Physics News Update nº 809

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 809, de 22 de janeiro de 2007 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, Turner Brinton e Davide Castelvecchi. PHYSICS NEWS UPDATE

FUNDO DE ONDAS GRAVITACIONAIS. No Modelo Padrão da cosmologia, o universo, em seus primórdios, passou por um período de fantástica expansão. Esta Fase Inflacionária, após um trilhonésimo de segundo, acabou com uma violenta conversão de energia em matéria quente e radiação. Este processo de "reaquecimento" também resultou em uma inundação de ondas gravitacionais (curiosamente, alguns cosmologistas preferem identificar o "Big Bang" com este momento e não com o instante anterior tempo = 0). Comparemos, então, este Fundo de Ondas Gravitacionais (gravitational wave background = GWB) com o mais familiar Fundo Cósmico de Microondas (cosmic microwave background = CMB). O GWB data da marca de um trilhonésimo de segundo, enquanto o CMB é estabelecido cerca de 380.000 anos mais tarde, quando se formaram os primeiros átomos. O CMB representa uma única avalanche de fótons que estavam (naquela época remota) em equilíbrio com os circunstantes átomos em formação; as microondas que vemos hoje nos céus eram (antes de sofrerem o desvio para o vermelho para freqüências mais baixas pela expansão do universo) ondas de ultravioleta e foram subitamente liberadas para viajar através do espaço desimpedido. Elas são, atualmente, observadas como estando principalmente em uma temperatura uniforme de cerca de 3° K, mas o mapa geral das microondas nos céus mostra realmente as fracas marcas da falta de homogeneidade da matéria (calombos) que existiam mesmo então. O que, em contraste, representa o GWB? Ele se origina de três processos de produção, em funcionamento durante a Era Inflacionária: ondas originárias da expansão inflacionária do próprio universo; ondas provenientes da colisão de "bolhas" da matéria recente no reaquecimento após a inflação; e ondas resultantes da turbulência da mistura fluida das primeiras fontes de matéria e radiação, antes que se chegasse ao equilíbrio entre elas (conhecido como "termalização"). As ondas de gravidade nunca entrariam em equilíbrio com a matéria (uma vez que a gravidade é uma força tão fraca que não existe tempo suficiente para se misturar adequadamente); consequentemente, o GWB não parecerá para um observador como estando a uma mesma temperatura média.
Uma nova publicação, da autoria de Juan Garcia-Bellido e Daniel Figueroa (Universidade Autônoma de Madrid), explica como esses processos distintos poderiam ser detectados e diferenciados em modernos detectores, construídos para "ver" ondas gravitacionais, tais como LIGO, LISA ou BBO (Big Bang Observer = Observador do Big Bang). Em primeiro lugar, o GWB estaria desviado para o vermelho, tal como o CMB. Mas, por causa da origem anterior do GWB, o desvio para o vermelho seria ainda mais dramático: a energia (e a freqüência) das ondas estariam degradadas de 24 ordens de magnitude. Em segundo, as ondas do GWB seriam diferentes das ondas gravitacionais de fontes puntuais (tais como a colisão de dois Buracos Negros), uma vez que uma tal colisão emitiria ondas com um sinal espectral mais definido. Contrariamente, o GWB originário do reaquecimento após a inflação teria um espectro muito mais largo, com centro em torno de 1Hz até 1 GHz, dependendo da escala da inflação. Garcia-Bellido sugere que, se um detector tal como o proposto BBO pudesse desemaranhar os sinais separados do GWB do fim-da-inflação, tal sinal poderia ser usado como uma sonda da inflação e poderia auxiliar a explorar algumas questões fundamentais, tais como a assimetria entre matéria e antimatéria, a produção de defeitos topológicos tais como cordas cósmicas, campos magnéticos primordiais e, possivelmente, matéria escura super-pesada (Physical Review Letters, artigo a ser publicado; ver também http://lattice.ft.uam.es/)

TOMOGRAFIA DE PRÓTONS. Na obtenção de imagens na medicina, tais como a Ressonância Magnética (MRI), uma fatia plana de tecido pode ser fotografada em um espaço longitudinal. Uma imagem tridimensional da estrutura do corpo pode ser construída a partir de uma composição de vistas planas. Por analogia, os físicos no Laboratório Jefferson em Virginia estão tentando obter imagens dos quarks dentro dos prótons, uma fatia plana de cada vez no espaço do momento, sendo seu objetivo formar uma imagem de uma mapa tridimensional de quarks dentro de um próton. No caso da tomografia do próton, o "microscópio" consiste de um intenso feixe de elétrons que atinge um alvo de Hidrogênio. Um elétron pode ser defletido por um próton de várias maneiras, mas aqui se visualiza uma única colisão, um evento muito raro chamado de Espalhamento (Efeito) Compton Profundamente Virtual (deeply virtual Compton scattering = DVCS); o elétron penetrante é "espalhado" mediante a emissão de um fóton virtual (um raio Gama de alta energia) a sua frente. Isso se espalha a partir não do próton como um todo, mas de um dos quarks elementares que, junto com os glúons, constituem os tijolos do próton. O quark reemite um Raio Gama, mas não modifica de outra forma sua identidade. Desta forma, o próton-alvo original permanece intacto. Assim, a reação geral é a seguinte: um elétron e um próton colidem, e saem um elétron, um próton e um Raio Gama; o elétron e o Raio Gama são detectados e dessas informações se pode inferir muita coisa sobre o status dos quarks dentro do próton. Por exemplo, a posição espacial do quark dentro do próton (transversa à direção do fóton virtual) pode ser relacionada aos ângulos e energias do Raio Gama emitido. É como se um qurk fosse tirado de dentro do seu lugar dentro do próton e reposto em outro lugar.
Em um sentido importante a experiência do Laboratório Jefferson não é igual à obtenção das imagens médicas. Na microscopia convencional, a diminuição do comprimento de onda da fonte luminosa permite enxergar maiores detalhes e isso é ótimo quando se olha para o interior de tumores e células. Porém as estruturas dentro de um próton - quarks - são puntuais, além do poder de resolução de qualquer sondagem. Assim sendo, a estrutura dos prótons pode ser observada, mas a dos quarks, não. Na tomografia dos prótons, o momento transferido (na verdade o quadrado do momento de transferência, ou Q²) do elétron para o quark na forma de um Raio Gama virtual deveria, até certo ponto, fornecer uma resolução espacial melhor. Além de certo ponto, entretanto, um Q² não fornece um poder de resolução melhor. O que isso significa é que o Gama não estará mais sondando o próton, mas os quarks individualmente. O melhor que se pode fazer é mapear as probabilidades da presença de quarks com um determinado momento ficar em vários lugares dentro do próton; isto guarda semlhança com as nuvens de "orbitais" usadas para ilustrar as prováveis posições dos elétrons nos vários níveis energéticos dentro dos átomos.
Na verdade, talvez a coisa mais importante obtida pela presente experiência, é poder afirmar que o espalhamento se torna independente de Q² acima de um nível de cerca de 2 GeV². Isto indica que uma verdadeira tomografia do próton está acontecendo. Os eventos DVCS que foram vistos em outras experiências anteriores, mas nunca com a exatidão empregada aqui, são raros. Não obstante, os físicos do Jefferson foram capazes de reunir um milhão deles.
Com uma melhoria, já requisitada, na qualidade da energia do feixe de elétrons, os pesquisadores esperam levar seu mapeamento do próton a quarks que portam uma parte maior do momento do próton. Isto permitirá que os físicos do Laboratório Jefferson explorem a origem da massa e do spin do próton. (Munoz Camacho et al., Physical Review Letters, 31 de dezembro 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.

