ISNS: Não é a melhor equipe que vence a Copa

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[ Original em inglês: Best Team Not Guaranteed World Cup Success ]

Por que é importante ter um pouco de sorte, junto com uma sólida estrategia para o jogo.

11 de junho de 2010

Por Chris Gorski
Inside Science News Service


Soccer -- GENERIC

Imagem ampliada

Crédito: Christopher Bruno

Informações sobre os direitos

WASHINGTON (ISNS) — A Copa do Mundo dá aos fãs do esporte mais popular do mundo a oportunidade de vibrarem e agonizarem com os altos e baixos das equipes de suas nações. Para os cientistas, sejam ou não fãs, é mais uma oportunidade para coletarem dados e testar hipóteses acerca do quanto a final reflete mesmo as habilidades relativas e desempenho das duas equipes – e se elas usaram as melhores estrategias possíveis para obter a vitória.

Um jogo e um torneio imperfeitos?

Quando a poeira assentar, depois do término no mes que vem dessa Copa do Mundo, provavelmente o campeão não será o time que jogou melhor, diz Gerald Skinner, astrofísico da Universidade de Maryland em
College Park.

Após uma discussão no refeitório com seus fanáticos companheiros de mesa,
Skinner, que admite não ser um grande entusiasta por esportes, publicou uma pesquisa em 2009 que detalhavam sua afirmação, usando técnicas familiares aos astrônomos. E as descobertas apoiavam sua posição.

 “Não chega a ser um processo totalmente aleatório, porem o resultado de uma partida de futebol em particular tem uma grande dose de sorte e aleatoriedade nele”, argumenta Skinner.

A média de gols por partida na Copa de 2006 foi de 2,3 gols por partida. Pela análise do número de gols e sua distribuição, que é melhor descrita pelo fenômeno estatístico chamado de distribução de Poisson,  Skinner foi capaz de demonstrar que, se uma partida fosse jogada novamente, o número de gols e até o vencedor poderiam variar consideravelmente, mesmo que ambas as equipes jogassem igualmente bem – em parte porque o futebol é um jogo de baixos escores.

Se uma seleção vence por uma diferença de 3×0, seus torcedores podem estar certos de que o melhor triunfou. Porém, segundo Skinner, se o resultado for 2×1 ou 1×0, a coisa não fica tão clara. Por exemplo, ele descobriu que nos jogos que acabaram em 2×1, quase um terço das vezes não foi o time com a melhor campanha que ganhou.

Essa incerteza influencia todo o torneio. Skinner afirma que a primeira fase da Copa do Mundo provavelmente revela os melhores times de cada chave, já que todos jogam entre si. Mas as fases seguintes são por eliminação simples e as incertezas se acumulam em quatro jogos sucessivos. Skinner calculou que a probailidade de ser a melhor equipe que ganhe a Copa do Mundo fica em torno dos 28%.

“É realmente na fase do mata-mata que a incerteza é introduzida no processo”, argumenta Skinner. “Você tem que vencer quatro vezes contra a chance de um resultado inesperado”. 

Skinner propõe que mudanças no jogo que aumentem a média de gols fariam diminuir a chance de alguém ganhar por pura sorte. As opções incluem aumentar o tamanho do gol, ou fazer com que as equipes continuem jogando até uma diferença significativa no número de gols, mas acrescenta “eu tenho que admitir que essas opções não são realísticas”.

Para alguns torcedores, a chance de que qualquer coisa pode acontecer é uma das boas coisas nos esportes. Não importa o quanto improvável for o vencedor, a marra vai durar por quatro anos.

Os times deveriam ser mais ofensivos?

Talvez mesmo porque o futebol seja um jogo de poucos pontos ou talvez porque as equipes temam sofrer um gol de bobeira e perder o jogo, o fato é que muitas equipes parecem defender muito mais do que atacar. Um modelo desenvolvido com base na Teoria dos Jogos – que pode ser usado para descobrir uma estrategia ideal, dado que o(s) adversário(s) também procuram estrategias ideiais – sugere que esse modo de ver pode ser contraproducente.

Este modelo, desenvolvido para analisar estratégias otimizadas em futebol, é o trabalho de Ricardo Manuel Santos, economista do Instituto Tecnologico
Autonomo de Mexico na Cidade do Mexico. “O que eu faço é comparar como os times deveriam jogar segundo o modelo e como eles realmente jogam segundo os dados, e eu encontro grandes discrepâncias”, diz ele.

