Physics News Update nº 831

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 831, de 5 de julho de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE

ESTARÃO PARTÍCULAS COM CARGA DUPLA À ESPREITA EM SUPERCONDUTORES DE ALTA TEMPERTURA?
Um dos maiores problemas não-resolvidos na física de matéria condensada é explicar como os elétrons se emparelham nos materiais de Óxido de Cobre, que se tornam supercondutores acima de 100°K.
Alguns teóricos acreditam que o local para começar a esclarecer este mistério é compreender melhor como os cupratos se comportam em temperaturas normais, muito antes deles se tornarem supercondutores.
O físico Phillip Phillips, da Universidade de Illinois, sugere que a solução pode ser a existência de uma partícula com carga dupla, até agora ignorada, que intermedia a interação entre elétrons que jazem em planos preenchidos com átomos de Cobre e Oxigênio. Esta partícula seria distinta de um par de Cooper, o transmissor de energia em um supercondutor. A nova partícula seria um bóson que carrega o dobro da carga do elétron, mas não é feita de excitações elementares. Não obstante, ela emerge de fortes repulsões entre os elétrons e persiste acima e abaixo da temperatura de transição para supercondução.
É irônico e revelador que os cupratos (em seu estado não-dopado) sejam isolantes de Mott. Nos isolantes comuns, cada possível estado dos elétrons é preenchido (com dois elétrons de spins contrários). Sob estas circunstâncias, não é possível qualquer corrente elétrica e o material é um isolante. Em um isolante de Mott, as coisas são mais contra-intuitivas. Somente metade dos estados eletrônicos estão ocupados, mas, mesmo assim, não há qualquer fluxo de corrente elétrica. Este estado de coisas surge por que as fortes repulsões entre os elétrons impedem qualquer movimento de elétrons (http://www.aip.org/pnu/2003/split/645-2.html).
Quando elétrons extra ou "buracos" são introduzidos em um isolante de Mott, através de átomos "dopantes", os isolantes de Mott mudam drásticamente. Uma mudança é que as faixas de energia permitidas no material não permanecem estáticas, como em um semicondutor. Esta falta de rigidez das faixas de energia facilita o aparecimento de novas partículas, diz Phillips.
Mas que tipo de excitação coletiva será esse? Concentremo-nos, no momento, nos elétrons na amostra. Semicondutores e a maior parte dos materiais obedecem ao princípio padrão de que a remoção de um elétron deixa atrás um estado vago. Em um condutor de Mott dopado, ao contrário, cada buraco deixa atrás de si dois estados vagos. Isto indica que o elétron removido não residias em um único estado eletrônico, mas devia estar em uma superposição de dois estados.
A pergunta é: como se descreve esse estado extra? Esta questão foi, agora, respondida por Phillips e seus colegas de Illinois (Leigh et al., Physical Review Letters, artigo em publicação).
Alguns resultados experimentais apoiam esta teoria (ver Graf et al., Physical Review Letters, 9 de fevereiro de 2007). O trabalho de Illinois mostra que a proposta partícula, com uma carga de 2-e se liga ao buraco e produz o estado que faltava. Phillips acredita que esta partícula é a responsável pelo estado normal dos cupratos, inclusive do estado de "pseudo-buraco", a condição em que alguns elétrons no material parecem estar emparelhados, mesmo em temperaturas onde a supercondutividade se estabelece.

RODA GIGANTE ÓPTICA.
Uma nova forma de grade óptica, uma grade anular que gira, foi planejada pelos físicos na Universidade de Glasgow e na Universidade de Strathclyde.
Em uma grade óptica, uma rede de feixes de laser pode manter uma coletânea de átomos no lugar no espaço livre. Se as freqüências de dois feixes de laser gerados forem diferentes, a grade resultante pode ser posta a girar.
De fato, o padrão de lasers é criado, neste caso, através do uso de um holograma. Os átomos podem residir tanto em pacotes distintos no formato losangular (em alguns casos posicionados nas regiões escuras que resultam da interferência dos feixes laser), como espalhados ao longo de um formato anular contínuo (ver animação em http://www.physics.gla.ac.uk/Optics/projects/AM/).
Um objetivo de prender os átomos em uma zona escura, livre de luz, é reduzir o indesejável aquecimento dos átomos, que precisam ser ultra-resfriados para a realização de testes fundamentais sobre forças inter-atômicas. Além disso, como os teóricos estão muito interessados em estudar átomos alojados em cordas unidimensionais longas, e como tais cordas são difíceis de criar experimentalmente, a segunda melhor opção é enrolar a corda em si própria, na forma de um anel; daí a motivação para produzir uma grade óptica anular.
Os escoceses ainda não alojaram átomos em seu anel, mas, de acordo com Sonja Franke-Arnold, ela e seus colegas em Strathclyde planejam para breve injetar um condensado de Bose-Einstein (BEC) de átomos de Rubídio (Franke-Arnold et al., Optics Express, 9 de julho de 2007; a publicação é de acesso público e pode ser obtida em http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?id=138976)

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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 830

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 830, de 27 de junho de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE

GRAVAÇÃO MAGNÉTICA TOTALMENTE ÓPTICA foi demonstrada por cientistas da Universidade Radboud em Nijmegen, na Holanda. Em lugar de usar o costumário cabeçote de leitura para mudar a orientação de uma pequena região, eles usam os campos presentes em um pequeno pulso de luz circularmente polarizada. Por que usar luz no lugar de um magneto? Porque o magneto é relativamente lento e porque o campo magnético no pulso de luz é intrinsecamente forte – até 5 Tesla. Os pulsos incidem perpendicularmente no meio de armazenagem e a helicidade do pulso de luz (o que quer dizer, se a polarização do pulso gira na direção destrógira ou levógira com relação ao eixo longitudinal do pulso) estabelece se a orientação da região será para cima ou para baixo, ou, em termos digitais, um 1 ou um 0. A orientação da região (ou seja, a gravação de um bit) é obtida parcialmente pelo magnetismo da luz e parcialmente pelo aquecimento localizado causado pelo pulso, o que aumenta a suscetibilidade magnética da região. O bit pode ser revertido com a luz com polarização oposta. O pulso de luz é tão cuidadosamente focalizado que ele atinge uma região de cada vez (ver figura aqui).
A velocidde de gravação é estabelecida pela duração do pulso de laser, 40 fseg, o que derruba certas sugestões, feitas a não muitos anos, de que a velocidade de gravação em meio óptico não poderia diminuir além de um picossegundo.
Realmente, o tamanho da região é de 5 microns, o que é relativamente grande. Entretanto, um dos pesquisadores, Daniel Stanciu, diz que espera que a região de gravação possa ser diminuída até cerca de 100 nm. Ele acredita que a abordagem totalmente óptica vai se tornar, eventualmente, a maneira de conseguir a gravação mais rápida em um meio magnético. (Stanciu et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)

UM NANO-LASER À TEMPERATURA AMBIENTE ALTAMENTE EFICIENTE foi demonstrado por cientistas da Universidade Nacional de Yokohama, no Japão. Feito de um material semicondutor conhecido com Fosfato-Arseniato de Gálio-Irídio (GaInAsP), o dispositivo geral tem uma largura de vários mícrons (milionésimos de metro), enquanto que a parte do dispositivo que realmente gera a luz, tem dimensões na escala dos nanômetros, em todas as direções. O nano-laser produz estáveis e contínuas correntes de luz quase infravermelha e usa apenas um microWatt de potência, uma das menores energias de funcionamento jamais obtidas. O projeto deve ser útil para futuros circuitos miniaturizados que contenham dispositivos ópticos. O pequeno tamanho do laser e sua eficiência se tornaram possíveis mediante o emprego de um projeto, inicialmente demonstrado no Instituto de Tecnologia da Califórnia em 1999, conhecido como laser cristal-fotônico. Neste projeto, os pesquisadores perfuram um padrão repetido de orifícios através do material laser. Esse padrão é conhecido com "cristal fotônico". Os pesquisadores deliberadamente inseriram uma irregularidade, ou "defeito" no padrão do cristal, mudando, por exemplo, ligeiramente a posição de dois orifícios.
Juntos, o padrão de cristal fotônico e o defeito impedem ondas de luz da maior parte das cores (freqüências) de existirem na estrutura, exceto em uma pequena faixa de freqüências que podem existir na região próxima ao defeito.
Funcionando a temperatura ambiente e de uma forma onde uma luz laser bem-definida é emitida estavel e continuamente, o novo nano-laser de Yokohama se distingue dos projetos anteriores.
De acordo com o pesquisador de Yokohama, Toshiro Baba, o novo nano-laser pode funcionar de duas maneiras, dependendo do valor "Q" é escolhido. "Q" se refere a um fator de qualidade, a capacidade de um sistema oscilatório de continuar, antes de se esgotar a energia.
Nano-lasers que funcionem em um modo-Q alto (20.000), serão úteis para dispositivos ópticos em pequenos chips (circuitos ópticos integrados). Em uma configuração moderada de Q (1500), o nano-laser exige uma quantidade extremamente pequena de energia externa para levar o dispositivo ao limite de produção de luz laser. Neste funcionamento próximo ao pico, a mesma tecnologia permitirá a emissão de níveis de luz muito baixos, até mesmo fótons singelos. (Nozaki et al., Optics Express, edição de 11 de junho de 2007; texto completo disponível aqui ; figura e texto adicional aqui)

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Physics News Update nº 829

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 829, de 19 de junho de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE

TEMPO E TEMPO DE NOVO. Os físicos do mundo aceitam a idéia de espaço-tempo, uma entidade métrica combinada que põe o tempo na mesma passada que as três dimensões espaciais visíveis. Algumas teorias adicionam dimensões espaciais extra para ajudar a assimilação de todas as forças físicas em um Modelo Unificado da realidade.
Mas, que tal adicionar uma dimensão extra ao tempo, também? Itzak Bars e Yueh-Cheng Kuo da Universidade do Sul da Califórnia, adicionam uma dimensão espacial extra também.
Bars explica esta proposta com uma comparação. Da mesma forma que a projeção de um objeto de 3 dimensões em uma parede de 2 dimensões pode ter várias formas diferentes, e cada uma dessas formas é incapaz de transmitir todas as propriedades do objeto em 3D, assim é que a descrição com uma única dimensão de tempo, na formulaçaõ padrão da física, é insuficiente para capturar diversas propriedades dos sitemas dinâmicos que permanecem misteriosos ou desconhecidos.
A adição de uma dimensão extra de tempo e uma dimensão extra de espaço, junto com um requisito de que todo o movimento no espaço estendido seja simétrico sob uma mudança de posição e momento em qualquer instante, reproduz todas as dinâmicas possíveis no espaço-tempo comum e lança luz sobre muitas correlações e simetrias ocultas que se verificam em nosso universo. As relações ocultas entre muitos sistemas dinâmicos são parentes próximas das relações entre as muitas sombras de um objeto 3D projetado em uma parede 2D. Neste caso, o objeto está em um espaço-tempo de 4 dimensões espaciais e 2 de tempo, enquanto que as sombras ficam em um espaço-tempo de 3 dimensões de espaço e 1 de tempo.
O movimento em 4+2 dimensões é realmente muito mais simétrico e simples do que os complexos movimentos das sombras em 3+1 dimensões.
Além da unificação geral da dinâmica descrita acima, o que mais esta adição de uma dimensão extra de espaço e uma de tempo (em adição a todas as dimensões extra de espaço previstas pela Teoria das Cordas) realiza que não possa ser conseguido sem elas? Bars diz que sua teoria explica a conservação CP nas interações fortes, sem a necessidade de uma nova partícula, o áxion, que não foi encontrado nas experiências. Também explica o fato de que as órbitas elípticas dos planetas permaneçam fixas (sem contar com as bem conhecidas pequenas precessões). Esse efeito de simetria "Runge-Lenz" permaneceu algo misterioso no estudo da mecânica celeste, mas, agora, poderia ser entendido com sendo devido à simetria das rotações na quarta dimensão espacial. Uma simetria similar, observada do espectro do Hidrogênio, também seria explicada por uma física com 2 dimensões de tempo, e, novamente, explicada como uma simetria de rotações nas dimensões extra de espaço e tempo.
Existem muitos outros exemplos semelhantes de simetrias ocultas no mundo macroscópico clássico, bem como no mundo quântico microscópico – argumenta Bars – que podem ser estudadas, pela primeira vez, com essa nova formulação de 2 tempos em física. Já houve tentativas para formular teorias com um segundo eixo de tempo, porém Bars diz que a maioria desses esforços ficaram comprometidos por problemas com a unitaridade (a necessidade de que a soma de todas as probabilidades de ocorrência não seja maior do que 1) e causalidade (manter o sentido da seta termodinâmica do tempo). Os teóricos da USC reformularam seu modelo para adaptá-lo à versão corrente de supersimetria do Modelo Padrão e esperam que suas idéias sejam testadas em simulações por computador e em experiências a serem realizadas.(Physical Review Letters, artigo em publicação. Ver também a página da web de Bars )

PRIMEIRA MEDIÇÃO DIRETA DAS FORÇAS DE EMPILHAMENTO DO DNA. O DNA é uma das mais importantes e estudadas moléculas que exsitem, entretanto somente agora uma equipe de cientistas, da Universidade de Duke, obteve sucesso na medição da força que liga os nucleotídeos em uma molécula de DNA de cadeia simples (single-stranded DNA = ssDNA), usando um microscópio de força atômica (atomic force microscope = AFM). Um DNA de cadeia dupla é caracterizado por duas forças principais — a força de empilhamento entre as unidades base ao longo da dupla hélice e a força de emparelhamento (emparelhamento (Watson-Crick) entre as unidades base opostas que formam os "degraus" da dupla hélice.
Medições da elasticidade do DNA, realizados na década de 1990 (ver PNU nº 312), foram feitos com DNA de cadeia dupla, onde é difícil separar os efeitos das forças de emparelhamento e de empilhamento.
Por isso, Piotr. E. Marszalek e seus colegas (Changhong Ke, Michael Humeniuk, e Hanna S-Gracz) se voltaram para o ssDNA. Eles montaram um ssDNA artificial constiuído somente de unidades base de Adenina, ligadas a um substrato de Ouro, e retiraram-no com uma ponta AFM. Com uma resolução de força da ordem de 1 picoNewton, a aparelhagem da Duke detectou um patamar na elasticidade (o da força de empilhamento), em cerca de 23 pN, o que era esperado, e um segundo patamar na casa de 113 pN. (Ke et al., Physical Review Letters, artigo em publicação; uma publicação com a medição de forças em uma molécula de RNA, que achou um patamar para uma única força na casa de 20 pN, foi publicado em Keol et al., Physical Review Letters, 13 de abril de 2007)

CORREÇÕES: no Boletim 828, o ítem que fala dos cristais de Polônio, ficou distorcido por erros de digitação e transposição de palavras. Para ver a versão corrigida do texto, ver o website do PNU. [nota do tradutor: eu procurei o texto "novo", lá na página do PNU e não encontrei nada digno de nota]

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Physics News Update nº 828

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 828, de 13 de junho de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE

A TRANSFORMAÇÃO DE CALOR EM ELETRICIDADE ATRAVÉS DO SOM, foi demonstrada pelo grupo da Universidade de Utah do físico Orest Symko. O grupo construiu dispositivos que podem criar eletricidade a partir do calor que, de outra forma seria desperdiçado em objetos tais como chips de computador. Os dispositivos podem, potencialmente, gerar eletricidade extra a partir do calor das torres de usinas de energia nuclear, ou retirar calor de dispositivos eletrônicos militares. No encontro da última semana da Sociedade de Acústica da América (Acoustical Society of America) em Salt Lake City, cinco estudantes de Symko demonstraram as últimas versões dos dispositivos que eles desenvolveram nos últimos anos. Os dispositivos primeiro convertem o calor em som e, então, ondas sonoras em eletricidade. Tipicamente, cada dispositivo é um cilindro do tamanho de uma palma de mão que contém uma pilha de materiais tais como pástico, ou metal, ou fibra de vidro.A aplicação de uma fonte de calor, tal como um maçarico, a uma extremidade da pilha, cria um movimento de ar que atravessa o tubo cilíndrico. Este ar quente e em movimento, cria uma onda de som no tubo, de maneira similar ao sopro de ar que produz o som em uma flauta. A nota, ou freqüência da onda de som depende das dimensões do tubo; os modelos atuais produzem sons audíveis, mas dispositivos menores podem produzir ultrassom. A onda de som, então, atinge um cristal piezoelétrico, um material comercialmente disponível que converte som em eletricidade quando as ondas de som exercem pressão sobre o cristal. Symko diz que uma faixa aproximada de 10 a 25% do calor acaba convertido em som, nas situações típics. Os cristais piezoelétricos convertem, então, cerca de 80 a 90% da energia sonora em energia elétrica. Symko espera que os dispositivos serão usados nas aplicações práticas dentro de dois anos e podem fornecer uma alternativa melhor do que células fotovoltáicas em algumas situações.(Sessão 5aPA no encontro; ver também o press release da Universidade de Utah em http://www.unews.utah.edu/p/?r=053007-1)

POLÔNIO É O ÚNICO ELEMENTO COM UMA ESTRUTURA CRISTALINA SIMPLES e um novo trabalho teórico explica porque é assim. Em uma peça sólida de Polônio, os átomos se alojam nos vértices de uma célula cúbica unitária e em nenhum outro lugar (ver figura em http://www.aip.org/png/2007/280.htm). Muitos outros materiais têm estruturas mais apinhadas. Por exemplo, em uma estrutura cúbica de centro na face, átomos (tais como Potássio, Sódio, Ferro e Tungstênio) se alojam nos vértices do cubo e no centro de cada face. Em estruturas cúbicas de centro no corpo, os átomos (tais como Cobre, Ouro, Níquel e Irídio) se alojam nos vértices e no centro do próprio cubo. Somente o Polônio tem a estrutura cúbica simples (ver figura em www.aip.org/png).
Uma razão para tornar o estudo do Po tão difícil é que ele é altamente radioativo e ejeta produtos de decaimento; em verdade, o Polônio tem mais isótopos, 36, do que qualquer outro elemento.Os físicos da Academia de Ciências na República Tcheca produziram, agora, a primeira explicação teórica detalhada para a singular estrutura do cristal de Polônio: ela é resultado do complicado conjunto de estados de energia orbitais dos elétrons e seus estados de energia de spin. Estas combinações de spin-orbital ficam apenas mais complicadas com a intervenção dos efeitos relativísticos que se tornam importantes para átomos pesados, assim como o Polônio (elemento 84). Especificamente, eles identificaram o, assim chamado, termo-massa-velocidade (que descreve o aumento relativístico na massa de elétrons que se movem em velocidades comparáveis à da luz) como a causa da estrutura cúbica simples do Polônio.
Uma outra esquisitice do Polônio: sua anisotropia elástica é maior do que a de qualquer outro sólido. Isto é, é cerca de 10 vezes mais fácil deformar um cristal de Po na direção da diagonal, nas células cúbicas consolidadas, do que deformar o cristal em uma direção perpendicular a qualquer uma das faces do cubo. De acordo com Dominik Legut, esta propriedade é resultado direto da estrutura cúbica simples do Polônio. O Polônio é um elemento perigoso que aparece no ar e no solo, e em plantas tais como tabaco, chá e cogumelos. (Legut et al., Physical Review Letters, artigo em publicação; texto disponível em Physics News Select)

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Physics News Update nº 827

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 827, de 6 de junho de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE

