Physics News Update nº 792
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 792, de 13 de setembro de 2006 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, e Davide Castelvecchi Physics News Update
ACELERAÇÃO DE PARTÍCULAS POR EMISSÃO ESTIMULADA DE RADIAÇÃO (PARTICLE ACCELERATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION, ou, simplesmente PASER), uma espécie de similar com partículas do processo laser, foi demonstrado, pela primeira vez, por uma equipe de físicos do Instituto de Tecnologia Technion-Israel, usando as instalações do Laboratório Nacional de Brookhaven. Em um laser comum, os fótons que atravessam um meio ativo (um corpo de átomos excitados), estimulam os átomos, através de colisões, a liberar sua energia na forma de mais fótons emitidos; este processo coerente se acumula em si próprio até que um grande pulso de intensa luz sai da cavidade na qual a amplificação ocorre. Na nova experiência de prova de princípio do PASER, o meio ativo consiste de um vapor de CO2 e, em lugar de liberar a energia na forma de fótons estimulados, os átomos transferem sua energia para um feixe de elétrons. Os elétrons estimulam os átomos a cederem sua energia extra através de colisões. A energia dos elétrons é amplificada de maneira coerente; ou seja, os eletrons são diretamente acelerados por uma direta e coordenada transferência quântica de energia. Embora ocorram milhões de colisões para cada elétron, nenhum calor é gerado. A energia transferida vai para uma movimentação amplificada dos elétrons. Seria o caso de dizer que este é o caso de uma transferência de energia tipo laser que resulta em aceleração de elétrons.
Deve-se dizer que os elétrons começam com uma energia de 45 milhões de elétron-volts (MeV) e absorveram somente uma modesta energia de cerca de 200 mil elétron-volts (keV). Os elétrons, inicialmente acelerados em um acelerador convencional, foram também expostos a um laser de CO2 e também enviados através de um dispositivo “agitador” de magnetos; estas ações servem para seccionar um grande monte de elétrons em micro-montes separados, que são escalonados e modulados em energia, a fim de se adaptarem melhor ao processo de ressonância PASER na cavidade de ressonância cheia de CO2 por um pouco mais de tempo (ver figuras em http://www.aip.org/png/2006/268.htm).
A capacidade de acelerar elétrons com energia acumulada em átomos/moléculas individuais, um processo agora demonstrado com o PASER, apresenta novas oportunidades, uma vez que os elétrons acelerados podem se provar siginficantemente “mais frios” (eles são mais colimados em velocidade), do que em outros processos de aceleração envisados, o que, por sua vez, permite a geração de raios-X de alta qualidade, que são uma ferramenta essencial na nano-ciência (Banna, Berezovsky, Schachter, Physical Review Letters, artigo em fase de publicação)
A MAQUININHA DE EINSTEIN. Albert Einstein era o teórico por excelência, tendo produzido emplicações matemáticas do espaço e do tempo, gravidade, átomos e fenômenos quânticos. Entretanto, Einstein tinha seu lado “experimental”, também. Ele foi criado em um lar onde “engenhocas” estavam por toda a parte (seu pai era proprietário de uma fábrica de instrumentos elétricos) e ele trabalhou em um escritório de patentes, onde um desfile de projetos detalhados de engenharia passavam sob suas vistas, todo o dia. Na verdade, ele construíu diversos dispositivos práticos e registrou diversas patentes próprias. Uma das criações de Einstein, que ele chamava de sua “Maschinchen” (“maquininha”), se destinava a medir voltagens da ordem de 0,0005 volts. Este tipo de precisão é, atualmente, fácil de obter, mas não era possível em 1907, quando Einstein desenvolveu uma geringonça que registrava a carga induzida em uma placa metálica próxima e, então, armazenada em um acumulador especial; o efeito do pequeno sinal de voltagem podia ser, então, multiplicado. Sabe-se que existem três versões desta máquina e que ao menos uma dessas versões foi usada em uma experiência realizada por Walter Gerlach (que viria, mais tarde a particupar da descoberta, junto com Stern, do spin do elétron). Agora, dois cientistas da Universidade de Ghent, na Bélgica, realizaram simulações em computador para mostrar como a “Maschinichen” funcionava. Danny Segers diz que ele e Jos Uyttenhove estão construindo uma réplica para melhor explorar a engenhosidade de Einstein. (American Journal of Physics, agosto 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.
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