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)
********************
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.
**************
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.
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).
********************
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 nº 861
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 861, de 15 de abril de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE
DECOBRIR O BOSON DE HIGGS
é a tarefa imperativa para os dois mais poderosos aceleradores de partículas jamais construídos — o Tevatron, atualmente atingindo o pico de sua performance que já dura décadas, e o Large Hadron Collider (LHC) [Grande Colisor de Hádrons] no CERN, onde os feixes circularão pela primeira vez, ao longo de seu percurso de 27 km, nos próximos poucos meses. O Higgs ainda não foi descoberto, mas, no encontro desta semana da American Physical Society (APS) [Sociedade Americana de Física] em St. Louis dúzias de palestras se referiram ao estágio da busca pelo Higgs.
Por que o Higgs é tão importante? Porque se acredita que ele preenche todo o vácuo do universo; não para, como se pensava do velho æther, dar uma base material para a propagação das ondas eletromagnéticas, mas para interagir com as partículas e dar-lhes massa. Os efeitos do Higgs usualmente ficam escondidos no vácuo, porém, se concentrarmos suficiente energia em um pequeno volume de espaço — no ponto onde duas partículas energéticas colidem — então o Higgs pode ser transformado em uma partícula real cuja existência pode ser detectada.
Cálculos teóricos, com base no Modelo Padrão da física de partículas combinado com experiências anteriores, servem para estabelecer a possível faixa de massas para a partícula de Higgs. Atualmente se acredita que esta massa seja maior do que 114 GeV mas menor do que cerca de 190 GeV.
O Tevatron fornece energia mais do que suficiente para criar uma partícula dentro dessa faixa. O principal problema, então, é a luminosidade ou a densidade do feixe de partículas colididas por segundo. O Tevatron recentemente estabeleceu um recorde de alta luminosidade: 3,1 x 10³² por cm² por segundo.
Com o que se pareceria um “evento Higgs”? Um dos palestrantes no encontro, Brian Winer (Ohio State), declarou que o “evento mais parecido com um evento-Higgs” já observado até hoje naquele (se supõe) de uma colisão próton-antipróton, no Tevatron, que criou uma bola de fogo que então decaiu em um bóson W (um vetor da força nuclear fraca) e uma partícula de Higgs. O Higgs, por sua vez, rapidamente decaiu em um par de quarks bottom-antibottom cuja massa combinada chegava a 120 GeV. Por si só, um tal evento não constitui uma descoberta. A observação bem sucedida do Higgs envolve a descoberta de um inventário de eventos candidatos substancialmente maior do que o número de efeitos de fundo esperados em colisões que não produzem uma partícula de Higgs, mas que imitam algumas de suas características.
O tempo (e a luminosidade) dirão se o Tevatron acumula um número suficiente de eventos “candidatos a Higgs” para que se possa estabelecer uma “descoberta” estatisticamente satisfatória. Um dos físicos do Tevatron, Dmitri Denisov, fez uma sumário do provável estado de coisas quando as experiências (os grupos de detecção CDF e D0) começarem a divulgar os resultados no ano de 2010. A luminosidade, disse ele, seria provavelmente o dobro da atual e que teriam sido analisados de 4 a 8 vezes mais dados do que os disponíveis hoje.