O COMPORTAMENTO UNIVERSAL ENTRE FÉRMIONS QUE INTERAGEM PELA FORÇA FORTE, no qual uma única equação descreve a energia e a entropia de gases fermiônicos ultra resfriados, foi descoberto pelos teóricos do Centro de Óptica Quanto-atômica da Univesidade de Queensland, Austrália, e da Universidade Renmin de Beijing, China. O trabalho fornece a primeira comparação de diferentes férmions interagindo por força forte — ou seja, partículas com spin fracionário — que são os tijolos que compõem a matéria. Experiências, em locais tais como JILA, Rice e Duke, todos exploram as intrações de gases fermiônicos ultra resfriados (tais como Potássio-40 e Lítio-6). O objetivo principal das experiências é entender melhor as interações entre férmions em supercondutores de alta temperatura e outros sistemas complexos, tais como as supernovas. Hu, Drummond e Liu postulam o conceito de um "regime termodinâmico universal", que diz que, quando a força entre dois férmions for forte o suficiente, toda a espécie dos férmions deve se comportar essencialmente da mesma maneira. Isto deveria ser verdade, sem que importassem coisas como suas massas, densidades ou detalhes das interações. Existe uma restrição: as forças têm que operar em um curto alcance em comparação com a distância entre as partículas. Em comparação, a maior parte dos sistemas de muitos corpos (tais como moléculas em um volume de água) são muito complicados e necessitam que diversas teorias sejam empregadas para cada tipo específico de átomo ou partícula, usualmente empregando uma enorme e complexa nova simulação em computador para cada caso. A poderosa idéia por trás da universalidade nesta nova teoria é que, enquanto os físicos esperam que férmions livres, não interagentes, sejam muito simples, agora se acredita que um comportamento universal e simples possa também ocorrer para interações de grande força, também.
Este quadro geral de universalidade está recebendo rapidamente a aceitação geral, dizem os pesquisadores. Ele pode ser potencialmente aplicado à compreensão da matéria feita de quarks (tal como prótons). Visualizações do que acontece no interior de estrelas de nêutrons serão possíveis, se a teoria for ainda mais desenvolvida, de forma a levar em conta os movimentos relativísticos dos férmions nas estrelas. É possível que o trabalho possa auxiliar a compreensão de supercondutores de alta temperatura, mas as complexidades adicionais desses sistemas devem ser fatorados para uma compreensão total dos mesmos (Hu, Drummond e Liu, Nature Physics, junho de 2007).

TRANSPARÊNCIA A RAIOS-X. Um processo para obter transparência eletromagneticamente induzida (electromagnetically induced transparency = EIT) para Raios-X foi descoberto. Normalmente, um gás de átomos vai absorver a luz a uma certa freqüência, se tal freqüência corresponder à energia necessária para preencher o espaço entre dois níveis quânticos nos átomos do gás. No entanto, se existir um terceiro nível quântico, pode ser possível estabelecer o fenômeno quântico chamado de "dressed states". Se devidamente sintonizados, os caminhos de transição do nível 1 ao "dressed state" vão se interferir destrutivamente. Depois disso, em uma estreita faixa de freqüências, a absorção de um feixe de sondagem é suprimido na freqüência correspondente à transição do nível 1 para o nível 2. Acontece, simplesmente, que esta transparência seletiva faz com que o índice de refração varie rapidamente nas proximidades desta freqüência, um desdobramento que tem sido explorado na diminuição da velocidade de pulsos de luz óptica. Levar todo esse trabalho até as freqüências dos Raios-X tem sido difícil, uma vez que estes níveis de energia são largos, correspondendo a vagas de vida muito curta nas camadas internas dos envoltórios eletrônicos alojados em átomos algo grandes; em átomos de Neônio, por exemplo, a duração da vida é de 2 femtossegundos. Os teóricos calcularam que, para fazer a EIT funcionar para Raios-X, seria necessário um feixe de bombeamentomuito poderoso (10¹²W/cm²). Um novo estudo do problema, realizado por Christian Buth, Robin Santra e Linda Young, no Laboratório Nacional Argonne, mostra que um feixe tão poderoso não destruiria, necessariamente, a fragil troika de estados necessária para o funcionamento da EIT. Santra diz que a transparência induzida para Raios-X ajudaria na formatação de pulsos de Raios-X em instalações de Raios-X pendentes, onde se visa obter imagens de biomoléculas e moléculas. Testes do novo esquema de transparência aos Raios-X pode ser feita, em breve, na Berkeley Advanced Light Source e no Argonne Advanced Photon Source. (Physical Review Letters, artigo em publicação).



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Physics News Update nº 826

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 826, de 30 de maio de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE

ACELERADOR MICROFLUÍDICO. A microfluídica é a ciência de realizar processos químicos em um chip de processamento, cujos canais são tipicamente da largura de milímetros ou mícrons. Em um espaço tão restrito, a viscosidade se torna alta e o fluido pode desacelerar muito, limitando, assim, o tipo de mistura ou teste que pode ser realizado. Entretanto, os físicos na Universidade de Twente, na Holanda, usam pequenas bolhas explosivas para acelerar as coisas. As bolhas são produzidas atirando um laser no fluido (Ver a animação aqui). A luz faz com que um pequeno volume do fluido acima chegue à temperatura de ebulição, causando a explosão local de uma bolha, o que acelera o fluido adjacente ao longo do canal, agora a velocidades de até 20 m/seg, vinte vezes mais rápido (e com a possibilidade de alcançar um novo fator de 10) do que o fluido normalmente fluiria sem a bolha. (Os mesmos pesquisadores produziram sonoluminescência da mesma maneira). Uma vantagem extra em usar luz laser de posicionamento flexível é que, para chips de processamento microfluídicos transparentes, o bombeamento do fluido pode ser obtido sem conexões externas ao chip.
Além de serem os primeiros a aplicar esta técnica de cavitação para acelerar os fluidos em um chip, os cientistas de Twente são os primeiros a obter a visualização do fluxo a taxas de milhões de quadros por segundo em uma escala de tamanho de 100 mícrons. O líder do grupo de Twente, Claus-Dieter Ohl, diz que ele e seus colegas estão empregando, atualmente, a técnica de aceleração por bolhas para melhorar a mistura em várias reações enzimáticas e na produção de pequenos poros em membranas (Zwaan et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)

AQUEÇA O MUNDO E ENCURTE O DIA. O aquecimento global deve fazer com que os níveis dos oceanos se eleve e, dessa forma, mudar as águas de áreas atualmente profundas para as plataformas continentais mais rasas, inclusive com uma transferência de massa d'água do hemisfério Sul para o hemisfério Norte. Isto, por sua vez, vai trazer este tanto de água para perto do eixo de rotação da Terra e isso — tal como uma patinadora artística aumenta sua velocidade de rotação encolhendo os braços — vai encurtar o período do dia. Não muito, entretanto. De acordo com Felix Landerer, Johann Jungclaus e Jochem Marotzke, cientistas do Instituto Max Planck de Meteorologia em Hamburgo, o dia deve ser encurtado em 0,12 milissegundos nos próximos dois séculos (Recente publicação da Geophysical Review Letters.)

OUVINDO O RUÍDO DOS MÚSCULOS. Músculos fazem ruído. Por exemplo, você pode ouvir o som do masséter — um músculo das mandíbulas usado para mastigar comida — descansando sua cabeça (com a orelha para baixo) na palma de sua mão. O ruío baixo vem do encurtamento dos filamentos de actomosina nas fibras musculares. O ruído dos músculos pode ser medido com o uso de vários sensores, tais como microfones e até de acelerômetros montados na pele. Os cientistas no Instituto Scripps de Oceanografia escutam os ruídos dos músculos para detectar o enrijecimento muscular, o que, por sua vez, pode fornecer informações sobre doenças neuromusculares, tais como distrofia muscular. O enrijecimento muscular era medido usando fontes externas de radiação (tais como um pistão vibratório). Mas os pesquisadores de Scripps usam um processo chamado de elastografia passiva, uma ténica de baixo custo, in-vivo, e não-invasiva, na qual arranjos de sensores de superfície seguem a passagem das ondas vibratórias ao longo das fibras musculares. Os novos resultados serão apresentados por Karim Sabra no encontro da Sociedade Americana de Acústica (Acoustical Society of America =ASA), a ser realizada de 4 a 8 de junho em Salt Lake City. Por falar nisso, os cientistas do Scripps estavam originalmente interessados em efeitos de ruídos submarinos e somente depois adaptaram seu trabalho aos ruídos musculares (publicação ASA 2pUW9; website em http://www.acoustics.org/press)

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Physics News Update nº 825

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 825, de 23 de maio de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE

SON ET LUMIÈRE, que, em francês, significa "som e luz" é o nome para shows populares nos quais figuras são projetadas nas paredes de prédios famosos (na França e em outros países) acompanhados de estórias difundidas por alto-falantes. Agora, cientistas esperam fazer um show de som-e-luz em fibras com a intenção de produzir, não entretenimento, mas chaves ópticas de alta sensibilidade, ou o dispositivo para transportar bits em futuros computadores totalmente ópticos. O novo esquema, em desenvolvimento por cientistas nas Universidades Ben Gurion e Tel Aviv, usa ondas de som para frear a luz, quase a parando, sob condições (ordinariamente, materiais à temperatura ambiente) mais praticáveis do que as outras experiências de luz lenta.
Richard Tasgal e seus colegas usam como meio uma, assim chamada, fibra de gradeamento Bragg; o núcleo sensível ao UV é exposto, através de uma máscara, a luz ultravioleta. Este tratamento modifica o núcleo de sílica saturada com Germânio da fibra, de maneira periódica ao longo de seu comprimento, de forma que o índice de refração varia periodicamente. A luz que é enviada por meio de tal fibra, e encontra um índice de refração que muda regularmente, vai se refletir várias vezes, não só nas extremidades, mas ao longo de toda a fibra. Uma fibra com esta condição é mencionada, algumas vezes, como "espelho distribuído". Se, além disso, o feixe de luz for intenso e o material da fibra possuir uma resposta não-linear à luz, o efeito geral das pequenas ondas de luz, se propagando para a frente e para trás, pode ser um pulso de luz se deslocando em velocidades muito menores do que a velocidade da luz no vácuo.
É aqui que a parte do som entra. Uma luz muito intensa pode causar uma pequena deformação na densidade da fibra e isto pode criar ondas de som. Este processo é intensificado quando o pulso de luz viaja próximo à velocidade do som (cerca de 5 km/s) no material, e o trabalho recente demonstra que isso pode ser conseguido. Mas a intensificação pode ser conseguida de ambas as maneiras. Uma onda de som passante pode alterar muito levemente o índice de refração do material e isto, por sua vez, pode resultar em um encurtamento e frenagem de um pulso de luz passante — neste caso, chamados de sólitons opto-acústicos. Tagal diz que ele e seus colegas são os primeiros a reconhecer o potencial das ondas de som em frear e processar pulsos de luz desta forma. A primeira grande dificuldade para implementar o esquema todo é fazer com que os pulsos de luz entrem e fiquem na fibra Bragg, em primeiro lugar, já que a fibra parece inicialmente somente um longo espelho. Isto pode ser conseguido pela gradual intensificação da força do gradeamento ao longo da fibra. (Tasgal, Band, Malomed, Physical Review Letters, artigo em publicação)

