, inclusive Smoot e Mather, anunciaram a descoberta de variações do nível e partes por centena de milhar, contra uma temperatura média de 2,7 °K (PNU nº 077 - matéria 1). O fundo de microondas é, com efeito, a maior coisa que podemos observar (na verdade, ele se estende por todo o céu), a coisa mais remota que podemos mapear e a coisa mais antiga que se conhece. A COBE foi a primeira a medir as variações e a primeira a fornecer uma temepratura média realmente precisa para o universo, 2,726°K (PNU Nº 109 matéria 1). No encontro da Sociedade Americana de Astronomia esta temperatura foi relatada e deu para ouvir a audiência engolindo em seco, porque o conjunto de pontos de dados acumulados ficava no topo do esperado espectro temperatura de corpo negro – a coincidência entre os dados e a teoria era boa demais. O trabalho da COBE representou um grande feito científico experimental, uma vez que as pequenas variações de temperatura do distante CMB tiham que ser medidas contra uma barreira da nuvem de microondas procedentes de nosso sistema solar, nossa galáxia e outros corpos celestes. Além disso, o movimento da Terra em torno do Sol, do Sol em torno da Via Láctea e da Via Láctea dentro de nosso grupo local de galáxias, todos tinham que ser levados em conta. Outros detectores posteriores do CMB, inclusive Boomerang e DASI, adicionaram mais e mais detalhes ao fundo de microondas (PNU nº 573 matéria 1). O largo mapa do céu de microondas, que mostrava manchas de temperaturas mais altas ou baixas, ficou ainda mais definido. Mas os físicos freqüentemente apresentavam seus dados principalmente na forma de um gráfico de momentos multipolares, correspondentes às contribuições de microondas de diferentes escalas angulares, como se o CMB fosse composto de componentes de dipolos, quadripolos, octopolos, etc. As medições mais recentes e melhores foram apresentadas pelo detector WMAP, que fronece a mais clara curva multipolar, bem como fornece os melhores valores para importantes parâmetros cosmológicos, tais como a idade do universo, a curvatura geral do espaço-tempo e a hora em que os primeiros átomos formaram as primeiras estrelas. (PNU Nº 769 matéria 1).
Informações adicionais sobre o Prêmio Nobel incluem vários bons artigos no Scientific American: janeiro de 1990, sobre a própria COBE; maio de 1978, sobre o Big Bang e a descoberta do CMB; maio de 1984, sobre o modelo inflacionário; e março de 2005, sobre idéias erradas sobre o Big Bang. (Website do Prêmio Nobel: http://nobelprize.org; website do LBL, http://www.lbl.gov/ )

ACELERAÇÃO DE GeV EM SOMENTE 3 CENTÍMETROS. Muito da física de partículas, ao longo so século passado, foi tornado possível por máquinas de podiam acelerar partículas a energias da ordem de milhares de elétron-Volts (keV), e, depois, à casa dos milhoões de elétron-Volts (MeV) e até a casa dos bilhões (GeV). Com tais altas energias, feixes de partículas podem, quando esmagadas contra um alvo qualquer, recriar, por curto tempo, um pequeno pedaço do antigo universo quente. Agora, o esforço para dar maior aceleração às partículas em um pequeno espaço teve um notável passo adiante. Físicos do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e da Universidade de Oxford conseguiram acelerar elétrons a uma energia de 1 GeV em um espaço de apenas 3 cm. O dispositivo ganhou o nome de "Acelerador Laser Wakefield", uma vez que ele acelera os elétrons usando potenters campos elétricos estabelecidos na esteira de um pulso de luz laser que passa através de uma cavidade peenchida com plasma. Já haviam sido atingidos gradientes de 100 GV/m, mas o processo de acleração não podia ser mantido para energias muito acima de 200 MeV. (Leemans et al., Nature Physics, outubro de 2006.)

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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.

Mais sobre Golfinhos e o Dr. Manger.

Artigo do "The Guardian", prosseguindo no tema.

Quem é o tolo?