D([“mb”,”\nsuperconducting mode. \u0026nbsp;Although designed to produce proton beams at\u003cbr /\u003e\n7 TeV, the accelerator will at first hold to a more conservative \u0026nbsp;5\u003cbr /\u003e\nTeV. \u0026nbsp;As for the present schedule, Seiden quoted a recent CERN\u003cbr /\u003e\nreport specifying mid June as th\u003cbr /\u003e\ne time when the machine would be\u003cbr /\u003e\ncooled and ready to circulate beams around the ring and August as\u003cbr /\u003e\nthe time when actual particle collisions will commence. \u0026nbsp;However,\u003cbr /\u003e\nseveral scientists at the meeting, when asked, were somewhat\u003cbr /\u003e\nskeptical that this timeline would be met.\u003cbr /\u003e\nAs for the prospective scenario for discoveries at LHC in coming\u003cbr /\u003e\nyears, Seiden said that finding evidence for a supersymmetric\u003cbr /\u003e\nparticle (one of a large family of hypothetical particles) might be\u003cbr /\u003e\npossible as early as the year 2009, while finding the Higgs might be\u003cbr /\u003e\npossible by 2010.\u003cbr /\u003e\n\u003cbr /\u003e\n\u003cbr /\u003e\n***********\u003cbr /\u003e\nPHYSICS NEWS UPDATE is a digest of physics news items arising\u003cbr /\u003e\nfrom physics meetings, physics journals, newspapers and\u003cbr /\u003e\nmagazines, and other news sources. \u0026nbsp;It is provided free of charge\u003cbr /\u003e\nas a way of broadly disseminating information about physics and\u003cbr /\u003e\nphysicists. For that reason, you are free to post it, if you like,\u003cbr /\u003e\nwhere others can read it, providing only that you credit AIP.\u003cbr /\u003e\nPhysics News Update appears approximately once a week.\u003cbr /\u003e\n\u003cbr /\u003e\nAUTO-SUBSCRIPTION OR DELETION: By using the expression\u003cbr /\u003e\n\u0026quot;subscribe physnews\u0026quot; in your e-mail message, you\u003cbr /\u003e\nwill have automatically added the address from which your\u003cbr /\u003e\nmessage was sent to the distribution list for Physics News Update.\u003cbr /\u003e\nIf you use the \u0026quot;signoff physnews\u0026quot; expression in your e-mail message,\u003cbr /\u003e\nthe address in your message header will be deleted from the\u003cbr /\u003e\ndistribution list. \u0026nbsp;Please send your message to:\u003cbr /\u003e\n\u003ca onclick\u003d\”return top.js.OpenExtLink(window,event,this)\” href\u003d\”mailto:listserv@listserv.aip.org\”\u003elistserv@listserv.aip.org\u003c/a\u003e\u003cbr /\u003e\n(Leave the \u0026quot;Subject:\u0026quot; line blank.)\u003cbr /\u003e\n\u003cbr /\u003e\n\u003c/div\u003e”,0] ); //–>O Higgs, se ele existir, deve aparecer abundantemente no LHC, onde a energia de colisão é muito mais alta do que no Tevatron. Abraham Seiden da UC Santa Cruz, apresentou um sumário da situação atual no LHC. No laboratório do CERN os cientistas estão, agora, resfriando os magnetos que guiarão os prótons em suas trajetórias adequadas, até as temperaturas próximas do zero absoluto necessárias para o funcionamento em modo supercondutor. Embora projetado para produzir feixes de prótons de 7 TeV, o acelerador vai, inicialmente, manter uma energia mais conservadora, na faixa de 5 TeV. Quanto ao calendário atual, Seiden citou um recente relatório do CERN que especifica que a máquina será resfriada em meados de junho e ficará pronta para fazer circular os feixes em torno dos anéis, e agosto como a data quando começarão a acontecer as reais colisões de partículas.
No entanto, vários cientistas presentes ao encontro, quando inquiridos, se mostraram algo céticos sobre a factibilidade desse calendário. No tocante às perspectivas de descobertas no LHC nos anos vindouros, Seiden declarou que se pode esperar encontrar provas de uma partícula supersimétrica (uma de uma grande família de partículas hipotéticas) até 2009, enquanto que a descoberta do Higgs pode ser possível até 2010.
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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
DECOBRIR O BOSON DE HIGGS
é a tarefa imperativa para os dois mais poderosos aceleradores de partículas jamais construídos — o Tevatron, atualmente atingindo o pico de sua performance que já dura décadas, e o Large Hadron Collider (LHC) [Grande Colisor de Hádrons] no CERN, onde os feixes circularão pela primeira vez, ao longo de seu percurso de 27 km, nos próximos poucos meses. O Higgs ainda não foi descoberto, mas, no encontro desta semana da American Physical Society (APS) [Sociedade Americana de Física] em St. Louis dúzias de palestras se referiram ao estágio da busca pelo Higgs.
