Physics News Update nº 811

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 811, de 7 de fevereiro de 2007 por Phillip F. Schewe, Ben Stein, Turner Brinton e Davide Castelvecchi. PHYSICS NEWS UPDATE
O EFITO CASIMIR FICA QUENTE. Pela primeira vez, um grupo liderado pelo laureado com um Nobel Eric Cornell no National Institute of Standards and Technology (NIST) e da Universidade do Colorado em Boulder confirmou uma previsão feita em 1955 pelo físico Evgeny Lifschitz de que a temperatura afeta a Força de Casimir, a atração entre dois objetos que são colocados a uma distância de 5 milhonésimos de metro entre si, ou menos. Estes esforços aumentam a compreensão da força e permite futuras experiências para uma melhor compreensão de seus efeitos. Pequeno como é, o efeito Casimir faz com que sistemas nano e microeletromecânicos (NEMS e MEMS) se grudem. Ele confunde os esforços das experiências em laboratório para detectar novas forças estranhas, além daquelas previstas pela gravidade newtoniana e pelo Modelo Padrão da física de partículas.
Em seu trabalho, os pesquisadores investigaram a força de Casimir-Polder, a atração entre um átomo neutro e uma superfície próxima. [Obrigado, Daniel!]
O grupo do Colorado enviou átomos de Rubídio super resfriados até uns poucos mícrons de uma superfície de vidro. Dobrar a temperatura da superfície de vidro até 600° K, enquanto se mantinha o resto do ambiente à temperatura normal, fez com que a força atrativa do vidro triplicasse, confirmando as previsões teóricas feitas recentemente pelos co-autores teóricos de Trento, Itália.
Afinal, o que acontece? A força de Casimir surge dos efeitos do vácuo (espaço vazio). De acordo com a mecânica quântica, o vácuo consiste de ondas eletromagnéticas errantes, que, por sua vez, consistem de campos elétricos e magnéticos. Os campos elétricos podem redirecionar levemente a carga em átomos. Tais átomos “polarizados” podem, então, sentir uma força de um campo elétrico. Os campos elétricos do vácuo podem ser alterados pela presença de vidro, criando uma região de um campo elétrico máximo que atrai os átomos. Além disso, o calor dentro do vidro também direciona as ondas eletromagnéticas errantes, algumas das quais vazam para a superfície como “ondas evanescentes”. Essas ondas evanescentes têm um campo elétrico máximo na superfície e atraem mais ainda os átomos. As ondas eletromagnéticas no restante do ambiente deveriam, usualmente, cancelar a atração térmica da superfície de vidro. Entretanto, o aumento apenas na temperatura do vidro desquilibra o jogo em favor da força térmica do vidro e aumenta a atração entre a parede e os átomos. (Obrecht et al., Physical Review Letters, 9 de fevereiro de 2007)
DERMATOLOGIA DE NANOTUBOS. O processo pelo qual nanotubos de carbono se auto-reparam foi, agora, explicado e modelado em detalhes. Esses tubos, algumas vezes com a espessura de cerca de um nanômetro, mas com mícrons de comprimento, estão entre os materiais mais resistentes, porém também flexíveis, conhecidos. E, quando eles sofrem uma ruptura, não importa se por meio de irradiação ou da aplicação de calor ou tensão extremos, eles são capazes de se “costurarem” sozinhos, sem que fiquem quaisquer cicatrizes ou falhas. A maneira como eles o fazem – mostra um novo estudo conduzido por cientistas da Universidade Rice – é através da propagação de um tipo de “equipe de reparos de carbono” deslizante. A “equipe” consiste de uma “falange” de 10 átomos de carbono, na forma pentágono-heptágono, que se move ao longo do tubo, preenchendo a rachadura criada, emitindo átomos de carbono e reorganizando as ligações locais ao irem embora. Os carbonos ejetados podem tanto ir embora, quanto serem utilizados no serviço de reparo em outro local (ver a figura em http://www.aip.org/png/2007/276.htm ). O reparo de outros materiais com base em carbono, tais como proteínas ou DNA, é muito mais complicado e, usualmente, deixa cicatrizes ou outros indícios do reparo. Mas o engenheiro da Rice, Boris Yakobson acredita que a “máquina de reparos 5/7” que funciona nos nanotubos de carbono pode funcionar também em micelas (dispositivos de moléculas superficiais disposta em um colóide) ou em microtubulos. n carbon nanotubes might operate too in other 2-dimensional. (Ding et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)
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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.
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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.

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