Ninguém ficou mais ultrajada do que Helen Pidd quando um cientista sul-africano anunciou que os golfinhos são estúpidos. Será que passar um dia com Puck, Flo e Roxanne esclareceria as coisas de um jeito ou do outro?
Helen Pidd
Segunda-feira, 11 de setembro de 2006
Guardian

Quantos peixinhos dourados idosos que você conhece, poderiam executar um passo de dança na água até Kylie? Esta é a questão com a qual venho lutando, no momento em que uma golfinho "nariz-de-garrafa" chamado Puck, com 41 anos de idade, desliza para trás através de sua piscina com 6m de profundidade, com seu corpo ereto, sua cauda fazendo ondas regulares ao rítmo de "Can't Get You Out Of My Head".

Existe algo claramente especial acerca de Puck e não é só o fato de que ela – em termos de golfinhos – deveria estar aposentada há muito tempo. Entretanto, de acordo com observações controversas, feitas no mês passado por um neurocientista sul-africano, Puck e seus pares são menos avançados do que peixinhos dourados.

Para qualquer um que tenha crescido grudado a Flipper na televisão (o tema do filme, em inglês, dizia, alegremente "ninguém que você conheça/ é mais esperto do que ele), essa é uma afirmação difícil de engolir. Mas, algumas vezes em sua vida, você tem que aceitar que dogmas que você longamente acarinhou – seja acreditar em Papai Noel, fórmulas de juventude eterna, amor eterno ou qualquer outra coisa – podem ter sido apenas uma enorme mentira. Então eu voltei ao delfinário no Boudewijn Seapark em Bruges, para investigar. Com o auxílio de Puck, Roxanne, Flo, Yolta e outros mamíferos supostamente debilóides, eu estava determinada a encontrar a verdade. (Por que Bélgica e não Grã-Bretanha? Desde 1993 é ilegal manter golfinhos cativos neste país).

Os treinadores em Boudewijn, junto com muitos do mundo dos que amam os golfinhos, estavam profundamente indiferentes às afirmações de Paul Manger, um professor de neurociência de 40 anos, na Universidade de Witwatersrand em Johannesburg. Em um volumoso artigo científico, publicado anteriormente este ano na Biological Reviews da Cambridge Philosophical Society, Manger apresentou a hipótese de que «não existe base neurológical para as freqüentemente afirmadas altas capacidades intelectuais dos cetáceos». Em outras palavras, a despeito de seus enormes cérebros, os cetáceos (baleias, golfinhos e botos), são profundamente burros.

Esta afirmativa bateu de frente com quase tudo o que foi publicado sobre os mamíferos, recentemente, e - na verdade - sempre. O que explica porque as pessoas são tão sensíveis acerca disto. «Ninguém com que eu tenha falado no campo científico leva as afirmações de Manger neste paper a sério», responde atravessado a expert Lori Marino, conferencista sênior em neurociência e biologia comportamental na Universidade Emory, Atlanta.

O golfinho deve, em parte, sua reputação como uma "caixa para um cérebro" por causa de algo que os cientistas gostam de complicar, chamando de quociente de encefalização, que diz que a quantidade relativa de cérebro por unidade de tamanho de corpo, pode ser usada como um indício direto da inteligência de uma espécie. Em português claro, isso significa: cérebro grande + corpo não muito grande = animal inteligente. Os seres humanos modernos possuem o mais alto grau de encefalização entre os mamíferos, já que nossos cérebros são sete vezes maiores do que seria de se esperar pelo tamanho de nosso corpo, mas os golfinhos não ficam muito atrás.

A anedota mais antiga que sustenta a suposta super-inteligência dos cetáceos é, provavelmente, a lenda de Arion, o maior tocador de lira de seu tempo (circa 600 AC). Quando atirado pela amurada de seu navio por vilões, esse cara – assim diz a lenda – foi salvo por um golfinho que foi atraído pela singularidade de seu canto agudo.