Santos analisou dados de nove anos da Liga dos Campeões da UEFA, que reune as melhores euquipes da Europa e, felizmente, guarda numerosas estatísticas. Ele usou uma técnica chamada análise de fatores que ele descreve como uma maneira de estudar algo que não é diretamente observável, tal como felicidade ou comportamento de um time.

A partir das estatísticas da UEFA, Santos estimou a estrategia dos times baseado no número de chutes a gol, corners, faltas e outros fatores. O modelo refletiu como a estrategia causa impacto em um jogo.

“Eu sou capaz de encontrar a probabilidade de fazer qualquer número de gols, bem como a de levar qualquer número de gols”, afirma Santos. “Eu posso ver como os times jogam, como isso afeta a probabilidade de vencer ou perder o jogo”.

Santos admite que a Liga dos Campeões não é a mesma coisa que a Copa do Mundo, mas ele acredita que as descobertas devem ser aplicáveis a esta última. E ele concede que os técnicos podem não colocar seus times no ataque porque isso pode cansá-los muito cedo em uma partida, ou por outro motivo não aparente nas estatísticas.

Pode ser que os técnicos sejam simplesmente muito conservadores.

“O que eu percebo é que os times deveriam atacar muito mais do que aparentemente o fazem”, diz Santos. “Eles deveriam atacar muito, quando na verdade eles parecem defender muito”.

Será que um time ofensivo pode tomar conhecimento dessa pesquisa, ter um ou dois lances de sorte e ganhar a Copa do Mundo? Possivelmente.

Uma coisa é certa: o mundo inteiro vai estar de olho.


Nota do tradutor:

Outra coisa é certa: americano não entende chongas de futebol, adora estatísticas que não levam a nada, e, se dependesse dos cientistas, o que se consegue é uma Jabulani… Uma “tecnologia de ponta” que é, simplesmente, ruim…

Atualizando em 12/06 17:39: aí vem o goleiro da seleção da Inglaterra e engole um frango épico e manda as probabilidades de Santos para o vinagre…

O mistério dos elétrons pesados

[ Original em inglês: First Images of Heavy Electrons in Action ]

Descobertas revelam características de uma “ordem oculta” em um composto de urânio incomum e confirmam a validade de um novo processo para investigar um antigo problema da física

2 de junho de 2010

Heavy Electrons

Click on the image to download a high-resolution version.Neste diagrama esquemático, os elétrons individuais (esferas brancas) interagem com os átomos de urânio (mostrados como os orbitais f em azul e amarelo dos átomos de urânio), à medida em que se movem através do cristal de URu2Si2. Essas interações inibem drasticamente o progresso dos elétrons, fazendo com que eles aparentem ganhar uma massa extraordinária – efeito imageado pela primeira vez neste estudo. 

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UPTON, NY — Empregando  um microscópio projetado para imagear a disposição e as interações de elétrons em um cristal, os cientistas capturaram as primeiras imagens de elétrons que parecem ganhar uma massa extraordinária em certar condições extremas. A técnica revela a origem de uma peculiar transição de fase dos elétrons em um material particular e abre novas portas para futuras explorações das propriedades e funções dos, assim chamados, férmions pesados.
Os cientistas do Laboratório Nacional Brookhaven, do Laboratório Nacional Los Alamos (ambos do Departamentode Energia dos EUA) e da Universidade McMaster, descrevem seus resultados na edição de 3 de junho de 2010 da Nature.

“Os físicos tem-se interessado pelo ‘problema’ dos férmions pesados —
o motivo pelo qual esses elétrons se comportam como se tivessem centenas ou milhares de vezes mais massa em certas condições — por trinta ou quarenta anos”, declara o líder da pesquisa Séamus Davis, um físico do Brookhaven e J.D. White
Distinguished Professor of Physical Sciences
na Universidade Cornell. A compreensão do comportamento dos férmions pesados poderia levar ao projeto de novos materiais para supercondutores de alta temperatura. A supercondutiividade permite que os materiais transportem corrente sem perdas de energia.

Séamus Davis

Click on the image to download a high-resolution version.J.C. Séamus Davis (Foto: cortesia da Universidade Cornell.)

