Physics News Update nº 819
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 819, de 11 de abril de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE
A SEGUNDA LEI DO MOVIMENTO DE NEWTON, este pilar da física clássica, a fórmula que diz a força aplicada sobre um objeto é proporcional a sua aceleração, foi agora testada e comprovada válida, até o nível de 5 x 10-14 m/s². Isto representa um melhoramento de mil vezes sobre a verificação anterior, realizado a 21 anos atrás (Physical Review D, volume 34, pag. 3240, 1986). O novo teste foi realizado por físicos na Universidade de Washington, usando um pêndulo de torção giratório, um tipo especial de pêndulo no qual a força restauradora não é a gravidade (como seria em um pêndulo oscilatório), porém vem de uma fibra de torção muito fina. Uma das implicações da Lei de Newton é que a freqüência do pêndulo (sua taxa de tique-taque) deveria ser independente da ampitude de sua rotação (na medida em que a oscilação seja pequena). Procurando por um pequeno afastamento desta esperada independência, os pesquisadores de Washington observaram o pêndulo em amplitudes muito pequenas; na verdade, a rotação observada foi mantida em um nível tão pequeno que a excitação Browniana do pêndulo foi um fator considerado na interpretação dos resultados. Espera-se que a Segunda Lei de Newton seja quebrada nas escalas subatômicas, onde a incerteza quântica frustra qualquer definição de velocidade. Mas, para esta experiência, onde o pêndulo tinha uma massa de 70g e consistia de 1024 átomos, considerações quânticas não eram importantes. De acordo com um dos cientistas envolvidos, Jens Gundlach, esta nova afirmação de que a força é proporcional à aceleração (ao menos para velocidades não-relativísticas), pode influenciar futuras discussões de duas anomalias: (1) anomalias nas curvas de rotação de galáxias — caracterizando a velocidade das estrelas como uma função de seu raio a partir do centro galáctico — sugere, ou que um empuxo extra gravitacional, na forma da presença da ainda não detectada matéria escura, está em ação; ou que alguma outra forma da Segunda Lei de Newton poderia estar funcionando (o que conhecido como Dinâmica de Newton Modificada [Modified Newton Dynamics = MOND]); e (2) o continuado mistério que cerca as inexplicadas acelerações que aparentemente caracterizam a trajetória das espaçonaves Pioneer (ver PNU n° 391, matéria 1). (Gundlach et al., Physical Review Letters, artigo em publicação).
CÉLULAS SOLARES ASSISTIDAS POR PLASMON. Por causa de sua ubiquidade na eletrônica, o Silício é o semicondutor favorito para uso em células solares fotovoltáicas. Ainda assim, é desejável reduzir as quantidades de Si necessárias para dispostivos de largas áreas. Além disso, o Silício é um pobre emissor e absorvente de luz e, por este motivo, a eficiência das células solares tem sido, geralmente, pobre. A eficiência das células com finas películas de Si é mais pobre ainda do que a de células com a espessura de um wafer. Como fazer células baratas (usando películas finas) mas também bastante absorventes, é uma meta importante. Os cientistas na Universidade de New South Wales, na Austrália, conseguiram, agora, aumentar a absorção de luz solar empregando plasmons de superfície. Quando a luz atinge uma superfície metálica, pode iniciar perturbações elétricas na superfície, tanto como excitações localizadas, chamadas de plasmons de superfície, ou como ondas móveis, chamadas polaritons-plasmons de superfície. Os plasmons podem ser considerados um substituto para a luz, exceto em comprimentos de onda mais curtos. Se, além disso, a energia dos plasmons pode ser eficientemente coletada e transferida para uma guia de onda subjacente que faria parte da célula solar, então o rendimento das células pode ser aumentado. Isto é o que fazem os pesquisadores de New South Wales. Eles usam nanopartículas de Prata para excitar plasmons de superfície, que aumentam a captura da luz. Para películas com 1,25 mícrons de espessura, a melhora foi de um fator de 16 para,luz com um comprimento de onda de 1050 nm. Para wafers, a melhora foi de um fator de 7 para um comprimento de onda de 1200 nm. O Silício normalmente absorve luz somente de maneira fraca nesta parte do espectro, de forma que a melhora é significativa. Ao longo de todos os comprimentos de onda, a melhora da fotocorrente para as superfícies de película de 1,25 mícrons e de wafer foi, respectivamente, 33% e 19%. De acordo com Supriya Pillai, otimizar o tamanho das nanopartículas deve trazer melhoramentos adicionais. (Pillai et al., 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.
