Physics News Update nº 862
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 862, de 23 de abril de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE
O AQUECIMENTO DO EFEITO ESTUFA É UM FENÔMENO CLÁSSICO.
Um novo estudo conjunto, realizado por cientistas franceses e russos, mostra em detalhes como as moléculas de Dióxido de Carbono absorvem e, algumas vezes, espalham a energia da luz, não apenas como moléculas isoladas, mas também durante as colisões intermoleculares. A absorção por moléculas isoladas é certamente governada por efeitos quânticos, porém a absorção pelas moléculas durante as colisões é, como mostra o novo estudo, um processo governado pelas clássicas leis de movimento. Este novo enfoque sobre este importante gás de efeito estufa deve auxiliar os cientistas a criarem melhores modelos do aquecimento pelo efeito estufa.
A luz visível que vem do Sol banha a Terra diariamente e é refletida de volta pela Terra como radiação infravermelha (IV). Um aquecimento adicional ocorre quando parte desse IV é absorvido e retido na atmosfera. O CO2 é um gás do qual só existem traços na atmosfera, onde as moléculas de O2 e N2 são extremamente mais numerosas, mas sua crescente presença (em parte devida à atividade humana) e sua capacidade de absorver e aprisionar a radiação IV, são encarados como importantes na produção do efeito estufa. Moléculas de CO2 podem absorver luz individualmente. Mas as moléculas também podem absorver luz quando colidem com outras moléculas. Esta absorção induzida por colisão, que ocorre em comprimentos de onda diferentes daqueles das moléculas isoladas, e que responde por cerca de 10% da absorção total do IV, ainda é insuficientemente compreendida.
Michael Chrysos e seus colegas da Universidade de Angers (França) e da Universidade de São Petersburgo (Rússia) conseguiram agora calcular as primeiras fórmulas matemáticas exatas que podem ser usadas para calcular como as colisões entre moléculas podem modificar o espectro de absorção para essas moléculas (Ver figura em http://www.aip.org/png/2008>/300.htm). E não somente entre moléculas de CO2, mas também para colisões entre moléculas triatômicas, tais como o CO2, e moléculas diatômicas, tais como O2 e N2, ou mesmo entre moléculas diatômicas. Ordinariamente, O2 e N2 não absorvem radiação IV, uma vez que não têm diversos dos movimentos vibratórios das moléculas triatômicas, porém podem absorver IV sob certas circunstâncias de colisão. Assim, as fórmulas permitem aos pesquisadores investigar como o aquecimento do efeito estufa – a captura de radiação e a subseqüente distribuição da energia térmica – acontece.
Chrysos declara que a importância da absorção induzida por colisão depende da altitude. A 600 km, por exemplo, as moléculas de ar colidem em uma taxa de uma vez por minuto, enquanto que ao nível do mar esta taxa é de 1010 por segundo. Em Vênus, onde o CO2 é o gás dominante na atmosfera (96%) e onde as pressões são enormes, as colisões CO2-CO2 fornecem a maior parte do aquecimento do efeito estufa.
Em conclusão, o novo estudo aperfeiçoa o estudo do aquecimento por efeito estufa de diversas maneiras:
(1) Nos permite calcular exatamente quanto da energia dos fótons IV (interceptada por uma molécula de CO2, durante uma colisão CO2-CO2) é transferida diretamente para a molécula de gás vizinha, onde esta é convertida em energia cinética de translação; écerca de metade da energia do fóton de IV. A outra metade da energia do fóton de IV vai para a rotação das duas moléculas que, então, passam a girar mais rapidamente.
(2) Mostra como introduzir efeitos de ordem mais alta, tais como a colisão simultânea de três moléculas. Em Vênus tais colisões devem acrescentar muito à absorção do IV.
(3) Fornece indícios de que interações inter-moleculares a curta distância (interações que acontecem quando moléculas que vão colidir se aproximam a menos de poucos angstroms) não têm quaisquer efeitos na absorção, uma conclusão que conflita com a crença largamente difundida de que essas interações a curta distância deveriam exercer um papel importante na absorção induzida por colisão. Em lugar disto, o novo estudo argumenta que a absorção devida às colisões CO2-CO2 é exclusivamente governada pelas interações a longa distância, que podem ser modeladas e interpretadas com as conhecidas leis da física clássica somente. (Chrysos 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.
