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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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 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…

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