Physics News Update nº 808

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 808, de 12 de janeiro de 2007 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, Turner Brinton e Davide Castelvecchi. PHYSICS NEWS UPDATE

AS FOLHAS DE CHÁ DE EINSTEIN INSPIRAM UMA NOVA TÉCNICA PARA SEPARAÇÃO DE SANGUE. Os cientistas da Universidade Monash da Austrália desenvolveram um processo para separar rápida e eficientemente separar o plasma sanguíneo no nível microscópico, sem quaisquer peças móveis, o que tem o potencial de permitir aos médicos realizar exames de sangue sem ter que enviar amostras para um laboratório. O novo processo emprega o mesmo princípio que faz com que as folhas de chá se acumulem no centro do fundo de uma chícara de chá mexida, um fenômeno explicado pela primeira vez por Einstein na década de 1920. A técnica é descrita na última edição do novo periódico de livre acesso Biomicrofluidics (1, 014103, 2007; http://bmf.aip.org/)). Separar o plasma sanguíneo de células vermelhas, proteínas e outras partículas microscópicas é um passo essencial em diversos exames médicos comuns, inclusive a medição de níveis de colesterol, drogas em atletas, tipo sanguíneo em doadores e níveis de glicose em diabéticos. Os processos de exame correntes necessitam da coleta de amostras que são enviadas a um laboratório e analisadas com uma grande centrífuga, um processo que pode demorar vários dias. No novo processo, uma pequena quantidade de sangue entra em uma câmara para fluidos e uma ponta de agulha é colocada próxima à superfície do sangue, em um ângulo predeterminado. Aplica-se uma voltagem à agulha, gerando íons na sua ponta que repelem os íons opostamente carregados nas proximidades. Isto cria um fluxo de ar, conhecido como "vento iônico", que varre a superfície do sangue, fazendo com que ele circule. As partículas microscópicas no sangue se deslocam em uma espiral descendente, por causa do ângulo da agulha com relação à superfície. Quando o fluido começa a circular, se poderia esperar (intuitivamente) que as partículas microscópicas, tais como as hemácias, fossem empurradas na direção da parede externa da câmara pela força centrífuga. Mas, por causa do fenômeno chamado de "Paradoxo das Folhas de Chá", as partículas são, ao contrário, empurradas para dentro, junto ao fundo da câmara. Einstein propôs uma explicação para esse fenômeno em 1926, quando percebeu que as folhas de chá se acumulavam no centro do fundo de uma xícara de chá mexida, em lugar de serem expelidas para as bordas. A pequena câmara de sangue, da mesma forma como a xícara de chá, é um cilindro de líquido que é girado no topo, enquanto permanece estacionário na base. Para satisfazer a condição de velocidade zero na base, é gerada uma força "para dentro" no fundo do líquido, a qual suprime a força centrífuga nesse local. Assim, as partículas microscópicas espiralam para dentro, na direção do fundo da câmara, como um tornado em miniatura, deixando uma clara camada de plasma acima.
Leslie Y. Yeo antecipa que essa tecnologia pode ser incorporada em um chip, mais ou menos do tamanho de um cartão de crédito. Ele diz que os dispositivos podem ser correntemente produzidos a custos reduzidos com as correntes técnicas de manufatura - cerca de 50 centavos de dólar por chip - mas podem estar ainda de 5 a 10 anos da produção em massa. (Arifin, Yeo, and Friend, Biomicrofluidics, edição de Janeiro-Março de 2007).

OUVINDO MADEIRA DE LEI. O finlandeses são muito preocupados com suas florestas. Jean Sibelius escreveu uma obra musical, "Tapiola", acerca delas. Um tipo de árvore particularmente valioso, com uma madeira de lei usada na fabricação de mobília de alta qualidade, é bétula crespa, uma mutação natural da bétula prateada. A primeira é cerca de 20% mais densa e possue veios curiosamente crespos, e é muito rara, enquanto que a outra, usada para compensados ou polpa, é comum. Vistos de fora, os dois tipos de bétula são essencialmente idênticos. Agora, uma equipe de físicos em Helsinki desenvolveu um processo para diferenciar um tipo do outro, observando como eles conduzem ondas ultrassônicas. Com um nível de confiabilidade de 93%, uma bétula crespa pode ser detectada e resguardada, ao menos temporariamente, do machado. Ela poderia ser deixada crescer mais, enquanto a menos útil bétula prateada seria cortada na marca dos 10 aos 13 anos. (Salmi et al., Journal of Applied Physics, Janeiro de 2007)

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Physcis News Update nº 807

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 807, de 29 de dezembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, Turner Brinton e Davide Castelvecchi. PHYSICS NEWS UPDATE

SENSOREAMENTO DIRETO DE FORÇAS AO NÍVEL DE PICONEWTON. A medição de massas pode ser realizada ao nível de 10^-21 grama (zeptograma) (ver PNU nº 725, matéria 1) e a força até o nível de 10^-18 Newton (attonewton) (Arlett et al., em Nano Letters, 2006). Porém, para diversas medições no mundo da biologia das células, isto é sensibilidade demais. As forças nesse reino são tipicamente da ordem do piconewton (1 pN = 10^-12 Newton). Os exemplos incluem a força aplicada pela proteína motora molecular Cinesina para o transporte de vesículas (6 pN), a força para "desempacotar" uma molécula de DNA a temperatura ambiente (9 a 20 pN), ou a força para rasgar uma molécula de DNA, puxando-a pelas extremidades (65 pN). Os biofísicos precisam de um sensor de forças economicamente viável que funcione com confiabilidade dentro d'água, no nível de pN. Steven Koch e seus colegas no Sandia National Labs estão quase no ponto de fornecer um tal sensor. O núcleo do dispositivo é uma mola de um milímetro de comprimento, mas com apenas um mícron de espessura, e é fabricada por um processo comum de micro-usinagem de polisilicones. A mola funciona de acordo com a clásica experiência de Robert Hooke no século XVII: a força exercida sobre a mola é igual à compressão ou extensão da mola, multiplicada pela constante elástica da mola, que, no caso, é de cerca de 1 piconewton por nanômetro. A mola, montada sobre um substrato, pode ser usada de diversas maneiras: ela pode ser engatada para se mover com o puxão ou empurrão de uma amostra biológica, ou pode ser tornada sensível a campos magnéticos e, assim, fucionar como um sensor de campos. O deslocamento da mola é, correntemente, observado por uma câmera de vídeo com uma precisão de 2 nm, mas são possíveis outros processos mais rápidos e precisos. Koch (atualmente na Universidade do Novo Mexico) diz que as aplicações mais prováveis do novo sensor serão medições de forças do tipo das microsferas magnéticas usadas em experiências de uma única bio-molécula e para calibrar os eletromagnetos usados para enviar microsferas para realizarem coisas tais como esticar, torcer, ou "desempacotar" DNA. Ele também visualiza medições diretas de forças mecânicas, em combinação com outros dispositivos de sistemas micro-eletromecânicos (MEMS = microelectromechanical systems), em experiências de biofísica, onde pinças ópticas (que usam feixes de laser para manipular as microsferas ligadas às moléculas) não podem ser usadas. O sensor do Sandia pode ser adaptado para aplicar uma tensão ajustável a moléculas isoladas de DNA, a fim de estudar as ligações entre as proteínas ou processos enzimáticos. (Koch, Thayer, Corwin, de Boer., Applied Physics Letters, 23 de outubro de 2006)

