Physics News Update nº 825

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 825, de 23 de maio de 2007 por Phillip F. Schewe e Ben Stein. PHYSICS NEWS UPDATE
SON ET LUMIÈRE, que, em francês, significa “som e luz” é o nome para shows populares nos quais figuras são projetadas nas paredes de prédios famosos (na França e em outros países) acompanhados de estórias difundidas por alto-falantes. Agora, cientistas esperam fazer um show de som-e-luz em fibras com a intenção de produzir, não entretenimento, mas chaves ópticas de alta sensibilidade, ou o dispositivo para transportar bits em futuros computadores totalmente ópticos. O novo esquema, em desenvolvimento por cientistas nas Universidades Ben Gurion e Tel Aviv, usa ondas de som para frear a luz, quase a parando, sob condições (ordinariamente, materiais à temperatura ambiente) mais praticáveis do que as outras experiências de luz lenta.
Richard Tasgal e seus colegas usam como meio uma, assim chamada, fibra de gradeamento Bragg; o núcleo sensível ao UV é exposto, através de uma máscara, a luz ultravioleta. Este tratamento modifica o núcleo de sílica saturada com Germânio da fibra, de maneira periódica ao longo de seu comprimento, de forma que o índice de refração varia periodicamente. A luz que é enviada por meio de tal fibra, e encontra um índice de refração que muda regularmente, vai se refletir várias vezes, não só nas extremidades, mas ao longo de toda a fibra. Uma fibra com esta condição é mencionada, algumas vezes, como “espelho distribuído”. Se, além disso, o feixe de luz for intenso e o material da fibra possuir uma resposta não-linear à luz, o efeito geral das pequenas ondas de luz, se propagando para a frente e para trás, pode ser um pulso de luz se deslocando em velocidades muito menores do que a velocidade da luz no vácuo.
É aqui que a parte do som entra. Uma luz muito intensa pode causar uma pequena deformação na densidade da fibra e isto pode criar ondas de som. Este processo é intensificado quando o pulso de luz viaja próximo à velocidade do som (cerca de 5 km/s) no material, e o trabalho recente demonstra que isso pode ser conseguido. Mas a intensificação pode ser conseguida de ambas as maneiras. Uma onda de som passante pode alterar muito levemente o índice de refração do material e isto, por sua vez, pode resultar em um encurtamento e frenagem de um pulso de luz passante — neste caso, chamados de sólitons opto-acústicos. Tagal diz que ele e seus colegas são os primeiros a reconhecer o potencial das ondas de som em frear e processar pulsos de luz desta forma. A primeira grande dificuldade para implementar o esquema todo é fazer com que os pulsos de luz entrem e fiquem na fibra Bragg, em primeiro lugar, já que a fibra parece inicialmente somente um longo espelho. Isto pode ser conseguido pela gradual intensificação da força do gradeamento ao longo da fibra. (Tasgal, Band, Malomed, Physical Review Letters, artigo em publicação)
CATALIZAÇÃO NA QUÍMICA NUCLEAR PRIMORDIAL. Uma das principais previsões do Modelo Padrão do Big Bang é a criação de núcleos leves — Hidrogênio pesado (Deutério); Hélio-3 e 4, e lítio-6 e 7, nos minutos e horas que seguiram ao próprio Big Bang. Compreender a nucleossíntese do Big Bang (big bang nucleosynthesis = BBN) é importante, uma vez que corresponde à época mais primeva do universo primordial para a qual a teoria e a observação podem ser comparados entre si (a criação do primeiro núcleo estável vem muito antes da criação do primeiro átomo estável). A concordância entre as previsões e observações tem sido bastante boa até agora, com as previsões sendo mais acuradas nos recentes anos pelo mapeamento de alta precisão do fundo cósmico de microondas. Além disso, a medição da abundância dos elementos pode ser usada para procurar por fenômenos além da física conhecida. Realmente, alguns estudos de abundância cósmica já estabeleceram limites no número de partículas leves adicionais e, mais recentemente, na natureza das hipotéticas dimensões extra-espaciais. Mas um quebra-cabeças remanescente é a quantidade de Lítio primordial; tanto o Li-6, como o Li-7 são inesperadamente abundantes em estrelas pobres em metais (aquelas com muito poucos elementos mais pesados). Por exemplo, um nível muito além do esperado de Li-6 pode apontar para uma origem primordial (isto é, não criado nos núcleos estelares ou supernovas), caso no qual o modelo de BBN teria que ser revisado.
Maxim Pospelov do Perimeter Institute for Theoretical Physics, em Waterloo, Ontario, e da Universidade de Victoria, British Columbia, sugere que esta anomalia pode ser explicada se a nucleossíntese primeva fosse auxiliada — catalizada — pela presença de partículas pesadas carregadas, que são muito comuns em vários modelos de física de partículas. De fato, tais patículas são sugeridas nas teorias de supersimetria (conhecida como SUSY). No cenário SUSY cada partícula férmion (com spin fracionário), tal como quarks, teria sua contraparte bóson e cada bóson (spin inteiro) conhecido teria sua contraparte férmion. Pospelov argumenta que partículas SUSY carregadas, com vida longa o suficiente (mais do que mil segundos) que tivessem sobrevivido na era da BBN, se ligariam a núcleos leves e aumentariam (com um fator grande como 108) a formação de núcleos mais pesados, antes da própria partícula SUSY decair. Pospelov diz que sua teoria pode ser verifiável no Grande Colisor de Hadrons (Large Hadron Collider = LHC) atualmente em fase de construção em Genebra. (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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