Mas existem evidências mais recentes. Em maio - por exemplo - pesquisadores da Universidade de St Andrews relataram que golfinhos "nariz-de-garrafa" empregam "assovios-assinaturas" para se identificarem entre si, da mesma forma que os humanos usam nomes. Um outro grupo que estudou golfinhos na Austrália ocidental em 2005, notou que alguns golfinhos usavam ferramentas – pedaços de esponja do mar enrolados e fixados a seus narizes, para impedir que seus narizes ficassem dolorosamente arranhados contra o coral, enquanto pesacavam. Aí aparecem os golfinhos Irrawaddy no rio Ayeyarwady em Mianmar (antiga Burma) que ajudam os pescadores locais a encurralar os peixes para suas redes.

Talvez o melhor de tudo: um grupo de pesquisadores supostamente ensinaram recentemente golfinhos a "cantar" o tema musical de "Batman". Eu fiquei particularmente cética a respeito desta última, até que cheguei à Bélgica. Em uma das atrações principais do espetáculo ao vivo (duas vezes ao dia) em Boudewijn, uma garota sortuda da audiência é sorteada na audiência e ensinada a como "reger" os golfinhos em um espetáculo particularmente delicioso. Ela o faz girando ambas as mãos como se estivesse abrindo potes, o que parece fazer com que os golfinhos mantenham o rítmo enquanto "cantam" (ok! guincham).

Este giro das mãos não é a única linguagem simbólica que os mamíferos parecem compreender. Com os necessários gestos dos pulsos dos treinadores, eles abrem as bocas, como se fossem rir, balançam a cabeça de um lado para o outro (meu favorito pessoal, junto com a parte que eles jogam futebol com suas caudas), sopram bolhas de ar parecidas com anéis de fumaça na água. Manger diria que isto é um indicativo de condicionamento estímulo-resposta – isto é, pode ser ensinado por um bom treinador e não é, de modo algum, um sinal de comportamento altamente inteligente. Embora isso possa ser verdade – os golfinhos certamente são encorajados pela promessa de comida tirada de baldes brilhantemente coloridos, bem como os apitos de alta freqüência que os treinadores usam em seus pescoços – não há como negar uma coisa: é realmente muito, muito legal.

Mas voltemos às novas afirmações. Na grande possibilidade que você não se interesse em chafurdar através das 46 páginas de Manger, aqui está uma sinopse para idiotas dos pontos chave. Golfinhos têm cérebros maiores do que a média – alguns com mais de 8 kg – mas isto não tem coisa alguma a ver com o brilhantismo neurológico de um Stephen Hawking. Pelo contrário, o cérebro do golfinho não é feito para processamento de informações complexas, mas é projetado mais com a finalidade de contrabalançar as mudanças térmicas a que um mamífero de sangue quente está sujeito em um mundo de águas frias. E, finalmente, o comentário que realmente acaba com o lobby a favor dos golfinhos: embora existam muitos indícios anedóticos que apoiem a idéia de que os golfinhos são excepcionalmente inteligentes, ninguém comprovou isso conclusivamente.

«Se você põe um animal em uma caixa, mesmo um rato de laboratório ou uma cobaia, e a primeira coisa que ele quer fazer é sair de dentro dela»., diz Manger em entrevistas para divulgar seu artigo. «Se você nãp puser uma tampa em cima do aquário, um peixinho dourado eventualmente vai pular para fora, para aumentar o ambiente em que vive. Mas um golfinho jamais o fará».

Em fico pensando nisso, enquanto fico sentada nos lugares vazios do delfinário, após o espetáculo ao vivo, e dois golfinhos nadam diligentemente em uma pequena piscina de espera, enquanto seus colegas no tanque principal praticam duplos mortais com o treinador. Eu sei que o par selecionado pode saltar a distância necessária: eu os vi fazer isso no espetáculo, mais cedo. Mas, tal como crianças obedientes, eles só entram na piscina principal quando as portas subaquáticas são abertas.

Então, a observação de Manger pode ser correta, mas será que ela realmente nos diz qualquer coisa útil? Não, de acordo com Lori Marino, conferencista sênior em neurociência e biologia comportamental na Universidade Emory. Ela estudou golfinhos por 15 anos e é uma das maiores críticas de Manger. «Esse estudo com peixinhos dourados de que ele está falando, nunca foi publicado», diz ela. «Ele foi apresentado em uma reunião em 2000 e nunca passou pela "revisão-por-pares", e eu estava lá, e haviam tantas incorreções nele que eu nem sei por onde começar».