NOVOS ESTADOS NUCLEARES "ESQUISITOS". Alguns físicos nucleares procuram criar novos elementos fundindo dois núcleos e esperando que o corpo amalgamado se mantenha junto, pelo menos por algum tempo. Outros pesquisadores exploram o mundo nuclear criando novos estados de spin. Um núcleo que gire rapidamente não está "excitado" no sentido usual de ter um monte de energia interna, mas, não obstante, permite que os prótons e nêutrons constituíntes se arranjem em novas configurações. Este universo de alto giro é alcançado pelo entrechoque não central de dois núcleos [nota do tradutor: algo como um choque "de raspão"] . Em um novo trabalho experimental no Laboratório Lawrence Berkeley na Califórnia, núcleos de Érbio-158 foram postos a girar muito rapidamente e, então, cuidadosamente observados, enquanto desaceleravam, descarregando fótons de alta energia. Esses Raios Gama, cada qual carregando consigo duas unidades de momento angular (cada unidade é igual a 2Π vezes a Constante de Planck), são observados no detector de Gamasfera que circunda o local da colisão; o número de raios Gama fornece a informação acerca do spin nuclear. Assim, por exemplo, um núcleo girado a um nível de 40 unidades, emitiria cerca de 20 Gamas, enquanto "voltasse à calma"; outras formas de relaxamento radiativo nuclear – ejetar elétrons ou partículas Alfa – levam muito tempo para ocorrer. Os teóricos acreditam que, acima de um valor de spin de cerca de 46, todo o núcleo de Er-158 não pode ser posto a girar mais rápido, sem que haja um drástico rearranjamento de todo o estado do núcleo. [Nota do tradutor: existem, em inglês, duas palavras diferentes que são traduzidas por "núcleo": "nucleus", que seria mais exatamente um núcleo atômico; e "core" que é um elemento central, como, por exemplo, o núcleo do planeta Terra. Eu indiquei com a palavra "core" essa segunda acepção de "núcleo", em português] Em seu lugar, um núcleo ("core") esférico de partículas nucleares (que constituem um núcleo de Gadolínio-146) para de girar, enquanto uma frota de 12 partículas de "valência" (nêutrons e prótons) orbitam o núcleo ("core") em valores de spin ainda maiores (ver a progressão dos estados de spin nesta figura). Eddie Paul, da Universidade de Liverpool e seus colegas conseguiram descobrir novos caminhos para um regime de spin mais alto, observando o padrão de raios Gama emitidos. Eles encontraram indícios de que os núcleos ("cores") observados nas experiências anteriores pode, ocasionalmente, se fragmentar um pouco, permitindo que a rotação coletiva de todos os núcleons seja retomada, o que permite que o spin total do núcleo atinja valores mais altos. O valor mais alto observado desta maneira foi de 65 unidades de spin. Os pesquisadores esperam explorar valores de spin ainda mais altos, talvez tão altos que o núcleo se aproxime o limite de fissão. Neste ponto, o núcleo não se desexcita mais perdendo raios Gama, mas por fissão – ou seja, se desfazendo em grandes fragmentos nucleares. (Paul et al., Physical Review Letters, artigo a ser publcado)



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Physics News Update nº 806

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 806, de 20 de dezembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein e Davide Castelvecchi. PHYSICS NEWS UPDATE

LASER DE ÁTOMOS GUIADOS. Uma nuvem de átomos destilados na forma de um Condensado de Bose-Einstein (BEC) age como uma coisa única e coerente. Além disso, o BEC age como uma onda. Ele pode ser, e já foi, extraído da estrutura da armadilha onde o Condensado é feito e deixado se propagar, tal como um feixe de laser, exceto pelo fato de que as ondas, neste caso, são compostas por átomos, não por radiação eletromagnética. Nos lasers de átomos anteriormente obtidos, os átomos, sujeitos à força da gravidade, aceleravam; isto tinha como efeito a diminuição do comprimento de onda das ondas de átomos. Agora, pela primeira vez, físicos do Grupo de Alain Aspect da Escola de Pós-Graduação do Instituit d'Optique, em Palaiseau (Sul de Paris), foram capazes de extrair átomos de uma armadilha de BEC de uma forma quase-contínua, enquanto que, simultaneamente, os enviavam por uma guia óptica horizontal, com um nível de controle sem precedentes sobre a direção, intensidade e comprimento de onda, sendo este último mantido constante durante a propagação. William Guerin, um dos pesquisadores da equipe dirigida por Vincent Josse e Philippe Bouyer, diz que a vantagem desse feixe guiado de laser de átomos quase-contínuo, sobre os feixes guiados em pulsos anteriores (quando o BEC é extraído a uma), é sua velocidade de dispersão muito mais estreita. No laser de átomos de Palaiseau, os átomos são extraídos mediante a conversão de alguns deles de um estado magnético para um estado não-magnético. Quando isso acontece, os campos magnéticos de confinamento da armadilha não conseguem mais influir nos átomos e as ondas de átomos emergem com uma velocidade típica de 10nm/seg e uma velocidade de dispersão de poucos mícrons/seg, um fator 1.000 vezes mais preciso do que o funcionamento do laser de pulso (ver figura aqui). O laser de átomos no dispositivo de Paris é empurrado para a frente por um feixe de luz por um processo extremamente direcional e eficiente; nenhum átomo é perdido, durante a extração ou o transporte ao longo de uma guia de 1 nm. Este novo laser de átomos abre promissoras perspectivas para aplicações em interferometria atômica ou em estudos fundamentais sobre a propagação de ondas de matéria. (Guerin et al., Physical Review Letters, 17 de novembro de 2006)

PROPRIEDADES COM A QUALIDADE DE DIAMANTES. Muito do que conhecemos sobre como os materiais se comportam sob extremas pressões e temperaturas (milhôes de atmosferas e milhares de graus Kelvin), é aprendido pelo uso de células-bigorna de diamante. Nesses pequenos receptáculos, o material pode ser espremido entre as faces planas, duras e transparentes de dois diamantes de alta qualidade (como gemas). Porque o diamante é transparente para grande parte do espectro eletromagnético, vários tipos de radiação, tais como feixes de laser, ou luz emitida a partir de, ou ainda disperasado por, a amostra (uma luz que contém valiosas informações espectroscópicas), podem entrar e sair pelas janelas do diamante. Entretanto, o próprio diamante pode introduzir sutís distorções ópticas e alguns físicos acreditam ser importante que os experimentadores observem mais de perto dois importantes parâmetros: dispersão (a propriedade óptica que dá aos diamantes sua aparência fulgurante) e absorbância. Ambos os parâmetros são cruciais para a espectro-radiometria (a determinação da temperatura por processo espectroscópico) de amostras contidas na célula-bigorna de diamante. Laura Robin Benedetti e Daniel Farber do Livermore National Lab e Nicolas Guigot da European Synchrotron Radiation Facility, acreditam que, por não levar em consideração os efeitos de dispersão e absorbância, os experimentadores podem introduzir erros nas temperaturas medidas (tipicamente na faix de 1.500 a 4.000 °K) de até muitas centenas de graus Kelvin. Entretanto, Benedetti diz que seu novo trabalho apresenta maneiras de compensar as distorções introduzidas pelas propriedades ópticas das janelas dos diamantes. É muito apropriado que este novo enfoque sobre diamantes apareça no Journal of Applied Physics Letters (JAP), que, neste ano, comemora seu jubileu de diamante. Além disso, o JAP é publicado pelo Instituto Americano de Física (American Institute of Physics = AIP), que também está celebrando seu 75º aniversário em 2006. (Journal of Applied Physics, 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.