CATALIZAÇÃO NA QUÍMICA NUCLEAR PRIMORDIAL. Uma das principais previsões do Modelo Padrão do Big Bang é a criação de núcleos leves — Hidrogênio pesado (Deutério); Hélio-3 e 4, e lítio-6 e 7, nos minutos e horas que seguiram ao próprio Big Bang. Compreender a nucleossíntese do Big Bang (big bang nucleosynthesis = BBN) é importante, uma vez que corresponde à época mais primeva do universo primordial para a qual a teoria e a observação podem ser comparados entre si (a criação do primeiro núcleo estável vem muito antes da criação do primeiro átomo estável). A concordância entre as previsões e observações tem sido bastante boa até agora, com as previsões sendo mais acuradas nos recentes anos pelo mapeamento de alta precisão do fundo cósmico de microondas. Além disso, a medição da abundância dos elementos pode ser usada para procurar por fenômenos além da física conhecida. Realmente, alguns estudos de abundância cósmica já estabeleceram limites no número de partículas leves adicionais e, mais recentemente, na natureza das hipotéticas dimensões extra-espaciais. Mas um quebra-cabeças remanescente é a quantidade de Lítio primordial; tanto o Li-6, como o Li-7 são inesperadamente abundantes em estrelas pobres em metais (aquelas com muito poucos elementos mais pesados). Por exemplo, um nível muito além do esperado de Li-6 pode apontar para uma origem primordial (isto é, não criado nos núcleos estelares ou supernovas), caso no qual o modelo de BBN teria que ser revisado.
Maxim Pospelov do Perimeter Institute for Theoretical Physics, em Waterloo, Ontario, e da Universidade de Victoria, British Columbia, sugere que esta anomalia pode ser explicada se a nucleossíntese primeva fosse auxiliada — catalizada — pela presença de partículas pesadas carregadas, que são muito comuns em vários modelos de física de partículas. De fato, tais patículas são sugeridas nas teorias de supersimetria (conhecida como SUSY). No cenário SUSY cada partícula férmion (com spin fracionário), tal como quarks, teria sua contraparte bóson e cada bóson (spin inteiro) conhecido teria sua contraparte férmion. Pospelov argumenta que partículas SUSY carregadas, com vida longa o suficiente (mais do que mil segundos) que tivessem sobrevivido na era da BBN, se ligariam a núcleos leves e aumentariam (com um fator grande como 10⁸) a formação de núcleos mais pesados, antes da própria partícula SUSY decair. Pospelov diz que sua teoria pode ser verifiável no Grande Colisor de Hadrons (Large Hadron Collider = LHC) atualmente em fase de construção em Genebra. (Physical Review Letters, artigo em publicação)

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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 824

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 824, de 16 de maio de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE

IMAGENS DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA COM RESOLUÇÃO DE 90 nm foram obtidas por John Mamin e seus clegas no Laboratório Almaden da IBM em San Jose, California. A abordagem empregada, microscopia de força de ressonância magnética (magnetic resonance force
microscopy = MRFM), mapeia a localização de matéria em escalas pequenas pela observação da vibração ressonante de uma delgada lâmina de silício (que porta a amostra em estudo) quando ela é exposta, ao mesmo tempo, a ondas de rádio-freqüência e scaneada com uma pequena ponta magnética (ver figura aqui ). Anteriormente, o mesmo grupo de físicos usou um arranjo semelhante para detectar a ressonância magnética de um único elétron desemparelhado em uma amostra (ver aqui). Mas agora eles estão detectanto a ressonância magnética dos núcleos na amostra, algo muito mais difícil, uma vez que o magnetismo nuclear é muito mais fraco do que o dos elétrons (no caso do Hidrogênio, cerca de 660 veze mais fraco). A vantagem em focalizar no magnetismo nucler é que a resposta de vários átomos biológica e tecnologicamente importantes, tais como H, P, C-13 ou F, pode ser diferenciada. MRFM de spin nuclear foi realizada anteriormente, mas com uma resolução apenas na escala de microns. A nova técnica de imagens, com efeito, explora volumes pequenos como 650 zeptolitros, o que é cerca de 60.000 vezes melhor do que a melhor MRI convencional pode fazer. As melhorias no processo de obtenção de imagens foram facilitadas pelo uso de temperturas mais baixas (reduzindo o movimento termicamente induzido no cantilever) e o uso de pontas magnéticas muito agudas, o que amlia a força magnética devida aos spins. O gradiente do campo magnético nas vizinhanças da ponta é maior do que um milhão de tesla por metro. Os objetos de teste, cujas imagens se queria captar, consistiam em pequenas ilhas de Fluoreto de Cálcio evaporadas sobre a ponta do cantilever. As ilhotas, muito próximas entre si — com as dimensões aproximadas de 300 nm x 180 m x 80 nm — puderam ser claramente distinguidas. Um dos pesquisadores, Dan Rugar, diz que os pequenos volumes de amostra buscados têm cerca de 10 milhões de spins nucleares e que a polarização nuclear que eles estão detectando soma 3.300 spins. Ele acredita, entretanto, que sua aparelhagem atual possa, agora, detectar magnetismo nuclear na faixa de 200 spins. Isto os levaria muito mais próximo de sua principal meta: obter imagens de moléculas no nível do spin nuclear singelo. (Mamin et al., Nature Nanotechnology, maio de 2007)

FLUIDOS QUE SE RASGAM. Uma das maiores diferenças entre um sólido e um líquido é que, se passarmos uma faca através de um sólido, as partes cortadas permanecem cortadas, enquanto que, em um líquido, as partes se juntam novamente. Quase sempre, entretanto, a natureza apresenta materiais e processos que não se enquadram perfeitamente em tais categorias distintas. Joseph Gladden (Univ Mississippi) e Andrew Belmonte (Penn State) produziram uma experiência na qual um cilindro é arrastado através de uma mistura de água, sabão e certos sais. A pequenas velocidades de arrasto, o material — um gel visco-elástico que é fluido a estas temperaturas — realmente se fecha sobre si própria, como um líquido normalmente faz. (Outras substâncias visco-elásticas incluem pingos de sangue, o manto da Terra, pasta de dentes e gelatina). Em velocidades mais altas, o cilindro cria um rasgo maior e o material leva mais tempo para "se curar". Em velocidades ainda mais altas, o fluido se comporta como um sólido, pelo menos por algum tempo; ele fica cortado em várias partes, com superfícies separadas, que levam até algumas horas para fechar (ver figuras aqui), e exibe diversas "rachaduras" na esteira do cilindro. Gladden diz que o diagrama de fase(velocidade do cilindro versus diâmetro do cilindro) para o fluido, mostra três diferentes regiões: refluxo, pequenos corte e rasgo total. Segundo Gladden, o mapeamento desse diagrama de fases deve auxiliar a compreensão de outros fenômenos que envolvem materiais visco-elásticos. (Physical Review Letters, artigo em publicação)

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Physics News Update nº 823

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 823, de 8 de maio de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE

O MAIS CURTO PULSO DE LUZ DA HISTÓRIA. Pesquisadores na Itália criaram o mais curto pulso de luz até agora — um único pulso de luz na faixa do extremo ultravioleta que dura apenas 130 attossegundos (bilionésimos de bilionésimos de segundo). Fazer este pulso brilhar sobre átomos e moléculas, pode revelar novos detalhes de seu funcionamento interno — beneficiando a ciência fundamental, bem como potenciais aplicações industriais, tais como um melhor controle das reações químicas. Trabalhando no Laboratório Nacional para Ciência Óptica Ultra-rápida e Ultra-intensa em Milão (bem como laboratórios em Pádua e Nápoles), os pesquisadores acreditam que suas atuais técnicas irão lhes permitir criar pulsos ainda mais curtos, bem abaixo dos 100 attossegundos. Nas experiências anteriores, foram criados pulsos mais longos, na faixa maior das centenas de attossegundos. O método genérico para esta experiência é a mesma. Um intenso laser infravermelho atinge um jato de gás (usualmente Argônio ou Neônio). Os poderosos campos elétricos do laser chacoalham os elétrons, fazendo-os emitir uma seqüência de pulsos em attossegundos que consistem de fótons de alta energia (ultravioleta extremo, nesta experiência). Criar um único pulso isolado de attossegundo, em lugar de uma seqüência deles, é mais complexo. Para fazê-lo, os pesquisadores empregam sua técnica já desenvolvida para enviar intensos pulsos de laser curtos (5 femtossegundos) sobre um alvo de gás de Argônio. Eles também se valem de técnicas ópticas (inclusive o pente de freqüência que foi o objeto do Prêmio Nobel de Física em 2005) para criar e dar forma a um pulso único de attossegundos. Os resultados serão apresentados nesta semana (documento JthA5) na Conferência sobre Lasers e Eletro-óptica e a Conferência de Ciência de Quanto-eletrônica e Laser (Conference on Lasers and Electro-Optics and the Quantum Electronics e Laser Science Conference — CLEO/QELS). Ver o assunto expandido nesta página