Marino afirma que, embora seja verdade que os golfinhos tenham problemas em saltar sobre redes de pesca de atum, por exemplo, isso não diz nada sobre sua falta de inteligência. «É a mesma coisa que humanos presos em um edifício em chamas: eles entram em pânico. Golfinhos, tal como humanos, ficam estressados com muita facilidade – na verdade, eles podem morrer de estresse – e, quando entram em pânico, eles não conseguem pensar direito».

Mas, de acordo com Manger, Marino e seus colegas com dúvidas, são tão crédulos que nem conseguem considerar uma nova afirmação arrojada como a sua. «As pessoas simplesmente não querem acreditar nisso», disse Manger em uma entrevista ao Guardian. «É uma reação como um reflexo de uma pancada no joelho. Eu acho que é "engraçadinho" que as pessoas fiquem tão perturbadas com isso».

Nem todos enxergam esse lado "engraçadinho". Golfinhos, com seus alegres "sorrisos" e imressionante repertório de truques e emoções, são universalmente amados – cerca de 77.000 pessoas aparentemente pertencem à Sociedade pela Conservação das Baleias e Golfinhos em todo o mundo – e desprezá-las é heresia. Manger foi até acusado de levar os golfinhos a uma extinção prematura. Um expert em golfinhos sul-africano, Nan Rice, que trabalhou por 35 anos com o Grupo de Ação e Proteção aos Golfinhos em Cape Town, diz que a pesquisa de Manger pode levar à exploração dos animais – e sua possível extinção. «Se você diz às pessoas que os golfinhos não são inteligentes, elas começarão a explorá-los e não restarão muitos deles».

Deixando de lado se os comentários de Manger são perigosos ou não, um grande problema na discussão da neurologia dos golfinhos é o fato de que, por causa das leis que protegem os mamíferos marinhos, nenhuma experiência invasiva do cérebro dos cetáceos foi feita. Diferentemente de - por exemplo - ratos, você não pode simplesmente captuara um golfinho e escavucar seu cérebro e fazer experiências com eles vivos. Similarmente, por questões de praticidade, bem como de ética, a grande maioria das experiências com golfinhos foi realizada com golfinhos nascidos em cativeiro. E quem sabe o quão representativos, esses animais que nunca viram águas abertas, podem ser, realmente, da espécie como um todo?

O outro principal problema é definir o que nós chamamos de inteligência. Não existe um processo confiável, universalmente aceito, para medí-la em seres humanos. Um teste Mensa? Esses testes de múltipla escolha nas revistas femininas?

Não obstante, ao contrário das afirmações de Manger, existem verdadeiramente um grande número de experiências que parecem indicar que os glfinhos não são apenas criaturas bonitinhas. Um dos mais interessantes diz respeito ao auto-reconhecimento e vem de Diana Reiss da Universidade de Columbia, em parceria com Marino. Em um artigo de 2001, elas mostraram que os golfinhos podem se reconhecer em um espelho – uma habilidade que se pensava ser apenas de humanos e macacos. As cientistas expuseram dois golfinhos "nariz-de-garrafa" a superfícies refletivas, após marcar os golfinhos com tinta preta, aplicando um corante a base de água ou não marcando-os. A equipe previa que, se os golfinhos – que tinham experiências anteriores com espelhos – reconhecessem seus reflexos, eles mostrariam novas respostas sociais; eles levariam mais tempo na frente do espelho quando marcados; e eles iriram mais rápido para os espelhos quando marcados ou falsamente marcados. A experiência revelou que todas as previsões estavam corretas. Além disso, os animais escolhiam a melhor superfície refletiva para ver suas marcas.