Parte de Ausência

O mentecapto que publica suas garatujas neste Blog, estará ausente de seu esconderijo até - pelo menos - 6 de janeiro de 2007.

Como a moderação de comentários está ativada (ou seja, só são publicados depois que eu aprová-los), seus comentários sobre minha sanidade mental podem demorar um bocado a aparecer.

A todos um Feliz Natal e um Próspero Ano Novo!

INDECÊNCIA!

Motivado pelo comentário do João Giovanelli em seu Blog "Biodiverso", na matéria "Presente de Natal", venho fazer coro ao repúdio dele pelo presentinho auto-conferido pela quadrilha que compõe o Poder Legislativo deste pobre pais: um "reajuste" de mais de 90% em seus próprios vencimentos.

E mais imoral ainda foi a explicação do Deputado Aldo Rebelo, que eu vi no "Jornal Nacional", de que os recursos para esse "aumentinho" viriam de cortes nos gastos do Legislativo com "obras de manutenção de apartamentos funcionais e construção de anexos". Prova, com isso, duas coisas: os gastos com as reformas dos prédios funcionais são perfeitamente dispensáveis e os anexos não são necessários; e que os Legisladores não têm a menor vergonha na cara de subtrair dinheiro destinado a aumentar e manter o Patrimônio Público e metê-lo no bolso...

E o Deputado Aldo Rebelo é do Partido Comunista do Brasil!... Ou não se fazem mais comunistas como antigamente, ou temos que dar graças a Deus pelo golpe militar de 1964...

Podem escolher, senhores: autocracia ou latrocracia... "Democracia" é que certamente não é!...

Physcis News Update nº 805

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 805, de 13 de dezembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, Turner Brinton e Davide Castelvecchi. PHYSICS NEWS UPDATE

ARCO-ÍRIS DE RAIOS-X. Em 1670, Isaac Newton demonstrou a natureza composta da luz do Sol, quando enviou um raio de Sol cuidadosamente colimado através de um prisma, que decompôs a luz em um acro-íris de cores; enviando um feixe de luz singela através de um segundo prisma (sem que houvesse nova decomposição) Newton demonstrou que a cor não estava sendo imposta pelo prisma, mas era intrínseca à própria luz. Agora, usando a Fonte Avançada de Fótons (Advanced Photn Source) no Labratório Nacional Argonne, os físicos decompuseram um feixe de Raios=X (que são, ao fim e ao cabo, apenas uma versão mais energética da luz visível) em um arco-íris de cores. Tentar obter a reflexão de Raios-X em uma superfície é difícil porque os comprimentos de onda dos Raios-X são algo como 10.000 mais curtos do que os da luz visível. Uma reflexão bem obtusa de uns poucos décimos de grau é normalmente possível e, mesmo aí, o feixe de Raios-X sofre uma decomposição muito pequena com base no comprimento de onda. Entretanto, outro fenômento, a "Difração de Bragg", permite a decomposição de Raios-X por um cristal em ângulos largos; neste caso os Raios-X que entram não se decompoem somente de uma camada no topo do cristal, mas de vários planos atômicos. Além disso, se os planos atômicos não forem paralelos à superfície o cristal, o feixe de Raios-X vai se espalhar prismaticamente em uma faixa de comprimentos de onda componentes (ou cores). Na experiência do Argonne, um feixe penetrante de fótons de Raios-X de 9 keV, com uma dispersão angular de apenas 1 mircro-radiano (dois décimos de uma arco-segundo) foi decomposto para trás e espalhado em um arco-íris com uma dispersão angular de 230 micro-radianos (ver figura em http://www.aip.org/png/2006/272.htm). O físico Yuri Shvyd'ko diz que esse arco=íris não é somente uma novidade, mas tera várias aplicações práticas na óptica de Raios-X. Estas incluem o desenvolvimento de monocromatizadores de Raios-X (que produziriam feixes de Raios-X de comprimento de onda puro, ou monocromáticos) e espectrômetros de Raios-X com uma resolução muito mais alta. (Shvyd'ko et al., Physical Review Letters, 8 de dezembro)

O MELHOR INDÍCIO, ATÉ AGORA, PARA A EXISTÊNCIA DE ÁGUA RECENTE EM MARTE. Fotografias enviadas pela espaçonave "Mars Global Surveyor" revelaram a existência de novos depósitos brilhantes em sulcos na superfície de Marte que sugerem que correu água na superfície do planeta em algum momento nos últimos sete anos. As imagens, feitas em 2004 e 2005, mostram o que parecem ser depósitos de minerais, deixados por jatos de água escorrendo pelos lados de dois sulcos, de acordo com Michael Malin, o cientista-chefe do sistema de câmeras da espaçonave. Os depósitos de cor clara nõ estavam lá em fotografias tiradas em 1999. Enquanto que indícios anteriores mostravam a existência de gelo e vapor d'água abaixo da superfície de Marte, este é "o mais forte indício, até agora, de que a água ainda flui ocasionalmente na superfície de Marte", disse Malin na conferência de imprensa da NASA em 6 de dezembro. As baixas temperaturas do planeta, em conjunto com uma rarefeita atmosfera, não permitem que a água presista na superfície de Marte. Os pesquisadores acreditam que a água possa permanecer liquida por suficiente tempo, após aflorar de uma fonte subterrânea [ nota do tradutor: ou seria subariana? De qualquer forma, abaixo da superfície ], para carregar resíduos morro abaixo, antes de congelar ou evaporar. Estas novas descobertas aumentam as interrogações que cercam o potencial para a existência de vida em Marte; dadas água e uma fonte estável de calor, bactérias podem crescer em ambientes extremamente hostís. As formas dos depósitos são consistentes com o que esperaria ver se os materiais fossem carregados pela água, dizem os cientistas da NASA. As fotorafias mostram que um líquido fluiu facilmente em torno de pequenos obstáculos em seu caminho, montanha abaixo, ramificando-se, eventualmente, como dedos na extremidade. Com os padrões do fluxo se estendendo pela encosta de 500 a 600 metros [ outra nota do tradutor: "jardas" no original. Já que os americanos convertem livremente as jardas em metros, eu vou fazer o mesmo] , o cientista do Projeto, Kenneth Edgett, estima que o volume de cada jato de líquido era equivalente a "cinco a dez piscinas caseiras de água" [ mais uma nota do tradutor: sei lá quantos litros tem a "piscina doméstica americana média". Como a da minha casa tem cerca de 30.000 litros, eu fiquei com um valor entre 15.000 e 30.000 litros ]. O tom claro dos depósitos pode ser de material congelado que foi continuamente preenchido com gelo de dentro do corpo do depósito. Ou a cor clara poderia ser uma crosta salgada, que seria um sinal dos efeitos da água a concentração dos sais. Os depósitos provavelmente não são causados por poeira seca deslizando pelas encostas, porque a poeira movida por trilhas a esmo, redemoinhos e crateras novas em Marte, é tipicamente mais escura do que as áreas circunjacentes. (Mais informações - em inglês - na página da NASA. )

