Physics News Update n° 863
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 863, de1 de maio de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE
PIEZORESISTÊNCIA GIGANTE
Uma nova experiência, realizada por cientistas da França, Suíça e Reino Unido, registrou a maior mudança, até agora, na resistência elétrica de um material causada pelo esticamento do material em temperatura ambiente. A piezoresistência é um dos vários fenômenos nos quais uma mudança na resistência, em função de uma mudança em outro parâmetro físico, pode ser usada para criar sensores de alta sensibilidade. Por exemplo, na magnetoresistência, a força de um pequeno domínio magnético pode alterar a resistência de um circuito em um leitor logo acima. Uma forma acentuada deste efeito, a magentoresistência gigante, está no coração da indústria de bilhões de dólares dos discos rígidos, tendo concedido a três cientistas pioneiros neste campo o Prêmio Nobel de Física de 2007.
Em contraste, na piezoresistência, não é um pequeno campo magnético, mas o pequeno esticamento mecânico de um material o que altera sua resistência, o que, por sua vez, é registrado como um sinal elétrico. Dispositivos piezoresistivos já estão em uso, por algum tempo. Em versões de um simples filme de metal, o tipo usado para monitorar a integridade de paredes de concreto ou de próteses de membros, a mudança na resistência por unidade de estresse (uma razão conhecida como “fator de medida”) tem um valor típico de cerca de 2. No caso de piezoresistores mais caros, dos tipos usados em telefones celulares e acelerômetros para “airbags”, o fator de medida é usualmente no entorno de 100.
Na nova experiência, uma amostra de piezoresistor híbrido de metal/silício apresentou um fator de medida de 900, o maior registrado até agora em temperatura ambiente em um material. (Outros fatores de medida maiores já foram observados em temperaturas impraticavelmente baixas, onde os efeitos quânticos acentuam a piezoresistência). Estruturas com piezoresistência gigante devem ser boas novas para os projetistas de Sistemas Microeletromecânicos (MEMS = microelectromechanical systems) , dispositivos onde é importante medir acelerações extremamente pequenas, ou deflexões na escala atômica.
Além disso, uma maior sensibilidade ao movimento pode ser transformada em menores requisitos de energia, em aplicações (tais como telefones celulares) onde a energia das baterias é um fator importante. Um dos pesquisadores, Alistair Rowe da Ecole Polytechnique em Palaiseau, França, declara que materiais com piezoresistência gigante provavelmente não seriam usados diretamente como meio de armazenamento de energia, porém, mais provavelmente, como um processo de leitura de informação mecanicamente armazenada em dispositivos como o “Millipede” da IBM. (Rowe et al., Physical Review Letters, 11 de Abril de 2008)
LASER ATÔMICO MULTICOLOR.
Um novo estudo teórico sugere que os lasers de átomos intensos não serão monocromáticos. Nos lasers ópticos comuns, a acumulação coordenada de um pulso de luz coerente assegura que todas as ondas de luz terão uma só energia; em outras palavras, toda a luz laser terá uma única cor. Por analogia, a ação de um laser de átomos, que consiste da liberação de átomos gasosos (na forma de ondas) dos constritores de campos magnéticos usados para criar um Condensado de Bose-Einstein (BEC), deveriam ser “monocromáticos”. Ao fim, os átomos em um BEC foram resfriados até um extremo em que todos os átomos possuem a mesma energia.
Stephen Choi e seus colegas da Univesidade de Massachusetts-Boston sustentam que nos BEC diluídos este é realmente o caso. Mas nos BEC densos, as freqüentes colisões entre os átomos vão produzir átomos em energias mais altas também. Com efeitot, as interações interatômicas “geram” ondas de átomos em energias harmônicas alternativas.
Os pesquisadores da UMB, a seguir, demonstram como essa geração de “harmônicos” pode ser demonstrada. Eles o fazem simulando o que acontece quando um BEC é enviado através de um interferômetro, um dispositivo no qual um feixe de ondas coerentes é dividido em dois componentes, guiado através de caminhos diferentes e, então, recombinado de forma a criar um padrão de interferência característico. No interferômetro simulado, os átomos do BEC não se movem através do espaço. Em lugar disso, os processos de divisão, encaminhamento e recombinação são realizados pela sutil modulação dos campos magnéticos usados para confinar o BEC inicialmente.
A presença de ondas “harmônicas” extra de átomos vai tornar o padrão do interferômetro mai complicado. Porém Choi afirma que isto não é, de modo algum, mau. Isto pode levar, por exemplo, a uma maior sensibilidade quando o interferômetro de átomos for posto em uso em certos dispositivos, tais como giroscópios. (Choi et al., Physical Review A, Abril de 2008)
SUPERCONDUTIVIDADE EM FERRO.
A maior temperatura de transição para um material não-cuproso, 43° K, foi obtida por cientistas japoneses da Universidade Nihon, do Centro de Pesqueisas de Fronteira e os Instituto de Tecnologia de Tóquio. Para obter uma temperatura de transição comparativamente alta, os pesquisadores tiveram que espremer sua amostra de La-O-F-Fe-As com uma pressão de 4 giga-pascals. (Takahashi et al., Nature, 23 de Abril de 2008)
“PONTOS QUÂNTICOS” DE GRAFENO.