«Eu vi isso ser feito», diz Johan Cottyn, treinador chefe em Boudewijn. Seu colega, Piet de Laender, aprova entusiasticamente. «Golfinhos percebem que estão olhando para si próprios. Isso não funciona com cães. Digamos que você ponha uma marca na cabeça de um cachorro e o ponha na frente4 de um espelho; eles pensarão "oh, olha lá um cachorro com uma mancha na cabeça; vou lá dizer olá". Um golfinho ficariam e inspecionaria sua nova aparência». Isto não nos diz apenas que os golfinhos são vaidosos: istomostra que eles têm consciência de si próprios como indivíduos, o que requer um alto nível de habilidade cognitiva.

Tanto quanto apontar a capacidade dos golfinhos em aprender rapidamente e entender linguagens complicadas – tais como comandos (o que também é verdadeiro para os grandes primatas), Cottyn ficou mais impressionado ainda com a facilidade que ele e sua equipe tiveram em fazer com que os golfinhos aceitassem intervenções médicas sem fazer confusão. «Um deles tinha um problema nos rins, o que significava que tinha que tomar uma injeçãqo diária. Embora fosse realmente doloroso para ela, porque a agulha tinha que atravessar sua camada de gordura, ela parecia entender que, para sobreviver, ela tinha que levar a picada, e se apresentava para isso automaticamente todos os dias».

Cottyn fala de como os golfinhos de Boudewijn podem se comunicar com os humanos aém daquilo que tenham sido explicitamente ensinados. «Uma vez, quando uma das golfinhos estava parindo, o bebe ficou preso a meio caminho. Nós viemos ver o que estava acontecendo e a mãe esfregou seu ventre para nos mostrar onde estava o problema». diz ele.

Numerosos estudos também lançaram luz sobre a racionalidade dos golfinhos, alto grau de sociabilidade, percepção social e funções cognitivas.

Mas de Laender não tem tempo param todo este debate e especialmente para qualquer um quem tente antropomorfizar os golfinhos. «Eles não são humanos e tentar julgá-los pelos padrões humanos de inteligência é inútil», diz ele. «No fim das contas é pura perda de tempo tentar dizer definitivamente se golfinhos são inteligentes ou não, e qualquer um que disser que tem a resposta está falando babaquice».

Guardian Unlimited © Guardian Newspapers Limited 2006

Bom... Já abrindo uma concessão ao Caio de Gaia, este artigo é muito mais emotivamente do que cientificamente carregado. E tem tanta relevância para uma real avaliação do trabalho do Dr. Manger, quanto a reportagem que eu abordei inicialmente.

Apenas apresenta uma série de outros pesquisadores que acham que o cartapácio do Dr. Manger não tem o significado revolucionário que ele próprio se atribui.

Por falar nisso, meu cachorro sabia muito bem se reconhecer em um espelho. E ficava reparando quando se colocava uma fita em seu "topete". Portanto, o Sr. de Laender falou "bullshit", também. Talvez ele não conheça cachorros tão bem como golfinhos.

Physics News Update n° 794

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 794, de 26 de setembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi Physics News Update

PULSAÇÕES ACÚSTICAS HIPERSÔNICAS NAS FREQÜÊNCIAS DE 200 GHz, foram produzidas no mesmo tipo de cavidade de ressonância de semicondutores em múltiplas camadas usado em fotônica. Físicos do Insititute des Nanosciences (França) e nos Centro Atomico de Bariloche e no Instituto Balseiro (Argentina) geraram pulsos de som de alta freqüência em um material sólido feito de camadas GaAs (Arseniato de Gálio) e AlAs (Arseniato de Alumínio). Pode-se descrever o som, excitado por um laser de femtosegundo, como sendo um curto pulso de ondas ou partículas equivalentes a fónons. sendo excitado pela pulsação através da pilha de camadas. Esses fónons são refletidos em ambas as extremidades do dispositivo, chamado de nanocavidade, por outras camadas com uma impedânica acústica muito diferente, que agem como espelhos. A impedância acústica é o análogo acústico do índice de refração para a luz. Bernard Jusserand, diz que ele e seus colegas esperam alcançar a escala acústica dos Terahertz. O comprimento de onda para estes "sons" é de somente alguns nanômetros de comprimento. Eles acreditam que um novo ramo, a nanofonia, foi inaugurado e que as propriedades acústicas dos nanodispositivos semicondutores vão se tornar mais proeminentes. Fónons da faixa de THz e, mais especificamente as relatadas nanocavidades, podem, por exemplo, ser usados para modular o fluxo de cargas ou luz em altas freqüências e pequenos espaços. O som na faixa de THz pode, também, participar no desenvolvimento de poderosos "lasers acústicos" ou em novas formas de tomografia para fazer imagens do interior de sólidos opacos (Huynh et al., Physical Review Letters, 15 de setembro de 2006)