"HIPERLENTES" PROMETEM SUPERAR OS LIMITES DOS MICROSCÓPIOS COMUNS. Um grupo de Princeton, liderado por Evgenii Narimanov vai discutir um novo projeto óptico emergente, conhecido como "hiperlentes de campo distante". As hiperlentes visam aumentar as capacidades da luz em obter imagens e ampliar objetos submicroscópicos, tais como os componentes de células biológicas. As lentes são feitas com metamateriais, objetos compostos usualmente feitos com arranjos de estruturas, na escala nanométrica, de hastes e anéis. Ela pode projetar uma imagem a uma distância relativamente grande (daí o nome de "campo distante"). O formato cilíndrico das hiperlentes permite a coleta de componentes das ondas de luz que seriam perdidos nas lentes convencionais. Isto ajuda as hiperlentes a capturar detalhes menores do que o comprimento e onda da luz que ilumina a amostra. Além dessa capacidade de captar "imagens abaixo do comprimento de onda", a geometria cilíndrica das hiperlentes as permite ampliar uma imagem do objeto.
O grupo de Princeton propôs teoricamente as hiperlentes (Jacob, Alekseyev, Narimanov, Optics Express, Vol. 14, nº 18, pp. 8247-8256, Setembro de 2006), e, seis meses após foram demonstradas experimentalmente (ver, por exemplo Science, 315, 1686, 23 de março de 2007). O Laboratório Nader Engheta's da Universidade da Pennsylvania, também propôs um dispositivo, chamado "lentes de cristal de metamaterial", essencialmente equivalente às hiperlentes (Physical Review, B 74, 075103, 2006). De acordo com o pesquisador de Princeton, Zubin Jacob, as perspectivas iniciais para as hiperlentes são muito promissoras, para aplicações que vão da captura de imagens de objetos biológicos à fabricação de circuitos na escala nanométrica. (Publicação QTuD3 na CLEO/QUELS)

SUPERLENTES AMPLIADORAS RESOLVEM DETALHES TÃO PEQUENOS COMO 70 NM. Ygor Smolyaninov da Universidade de Maryland apresentou o que seu grupo chama de "superlentes ampliadoras". Inicialmente inspirada pela idéia de John Pedry de "lentes perfeitas", e se inspirando nas hiperlentes de Princeton, no concepções de lentes de cristal da Universidade da Pennsilvania, bem como no trabalho anterior em Maryland, as superlentes ampliadoras emprega camadas alternadas de metamateriais com índices de refração negativa e positiva. Nos metamateriais com refração negativa, a luz ou outras radiações eletromagnéticas se inclinam na direção oposta à qual o fariam na matéria comum, o que o faz potencialmente muito útil para focalizar imagens. O novo dispositivo obteve sucesso em ampliar o objeto, enquanto resolvia detalhes pequenos como 70 nanômetros, muito menores do que o comprimento de onda da luz visível. (Publicação JMA4, CLEO/QELS; ver também: Smolyaninov et al., Science, 315, 1699-1701, 23 de março de 2007).

PINÇAS OPTOELETRÔNICAS MEXEM NANO-FIOS. Nos esforços para melhorar o estudo de objetos biológicos e a construção de materiais de nanotecnologia, um grupo de Berkeley inventou "pinças optoeletrônicas", uma nova maneira de controlar objetos de escala nanométrica. As pinças optoeletrônicas, que usam energia óptica para criar poderosas forças elétricas em locais cuidadosamente designados, diferem das "pinças ópticas", que usam a energia óptica para criar forças mecânicas que podem mover coisas. De acordo com Aaron Ohta de Berkeley, a abordagem optoeletrônica usa muito menos energia do que as pinças ópticas e a luz não precisa ser focalizada tão cuidadosamente, o que torna sua implementação pelos laboratórios mais fácil.
Nos últimos meses o grupo de Berkeley obteve algum sucesso no uso de seus campos elétricos localmente controados para manipular a posição de pequenas nano-hastes, ou nano-fios (100 nm de diâmetro e 1 a 50 microns de comprimento). Ohta diz que o dispositivo optoeletrônico possivelmente será usado nano-hastes para a construção de circuitos 3-D, ou para o posicionamento de células ou protuberâncias de células de formato oblongo com precisão de mícrons. (Publicação CThGG5; para mais informações, ver: Chiou et al., Nature, 21 de julho de 2005 e esta página



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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.

Estava demorando...

Imaginem que tipo de matéria você poderia esperar encontrar no Eurekalert, Seção de Notícias sobre Física e Química? Vocês podem encontrar, por exemplo, uma choradeira sobre a "quebra de patentes de medicamentos", tal como "Estudo declara urgente uma abordagem com base compensatória no licenciamento compulsório de patentes de remédios" (original, em inglês, aqui). O autor é um tal Daniel Cahoy, professor associado de Legislação Comercial na Penn State's Smeal College of Busines.

Eu nem vou entrar no mérito da choradeira do repulsivo Dr. Cahoy. Basta ter lido o livro do extinto Senador (do Congresso Americano) Estes Kefauver, "Em poucas Mãos", para tomar conhecimento de que a única indústria a não sofrer os efeitos da Grande Depressão foi exatamente a farmacêutica... (Só para lembrar, Estes Kefauver foi um dos autores da Lei Anti-Trust americana).

O que é de lamentar, sob todos os pontos de vista, é que lixo tendencioso como este apareça em um noticiário pretensamente científico...

Physics News Update nº 822

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 822, de 1 de maio de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE

O EFEITO EFIMOV: TRÊS É BOM, DOIS É DEMAIS. Na reunião de abril da APS em Jacksonville, os físicos discutiram as recentes observações do Efeito Efimov, um fenômeno puramente quântico pelo qual duas partículas, tais como dois átomos neutros que, normalmente, não apresentam Interação Forte entre si, se juntam a um terceiro átomo, em certas condições. O trio pode, então, formar um número infinito de configurações, ou, dito de outra forma, um infinito número de "estados interligados" que prendem os átomos juntos.
O efeito foi previsto pela primeira vez no entorno de 1970 por um físico chamado Vitaly Efimov, então um candidato a PhD, mas acharam, inicialmente, que era "estranho demais para ser verdade", de acordo com Chris Greene da Universidade do Colorado, em parte porque os átomos mudariam abruptamente de uma condição de independência para se tornarem tripletos de irmãos siameses, a distâncias notavelmente longas (aproximadamente 500 a 10.000 vezes o tamanho de um átomo de Hidrogênio, no caso de átomos neutros). Por décadas, os experimentadores tentaram, em vão, criar esses sistemas de três partículas (que começaram a ficar conhecidos como "Trigêmeos de Efimov" [no original, em inglês: "Efimov Trimers", um trocadilho intraduzível]. Em 1999, Greene e seus colabordores Brett Esry e Jim Burke, predisseram que gases de átomos ultra-resfriados poderiam fornecer as condições corretas para a criação desse estado tri-particular. Em 2005, uma equipe de pesquisas, liderada por Rudi Grimm da universidade de Innsbruck na Áustria, finalmente confirmou o Estado Efimov em um gás ultra-resfriado de Césio, esfriado até apenas 10 nanokelvin.
Como os átomos neutros se atraem, em primeiro lugar? A distâncias pequenas, se aplicam os mecanismos ordinários das ligações químicas, mas nas vastas distâncias, relevantes para o Efeito Efimov, isto acontece principalmente pelo Efeito van de Waals, no qual o rearranjo das cargas elétricas em um átomo (formando um "dipolo elétrico") cria campos elétricos que podem induzir dipolos - e, desta forma atrair - átomos vizinhos. A observação do Efeito Efimov é um achado para conseguir estudar a rica física quântica entre três partículas.
O Efeito pode, concebivelmente, ocorrer em núcleons ou moléculas (e em qualquer objeto governado pela mecânica quântica). Entretanto, é provável que ele seja mais difícil de observar nesses sistemas, porque os físicos não podem alterar a força das interações entre as partículas constituíntes, tão facilmente como o podem nos gases utra-resfriados (através de suas "Ressonâncias de Feshbach"). Porém o Efeito pode fornecer uma idéia em sistemas tais como o Trítio, um núcleon formado por um próton e dois nêutrons, além do cruzamento BCS-BEC, no qual os átomos mudam da formação de Pares de Cooper, fracamente interligados, para entrar em um único estado quântico coletivo. (Ver também o artigo de Charles Day, Physics Today, Abril de 2006, Esry et al, Phys. Rev. Lett, 30 de agosto de 1999, e Kraemer et al., Nature, 16 de março de 2006).

A FÍSICA DOS UTENSÍLIOS é explicada por Lou Bloomfield da Universidade de Virginia no número de maio da Physics Today. Esqueça as aulas de culinária — a cutelaria pode fornecer uma rica lição sobre cristalografia e física de matéria condensada. Garfos, facas e colheres são, geralmente, feitas de aço — uma liga de Ferro e Carbono com outros elementos misturados. Um cristal de Ferro, à temperatura ambiente, é macio e é suscetível ao esforço de ruptura. Em outras palavras, empurrar as camadas de cristais de Ferro em direções opostas fazem com que as lâminas escorreguem, entortando o Ferro permanentemente, o que, como Bloomfield observa, "é bom para dar laços em gravatas, mas não é tão bom para uma faca". Quando o cristal de Ferro (conhecido como Ferrite) recebe uma quantidade até pequena de Carbono, a situação muda. Disperso através da Ferrite (o Carbono é, geralmente, insolúvel nela), o Carbono torna mais difícil para as impurezas do cristal, conhecidas como deslocamentos, se moverem, frustrando, assim, as forças de ruptura e tornando o sólido mais duro. Ponha-se mais Carbono, ainda, na Ferrite e ele vai distorcer o cristal, tornando-o na mais forte estrutura de aço possível, adequada para as lâminas de corte das facas. Fazer aço útil para a cutelaria, geralmente requer aquecer uma mistura de Ferro-Carbono acima dos 727 °C, a fim de facilitar as transformações estruturais ao longo de todo o material do aço. O tipo do utensílio resultante depende de quão rápido o aço é resfriado. Aços resfriados lentamente resultam em Perolita, um composto resistente, mas relativamente macio, freqüentemente usado para colheres. Um aço mais rapidamente resfriado leva à Martensita, o aço duro usado em gumes cortantes. Reaquecer a Martensita, rearranja algumas estruturas cristalinas e "tempera" o aço, de forma a troná-lo menos friável. A fabricação de aço inoxidável, diz Bloomfield, envolve a adição de outros elementos que inluem o Cromo. Quando o conteúdo de Cr ultrapassa 11,5% em peso, se forma uma camada de Óxido de Cromo na superfície que impede o enferrujamento. Mais detalhes podem ser encontrados no artigo de Bloomfield, que é gratuitamente acessível (em inglês) aqui

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Pedido de Desculpas

Salve, gente!