Por que o Higgs é tão importante? Porque se acredita que ele preenche todo o vácuo do universo; não para, como se pensava do velho æther, dar uma base material para a propagação das ondas eletromagnéticas, mas para interagir com as partículas e dar-lhes massa. Os efeitos do Higgs usualmente ficam escondidos no vácuo, porém, se concentrarmos suficiente energia em um pequeno volume de espaço — no ponto onde duas partículas energéticas colidem — então o Higgs pode ser transformado em uma partícula real cuja existência pode ser detectada.
Cálculos teóricos, com base no Modelo Padrão da física de partículas combinado com experiências anteriores, servem para estabelecer a possível faixa de massas para a partícula de Higgs. Atualmente se acredita que esta massa seja maior do que 114 GeV mas menor do que cerca de 190 GeV.
O Tevatron fornece energia mais do que suficiente para criar uma partícula dentro dessa faixa. O principal problema, então, é a luminosidade ou a densidade do feixe de partículas colididas por segundo. O Tevatron recentemente estabeleceu um recorde de alta luminosidade: 3,1 x 10³² por cm² por segundo.
Com o que se pareceria um “evento Higgs”? Um dos palestrantes no encontro, Brian Winer (Ohio State), declarou que o “evento mais parecido com um evento-Higgs” já observado até hoje naquele (se supõe) de uma colisão próton-antipróton, no Tevatron, que criou uma bola de fogo que então decaiu em um bóson W (um vetor da força nuclear fraca) e uma partícula de Higgs. O Higgs, por sua vez, rapidamente decaiu em um par de quarks bottom-antibottom cuja massa combinada chegava a 120 GeV. Por si só, um tal evento não constitui uma descoberta. A observação bem sucedida do Higgs envolve a descoberta de um inventário de eventos candidatos substancialmente maior do que o número de efeitos de fundo esperados em colisões que não produzem uma partícula de Higgs, mas que imitam algumas de suas características.
O tempo (e a luminosidade) dirão se o Tevatron acumula um número suficiente de eventos “candidatos a Higgs” para que se possa estabelecer uma “descoberta” estatisticamente satisfatória. Um dos físicos do Tevatron, Dmitri Denisov, fez uma sumário do provável estado de coisas quando as experiências (os grupos de detecção CDF e D0) começarem a divulgar os resultados no ano de 2010. A luminosidade, disse ele, seria provavelmente o dobro da atual e que teriam sido analisados de 4 a 8 vezes mais dados do que os disponíveis hoje.
D([“mb”,”\nsuperconducting mode. \u0026nbsp;Although designed to produce proton beams at\u003cbr /\u003e\n7 TeV, the accelerator will at first hold to a more conservative \u0026nbsp;5\u003cbr /\u003e\nTeV. \u0026nbsp;As for the present schedule, Seiden quoted a recent CERN\u003cbr /\u003e\nreport specifying mid June as th\u003cbr /\u003e\ne time when the machine would be\u003cbr /\u003e\ncooled and ready to circulate beams around the ring and August as\u003cbr /\u003e\nthe time when actual particle collisions will commence. \u0026nbsp;However,\u003cbr /\u003e\nseveral scientists at the meeting, when asked, were somewhat\u003cbr /\u003e\nskeptical that this timeline would be met.\u003cbr /\u003e\nAs for the prospective scenario for discoveries at LHC in coming\u003cbr /\u003e\nyears, Seiden said that finding evidence for a supersymmetric\u003cbr /\u003e\nparticle (one of a large family of hypothetical particles) might be\u003cbr /\u003e\npossible as early as the year 2009, while finding the Higgs might be\u003cbr /\u003e\npossible by 2010.