PHYSICS NEWS UPDATE
O AQUECIMENTO DO EFEITO ESTUFA É UM FENÔMENO CLÁSSICO.
Um novo estudo conjunto, realizado por cientistas franceses e russos, mostra em detalhes como as moléculas de Dióxido de Carbono absorvem e, algumas vezes, espalham a energia da luz, não apenas como moléculas isoladas, mas também durante as colisões intermoleculares. A absorção por moléculas isoladas é certamente governada por efeitos quânticos, porém a absorção pelas moléculas durante as colisões é, como mostra o novo estudo, um processo governado pelas clássicas leis de movimento. Este novo enfoque sobre este importante gás de efeito estufa deve auxiliar os cientistas a criarem melhores modelos do aquecimento pelo efeito estufa.
A luz visível que vem do Sol banha a Terra diariamente e é refletida de volta pela Terra como radiação infravermelha (IV). Um aquecimento adicional ocorre quando parte desse IV é absorvido e retido na atmosfera. O CO2 é um gás do qual só existem traços na atmosfera, onde as moléculas de O2 e N2 são extremamente mais numerosas, mas sua crescente presença (em parte devida à atividade humana) e sua capacidade de absorver e aprisionar a radiação IV, são encarados como importantes na produção do efeito estufa. Moléculas de CO2 podem absorver luz individualmente. Mas as moléculas também podem absorver luz quando colidem com outras moléculas. Esta absorção induzida por colisão, que ocorre em comprimentos de onda diferentes daqueles das moléculas isoladas, e que responde por cerca de 10% da absorção total do IV, ainda é insuficientemente compreendida.
Michael Chrysos e seus colegas da Universidade de Angers (França) e da Universidade de São Petersburgo (Rússia) conseguiram agora calcular as primeiras fórmulas matemáticas exatas que podem ser usadas para calcular como as colisões entre moléculas podem modificar o espectro de absorção para essas moléculas (Ver figura em http://www.aip.org/png/2008>/300.htm). E não somente entre moléculas de CO2, mas também para colisões entre moléculas triatômicas, tais como o CO2, e moléculas diatômicas, tais como O2 e N2, ou mesmo entre moléculas diatômicas. Ordinariamente, O2 e N2 não absorvem radiação IV, uma vez que não têm diversos dos movimentos vibratórios das moléculas triatômicas, porém podem absorver IV sob certas circunstâncias de colisão. Assim, as fórmulas permitem aos pesquisadores investigar como o aquecimento do efeito estufa – a captura de radiação e a subseqüente distribuição da energia térmica – acontece.
Chrysos declara que a importância da absorção induzida por colisão depende da altitude. A 600 km, por exemplo, as moléculas de ar colidem em uma taxa de uma vez por minuto, enquanto que ao nível do mar esta taxa é de 1010 por segundo. Em Vênus, onde o CO2 é o gás dominante na atmosfera (96%) e onde as pressões são enormes, as colisões CO2-CO2 fornecem a maior parte do aquecimento do efeito estufa.
Em conclusão, o novo estudo aperfeiçoa o estudo do aquecimento por efeito estufa de diversas maneiras:
(1) Nos permite calcular exatamente quanto da energia dos fótons IV (interceptada por uma molécula de CO2, durante uma colisão CO2-CO2) é transferida diretamente para a molécula de gás vizinha, onde esta é convertida em energia cinética de translação; écerca de metade da energia do fóton de IV. A outra metade da energia do fóton de IV vai para a rotação das duas moléculas que, então, passam a girar mais rapidamente.
(2) Mostra como introduzir efeitos de ordem mais alta, tais como a colisão simultânea de três moléculas. Em Vênus tais colisões devem acrescentar muito à absorção do IV.
(3) Fornece indícios de que interações inter-moleculares a curta distância (interações que acontecem quando moléculas que vão colidir se aproximam a menos de poucos angstroms) não têm quaisquer efeitos na absorção, uma conclusão que conflita com a crença largamente difundida de que essas interações a curta distância deveriam exercer um papel importante na absorção induzida por colisão. Em lugar disto, o novo estudo argumenta que a absorção devida às colisões CO2-CO2 é exclusivamente governada pelas interações a longa distância, que podem ser modeladas e interpretadas com as conhecidas leis da física clássica somente. (Chrysos 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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