UNIVERSO ELIPSÓIDE. Uma nova interpretação dos dados registrados pela Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) sugere que o universo – ao menos a sua parte observável – não é esfericamente simétrica, mas tem uma forma mais parecida com um elipsóide. Os dados da WMAP serviram para confirmar alguns dos mais importântes parâmetros da ciência, tais como a idade do universo desde o Big Bang (13,7 bilhões de anos), a época quando os primeiros átomos foram formados (380.000 anos depois do Big Bang) e todas as frações de toda a energia disponível sob as formas de matéria comum, matéria escura e energia escura. Uma estranheza remanescente dos resultados da WMAP, entretanto, se relaciona com a maneira pela qual as partes do céu contribuem para o quadro geral das microondas cósmicas; pedaços do céu menores do que um grau de arco, da ordem de um grau ou de dezenas de graus, parecem estar contribuindo com a radiação nos níveis esperados. Somente na escala mais ampla possível, a da ordem de todo o próprio céu (termo técninco: o momento quadripolo) parecfe estar contibuindo com menos do que devia. Agora, Leonardo Campanelli da Universidade de Ferrara e seus colegas Paolo Cea e Luigi Tedesco na Universitdade de Bari (ambas na Itália), estudaram o que acontece com a anomalia quadripolar se for feita a suposição de que o envoltório de onde vêm as microondas que atingem a Terra, é um elipsóide e não uma esfera. Este envoltório é chamado de "superfície do último espalhamento", uma vez que corresponde ao momento da história quando os fótons cessaram, em geral, de se espalhar das partículas carregadas, assim que tudo se tornou suficientemente "frio" para que muitas das partículas se agregassem em átomos neutros. Se o envoltório de microondas é um elipsóide com uma excentricidade (não-esfericidade) de cerca de 1%, então o quadrípolo do WMAP é exatamente como deveria ser.
Esta é a primeira vez que é sugerido um universo não-esférico, mas esta é a primeira vez que a idéia é aplicada aos dados "no estado da arte" do WMAP. Historicamente, um universo elipsóide seria um lindo paralelo à descoberta de Johannes Kepler de que as órbitas planetárias eram elipses e não círculos. Este reajustamento no pensamento astronômico foi tão revolucionário quanto o modelo heliocêntrico de Copérnico, e auxiliou Newton e outros a chegar à idéia da lei do inverso do quadrado [da distância] para a atração gravitacional. O que pode ter tornado o universo, como um todo, a ser elipsoidal? Campanelli, Cea e Tedesco dizem que um um campo magnético uniforme pervasivo ao cosmo, ou um defeito na tessitura do espaço-tempo, podem ter causado uma excentricidade nã-zero.(Campanelli, Cea, Tedesco, Physical Review Letters, 29 de setembro de 2006 )

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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.

Em qual país é esta eleição?

Esse é título do artigo, publicado originalmente no "Estadão", reproduzido no "Jornal da Ciência" da SBPC. Dou um destaque aos parágrafos introdutórios do artigo:

É inquietante observar que, a poucos dias das eleições para presidente da República, governos dos Estados, parlamentos federais e estaduais, as mal chamadas questões ambientais - as que dizem respeito ao meio físico, concreto, em que vivemos - continuam, como nos pleitos anteriores, tão distantes das discussões que se travam que se pode, no final das contas,perguntar: mas em que país se disputam essas eleições? Será em Plutão, que acaba de ser rebaixado, nem planeta mais é?