\u003cbr /\u003e\n\u003cbr /\u003e\n\u003cbr /\u003e\n***********\u003cbr /\u003e\nPHYSICS NEWS UPDATE is a digest of physics news items arising\u003cbr /\u003e\nfrom physics meetings, physics journals, newspapers and\u003cbr /\u003e\nmagazines, and other news sources. \u0026nbsp;It is provided free of charge\u003cbr /\u003e\nas a way of broadly disseminating information about physics and\u003cbr /\u003e\nphysicists. For that reason, you are free to post it, if you like,\u003cbr /\u003e\nwhere others can read it, providing only that you credit AIP.\u003cbr /\u003e\nPhysics News Update appears approximately once a week.\u003cbr /\u003e\n\u003cbr /\u003e\nAUTO-SUBSCRIPTION OR DELETION: By using the expression\u003cbr /\u003e\n\u0026quot;subscribe physnews\u0026quot; in your e-mail message, you\u003cbr /\u003e\nwill have automatically added the address from which your\u003cbr /\u003e\nmessage was sent to the distribution list for Physics News Update.\u003cbr /\u003e\nIf you use the \u0026quot;signoff physnews\u0026quot; expression in your e-mail message,\u003cbr /\u003e\nthe address in your message header will be deleted from the\u003cbr /\u003e\ndistribution list. \u0026nbsp;Please send your message to:\u003cbr /\u003e\n\u003ca onclick\u003d\”return top.js.OpenExtLink(window,event,this)\” href\u003d\”mailto:listserv@listserv.aip.org\”\u003elistserv@listserv.aip.org\u003c/a\u003e\u003cbr /\u003e\n(Leave the \u0026quot;Subject:\u0026quot; line blank.)\u003cbr /\u003e\n\u003cbr /\u003e\n\u003c/div\u003e”,0] ); //–>O Higgs, se ele existir, deve aparecer abundantemente no LHC, onde a energia de colisão é muito mais alta do que no Tevatron. Abraham Seiden da UC Santa Cruz, apresentou um sumário da situação atual no LHC. No laboratório do CERN os cientistas estão, agora, resfriando os magnetos que guiarão os prótons em suas trajetórias adequadas, até as temperaturas próximas do zero absoluto necessárias para o funcionamento em modo supercondutor. Embora projetado para produzir feixes de prótons de 7 TeV, o acelerador vai, inicialmente, manter uma energia mais conservadora, na faixa de 5 TeV. Quanto ao calendário atual, Seiden citou um recente relatório do CERN que especifica que a máquina será resfriada em meados de junho e ficará pronta para fazer circular os feixes em torno dos anéis, e agosto como a data quando começarão a acontecer as reais colisões de partículas.
No entanto, vários cientistas presentes ao encontro, quando inquiridos, se mostraram algo céticos sobre a factibilidade desse calendário. No tocante às perspectivas de descobertas no LHC nos anos vindouros, Seiden declarou que se pode esperar encontrar provas de uma partícula supersimétrica (uma de uma grande família de partículas hipotéticas) até 2009, enquanto que a descoberta do Higgs pode ser possível até 2010.
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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 nº 860
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 860, de 9 de abril de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE
RELÓGIOS ÓPTICOS FICAM MELHORES.
Duas experiências separadas no Colorado conseguem leituras de freqüências de emissões, feitas por átomos ou íons, com uma incerteza de 10-16 ou melhor. Os primeiros relógios atômicos funcionavam por meio da leitura dos movimentos das transições internas de um estado quântico para outro nos átomos de Césio; a luz emitida fica na faixa das microondas.
Com o uso das técnicas de pente de freqüência (ver PNU nº 853, matéria 1) a medição das freqüências no espectro visível também pode ser feito com grande precisão. Na edição de 28 de março de 2008 da Science dois grupos relataram novos soberbos níveis de precisão.
Uma das experiências, realizada por uma equipe de JILA/Colorado/ NIST-Boulder (Ludlow et al.), calibra a incerteza de um relógio com base em átomos neutros de Estrôncio a um nível de 10-16, comparando-o a um relógio que usa átomos de Cálcio e está localizado a um quilômetro de distância.