Eu quero pedir desculpas a todos os que continuam a visitar este Blog, esperando por encontrar algo novo (por exemplo, uma tradução dos cinco boletins Physics News Update que já saíram e eu ainda não pude traduzir...)

Eu ando pensando em tornar meu exílio no Rio de Janeiro, permanente. E, até resolver esta situação, estou acessando de lan-houses, o que torna praticamente impossível escrever algo decentemente.

Mais uma vez, minhas sinceras desculpas.

Atualizando em 10 de julho:

Consegui a conexão!... Só que, agora, são 10 boletins na fila e mais alguns artigos. Me aguardem

Physics News Update nº 821

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 821, de 23 de abril de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE

A BUSCA PELO HIGGS NO TEVATRON ACELERA. Os físicos do colisor Tevatron do Fermilab relataram recentemente seu mais abrangente sumário da física nas mais altas energias em laboratório. Na recente reunião da American Physical Society (APS) em Jacksonville, Florida, eles emitiram dúzias de artigos sobre um amplo espectro de tópicos, muitos dos quais são relacionados, de alguma forma, com o Bóson de Higgs. O Higgs é o ingrediente chave no Modelo Padrão de Física de Altas Energias. É a manifestação, em forma de partícula, do curioso mecanismo que, em um momento inicial da vida do universo, separou os Bósons W e Z (vetores da Força Fraca), dando-lhes massas, enquanto os fótons (vetores da Força Eletromagnética), não. Esta assimetria torna os funcionamentos destas duas Forças no universo bastante diferentes.
A validação desta grandiosa hipótese, por meio da real produção de partículas de Higgs em laboratório, sempre foi uma das razões principais para espatifar prótons de encontro a antiprótons, com uma energia combinada de 2 TeV. Entretanto, a natureza é pródiga em sua criatividade e a busca pelo Higgs, acredita-se, pode ser mascarada pela produção de outros raros cenários de dispersão, alguns quase tão interessantes quanto o próprio Higgs.
Os trabalhos no Tevatron podem ser comparados aos trabalhos na Burgess Shale, o leito fóssil nas Rochosas Canadenses onde os arqueologistas descobriram impressões de organismos desconhecidos nos últimos 600 milhões de anos, inclusive alguns novos Filos. Nenhum novo "Filo" (ou seja, nenhuma nova partícula) foi revelado no encontro da Flórida, mas muito trabalho preparatório - o equivalente no trabalho dos Físicos de Altas Energias a necessária remoção das camadas externas de rocha - foi realizado.
De acordo com Jacobo Konigsberg (Universidade da Florida), porta voz adjunto da colaboração CDF (um dos dois grandes grupos de detecção que funcionam no Tevatron), a procura pelo Higgs está se acelerando devido a vários fatores, inclusive a obtenção de feixes mais intensos e algorítmos cada vez mais sofisticados para discriminar entre eventos significativos e aqueles mais mundanos, uma questão básica quando se observa bilhões de eventos. Aqui está um catálogo dos resulados mais recentes do Tevatron:
Kevin Lannon (Ohio State) relatou a obtenção de um valor mais preciso (170,9 GeV, com uma incerteza de 1%) para a massa do quark Top. Lannon também descreveu a classe de evento no qual uma colisão próton - antipróton resultou na produção de um único quark Top, através de uma interação de força fraca, uma topologia de evento muito mais rara do que aquela na qual é formado um par Top-Antitop, através da força forte. Além disso, a observação desse evento da formação de um Top singelo permite uma primeira medição rudimentar de Vtb, um parâmetro (um em toda uma tabela de números chamada de Matriz CKM, que caracteriza a Força Fraca) proporcional à probabilidade de um quark Top decair em um quark Bottom.
Gerald Blazey (Northern Illinois Univ), antigo porta-voz da colaborção D0, relatou as primeiras observações de cenários de colisão igualmente exóticos, aqueles que apresentam a produção simultânea de bósons W e Z observáveis, e aqueles em que se observa a produção de dois bósons Z. Além disso, ele disse que, quando se combina a nova massa para quark Top com a do bóson W, 80,4 GeV, se pode calcular um provável novo limite superior para a massa do Higgs. Este valor, 144 GeV, é um pouco mais baixo do que se pensava, o que o torna proporcionalmente mais fácil de criar, em termos de energia.
Ulrich Heintz (Boston Univ) relatou a busca por partículas exóticas não prescritas pelo Modelo Padrão. Novamente, nenhuma nova partícula importante foi encontrada, mas novas experiências no manejo da miríade de fenômenos de fundo vão auxiliar a preparar o caminho para o que os cientistas do Tevatron esperam ser sua maior realização: descobrir indícios para o Higgs no meio de uma rica mistura de outras partículas. Para começo de conversa, Heintz introduziu, mas logo descartou, os rumores de pseudo-"calombos", indicativos do Higgs, nos dados. Os artefatos em questão - o decaimento da exótica partícula em um par de léptons Tau - tinham pouca significância estatística para serem levados a sério, disse ele, ao menos por enquanto.
Outras partículas exóticas não encontradas, mas para as quais foram obtidos novos limites de massa mais baixos, incluem coisas como elétrons excitados (super pesados) ou bósons W e Z, dimensões extra, os assim chamados leptoquarks (que transformariam bósons em léptons e vice-versa) e partículas super-simétricas, uma hipotética família inteira de partículas onde cada bóson conhecido teria sua contraparte fermiônica e vice-versa.
Além das considerações acerca de ter energia suficiente na colisão para criar o Higgs e outras partículas interessantes, um requisito vital na produção de eventos raros é possuir uma grande amostra estatítica. Todos os resultados acima se baseiam em uma amostragem de gravação de dados de um fentobam-inverso (fb^-1, uma unidade que denota o montante integrado de eventos de espalhamento, até agora. Até o fim do verão, o montante de dados analisados será de 2 fb^-1. Perto do final de 2007, o montante terá dobrado e, no entorno de 2009, dobrado novamente (8 fb^-1). Para achar o Higgs, a informação virá de energia e estatísticas.

A DURAÇÃO DA VIDA DO PÍON SEM CARGA, a partícula mais leve feita de pares de quark-antiquark, foi estabelecida com maiores níveis de precisão em uma nova experiência no Laboratório Jefferson na Virginia. De acordo com o pesquisador Liping Gan (Universidade da Carolina do Norte em Wilmington) - falando na reunião da APS - a duração da vida do píon neutro é uma das poucas quantidades que pode ser diretamente calculada (até cerca de 1% de precisão) na cromodinâmica quântica (QCD), a teoria da Força Forte, a qual mantém juntos os quarks e objetos que contém quarks. Na experiência do Laboratório Jefferson, os pesquisadores apontam um feixe de raios Gama para núcleos que têm uma perpétua núvem de fótons a seu redor. Através de um fenômeno conhecido como Efeito Primakoff, dois fótons (um do núcleo alvo e um do feixe de fótons) interagem e criam um píon neutro, que decai em dois fótns filiais. Medir os fótons filiais reconstrui os detalhes do decaimento e fornece a informação sobre a duração da vida dos píons. A nova experiência é mais precisa do que as experiências anteriores com o Efeito Primakoff porque os fótons incidentes (produzidos pela desacelração do feixe de elétrons do Laboratório Jefferson) são "etiquetados", o que quer dizer que os pesquisadores podem manter controle da ordem dos fótons incidentes, bem como de suas energias. Quando os fótons emergem do decaimento, um calorímetro aperfeiçoado (chamado HyCal) é capaz de medir a trajetória e a energia dos fótons filiais com grande precisão. Ashot Gasparian da North Carolina A&T State University, disse que a duração da vida do píon calculada é de 82 attossegundos, com uma margem de erro de 2,9% [(8,20+/-0,24)x10^-17 seg]. O resultado novo e preliminar é mais precisodo que o atual valor publicado na Tabela de Dados de Partículas [8,4+/-(0,6)x10^-17s] e a precisão pode ser, potencialmente, duplicada, uma vez que os pesquisadores analisem todos os seus dados e finalizem seus resultados.


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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° 820

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 820, de 18 de abril de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE

UMA DAS ANOMALIAS DO NEUTRINO FOI RESOLVIDA, enquanto outra apareceu. Uma experiência do Fermilab, chamada MiniBooNE fornece um enfático novo indício de que apenas três neutrinos de pequenas massas podem existir. Estes resultados, relatados na semana passada em uma conferência no Fermilab e no encontro da American Physical Society (APS) em Jacksonville, Florida, parecem excluir definitivamente oscilações bidirecionais dos neutrinos que envolvam um quarto tipo de neutrino de pequena massa.
Diversas experiências anteriores demonstraram que os neutrinos, partículas de massa muito pequena ou talvez até nula, que só interagem através da gravidade e da força nuclear fraca, levam uma vida esquizóide, se transformando regularmente de um tipo para o outro. Essas oscilações dos neutrinos ocorriam, presumivelmente, entre os três tipos conhecidos de neutrino do Modelo Padrão da Física de Partículas: neutrinos de elétron, neutrinos de múon e neutrinos de táuon. Não obstante, uma experiência, o Cintilador Líquido de Detecção de Neutrinos (Liquid Scintillator Neutrino Detector = LSND), em Los Alamos, indicou um nível de oscilação que implicava na existência de uma quarta espécie de neutrinos, um "neutrino estéril", assim chamado porque ele só interagiria por meio da gravidade, a mais fraca das forças fundamentais. (Para maiores informações, consultar Physics Today, Agosto de 1995 e PNU nº 239, matéria 1 e PNU nº 269, matéria 1)
Desde o início, esses resultados diferiam de outras investigações, especialmente porque ele sugeria possíveis massas para os neutrinos muito diferentes daquelas inferidas dos estudos de neutrtinos solares ou atmosféricos, ou por outras experiências com neutrinos em acleradores. A MiniBooNE (cujo nome é uma abreviatura para "Booster Neutrino Experiment"; o "mini" se refere ao fato de que eles usam apenas um detector, no lugar dos originalmente propostos dois) se propôs a resolver o mistério. A experiência consiste no seguinte: prótons emitidos pelo acelerador "booster" são esmagados contra um alvo fixo, criando uma chuva de mésons que rapidamente decaem em partículas secundárias, entre as quais, uma porção de neutrinos de múon. Quinhentos metros à frente, fica o detector MiniBooNE. Embora os neutrinos de múon possam muito bem oscilar para neutrinos de elétron, na distância relativamente curta entre o alvo fixo e o detector, pode-se esperar que tenham havido muito poucas oscilações. O detector do Fermilab e, antes dele, o detector do LSND, procuraram por neutrinos de elétron. Buscando enfocar diretamente o efeito de oscilação do LSND, o Fermilab tentou aproximar-se da mesma distância fonte-detector da energia dos neutrinos. Esta razão estabelece a probabilidade da oscilação de neutrinos. A experiência em Los Alamos usou neutrinos de 30 MeV, a uma distância de 30 m; a experiência do Fermilab usou neutrinos de 500 MeV, a uma distância de 500 m.
O truque na realização deste tipo de experiência está em distinguir entre os raros eventos nos quais um neutrino de elétron colide com um nêutron em um enorme banho de óleo mineral, criando, assim, um elétron característico e um um próton de movimento lento, e o evento muito mais comum no qual um neutrino de múon colide com um próton, criando um múon e um próton. O LSND observou um número pequeno (mas, argumentavam eles, estatisticamente significativo) de eventos de elétron de neutrino. A MiniBooNE, depois de levar em consideração os esperados eventos de fundo, não observou nenhum. Assim, não viram qualquer oscilação e, portanto, nenhum indício de um quarto neutrino.
Na verdade, não exatamente verdade que eles não tenham observado neutrinos de elétrons nenhuns. com neutrinos de baixa energia eles, com efeito, observam eventos, e este pequeno conjunto de dados permanece um mistério, a ser explorado com os novos dados que estão sendo obtidos atualmente, usando um feixe de antio-neutrinos.
No encontro da APS, a representante da MiniBooNE, (Universidade de Columbia) disse que os dados de baixa energia são "robustos" (o que significa que uma falta de indícios estatísticos ou problemas sistemáticos com a aparelhagem não são fatores importantes) e que alguns efeitos físicos novos não podem ser descartados. Na pior das hipóteses, os dados de baixa energia não contradizem a afirmativa de que os antigos resultados do LSND não podem ser explicados pela existência de um quarto tipo de neutrino. (Ver o Press Release do Fermilab e figuras nesta página)

GRAVITY PROBE B, o observatório orbital devotado a testar a Teoria da Relatividade Geral, mediu o efeito geodésico - a curvatura do espaço-tempo nas vizinhanças e causada pela Terra - com uma precisão de 1%. O principal método para estudar esse efeito é monitorar a precessão de giroscópios a bordo da nave, em órbita polar em torno da Terra. A taxa de precisão observada, 6,6 arco-segundos por ano, é próxima do que é previsto pela Relatividade Geral. O Efeito Geodésico pode ser observado de várias maneiras, inclusive o uso de relógios, a deflexão da luz e a prersença perturbativa de corpos de grande massa em giroscópios próximos. A GP-B é deste último tipo e sua atual precisão é tão boa ou melhor do que as medições anteriores. E, uma vez que certos torques não previstos nos giroscópios sejam melhor compreendidos, os cientistas da GP-B esperam que a precisão de suas medições aumentem para um nível de 0,01%.
Estes primeiros resulktados da GP-B foram relatados no encontro da APS por Francis Everitt (Stanford). A idéia de usar giroscópios para observar a curvatura do espaço-termpo foi proposta a quase 50 anos atrás e everritt foi um dos propositores ativos e passou a ser supervisor científico pela maior parte do tempo subsequente.
Um segundo objetivo principal da GP-B é medir o Arrasto do Referencial (no original "frame dragging"), um fenômeno que surge do fato de que o espaço é, no contexto da Relatividade Geral, um fluido viscoso, em contraposição à treliça rígida proposta por Isaac Newton. Quando a Terra gira, ela parcialmente arrasta o espaço-tempo junto com ela e isto causaria um torque extra nos giroscópios. Dessa forma, uma precessão extra, perpendicular a e 170 vezes mais fraca do que o Efeito Geodésico, deveria ser observado. Everitt declarou que a GP-B viu "relances" de Arrasto de Referencial nas análises preliminares dos dados e espera relatar uma real detecção com uma precisão de 1% na ocasião da apresentação final dos dados, agora prevista para dezembro de 2007. (Uma medição indireta do Arrasto de Referencial, na faixa de 10 a 15% de incerteza foi obtida anteriormente pelo satélite LAGEOS).
Alguns equipamentos na GP-B não têm precedentes. O telescópio a bordo, usado para orientar os giroscópios (apontando para uma estrela específica), fornecem uma capacidade de rastrear estrelas mais de 1.000 vezes melhor do que os telescópios anteriores. Os próprios giroscópios - quatro deles, para redundância - são as coisas mais esféricas jamais produzidas: os objetos no formato de bolas de ping-pong têm um grau de perfeição na esfericidade de não menos do que 10nm. Eles ficam eletrostaticamente mantidos em posição em um pequeno recipiente, girados a velocidades de 4.000 rpm por jatos de gás. O gás é, então, removido, criando um vácuo de 10^-12 torr. Recobertas de Nióbio e repousando em uma temperatura de poucos graus Kelvin, as esferas são supercondutores giratórios e, como tal, criam uma pequenina assinatura magnética que pode ser lida para ajustar instantaneamnete a orientação das esferas. (Para maiores informações ver esta página)

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Einstein (mais uma vez...) está certo

Einstein estava certo: espaço e tempo se encurvam

Noventa anos depois dele ter exposto sua famosa teoria, uma sonda da NASA provou que o universo se comporta da maneira que ele disse. Agora a corrida continua para demonstrar que a outra metade da relatividade também funciona.

Anushka Asthana e David Smith
Domingo, 15 de Abril de 2007
The Observer

Junto a seu nome, no "the Oxford English Dictionary", está a simples definição: gênio. Ainda assim, por décadas os físicos têm feito a pergunta: será que Albert Einstein cometeu um erro? Após meio século, sete cancelamentos e US$ 700 milhões, uma missão para testar sua teoria acerca do universo, finalmente confirmou que o homem era mesmo genial - ou, ao menos, provou isto pela metade.

Os resultados preliminares da "Gravity Probe B", um dos satélites mais complicados da NASA, confirmou, ontem, "com uma precisão melhor do que 1%", a afirmação que Einstein fez a 90 anos atrás - de que um objeto tal como a Terra realmente distorce a tessitura do espaço e do tempo.

Mas isso - que é chamado de "efeito geodésico" - é apenas metade da teoria. A outra, o "arrasto da estrutura", diz que, à medida em que o mundo gira, ele arrasta a tessitura do universo com ele.

Francis Everitt, o profesor da Universidade Stanford que devotou sua vida a investigar a Teoria da Relatividade de Einstein, disse aos cientistas da "American Physical Society" que vai levar mais uns oito meses antes que ele possa medir o efeito de "arrasto do sistema de referência" com precisão.

"Compreender os detalhes é meio como uma escavação arqueológica", diz William Bencze, o gerente de programa para a missão. "Um cientista começa com um trator, continua com uma pá e, finalmente, usa pincas e escovas de dentes para tirar a poeira. Nós estamos na fase da escova de dentes, agora".

O projeto Gravity Probe B foi concebido no final dos anos 1950 mas sofreu décadas de atrasos, enquanto outos cientistas realizavam outros testes para corroborar a teoria de Einstein. Foi a determinação de Everitt's que impediu que fosse cancelado. A missão conjunta entre a NASA e a Universidade Stanford usa quatro das mais perfeitas esferas - giroscópios ultra precisos - para detectar minúsculas distorções na tessitura do universo. A meta de Everitt era provar, com o maior grau de precisão jamais atingido, se Einstein estava correto em sua forma de descrever a gravidade.

De acordo com Einstein, da mesma forma que uma grande bola colocada em um tecido elástico estica a tessitura do tecido e faz com que ele se deforme, os planetas e estrelas fazem com que o espaço-tempo se encurve. Uma pequena bola-de-gude que se mova ao longo do tecido será atraída para a bola, tal como a Terra o é para o Sol, mas não cairia nela, enquanto se mantivesse se movendo em grande velocidade. A gravidade, argumentava Einstein, não era uma força atrativa entre corpos, como se pensava antes.

Poucos cientistas precisam dos resultados finais, que serão divulgados em dezembro, para convencê-los da genialidade de Einstein. "Desde os aspectos mais esotéricos de dilatação do tempo, até a bela e simples equação E=mc², o vasto corpo das idéias de Einstein sobre o universo têm resistido ao teste do tempo", disse Robert Massey, da Royal Astronomical Society.

Ele disse que a missão era uma experiência de "ciência legítima" para verificar uma teoria e confirmar seu brilhantismo, porém outros criticaram os custos e a demora do estudo, dizendo que o que foi anunciado, já tinha sido demonstrado. Sir Martin Rees, o "Astronomer Royal", declarou que o anúncio "não vai fazer nenhum raio cair".

A explicação da Teoria

Quando Einstein escreveu sua Teoria da Relatividade Geral em 1915, ele encontrou uma nova maneira de descrever a gravidade. Não era uma Força, como supunha Sir Isaac Newton, mas uma conseqüência da distorção do espaço e do tempo, que, em sua teoria constituiam uma só entidade: o "espaço-tempo". Qualquer objeto distorce a tessitura do espaço-tempo e, quanto maior for, maior será esse efeito.

Da mesma forma que uma bola de boliche, colocada em uma cama-elástica, estica o tecido e causa um afundamento, os planetas e estrelas encurvam o espaço-tempo - um fenômeno conhecido como "efeito geodésico". Uma bola-de-gude que se mova ao longo da cama elástica será inexoravelmente atraída para a bola.

Assim, os Planetas que orbitam o Sol não estão sendo puxados pelo Sol; eles estão seguindo a deformação curva do espaço-tempo causada pelo Sol. A razão pela qual os Planetas nunca caem no Sol é a velocidade com a qual cruzam o espaço.