No presente estudo, os cientistas estavam imageando as propriedades dos elétrons em um material composto de urânio, rutênio e silício, material este que, ele próprio, tem sido objeto de um mistério científico por 25 anos. Nesse material — sintetizado pelo grupo de Graeme Luke na McMaster — os efeitos dos férmions pesados começam a aparecer quando o material é resfriado abaixo dos 55 kelvin (-218 °C). A partir daí, uma transição de fase dos elétrons, ainda mais incomum, ocorre abaixo de 17.5K.

Os cientistas vinham atribuindo essa transição de fase na temperatura mais baixa a alguma forma de “ordem oculta”. Eles não podiam distinguir se ela era relacionada com o comportamento coletivo dos elétrons agindo como uma onda, ou com interações dos elétrons individuais com os átomos de urânio. Alexander
Balatsky, um físico teórico do Los Alamos no Centro de Nanotecnologias Integradas, forneceu a orientação sobre como examinar este problema.

Com essa orientação, o grupo de Davis empregou uma técnica que eles projetaram para visualizar o comportamento dos elétrons para “ver” o que os elétrons estavam fazendo ao passarem pela misteriosa transição de fase. A técnica, imageamento espectroscópico por escaneamento por microscopia de tunelamento (spectroscopic imaging scanning tunneling microscopy = SI-STM),
mede o comprimento de onda dos elétrons na superfície do material com relação a suas energias.

“Imagine o sobrevoo a um corpo de água onde ondas estacionárias se movem para baixo e para cima, mas sem se propagar em direção a uma costa”, sugere Davis. “Quando você passar pelas cristas, pode tocar a água; quando você passa pelos vales, não pode. Isso é parecido com o que nosso microscópio faz. Ele imageia quantos elétrons podem saltar para a ponta de nossa sonda em todos os pontos da superfície”.

A partir do comprimento de onda e medição da energia, os cientistas conseguem calcular a efetiva massa dos elétrons.

“Esta técnica revela que estamos lidando com elétrons muito pesados — ou elétrons que agem como se fossem extremamente pesados porque há algo que os freia”, diz Davis.

A detecção de características de “elétrons pesados” abaixo da temperatura da segunda transição de fase fornece um indício experimental direto de que os elétrons estão interagindo com os átomos de urânio, em lugar de atuarem como uma onda.

Para visualizar isto, imagine uma equipe de atletas que tem que cruzar de um lado a outro um campo de futebol. Se todos os atletas pudessem correr livremente, a equipe como um todo pareceria funcionar como uma onde de “elétrons” relativamente independentes. Em lugar disso, imagine agora que se distribui uma arranjo de cadeiras pelo campo e que cada atleta tem que se sentar por algum tempo em cada cadeira que encontrar a sua frente, antes de prosseguir na corrida. Essas cadeiras desempenham o mesmo papel que os átomos de urânio. A interações entre atletas e cadeiras – ou elétrons e átomos de urânio – claramente retarda o progresso.

No caso do material com urânio, o retardamento dos elétrons se dá por uma pequena fração de segundo em cada átomo de urânio. Mas, como a energia cinética e a massa são matematicamente relacionadas, o retardamento faz parecer que os elétrons tenham uma massa maior do que a de um elétron livre.

Além de revelar essas interações como a causa da “ordem oculta” no composto de urânio, o estudo de Davis demonstra que a técnica SI-STM pode ser usada para visualizar elétrons pesados, o que, por sua vez, abre novas portas para investigar e visualizar tal fenômeno.

A equipe de pesquisa continua a sondar vários outros compostos similares com esta nova técnica, para ampliar sua compreensão do fenômeno dos sistemas de férmions pesados.

“Os férmions pesados continuam sendo misteriosos de várias maneiras e é nosso trabalho como cientistas solucionar o problema”, declara Davis.

Esta pesquisa for financiada pelo Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA e, no Canadá, pelo Conselho de Pesquisas de Ciências Naturais e Engenharia, e pelo Instituto Canadense de Pesquisa Avançada. Em Brookhaven, esta pesquisa foi apoiada como parte do Centro de Supercondutividade Emergente, um Centro de Pesquisas de Fronteiras da Energia financiado pelo Escritório de Ciência do Deparatamento de Energia dos EUA.


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