A outra experiência, realizada no NIST-Boulder (Rosenband et al), observa dois relógios separados por 100 metros. Os relógios contém, respectivamente, um único íon de Alumínio e um único íon de Mercúrio. A incerteza fracionária na taxa de emissões de freqüências ficou estabelecida em 5,2 x 10-17. (Veja mais informações nesta página do NIST e nesta, também)
UM ESTADO DE SUPERISOLANTE,
foi observado por uma colaboração Argonne – Novovsibirsk – Regensburg – Bochum no estudo de películas de Nitrito de Titânio e é a antítese do estado supercondutor.
PHYSICS NEWS UPDATE
RELÓGIOS ÓPTICOS FICAM MELHORES.
Duas experiências separadas no Colorado conseguem leituras de freqüências de emissões, feitas por átomos ou íons, com uma incerteza de 10-16 ou melhor. Os primeiros relógios atômicos funcionavam por meio da leitura dos movimentos das transições internas de um estado quântico para outro nos átomos de Césio; a luz emitida fica na faixa das microondas.
Com o uso das técnicas de pente de freqüência (ver PNU nº 853, matéria 1) a medição das freqüências no espectro visível também pode ser feito com grande precisão. Na edição de 28 de março de 2008 da Science dois grupos relataram novos soberbos níveis de precisão.
Uma das experiências, realizada por uma equipe de JILA/Colorado/ NIST-Boulder (Ludlow et al.), calibra a incerteza de um relógio com base em átomos neutros de Estrôncio a um nível de 10-16, comparando-o a um relógio que usa átomos de Cálcio e está localizado a um quilômetro de distância.
A outra experiência, realizada no NIST-Boulder (Rosenband et al), observa dois relógios separados por 100 metros. Os relógios contém, respectivamente, um único íon de Alumínio e um único íon de Mercúrio. A incerteza fracionária na taxa de emissões de freqüências ficou estabelecida em 5,2 x 10-17. (Veja mais informações nesta página do NIST e nesta, também)
UM ESTADO DE SUPERISOLANTE,
foi observado por uma colaboração Argonne – Novovsibirsk – Regensburg – Bochum no estudo de películas de Nitrito de Titânio e é a antítese do estado supercondutor.
Na supercondutividade convencional, os elétrons se emparelham e estes pares entram em um único estado quântico, no qual a corrente flui com resistividade elétrica nula. Em contraste, a película de Nitrito de Titânio estudada aqui, embora seja normalmente um supercondutor em baixas temperaturas, pode ser forçada a se transformar em um isolante.
Sob uma combinação de condições – uma determinada espessura para a amostra e a presença de um campo magnético externo – a redução da temperatura pode, na verdade, reverter a propriedade elétrica do material, de uma resistividade nula a uma condutividade nula; em outras palavras: um isolante perfeito. (Vinokur et al., Nature, 3 de abril de 2008).
JÚPITER EM UMA BOLHA DE SABÃO.
Físicos da Universidade de Bordeaux conseguiram produzir mini-tempestades, semelhantes a furacões, em bolhas de sabão semi-esféricas. Eles conseguiram até reproduzir um equivalente saponáceo da Grande Mancha Vermelha de Júpiter.
As bolhas, com 6 a 10 cm de diâmetro, são aquecidas no Equador e resfriadas no Polo. Este diferencial térmico estabelece turbulências que, algumas vezes, podem se manifestar como um turbilhão do tipo da Mancha Vermelha.
De acordo com o autor Kellay Hamid, uma particularidade que distingue a experiência de Bordeaux das anteriores na modelagem de turbulências em fluidos, é a ausência de uma parede lateral na superfície do fluido, que, no caso, é uma película hemisférica. (Seychelles 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.
Sob uma combinação de condições – uma determinada espessura para a amostra e a presença de um campo magnético externo – a redução da temperatura pode, na verdade, reverter a propriedade elétrica do material, de uma resistividade nula a uma condutividade nula; em outras palavras: um isolante perfeito. (Vinokur et al., Nature, 3 de abril de 2008).
JÚPITER EM UMA BOLHA DE SABÃO.
Físicos da Universidade de Bordeaux conseguiram produzir mini-tempestades, semelhantes a furacões, em bolhas de sabão semi-esféricas. Eles conseguiram até reproduzir um equivalente saponáceo da Grande Mancha Vermelha de Júpiter.