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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 804

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 804, de 5 de dezembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi. PHYSICS NEWS UPDATE

A MELHOR NOTÍCIA DO ANO DE 2006 foi - nós acreditamos - a nova alta precisão (0,76 partes por trilhão de incerteza) da medida do momento magnético o elétron por Gerald Gabrielse e seus colegas em Harvard. Em um segundo artigo, os mesmos experimentadores usaram o novo momento em conjunto com uma nova formulação da Quanto Eletrodinâmica (QED), fornecida por colegas, para formular um novo valor para a constante de estrutura fina (representada pela letra alfa), o parâmetro base para o estabelecimento da força genérica da interação eletromagnética. Este novo valor tem uma incerteza e 0,7 partes por bilhão, a primeira grande revisão de alfa em 20 anos. Uma comparação entre este novo valor e os valores estabelecidos por outros métodos dão o melhor teste, até agora, da QED (PNU nº 783, matéria 1), original publicado na Physics Today Ago 2006).
Outras matérias relevantes no ano - sem qualquer ordem em particular - são relacionadas abaixo, com os correspondentes links para os Boletins PNU.
Essas matérias incluem a observação de diversas outras supernovas com desvios para o vermelho de 1, o que estabelece que a Energia Escura estava por aí, desde a infância do universo (PNU nº 802, matéria 1); a primeira medição direta de turbulência no espaço (PNU nº 802, matéria 2); o melhor teste da fórmula de Einstein E=mc² (PNU nº 761, matéria 1); as novas medições da WMAP da radiação de fundo de microondas cósmica, incluindo informações sobre a polarização, que ajudam a refinar os números cosmológicos tais como a era plana do universo (PNU nº 769, matéria 1) e (PNU nº 794, matéria 2); a primeira reação química entre matéria e antimatéria (PNU nº 796, matéria 1); elementos 116 e 118 (PNU nº 798, matéria 1); o Prêmio Nobel de Física para Smoot e Mather (PNU nº 795, matéria 1); os avanços na "plasmônica" ou "luz bidimensional" (PNU nº 770, matéria 1); avanços no estudo do Grafeno, inclusive a descoberta de uma nova forma de Efeito de Hall (PNU nº 769, matéria 2); progressos em diversos laboratórios na modelagem da transmisão de ondas gravitacionais na fusão de Buracos Negros, os tipos de eventos que o LIGO e LISA posivelmente poderão detectar (PNU nº 771, matéria 1); a medição de quarks "strange" virtuais no interior dos prótons (PNU nº 776, matéria 1); lasers acústicos (PNU nº 779, matéria 1); indícios de resistência elétrica negativa (PNU nº 780, matéria 1); um laser de partículas, ou "PASER" (PNU nº 792, matéria 1); a descoberta dos bárions mais pesados (PNU nº 798, matéria 1); a investigação sobre se a razão entre as massas do próton e do elétron têm mudado com o tempo (PNU nº 774 matéria 1); teleclonagem (PNU nº 765, matéria 1); um raro íon de Positrônio (PNU nº 763, matéria 1); transferência de energia sem fio (PNU nº 801, matéria 1); o objeto mais afiado já feito (PNU nº 788, matéria 2); transistor químico (PNU nº 788, matéria 1); veneno de escorpião radiativo para terapia de câncer no cérebro (PNU nº 782, matéria 1); líquidos que fluem "ladeira acima" ( PNU nº 772, matéria 1); e períodos críticos do mercado de ações (PNU nº 765, matéria 2)

ESTADOS SUPERFLUIDOS POLARIZADOS E NÃO-POLARIZADOS. Em várias áreas da ciência, tais como o estudo das reações químicas entre os átomos ou as interações nucleares entre prótons, nas colisões em aceleradores, a intensidade da interação entre as espécies é imposta pela natureza. Entretanto, em alguns casos, o pesquisador tem algum controle sobre a intensidade da interação e pode, assim, obter os estados "exóticos" da matéria. Um importante exemplo desta destreza é o estudo de átomos fermiônicos a [temperaturas de] nanokelvin (átomos com um spin fracionário total, como 1/2). O Princípio de Exclusão de Pauli proíbe que partículas "Fermiônicas" se distilem em um fluido quântico monolítico como um Condensado de Bose-Einstein (Bose-Einstein Condensate = BEC). Entretanto, quando emparelhados, os férmions se tornam bósons (objetos de spin inteiro) e podem condensar. Átomos fermiônicos, tais como Lítio-6, podem se acasalar de várias maneiras e é esta a razão deles terem sido valorizados pelos cientistas, nos poucos últimos anos, em seu esforço para intervir nas interações básicas entre as partículas. Usualmente, o acasalamento é induzido pela ajustagem de um campo magnético externo. O resultado pode ser uma ligação química: os átomos de Lítio se tornam estreitas moléculas diatômicas que, então, se condensam em um BEC molecular. Em outra alternativa, os átomos podem formar "Pares de Cooper", ligados pela interação fraca, de grande tamanho (muitas vezes maior do que o espaço interatômico médio). Ou o acasalamento pode ser algum tipo de estado intermediário. Este estado intermediário de acasalamento é pouco compreendido, mas muito interessante, uma vez que descobertas nessa área podem proporcionar grandes revelações sobre as interações básicas na matéria condensada. Os físicos teóricos dizem que um caminho em potencial para descobertas de novos condensados atômicos exóticos, é o uso de nuvens desbalanceadas com um excesso de átomos com spin para cima ou para baixo. Tais sistemas são relevantes para o estudo de supercondutores magnetizados e, possivelmente, até para o acasalamento em matéria de quarks fria no núcleo de estrelas de nêutrons. Recentemente, estes sistemas passaram a ficar ao alcance das experiências, já que, além de serem capaes de fazer variar a intensidade da interação, os experimentadores que usam átomos frios, podem fazer variar o número relativo de átomos com spin para cima ou para baixo. Um resultado de um tal desbalanceamento pode ser a separação em um gás em duas fases, constituído de um núcleo superfluido de átomos acasalados, rodeado por um manto de fluido normal, constituído por átomos não-acasalados. Randy Hulet e seus colegas da Univeridade Rice e Universidade de Utrecht encontraram, agora, indícios de dois regimes de superfluidos distintos em um gás desbalanceado de átomos fermiônicos de Lítio-6. A temperaturas mais baixas, se observa uma nítida fronteira entre o núcleo superfluido totalmente acasalado e o restante de átomos desacasalados, tal como se espera em uma transição de fase de primeira ordem. (o tipo de transição – tal como a água que se torna gelo – na qual a energia interna da substância dá um salto descontínuo). Em uma temperatura ligeiramente superior, o núcleo totalmente acasalado e o manto de fluido normal são separados por uma fase mista difusa que é também superfluida. Além disto, enquanto o gás em temperatura mais alta mantem a forma de um longo charuto (razão de aspecto 30), imposta pelos campos da armadilha atômica, o núcleo superfluido do gás em temperatura mais baixa, sob a ação da tensão superficial entre as fases superfluida e normal, se deforma na direção de um formato mais esférico (razão de aspecto tão pequena como 2). (Partridge et al., Physical Review Letters, 10 de novembro de 2006; texto [em inglês, é óbvio] em www.aip.org/physnews/select)

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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.