Muitas vezes tem sido citado aqui o pensamento do secretário-geral da ONU, Kofi Annan, segundo quem os problemas que ameaçam a sobrevivência da espécie humana são as mudanças climáticas em curso e a insustentabilidade dos padrões mundiais de produção e consumo. Se é assim, essas questões deveriam estar no centro das discussões sobre o futuro do País. Mas não estão.

E o que será que surpreende o Sr. Washington Novais? As questões ambientais deveriam estar no cerne dos Programas de Governo dos candidatos, mas dificilmente, serão preocupações imediatas para os eleitores em 1º de outubro.

Questões um pouquinho mais imediatas, tais como desemprego, falência da segurança pública, escândalos de malversação dos parcos recursos públicos, certamente serão preocupações mais agudas para os eleitores.

A preocupação é em eleger um governo com um mínimo de competência para gerir questões básicas de administração pública. Se conseguirmos este mínimo, poderemos passar a cobrar preocupações de nível mais elevado, tais como a conservação do meio-ambiente e a exploração racional dos recursos naturais.

Em um país que há gente morrendo de fome, morrendo na porta dos hospitais públicos, saindo pela porta da escola tão ignorante quanto quando entrou, morrendo estupidamente com balas perdidas, a conservação do meio-abiente até que está razoavelmente bem encaminhada, com a legislação já existente.

Quem parece estar saindo da órbita de Plutão e se dirigindo à Nuvem de Oort é o Sr. Washington Novais. Uma coisa eu posso responder à pergunta dele: certamente não é nos EUA!...

O milagre da ressurreição

Eu ia traduzir uma notícia do The Times intitulada "Death squad policemen 'killed hundreds' in revenge attacks" (Esquadrões da Morte de Policiais "mataram centenas" em ataques de vingança"), acerca dos supostos "inocentes" que a polícia matou quando o PCC lançou sua onda de terror em SP. Mas se um repórter inglês tem a cara-de-pau de falar de polícia assassina (ou já esqueceram Jean Charles de Menezes?), que mata inocentes por histeria, e um jornal que se pretende respeitável publica isto na primeira página da edição de domingo, isso só exibe bem o nível de burrice e provincianismo ao qual chegaram os britânicos. Quem quizer, leia o original: o link está aí em cima.

Prefiro o artigo do The Observer que trata de uma nova descoberta sobre células tronco. Lá vai:

Cientistas transformam células mortas em tecidos vivos

Descoberta pode significar novos tratamentos para os males de Alzheimer e Parkinson mas, em vez de diminuir a oposição, é mais provável que levante novos dilemas éticos