A SEGUNDA LEI DO MOVIMENTO DE NEWTON, este pilar da física clássica, a fórmula que diz a força aplicada sobre um objeto é proporcional a sua aceleração, foi agora testada e comprovada válida, até o nível de 5 x 10-14 m/s². Isto representa um melhoramento de mil vezes sobre a verificação anterior, realizado a 21 anos atrás (Physical Review D, volume 34, pag. 3240, 1986). O novo teste foi realizado por físicos na Universidade de Washington, usando um pêndulo de torção giratório, um tipo especial de pêndulo no qual a força restauradora não é a gravidade (como seria em um pêndulo oscilatório), porém vem de uma fibra de torção muito fina. Uma das implicações da Lei de Newton é que a freqüência do pêndulo (sua taxa de tique-taque) deveria ser independente da ampitude de sua rotação (na medida em que a oscilação seja pequena). Procurando por um pequeno afastamento desta esperada independência, os pesquisadores de Washington observaram o pêndulo em amplitudes muito pequenas; na verdade, a rotação observada foi mantida em um nível tão pequeno que a excitação Browniana do pêndulo foi um fator considerado na interpretação dos resultados. Espera-se que a Segunda Lei de Newton seja quebrada nas escalas subatômicas, onde a incerteza quântica frustra qualquer definição de velocidade. Mas, para esta experiência, onde o pêndulo tinha uma massa de 70g e consistia de 1024 átomos, considerações quânticas não eram importantes. De acordo com um dos cientistas envolvidos, Jens Gundlach, esta nova afirmação de que a força é proporcional à aceleração (ao menos para velocidades não-relativísticas), pode influenciar futuras discussões de duas anomalias: (1) anomalias nas curvas de rotação de galáxias — caracterizando a velocidade das estrelas como uma função de seu raio a partir do centro galáctico — sugere, ou que um empuxo extra gravitacional, na forma da presença da ainda não detectada matéria escura, está em ação; ou que alguma outra forma da Segunda Lei de Newton poderia estar funcionando (o que conhecido como Dinâmica de Newton Modificada [Modified Newton Dynamics = MOND]); e (2) o continuado mistério que cerca as inexplicadas acelerações que aparentemente caracterizam a trajetória das espaçonaves Pioneer (ver PNU n° 391, matéria 1). (Gundlach et al., Physical Review Letters, artigo em publicação).
CÉLULAS SOLARES ASSISTIDAS POR PLASMON. Por causa de sua ubiquidade na eletrônica, o Silício é o semicondutor favorito para uso em células solares fotovoltáicas. Ainda assim, é desejável reduzir as quantidades de Si necessárias para dispostivos de largas áreas. Além disso, o Silício é um pobre emissor e absorvente de luz e, por este motivo, a eficiência das células solares tem sido, geralmente, pobre. A eficiência das células com finas películas de Si é mais pobre ainda do que a de células com a espessura de um wafer. Como fazer células baratas (usando películas finas) mas também bastante absorventes, é uma meta importante. Os cientistas na Universidade de New South Wales, na Austrália, conseguiram, agora, aumentar a absorção de luz solar empregando plasmons de superfície. Quando a luz atinge uma superfície metálica, pode iniciar perturbações elétricas na superfície, tanto como excitações localizadas, chamadas de plasmons de superfície, ou como ondas móveis, chamadas polaritons-plasmons de superfície. Os plasmons podem ser considerados um substituto para a luz, exceto em comprimentos de onda mais curtos. Se, além disso, a energia dos plasmons pode ser eficientemente coletada e transferida para uma guia de onda subjacente que faria parte da célula solar, então o rendimento das células pode ser aumentado. Isto é o que fazem os pesquisadores de New South Wales. Eles usam nanopartículas de Prata para excitar plasmons de superfície, que aumentam a captura da luz. Para películas com 1,25 mícrons de espessura, a melhora foi de um fator de 16 para,luz com um comprimento de onda de 1050 nm. Para wafers, a melhora foi de um fator de 7 para um comprimento de onda de 1200 nm. O Silício normalmente absorve luz somente de maneira fraca nesta parte do espectro, de forma que a melhora é significativa. Ao longo de todos os comprimentos de onda, a melhora da fotocorrente para as superfícies de película de 1,25 mícrons e de wafer foi, respectivamente, 33% e 19%. De acordo com Supriya Pillai, otimizar o tamanho das nanopartículas deve trazer melhoramentos adicionais. (Pillai et al., 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.
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