Nota de pé de página: putz! Que trabalheira foi traduzir este boletim, as referências que não estavam neste Blog (ver matéria anterior), sendo interrompido a cada cinco minutos pelos mais variados motivos...)

Physics News Update - Algumas Matérias Selecionadas

Estas são algumas das matérias contidas em boletins anteriores ao primeiro que eu traduzi e postei. A troco de que? Vocês vão ver quando eu traduzir e publicar o próximo.

Número 761, matéria 1, 11 de janeiro de 2006 por Phil Schewe e Ben Stein

O MELHOR TESTE DIRETO DE E=mc². A fórmula de Albert Einstein de como a matéria e a energia são equivalentes, é um importante enunciado do princípio da conservação de energia. Em tanto quanto sabemos, ela está funcionando no momento em que uma bomba atômica explode, quando a fissão de Urânio é explorada para gerar energia elétrica, ou quando um elétron e um posítron se aniquilam dentro de um scanner PET. Uma nova experiência – realizada por cientistas do MIT, da Universidade Laval de Quebec, Canadá, Univeridade do Estado da Flórida, Universidade de Oxford, NIST e o Instituto Laue-Langevin de Grenoble, França – realiza uma cuidadosa contabilidade de matéria e energia eletromagnética para um processo no qual íons de Enxôfre e Silício absorvem nêutrons, transformando-os em novos isótopos, enquanto emitem raios gama. Nesta transação, a equação de Einstein é provada correta até um nível de 0,00004%, um fator 55 vezes melhor do que o melhor teste anterior. (Rainville et al., Nature, 22/29 de dezembro de 2005

Número 763, matéria 1, 30 de janeiro de 2006 por Phil Schewe e Ben Stein
UM RARO ESTADO e-/e+/e-. O melhor estudo do raro "átomo" constituído por dois elétrons e um posítron está sendo relatado. O "Positrônio" (abreviatura: Ps) é um objeto muito "limpo" composto por dois corpos: consiste de um elétron e um posítron que, depois de cerca de 150 nanossegundos, se aniquilam. Para o estudo da quanto-eletrodinâmica (QED), o Ps é, de certa forma, melhor do que um átomo de Hidrogênio: constituentes puntuais e sem forças nucleares para complicar (o tamanho do próton e sua própria estrutura interna injetam incertezas nas estimativas de QED do comportamento do Hidrogênio), o Ps é um sistema quântico mais simples, embora frágil. Um "átomo" ainda mais frágil é o objeto triplo que consiste em dois elétrons e um posítron. O Ps^-, como é conhecido, é menos adequado para estudos de QED o que o Ps, mas tem a virtude de ser o mais simples sistema de três corpos na física. Da mesma forma, ele é mais simples do que H^-, H²⁺ e Hélio, por ser constituído por entidades puntuais e a ausência de forças nucleares. O Ps^- é, tal como o Ps, um estado entrelaçado com estados quânticos de energia discretos, embora se calcule que apenas o estado fundamental seja estável contra a dissociação em Ps e um elétron livre. Se conhece muito pouco do Ps^- além de sua duração. Agora, uma nova experiência realizada no Instituto Max Planck de Física Nuclear, em Heildelberg, mediu a existência do Ps^- com uma precisão seis vezes melhor (o novo valor é de meio nanossegundo). O Ps^- é obtido atirando um feixe de posítrons contra uma fina folha de Carbono e seu tamanho é, na verdade, um pouco maior do que um átomo de Hidrogênio. (Fleischer et al., Physical Review Letters, artigo em fase de publicação).

Número 765, matéria 1, 14 de fevereiro de 2006 por Phil Schewe e Ben Stein
ATAQUE DOS TELECLONES. Os criptógrafos quânticos deveriam começar a se preocupar? Ao contrário da matéria cotidiana, sistemas quânticos, tais como fótons, não podem ser copiados, ao menos não perfeitamente, de acordo com o "teorema da não-clonagem". Não obstante, é permitida uma clonagem imperfeita, enquanto o Princípio de Incerteza de Heisenberg não for violado. De acordo com Heisenberg, medir a posição de uma partícula perturba a mesma e limita a precisão com que a propriedade complementar (momento) pode ser determinado, tornando impossível reproduzir confiavelmente todo o conjunto de propriedades da partícula. Agora, a clonagem quântica foi combinada com o teletransporte quântico, na primeira demonstração experimental completa de "teleclonagem", por cientistas da Universidade de Tóquio, Agência Japonesa de Ciência e Tecnologia e a Universidade de York. Em um teletransporte ideal, o original é destruído e suas exatas propriedades são transmitidas a uma segunda partícula remota; o Princípio de Heisenberg não se aplica porque nenhuma medição definitiva é realizada na partícula original. Na teleclonagem, o original é destruído e suas propriedades são emitidas, não para uma, mas para duas partículas remotas, com as propriedades da partícula original sendo reconstruídas até uma fidelidade máxima de menos de 100%. (O Princípio de Heisenberg limita a capacidade de fazer clones porque, se não fosse assim, os pesquisadores poderiam continuar fazendo cópias da partícula e aprender tudo a respeito de seu estado). Em sua experiência, os pesquisadores não teleclonaram uma única partícula, porém todo um feixe de luz laser. Eles transmitiram o campor elétrico do feixe, especificamente sua amplitude e fase – mas não sua polarização – para dois feixes quase idênticos em posições remotas com 58% de precisão ou fidelidade, para um limite teórico de 66%. Esta característica notável da teleclonagem é uma ramificação da própria mágica da mecânica quântica: entrelaçamento quântico. A teleclonagem se distingue da clonagem local e da teleportação por necessitar de um entrelaçamento "multipartículas", uma forma de entrelaçamento no qual são necessárias correlações mais estritas entre as partículas ou sistemas quânticos, neste caso três feixes de luz. (Um exemplo de entrelaçamento multipartículas é o estado Gigahertz entre três partículas relatado no PNU nº 414.) Além de representar uma nova ferramenta de informação quântica, a teleclonagem pode ter uma aplicação exótica: "grampear" canais de criptografia quântica. Protocolos de criptografia quântica são tão seguros que podem descobrir "grampos". Não obstante, com a teleclonagem a identidade e a localização do bisbilhoteiro podem permanecer garantidamente não comprometidas. (Koike et al. Physical Review Letters, 17 de fevereiro de 2006. Para uma demonstração mais antiga e parcial de teleclonagem – entre um fóton original e um clone em uma localização remota e outro clone local – ver Physical Review Letters, 15 de julho de 2005.