Antony Barnett e Robin McKie
Domingo 24 de setembro de 2006
The Observer

Cientistas que trabalham em um laboratório britânico conseguiram uma das realizações mais controversiais jamais obtidas no campo da ciência das células-tronco, tomando células de embriões mortos e transformando-as em tecidos vivos.
A técnica pode ser usada em breve para criar tratamentos para pacientes que sofrem de doenças tais como os males de Alzheimer e de Parkinson. dizem os pesquisadores. A realização foi saudada por vários cientistas e experts em ética, porque poderia desbordar a oposição às experiências com células-tronco.
«Isso deveria evitar a oposição às experiências com células-tronco porque não será mais necessário usar embriões vivos em todas as experiências», disse o Professor Miodrag Stojkovic, o pesquisador que realizou as experiências no Centro de Biologia de Células-Tronco na Universidade de Newcastle, no ano passado.
Mas outros experts avisaram na noite passada que o uso de células de embriões mortos pode levar a mais dilemas éticos, não menos. «Como saber se um embrião está morto?», disse Eric Meslin, diretor do Centro de Bio-ética da Universidade de Indiana.
Células-tronco extraídas de embriões são valorizadas pelos cientistas porque são capazes de se transformar em qualquer tipo de célula ou tecido no corpo. Ao menos elas poderiam ser usadas no tratamento de doenças cardíacas e diabetes e outras doenças, argumentam os pesquisadores.
Mas a tecnologia envolve a criação e a destruição de embriões vivos para a extração das células-tronco. Usualmente, esses embriões são criados em clínicas de fertilidade, quando casais recorrem a elas para fertilização in vitro.
Entretanto, o trabalho de Stojkovic sugere que o uso de embriões vivos pode ser evitado; em lugar disso, os cientistas odem usar aqueles dos embriões que morreram naturalmente, durante o processo de fertilização in vitro. Isso significaria, também, que muitos embriões a mais ficariam disponíveis para a pesquisa e o eventual tratamento das doenças, acelerando os avanços na ciência de ponta.
As experiências de Stojkovic foram realizadas quando ele esteve trabalhando para o Centro de Biologia de Células-Tronco em Newcastle, no ano passado. Em um paper, publicado na semana passada no website do jornal Stem Cells, Stojkovic revela que ele e seus colegas usaram 13 embriões, criados para fertilização in vitro. Todos os 13 pararam de se desenvolver poucos dias após a concepção. «Eles estavam em um estágio muito inicial de desenvolvimento», disse Stojkovic, atualmente chefe da Sintocell, um centro de pesquisas médicas na Sérvia.
A equipe esperou por 24 horas para verificar que os embriões não estavam mais se dividindo, antes de começar suas experiências. «Todos eles estavam destinados a serem embriões gorados», disse Sotjkovic. «Em outras palavras, eles estavam mortos. [Porém] eles tinham a capacidade de se desenvolver em qualquer tipo diferente de célula que você pensar, inclusive células de rim, de fígado e de pele».
«Eu acho que isso é um desenvolvimento muito importante, embora células-tronco criadas dessa forma, não devessem ser encaradas como uma alternativa às criadas a partir de embriôes vivos. Elas deveriam ser vistas como uma fonte alternativa».
Nesta última noite os militantes pelo "direito-à-vida" pediram cautela. «Em teoria, se um embrião for obtido eticamente e uma célula-tronco pode ser obtida após esse embrião ter morrido naturalmente, então isso removerá todas as objeções, porque não haverá a destruição de um organismo vivo», disse Josephine Quintavalle, da "Comentários sobre Ética Reprodutiva", um grupo de ativistas católicos. «Nós não temos objeções ao uso de tecidos e órgãos doados em outras áreas da medicina».
Mas Quintavalle alertou que o caso para o uso de células de embriões mortos não foi provado. «A questão crítica é como se sabe se um embrião está morto ou não».
George Daley, do Instituto de Células-Tronco de Harvard, disse que a abordagem do paper levanta preocupações científicas. «Se havia algo errado com o embrião, que fez ele gorar, não haveria algo errado com essas células? Nós não sabemos».
Entretanto, o trabalho de Stojkovic recebeu forte apoio de Donald Landry, no Centro Médico da Univesidade de Colúmbia em Nova York, que o chamou de uma importante contribuição para o campo. «Não importa o como você se sinta quanto à "pessoalidade" de embriões, se o embrião estiver morto, a questão da "pessoalidade" está resolvida», disse Landry.
«Isto, então, reduz a ética da geração de células-tronco de embriões humanos à ética de - por exemplo- doação de órgãos. Então, agora você estará dizendo, na verdade: "Podemos retirar células vivas de embriões mortos da mesma forma que tiramos órgãos vivos de pacientes mortos?»

Eu vou acrescentar que mesmo a maioria dos embriões gerados para fertilização in vitro – mesmo aqueles que não morrem – acabam sendo "descartados". Ou seja, morrem, sem que pessoa alguma se proveite disso, sem que uma "personalidade" venha a habitar aquele "corpo em perspectiva".

Eu duvido e faço pouco de que histéricos defensores do "direito-à-vida" como essa tal Quintavalle pensem da mesma forma ao dar de cara com uma barata... Mas a gente sempre pode esperar o embrião apodrecer e não servir para mais nada, para aplacar os pruridos éticos de Quintavalle, Meslin, et al. Enquanto isso, os pacientes com Alzheimer e Parkinson esperam esses idiotas morram, junto com suas objeções (e, se existe Justiça Divina, de um desses males degenerativos...)

Da mesma forma que os vegetarianos se esquecem que plantas também são seres vivos. Mas a capacidade humana de ser hipócrita consigo mesmo parece inesgotável...