Físicos na Universidade de Manchester conseguiram criar transistores de elétron isolado, pequenos como 30 nm de Carbono bidimensional. (Ponomarenko et al., Science, 18 de Abril de 2008)
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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
PIEZORESISTÊNCIA GIGANTE
Uma nova experiência, realizada por cientistas da França, Suíça e Reino Unido, registrou a maior mudança, até agora, na resistência elétrica de um material causada pelo esticamento do material em temperatura ambiente. A piezoresistência é um dos vários fenômenos nos quais uma mudança na resistência, em função de uma mudança em outro parâmetro físico, pode ser usada para criar sensores de alta sensibilidade. Por exemplo, na magnetoresistência, a força de um pequeno domínio magnético pode alterar a resistência de um circuito em um leitor logo acima. Uma forma acentuada deste efeito, a magentoresistência gigante, está no coração da indústria de bilhões de dólares dos discos rígidos, tendo concedido a três cientistas pioneiros neste campo o Prêmio Nobel de Física de 2007.
Em contraste, na piezoresistência, não é um pequeno campo magnético, mas o pequeno esticamento mecânico de um material o que altera sua resistência, o que, por sua vez, é registrado como um sinal elétrico. Dispositivos piezoresistivos já estão em uso, por algum tempo. Em versões de um simples filme de metal, o tipo usado para monitorar a integridade de paredes de concreto ou de próteses de membros, a mudança na resistência por unidade de estresse (uma razão conhecida como “fator de medida”) tem um valor típico de cerca de 2. No caso de piezoresistores mais caros, dos tipos usados em telefones celulares e acelerômetros para “airbags”, o fator de medida é usualmente no entorno de 100.
Na nova experiência, uma amostra de piezoresistor híbrido de metal/silício apresentou um fator de medida de 900, o maior registrado até agora em temperatura ambiente em um material. (Outros fatores de medida maiores já foram observados em temperaturas impraticavelmente baixas, onde os efeitos quânticos acentuam a piezoresistência). Estruturas com piezoresistência gigante devem ser boas novas para os projetistas de Sistemas Microeletromecânicos (MEMS = microelectromechanical systems) , dispositivos onde é importante medir acelerações extremamente pequenas, ou deflexões na escala atômica.
Além disso, uma maior sensibilidade ao movimento pode ser transformada em menores requisitos de energia, em aplicações (tais como telefones celulares) onde a energia das baterias é um fator importante. Um dos pesquisadores, Alistair Rowe da Ecole Polytechnique em Palaiseau, França, declara que materiais com piezoresistência gigante provavelmente não seriam usados diretamente como meio de armazenamento de energia, porém, mais provavelmente, como um processo de leitura de informação mecanicamente armazenada em dispositivos como o “Millipede” da IBM. (Rowe et al., Physical Review Letters, 11 de Abril de 2008)
LASER ATÔMICO MULTICOLOR.
Um novo estudo teórico sugere que os lasers de átomos intensos não serão monocromáticos. Nos lasers ópticos comuns, a acumulação coordenada de um pulso de luz coerente assegura que todas as ondas de luz terão uma só energia; em outras palavras, toda a luz laser terá uma única cor. Por analogia, a ação de um laser de átomos, que consiste da liberação de átomos gasosos (na forma de ondas) dos constritores de campos magnéticos usados para criar um Condensado de Bose-Einstein (BEC), deveriam ser “monocromáticos”. Ao fim, os átomos em um BEC foram resfriados até um extremo em que todos os átomos possuem a mesma energia.
Stephen Choi e seus colegas da Univesidade de Massachusetts-Boston sustentam que nos BEC diluídos este é realmente o caso. Mas nos BEC densos, as freqüentes colisões entre os átomos vão produzir átomos em energias mais altas também. Com efeitot, as interações interatômicas “geram” ondas de átomos em energias harmônicas alternativas.
Os pesquisadores da UMB, a seguir, demonstram como essa geração de “harmônicos” pode ser demonstrada. Eles o fazem simulando o que acontece quando um BEC é enviado através de um interferômetro, um dispositivo no qual um feixe de ondas coerentes é dividido em dois componentes, guiado através de caminhos diferentes e, então, recombinado de forma a criar um padrão de interferência característico. No interferômetro simulado, os átomos do BEC não se movem através do espaço. Em lugar disso, os processos de divisão, encaminhamento e recombinação são realizados pela sutil modulação dos campos magnéticos usados para confinar o BEC inicialmente.
A presença de ondas “harmônicas” extra de átomos vai tornar o padrão do interferômetro mai complicado. Porém Choi afirma que isto não é, de modo algum, mau. Isto pode levar, por exemplo, a uma maior sensibilidade quando o interferômetro de átomos for posto em uso em certos dispositivos, tais como giroscópios. (Choi et al., Physical Review A, Abril de 2008)
SUPERCONDUTIVIDADE EM FERRO.
A maior temperatura de transição para um material não-cuproso, 43° K, foi obtida por cientistas japoneses da Universidade Nihon, do Centro de Pesqueisas de Fronteira e os Instituto de Tecnologia de Tóquio. Para obter uma temperatura de transição comparativamente alta, os pesquisadores tiveram que espremer sua amostra de La-O-F-Fe-As com uma pressão de 4 giga-pascals. (Takahashi et al., Nature, 23 de Abril de 2008)
“PONTOS QUÂNTICOS” DE GRAFENO.
Físicos na Universidade de Manchester conseguiram criar transistores de elétron isolado, pequenos como 30 nm de Carbono bidimensional. (Ponomarenko et al., Science, 18 de Abril de 2008)
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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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