Número 765, matéria 2, 14 de fevereiro de 2006 by Phil Schewe and Ben Stein
PERÍODOS CRÍTICOS DO MERCADO DE AÇÕES. Nos meses que antecedem e se seguem a uma grande crise no mercado, as flutuações de preços seguem padrões semelhantes aos observados nos fenômenos naturais, tais como o rítmo cardíaco e terremotos, dizem os físicos na edição de 17 de fevereiro da Physical Review Letters. Uma equipe da Universidade de Tóquio estudou o índice S&P 500, da Agência Standard & Poor, com o foco em pequenos desvios das tendências de longo prazo. Essas flutuações para cima e para baixo nos preços das ações são usualmente "Gaussianas", ou "normalmente" aleatórias, pelo menos quando medidas ao longo de intervalos de tempo suficientemente grandes – por exemplo, por mais de um dia. Isso significa que as flutuações provavelmente serão pequenas, enquanto que grandes oscilações são menos prováveis, com as respectivas probabilidades formando uma curva de sino. Porém, quando a equipe examinou períodos de 2 meses no entorno de grandes crises, tais como a "Segunda-Feira Negra" de 19 de outubro de 1987, eles viram uma história diferente: flutuações de todas as magnitudes eram igualmente prováveis. Como conseqüência, o gráfico das oscilações dos índices parecia estatiticamente similar, caso plotado sobre diferentes escalas de tempo, em qualquer parte entre escalas de 4 minutos e duas semanas. Este comportamento foi chamado de "crítico" em uma analogia com um metal ferromagnético em sua "temperatura crítica", quando se formam regiões onde os átomos do metal dispõem seus spins na mesma direção, e essas regiões parecem similares em diferentes níveis de ampliação. Esta auto-similaridade foi igualmente observada nos intervalos entre batimentos cardíacos, ou entre terremotos. Matematicamente, entretanto, o caso do mercado de ações difere dos outros porque as probabilidades não se modificam com o tamanho do evento, enquanto que no caso de auto-similaridade não-crítica, as probabilidades usualmente seguem uma, assim chamada, lei exponencial. Não fica claro quais decisões individuais de transações levam a uma fase crítica do mercado de ações, diz o co-autor Zbigniew Struzik, embora ele e a equipe na Univesidade de Tóquio estejam trabalhando para encontrar explicações. Também não fica claro se as descobertas podem levar a um sistema de "alerta antecipado" para prever crises e se um tal sistema poderia precipitar uma crise – ou criar uma artificialmente – induzindo ao pânico. "Isto poderia compensar ou neutralizar uma crise, ou torná-las piores", diz Struzik. (Kiyono et al., Physical Review Letters, 17 de fevereiro de 2006)

Número 769, matéria 1, 17 de março de 2006 por Phil Schewe e Ben Stein
UM NOVO TRIUNFO DA INFLAÇÃO. O modelo inflacionário do Big Bang passou por um teste crucial, como revelaram os cientistas que trabalham na Sonda Wilkinson de Anisotropia de Microondas (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe = WMAP), em uma longamente aguardada série de dados, em uma conferência de imprensa realizada em 17 de março. A WMAP foi lançada em 2001 mara mapear as anisotropias no fundo cósmico de microondas (Cosmic Microwave Backgound = CMB), com uma precisão muito maior do que sua predecessora, a Exploradora do Fundo Cósmico (Cosmic Background Explorer = CME), que descobriu as anisotropias na década de 1990. O primeiro lote de dados da WMAP, 3 anos atrás, fixou diversas características do universo que, anteriormente, eram conhecidas de forma muito imprecisa, inclusive: a era da recombinação (380.000 anos após o Big Bang, quando se formaram os primeiros átomos); a idade do universo (13,7 bilhões de anos, mais ou menos 200 milhões de anos); e a conformação do universo (com a Energia Escura respondendo por 73% de toda a energia – ver PNU 624). Desde o anúncio de 2003, os pesquisadores da WMAP têm trabalhado com afinco para reduzir as incertezas de seus resultados. A grande novidade no anúncio de ontem, com base em três anos de dados, foi a liberação de uma mapa do céu contendo informações acerca da polarização das microondas (ver a imagem em Physics News Graphics). As microondas são parcialmente polarizadas, ou orientadas, a partir do tempo de sua origem (emergino da assim chamada "esfera da última dispersão" – ver PNU 591) e parcialmente polarizadas pela disperão, em sua jornada em direção à Terra, a partir do plasma pervasivo da maior parte do Hidrogênio ionizado criado quando a radiação ultravioleta da primeira geração de estrelas atingiu o gás interestelar em redor. A WMAP agora estima que esta reionização, que marca efetivamente a era das primeiras estrelas, tenha ocorrido 400 milhões de anos depois do Big Bang, em lugar dos 200 milhões de anos anteriormente estimados. O principal passo adiante é que menores fatores de erro, cortesia do mapa de polarização e do mapa de temperaturas, muito melhor, do céu – com uma incerteza de apenas um bilhonésimo de grau Kelvin – fornece uma nova estimativa para as falhas de homogeneidade na temperatura do CMB. O modelo mais simples, chamado de Harrison-Zeldovich, afirma que o espectro das falhas de homogeneidade deveria ser plano; ou seja, as falhas de homgeneidade deveriam ter a mesma variação em todas as escalas. A inflação, por outro lado, preve pequenos desvios dessa planura. Os novos dados da WMAP, pela primeira vez, medem o espectro com presisão suficiente para mostrar uma preferência pela inflação, em lugar do espectro previsto pelo modelo Harrison-Zeldovic – um teste que foi longamente aguardado como a "pistola ainda fumegante" da inflação. Publicações disponíveis na página da NASA na Web; imagem disponível em Physics News Graphics. Imagens de alta resolução de mais informações disponíveis na página da NASA

Número 769, matéria 2, 17 de março de 2006 por Phil Schewe e Ben Stein
NANOTUBOS DESDOBRADOS. O Carbono bidimensional, ou Grafeno, tem muitas das propriedades do Carbono unidimensional (na forma de nanotubos): os elétrons podem ser mover a altas velocidades e sofrer apenas pequenas perdas de energia. De cordo com Walt deHeer (Georgia Tech), que falou no encontro desta semana da Sociedade Física Americana (American Physical Society = APS), em Baltimore, o Grafeno fornecerá uma plataforma muito mais controlável para eletrônica integrada do que é possível com nanotubos, uma vez que as estruturas de Grafeno podem ser fabricadas litograficamente como grandes "wafers". Folhas isoladas de Grafeno só foram isoladas em 2004 por Andre Geim (Universidade de Manchester). No Grafeno, a velocidade do elétron é independente da energia. Isto é, os elétrons se movem como ondas de luz; se comportam como se fossem partículas sem massa. Esta extraordinária propriedade foi elucidada em novembro de 2005, através de experiências (ver artigos de apoio na edição de janeiro de 2006 de Physics Today), usando o Efeito de Hall Quântico (Quantum Hall Effect = QHE), no qual elétrons, confinados em um plano e submetidos a altos campos magnéticos, executam apenas as trajetórias quânticas prescritas. Estes testes foram relaizados por grupos representados no encontro da APS por Geim e Philip Kim (Universidade de Columbia). Os estudos do QHE também revelaram que, quando um elétron completa uma trajetória circular completa no campo magntético imposto, sua função de onda (que define a natureza ondulatória quântica do elétron) sofre uma rotação de 180°. Esta modificação, chamada "Fase de Berry", funciona de modo a reduzir a propensão dos elétrons de se espalharem na direção contrária, o que, por sua vez, ajuda a reduzir as perdas em energia. Geim relatou uma nova virada nesta história. Estudando o QHE em bi-camadas de Grafeno, ele observou uma nova versão do QHE, com uma "Fase de Berry" dobrada de 360°. Geim também traçou uma comparação com certas cosmologias nas quais múltiplos universos podem coexistir, cada um com seu próprio conjunto de constantes físicas; no Grafeno, diz ele, onde os elétrons se movem de maneira semelhante à luz, com uma grande velocidade – porém uma algo menor do que a da luz no vácuo – o parâmetro que fixa a escala da força eletromagnética, mais eatamente a "constante de estrutura fina" (definida como e²/hc), tem um valor aproximadamente de 2,0, em lugar do costumeiro 1/137. A nova meta é aprender mais sobre a física do Grafeno e depois se preocupar com aplicações. Por exemplo, Walt deHeer relatou que um gráfico de resistência versus campo magnético aplicado tem um formato fractal. DeHeer declarou que, até agora, não tem explicação para isto. No tocante às aplicações, ele disse que em um chip totalmente de Grafeno, os componentes de ligação com as usuais interconexões metálicas que tendem a corromper relacionamentos quânticos, não seriam necessárias. Assim, a natureza ondulatória dos elétrons poderia ser mais inteiramente explorada para efeitos de informação quântica. O grupo de DeHeer, até agora, tem tentado construir circuitos desta forma: eles fizeram estruturas de Grafeno (inclusive um transistor de Grafeno) tão pequeno como 80 nanômetros (80 bilhonésimos de metro) e esperam chegar até o tamanho de 10 nanômetros.