De acordo com a teoria, matéria e energia distorcem o espaço-tempo, curvando-o em torno de si. O "Arrasto do Sistema de Referência" teoricamente ocorre quando a rotação de um grande corpo entorta o espaço-tempo próximo. Esta é a segunda parte da teoria de Einstein que a missão da NASA ainda tem que corroborar.

[Atualizando em 16 de abril: Com base em sugestões do Daniel e do Fernando, modifiquei a tradução de "Frame Dragging" do original para "Arrasto do Sistema de Referência". Para quem não entendeu, desde o início, fica a explicação:

Em um sistema de coordenadas onde a reta é a menor distância entre dois pontos (o chamado "Espaço Euclideano") os valores absolutos das distâncias e dos "tempos" (que são função das distâncias) não variam, seja qual for o 'ponto origem' do seu sistema de coordenadas.

Em um espaço curvo, a coisa fica completamente diferente: a menor distância entre dois pontos é uma linha chamada "geodésica" (o nome não foi dado à toa: qualquer meridiano terrestre é o exemplo mais fácil de visualizar do que é uma "geodésica" - notem o prefixo "geo"...)

Einstein demonstrou que o Espaço-Tempo no universo, infelizmente, não é Euclideano e que a presença de matéria/energia encurva este espaço-tempo. Esta parte já foi comprovada no início do século XX, com uma observação de uma estrela próxima do Sol, durante um eclipse.
Só que existe mais um "pequeno" detalhe.

O próprio movimento de rotação da grande massa considerada (um planeta ou uma estrela) deveria produzir mais um efeito: além de encurvar o espaço-tempo, ela deveria "torcer" o sistema de referencial inercial no sentido de sua rotação. Isso é o efeito de "Arrasto do Sistema de Referência" que a Gravity Probe B ainda está procurando.

Uma boa notícia, afinal

Salve, Pessoal!

Eu vivo reclamando das coisas, de que iniciativas simples e eficazes não são tomadas por mero pouco caso e que "quem sabe, não faz".

Pois é com o maior prazer que eu venho divulgar uma notícia no sentido exatamente oposto.

No site da "Seara da Ciência" da UFC (o link está aí, na barra lateral), estão disponíveis algumas apresentações em formato "Power Point", sobre questões de física e matemática em nível simples e de fácil compreensão.

São as Animações do Professor Kiko, o Professor Faberval de Oliveira Campos, um dos "craques" do "Queremos Saber" (link aí na barra lateral, também).

São iniciativas como essa que me levam a pensar que nem tudo está perdido. Ainda existem professores que se esforçam por apresentar questões até bastante sofisticadas em um nível facilmente compreensível. Aquilo que eu disse em minha matéria anterior: mostrar que não existe esse negócio de que "estudar é chato".

Eu recomendo aos cerca de 500 "visitantes" semanais deste Blog megalomaníaco que cliquem no link acima e vejam como é simples. Basta querer!

Adolescentes e Riscos

A TENDÊNCIA AMPLIADA EM CORRER RISCOS, DURANTE A ADOLESCÊNCIA, PROVAVELMENTE É UM IMPULSO BIOLÓGICO E POSSIVELMENTE INEVITÁVEL, DE ACORDO COM UM ESPECIALISTA DA UNIVERSIDADE TEMPLE

Enquanto o governo gasta bilhões de dólares em programas de educação e prevenção para persuadir adolescentes a não fazer coisas tais como fumar, beber ou se drogar, um psicólogo da Universidade Temple sugere que dois sistemas, dentro do cérebro dos adolescentes, que competem entre si, tornam os adolescentes mais suscetíveis a se engajar em comportamentos de risco e perigosos, e que as intervenções meramente educativas provavelmente não são eficazes.

Laurence Steinberg, da Universidade de Temple, delineia seus argumentos no artigo"Assumindo Riscos na Adolescência: Novas Perspectivas das Ciências Cerebrais e Comportamentais", na edição de abril da revista, Current Directions in Psychological Science.

Laurence Steinberg

Photo by Joseph V. Labolito/Temple University

"Embora provavelmente não seja justo afirmar que nenhum dos programas que desenvolvemos tenha funcionado, a maior parte dos esforços para persuadir as crianças a não usar drogas ou álcool, para praticar sexo seguro, ou para dirigir com mais segurança, não foram eficazes", diz Steinberg, Diretor da Rede de Pesquisa sobre Desenvolvimento de Adolescentes e Justiça Juvenil da Fundação John D. e Catherine T. MacArthur. "Existe um programa aqui ou acolá que funciona, mas, na maioria dos casos, gastamos bilhões de dólares em iniciativas que não tiveram muito impacto".

Steiberg diz que, nos últimos dez anos, houve uma grande quantidade de novas pesquisas no desenvolvimento do cérebro dos adolescentes que, acredita ele, lança alguma luz sobre os motivos porque os adolescentes se engajam em comportamentos arriscados ou perigosos, e porque os programas educacionais ou intervenções que foram desenvolvidos, não foram especialmente eficazes.

De acordo com Steinberg, correr riscos na adolescência é o resultado de uma competição entre dois sistemas cerebrais muito diferentes, as redes socioemocional e de controle cognitivo, que sofrem um processo de amadurecimento durante a adolescência, mas com cronogramas muito diferentes. Durante a adolescência, o sistema socioemocional se torna mais assertivo durante a puberdade, enquanto o sistema de controle cognitivo somente ganha força gradualmente e após um longo período.

O sistema socioemocional, que processa informações sociais e emocionais, se torna muito ativo durante a puberdade, permitindo que os adolescentes se empolguem mais facilmente e experimentem emoções mais intensas. e se tornem mais suscetíveis à influência social.

Contrariamente, diz Steinberg, o sistema de controle cognitivo é a parte do cérebro que regula o comportamento e toma as decisões mais drásticas, mas ainda está amadurecendo durante a adolescência e até a metade da segunda década de vida das pessoas, pelo menos.

No artigo, Steinberg diz que a rede socioemocional não fica em um estado de permanente excitação durante a adolescência. Quando a rede socioemocional não está excitada — por exemplo quando os indivíduos não estão emocionalmente excitados ou estão sozinhos — a rede de controle cognitivo fica forte o suficiente para impor um controle regulador sobre comportamentos impulsivos ou arriscados, mesmo no início da adolescência.

Na presença de seus pares, entretanto, ou em situações de alta carga emocional, a rede socioemocional se torna suficientemente ativa para diminuir a eficácia regulatória da rede de controle cognitivo.

"A presença de pares aumenta substancialmente o comportamento de risco entre os adolescentes", escreve Steinberg em seu artigo. "Em um de nossos estudos em laboratório, por exemplo, a presença de pares mais do que dobrou o número de riscos assumidos por adolescentes em um videogame de direção de veículos. A adolescência não só é mais alegre — é, também, mais cheia de riscos".

"Existe uma janela de vulnerabilidade nas idades entre a puberdade e do meio para o fim da adolescência, na qual as crianças já começaram a sentir o aumento da influência do sistema socioemocional, mas ainda não têm um sistema de controle cognitivo totalmente amadurecido", diz ele. "Porque seu sistema de controle cognitivo ainda não está totalmente maduro, ele é mais facilmente corrompido, especialmente quando o sistema socioemocional fica particularmente excitado. E ele se torna excitado pela presença de outras pessoas".

Steiberg advoga leis e políticas mais rígidas que limitem as oportunidades para julgamentos imaturos que, frequentemente, têm conseqüências danosas. Por exemplo, estratégias tais como aumentar o preço dos cigarros, leis mais rígidas sobre a venda de bebidas alcoólicas, a expansão do acesso pelos adolescentes a serviços de saúde mental e contacepção, ou o aumento da idade para habilitação de motoristas, provavelmente seriam mais eficazes do que campanhas educativas para limitar o uso de cigarros, uso de drogas, gravidez e acidentes automobilísticos.

"Eu não quero que as pessoas pensem que as campanhas educativas não devem continuar", diz ele. "Eu apenas penso que elas apenas não vão fazer muita diferença na contenção e comportamentos de risco. Algumas coisas levam tempo para se desnvolver e, gostem ou não, o julgamento amadurecido é, provavelmente, uma delas".

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Traduzido, via EurekAlert, do site da Universidade Temple, nesta página.

Resumindo: o bom doutor Steinberg conclui que os hormônios crescem mais rapidamente do que o discernimento. Pois eu vou me permitir discordar desse eminente cientista, principalmente no tocante às políticas sugeridas.

Eu sugiro, por exemplo, que a mídia e o comércio sejam proibidos de explorar os estímulos ao "sistema socioemocional" dos adolescentes, para induzí-los ao consumo, à rebeldia e à preocupação em "ser diferente dos pais". Sugiro, também, que todo o sistema de ensino seja inteiramente reformulado, para acabar com a idéia: "estudar é chato; brincar é divertido". Que os autores de peças teatrais, filmes, novelas e quejandos parem de exaltar, velada ou abertamente, comportamentos anti-sociais, a pretexto de "liberdade de expressão para retratar fielmente as mazelas da sociedade"; e se vocês estão pensando que eu estou advogando a volta da velha "censura", estão certíssimos: como diz o bom doutor, adolescentes não têm discernimento para entender que o comportamento anti-social do personagem da novela é condenável, não um fato comum.

Mas duvido que isto aconteça... As mesmas autoridades que acham que um garoto de 16 anos tem o direito de eleger representantes no governo, acham que este "menor" não pode ser julgado por um crime bárbaro como um adulto...

Se você flagrar seus filhos "queimando fumo" e enfiar a porrada neles, pode ser preso... Eles são apenas "usuários" e vão receber uma branda "medida sócio-educativa"...

Mas qualquer merda de Juiz de Menores tem poderes ilimitados para usurpar seu pátrio-poder e proibir seus filhos de fazerem algo que você permite...

Chamam a moral "pequeno-burguesa" de "hipócrita". Que seja... Mas o que se está vendo por aí, não me parece uma grande melhoria quanto à moral "hipócrita" que vigia quando eu era adolescente.

Atualização em 14 de abril de 2007. Notícia do "The Guardian" diz que o programa inglês de combate ao uso de drogas por meio de campanhas educativas "é um fracasso".