As bolhas, com 6 a 10 cm de diâmetro, são aquecidas no Equador e resfriadas no Polo. Este diferencial térmico estabelece turbulências que, algumas vezes, podem se manifestar como um turbilhão do tipo da Mancha Vermelha.
De acordo com o autor Kellay Hamid, uma particularidade que distingue a experiência de Bordeaux das anteriores na modelagem de turbulências em fluidos, é a ausência de uma parede lateral na superfície do fluido, que, no caso, é uma película hemisférica. (Seychelles 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 nº 859
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 859, de 25 de março de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE
LUZ CURTA.
O fóton singelo mais curto do mundo foi produzido pelos físicos da Universidade de Oxford. A luz pode ser vista como uma série de ondas ou, na visão dual prescrita pela ciência quântica, como uma coleção de quanta, pacotes de energia com o comportamento de partículas, chamadas de fótons. Em um lugar qualquer ao longo de um feixe de luz, podem existir vários fótons, ou, em casos especiais, apenas um.
Criar fótons singelos não é fácil. É possível criar fótons aos pares, enviando luz laser através de cristais especiais. Mesmo um feixe de laser monocromático vai consistir de vários fótons; porém, ocasionalmente, um desses fótons vai ser “convertido para baixo”, ou seja, vai se dividir em dois fótons, cada um com metade da energia do fóton original. Quando um par é criado, a detecção de um desses fótons com metade da energia denuncia a existência de seu gêmeo. Além disto, estes fótons estão emaranhados, o que significa que as propriedades de um estão inexoravelmente ligadas às de seu parceiro, e a detecção de um deles pode arruinar o estado quântico do outro. Por meio da minimização dessas correlações quânticas, os pesquisadores obtiveram fótons “denunciados” com uma qualidade excepcionalmente alta e curta duração.
Na experiência de Oxford, os pares de fótons criados tinham um comprimento de onda central de cerca de 830 nm, na fronteira entre a luz visível e o infravermelho próximo. Cada um desses fótons tinha (em unidades de tempo) cerca de 65 femtossegundos (65 x 10-15 seg) de duração. Em unidades de espaço, eles tinham cerca de 20 microns de comprimento. O fóton mais curto até então produzido, tinha cerca de 1 picossegundo (10-12 seg) de duração. Pulsos de luz com extensões até menores, de apenas centenas de attosegundos, já foram criados, porém consistiam de vários fótons.
Um dos pesquisadores de Oxford, Peter Mosley, diz que esta nova experiência representa a primeira vez que se produz fótons “de livro-texto” – pacotes de ondas idênticos e localizados, contendo um único nível quântico de energia – em laboratório. (Mosley et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)
OCULTAMENTO ATÔMICO.
Um novo estudo mostra como uma região do espaço pode ser tornada invisível para ondas de matéria. Nos últimos anos, a possibilidade de ocultamento óptico se tornou um assunto “quente” (e.g., Science, 8/9/2006). Até a ocultação com ondas de som foi proposta (PNU n° 853, matéria 2).
Agora, os físicos do grupo do Professor Xiang Zhang na Universidade da Califórnia em Berkeley, estão tentando estender a idéia de ocultamento a ondas atômicas (átomos resfriados, cujas propriedades ondulatórias quânticas são mais importantes do que suas propriedades como partículas) que se movem através de um “meio”.
O “meio” em questão aqui é uma rede óptica concêntrica, gerada por ondas eletromagnéticas permanentes com fases e amplitudes espacialmente controladas. O ocultamento de um objeto banhado em luz funciona pela modulação da massa efetiva e do potencial das ondas de átomos que atravessam a casca que envolve o objeto. A casca é análoga aos metamateriais (materiais construídos que consistem, freqüentemente, de arranjos de pequenas estruturas de metal na forma de hastes e objetos em forma de anéis), usados no caso óptico.
Um dos pesquisadores de Berkeley, Shuang Zhang, diz que o equivalente a um índice de refração na onda atômica seria a modulação da massa atômica efetiva no interior da rede óptica (ver figura em www.aip.org/png).