Número 770, matéria 1, 23 de março de 2006 por Phil Schewe and Ben Stein
LUZ BIDIMENSIONAL. Luz bidiomensional, ou plasmons, podem ser disparados quando a luz bate contra uma superfície metálica texturizada. Os plasmons podem ser úteis para cobrir a divisão entre fotônica (alta quantidade de dados, mas também na escala relativamente larga de circuitos com dimensões de um mícron - um milésimo de milímetro) e eletrônica (quantidade relativamente baixa de dados, mas com dimensões pequenas de dezenas de nanômetros - milhonésimos de milímetro). Pode-se estabelecer uma disciplina híbrida, a "plasmônica", na qual a luz é, primeiro, transformada em plasmons, que se propagam em uma superfície metálica, porém com um comprimento de onda menor do que a luz original; os plasmons podem, então, ser processados com seus próprios dispositivos ópticos bidimensionais (espelhos, canais de ondas, lentes, etc.) e, mais tarde, os plasmons podem ser reconvertidos em luz ou em sinais elétricos. Para mostrar como este campo está criando forma, aí vão alguns resultados de "plasmônica" que foram no grande bazar de física internacional, o encontro de março da Sociedade Americana de Física, que ocorreu na semana passada em Baltimore.
1. Plasmons em biosensores e terapia do câncer: Naomi Halas (Universidade Rice) descreveu como plasmons excitados em uma superfície de partículas muito pequenas, revestidas de ouro, na forma de grãos de arroz, podem atuar como poderosas e localizadas fontes de luz para a realização de espectroscopia em moléculas orgânicas próximas. Os campos elétricos dos plasmons nas extremidades curvas do "arroz" são muito mais intensos do que a luz laser, usada para excitar os plasmons, e assim aumentam grandemente a velocidade e a precisão da espectroscopia. Sintonizados de maneira diferente, plasmons em nanopartículas podem ser usados não só para a identificação, mas também para a erradicação de células cancerosas em ratos.
2. Microscópio de plasmons: Igor Smolyaninov (Universidade de Maryland) relatou que ele e seus colegas estavam aptos a obter imagens de pequenos objetos em um plano, com resolução espacial tão boa quanto 60 nm (quando truques matemáticos são aplicados, a resolução aumenta para 30 nm), usando plasmons excitados nesse plano por luz laser em um comprimento de onda de 515 nm. Em outras palavras, eles obtêm uma microscopia com uma resolução espacial muito melhor do que a difração normalmente permitiria; além disso esta microscopia tem campo longo – a fonte de luz não tem que estar localizada a menos do que um comprimento de onda de distância do objeto. Este trabalho é, essencialmente, uma versão da "óptica da Chatolândia". Eles usam espelhos e lentes de plasmons em 2D para auxiliar na obtenção de imagens e, então, removem os plasmons por um conduto de onda.
3. Super-lentes de polarização de fótons e transmisão gigante: Gennady Shvets (Universidade do Texas) relatou seu uso de fonons excitados por luz para obter super-lentes (lentes com materiais de painel plano) com resoluções microscópicas tão boas quanto um vigésimo de um comprimento de onda na faixa do médio infravermelho. Ele e seus colegas puderam obter imagens sub-superficiais de amostras e observaram o que eles chamam de "transmissão gigante", na qual a luz cai sobre uma superfície coberta com orifícios muito menores do que o comprimento de onda da luz. Muito embora a área total dos orifícios seja somente 6% da superfície total da área, 30% da luz atravessa, por cortesia da atividade dos plasmons nos orifícios.
4. Futuros circuitos de plasmon em freqüências ópticas Nader Engheta (Universidade da Pennsylvania) argumentou que nano-partículas, algumas apoiando a excitação de plasmons, podem ser configuradas para atuar como capacitores, resistores e indutores nanométricos – os elementos básicos para qualquer circuito elétrico. Neste caso, o circuito poderia funcionar não em freqüências de rádio (10¹⁰ Hz) or microondas (10¹² Hz), mas em freqüências ópticas (10¹⁵ Hz). Isto tornaria possível a miniaturização e processamento direto de sinais ópticos com nano-antenas, nano-filtros de circuito, nano-condutores de ondas, nano-ressonadores, e poderiam levar a possíveis aplicações em nano-computação, nano-armazenagem, sinalização molecular e interfaces óptico-moleculares.

Número 771, matéria #1, 29 de março de 2006 por Phil Schewe and Ben Stein
ANIMAÇÃO DA FUSÃO DE BURACOS NEGROS. Agora se pode realizar cálculos acurados das formas de ondas gravitacionais emitidas durante a colisão de Buracos Negros. Um novo estudo computacional de como um par de Buracos Negros, orbitando um ao outro, perturbam o espaço circundante e enviam grandes rajadas de ondas gravitacionais, deve beneficiar a busca experimental por essas ondas com detectores, tais como o Observatório por Interferência de Laser de Ondas Gravitacionais (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory = LIGO) e a planejada Antena Espacial de Interferômetro Laser (Laser Interferometer Space Antenna = LISA). A relativa dificuldade da modelagem computacional do complicado comportamento físico depende, em parte, do sistema em questão e as equações que descrevem as forças atuantes. Para descrever as complicadas configurações das cargas e correntes, usa-se as Equações de Maxwell para estabelecer as forças atuantes. No caso de Buracos Negros binários, as equações são as da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein. Buracos Negros são o máximo em termos de forças gravitacionais e isto apresenta dificuldades em modelar o comportamento do entorno. Não obstante, alguns físicos na Univesidade do Texas em Brownsville conseguiram, agora, derivar um algorítmo que não só produz acuradas estimativas das ondas gravitacionais dos Buracos Negros espiralando para dentro, mesmo nos pequenos intervalos de tempo que levam à fusão final, mas que também é facilmente implementado em computadores (ver figuras e animação em Physics News Graphics). "A importância deste trabalho", diz um dos autores o novo estudo. Carlos Lousto, "é que ele dá uma previsão acurada aos observatórios de ondas gravitacionais, tais como o LIGO, do que eles vão observar". Os novos resultados são parte de um novo estudo de relatividade numérica, relaizado na Universidade do Texas, conhecido como Projeto Lazarus. (Campanelli, Lousto, Marronetti, and Zlochower, Physical Review Letters, 24 de março de 2006).

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Ufa!... acabei... Todas essas matérias são referenciadas no PNU nº 804 e são anteriores a minha primeira tradução (nº 772).

Correções são bem vindas etc e tal, e aquele papo de sempre...

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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