Physics News Update nº 822

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 822, de 1 de maio de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE
O EFEITO EFIMOV: TRÊS É BOM, DOIS É DEMAIS. Na reunião de abril da APS em Jacksonville, os físicos discutiram as recentes observações do Efeito Efimov, um fenômeno puramente quântico pelo qual duas partículas, tais como dois átomos neutros que, normalmente, não apresentam Interação Forte entre si, se juntam a um terceiro átomo, em certas condições. O trio pode, então, formar um número infinito de configurações, ou, dito de outra forma, um infinito número de “estados interligados” que prendem os átomos juntos.
O efeito foi previsto pela primeira vez no entorno de 1970 por um físico chamado Vitaly Efimov, então um candidato a PhD, mas acharam, inicialmente, que era “estranho demais para ser verdade”, de acordo com Chris Greene da Universidade do Colorado, em parte porque os átomos mudariam abruptamente de uma condição de independência para se tornarem tripletos de irmãos siameses, a distâncias notavelmente longas (aproximadamente 500 a 10.000 vezes o tamanho de um átomo de Hidrogênio, no caso de átomos neutros). Por décadas, os experimentadores tentaram, em vão, criar esses sistemas de três partículas (que começaram a ficar conhecidos como “Trigêmeos de Efimov” [no original, em inglês: “Efimov Trimers”, um trocadilho intraduzível]. Em 1999, Greene e seus colabordores Brett Esry e Jim Burke, predisseram que gases de átomos ultra-resfriados poderiam fornecer as condições corretas para a criação desse estado tri-particular. Em 2005, uma equipe de pesquisas, liderada por Rudi Grimm da universidade de Innsbruck na Áustria, finalmente confirmou o Estado Efimov em um gás ultra-resfriado de Césio, esfriado até apenas 10 nanokelvin.
Como os átomos neutros se atraem, em primeiro lugar? A distâncias pequenas, se aplicam os mecanismos ordinários das ligações químicas, mas nas vastas distâncias, relevantes para o Efeito Efimov, isto acontece principalmente pelo Efeito van de Waals, no qual o rearranjo das cargas elétricas em um átomo (formando um “dipolo elétrico”) cria campos elétricos que podem induzir dipolos – e, desta forma atrair – átomos vizinhos. A observação do Efeito Efimov é um achado para conseguir estudar a rica física quântica entre três partículas.
O Efeito pode, concebivelmente, ocorrer em núcleons ou moléculas (e em qualquer objeto governado pela mecânica quântica). Entretanto, é provável que ele seja mais difícil de observar nesses sistemas, porque os físicos não podem alterar a força das interações entre as partículas constituíntes, tão facilmente como o podem nos gases utra-resfriados (através de suas “Ressonâncias de Feshbach”). Porém o Efeito pode fornecer uma idéia em sistemas tais como o Trítio, um núcleon formado por um próton e dois nêutrons, além do cruzamento BCS-BEC, no qual os átomos mudam da formação de Pares de Cooper, fracamente interligados, para entrar em um único estado quântico coletivo. (Ver também o artigo de Charles Day, Physics Today, Abril de 2006, Esry et al, Phys. Rev. Lett, 30 de agosto de 1999, e Kraemer et al., Nature, 16 de março de 2006).
A FÍSICA DOS UTENSÍLIOS é explicada por Lou Bloomfield da Universidade de Virginia no número de maio da Physics Today. Esqueça as aulas de culinária — a cutelaria pode fornecer uma rica lição sobre cristalografia e física de matéria condensada. Garfos, facas e colheres são, geralmente, feitas de aço — uma liga de Ferro e Carbono com outros elementos misturados. Um cristal de Ferro, à temperatura ambiente, é macio e é suscetível ao esforço de ruptura. Em outras palavras, empurrar as camadas de cristais de Ferro em direções opostas fazem com que as lâminas escorreguem, entortando o Ferro permanentemente, o que, como Bloomfield observa, “é bom para dar laços em gravatas, mas não é tão bom para uma faca”. Quando o cristal de Ferro (conhecido como Ferrite) recebe uma quantidade até pequena de Carbono, a situação muda. Disperso através da Ferrite (o Carbono é, geralmente, insolúvel nela), o Carbono torna mais difícil para as impurezas do cristal, conhecidas como deslocamentos, se moverem, frustrando, assim, as forças de ruptura e tornando o sólido mais duro. Ponha-se mais Carbono, ainda, na Ferrite e ele vai distorcer o cristal, tornando-o na mais forte estrutura de aço possível, adequada para as lâminas de corte das facas. Fazer aço útil para a cutelaria, geralmente requer aquecer uma mistura de Ferro-Carbono acima dos 727 °C, a fim de facilitar as transformações estruturais ao longo de todo o material do aço. O tipo do utensílio resultante depende de quão rápido o aço é resfriado. Aços resfriados lentamente resultam em Perolita, um composto resistente, mas relativamente macio, freqüentemente usado para colheres. Um aço mais rapidamente resfriado leva à Martensita, o aço duro usado em gumes cortantes. Reaquecer a Martensita, rearranja algumas estruturas cristalinas e “tempera” o aço, de forma a troná-lo menos friável. A fabricação de aço inoxidável, diz Bloomfield, envolve a adição de outros elementos que inluem o Cromo. Quando o conteúdo de Cr ultrapassa 11,5% em peso, se forma uma camada de Óxido de Cromo na superfície que impede o enferrujamento. Mais detalhes podem ser encontrados no artigo de Bloomfield, que é gratuitamente acessível (em inglês) aqui
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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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