Zhang diz que, além do ocultamento, a criação de um metamaterial a partir de ondas atômicas pode também auxiliar a focalização de ondas atômicas em pequenas áreas (super-lentes) ou para direcionar feixes de partículas como se desejar. (Zhang et al., Physical Review Letters, 28 de março 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
LUZ CURTA.
O fóton singelo mais curto do mundo foi produzido pelos físicos da Universidade de Oxford. A luz pode ser vista como uma série de ondas ou, na visão dual prescrita pela ciência quântica, como uma coleção de quanta, pacotes de energia com o comportamento de partículas, chamadas de fótons. Em um lugar qualquer ao longo de um feixe de luz, podem existir vários fótons, ou, em casos especiais, apenas um.
Criar fótons singelos não é fácil. É possível criar fótons aos pares, enviando luz laser através de cristais especiais. Mesmo um feixe de laser monocromático vai consistir de vários fótons; porém, ocasionalmente, um desses fótons vai ser “convertido para baixo”, ou seja, vai se dividir em dois fótons, cada um com metade da energia do fóton original. Quando um par é criado, a detecção de um desses fótons com metade da energia denuncia a existência de seu gêmeo. Além disto, estes fótons estão emaranhados, o que significa que as propriedades de um estão inexoravelmente ligadas às de seu parceiro, e a detecção de um deles pode arruinar o estado quântico do outro. Por meio da minimização dessas correlações quânticas, os pesquisadores obtiveram fótons “denunciados” com uma qualidade excepcionalmente alta e curta duração.
Na experiência de Oxford, os pares de fótons criados tinham um comprimento de onda central de cerca de 830 nm, na fronteira entre a luz visível e o infravermelho próximo. Cada um desses fótons tinha (em unidades de tempo) cerca de 65 femtossegundos (65 x 10-15 seg) de duração. Em unidades de espaço, eles tinham cerca de 20 microns de comprimento. O fóton mais curto até então produzido, tinha cerca de 1 picossegundo (10-12 seg) de duração. Pulsos de luz com extensões até menores, de apenas centenas de attosegundos, já foram criados, porém consistiam de vários fótons.
Um dos pesquisadores de Oxford, Peter Mosley, diz que esta nova experiência representa a primeira vez que se produz fótons “de livro-texto” – pacotes de ondas idênticos e localizados, contendo um único nível quântico de energia – em laboratório. (Mosley et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)
OCULTAMENTO ATÔMICO.
Um novo estudo mostra como uma região do espaço pode ser tornada invisível para ondas de matéria. Nos últimos anos, a possibilidade de ocultamento óptico se tornou um assunto “quente” (e.g., Science, 8/9/2006). Até a ocultação com ondas de som foi proposta (PNU n° 853, matéria 2).
Agora, os físicos do grupo do Professor Xiang Zhang na Universidade da Califórnia em Berkeley, estão tentando estender a idéia de ocultamento a ondas atômicas (átomos resfriados, cujas propriedades ondulatórias quânticas são mais importantes do que suas propriedades como partículas) que se movem através de um “meio”.
O “meio” em questão aqui é uma rede óptica concêntrica, gerada por ondas eletromagnéticas permanentes com fases e amplitudes espacialmente controladas. O ocultamento de um objeto banhado em luz funciona pela modulação da massa efetiva e do potencial das ondas de átomos que atravessam a casca que envolve o objeto. A casca é análoga aos metamateriais (materiais construídos que consistem, freqüentemente, de arranjos de pequenas estruturas de metal na forma de hastes e objetos em forma de anéis), usados no caso óptico.
Um dos pesquisadores de Berkeley, Shuang Zhang, diz que o equivalente a um índice de refração na onda atômica seria a modulação da massa atômica efetiva no interior da rede óptica (ver figura em www.aip.org/png).
Zhang diz que, além do ocultamento, a criação de um metamaterial a partir de ondas atômicas pode também auxiliar a focalização de ondas atômicas em pequenas áreas (super-lentes) ou para direcionar feixes de partículas como se desejar. (Zhang et al., Physical Review Letters, 28 de março 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 nº 858
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 858, de 14 de março de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE
O MENOR ANEL DE DIAMANTES DO MUNDO, medindo somente 5 mícrons (milionésimos de metro) de diâmetro e 300 nanômetros (bilionésimos de metro) de espessura, foi feito pelos cientistas na Universidade de Melbourne.
O anel é um componente em um dispositivo para a produção e detecção de fótons isolados. Uma figura do anel (ver a imagem aqui) foi exibida por Steven Prawer em uma sessão dedicada aos circuitos com base em diamantes artificiais, durante o Encontro de Março da Sociedade Americana de Física (American Physical Society = APS) em Nova Orleans. Para mais informações sobre o trabalho australiano ver na página do Centre for Quantum Computer Technology.
QUBITS DE DIAMANTE. Essa sessão da APS apresentou diversos outros resultados impressionantes no processamento quântico de informação (quantum information processing = QIP).
Mas, em primeiro lugar: por que diamantes? O diamante é um excelente condutor de calor e isolante elétrico, e parece que vai ser um excelente hospedeiro para os qubits. Qubits são um tipo especial de bit. Diferentemente dos bits (que podem ter os valores “1” ou “0”), empregados nos computadores digitais normais, os qubits podem ter os valores de 1 e 0 ao mesmo tempo. Isso se deve ao fato de que o qubit se manifesta na forma de um sistema quântico que existe em uma superposição de dois estados diferentes.
Os exemplos incluem fótons que podem estar em qualquer um de dois estados de polarização, ou Pares de Cooper que podem ficar de ambos os lados de uma Junção Josephson, ou o spin total (para cima ou para baixo) de um “ponto quântico” (“quantum dot”).
Uma forma relativamente nova de qubit emprega as duas orientações de um elétron não-emparelhado que circula um estranho tipo de “molécula” no coração de uma película de diamante artificial. A molécula consiste de um átomo de Nitrogênio e um vazio próximo, um local no cristal que não contém qualquer átomo.
As vantagens de empregar esse “centro de cor NV”¹ (assim chamado porque a molécula, quando excitada, re-emite um fóton de cada vez) inclui o fato de que ela é facilmente polarizável por luz laser; ela permanece polarizada até um milissegundo, em comparação com os meros nanossegundos para a maioria dos elétrons em um semicondutor; e tudo isso à temperatura ambiente. Colocar o elétron simultaneamente em ambos os estados de spin o torna um qubit de longa duração.
Com mais algumas redes ópticas, este qubit pode ser emaranhado (colocado em coerência) com outros qubits próximos, criando uma porta lógica ou processador lógico para um futuro computador quântico. (O artigo de David Awschalom na edição de Out 2007 da “Scientific American” fornece um excelente “background”.)
Em rápida sucessão, aqui vão algumas das notícias sobre diamantes do encontro da APS.
ESR DE ELÉTRON ISOLADO. Ronald Hanson (do Instituto Kavli, Delft, Holanda) relatou resultados da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara que revelam a capacidade de inverter o spin de um elétron (associado com o centro NV) em poucos nanossegundos e observar esse elétron, na medida em que o mesmo perde sua determinada polarização, por meio de interações com o ambiente circundante do diamante; este ambiente é chamado de “banho de spin”, já que ele é composto por vários átomos de Nitrogênio circundantes, cujos spins podem ser ajustados.
Hanson argumenta que ele e seus colegas obtiveram ressonância de spin eletrônico (electron spin resonance = ESR, essencialmente o equivalente à ressonância magnética nuclear {nuclear magnetic resonance = NMR}, para elétrons) com sensibilidade para um elétron individual. Os resultados foram igualmente relatados na “Science on-line” de 13 de março.
CONTROLE DE SPIN DE NUCLEOS INDIVIDUAIS. Mikhail Lukin, de Harvard, descreveu o efeito de um núcleo magnético de Carbono-13 no comportamento observado de centros de cor no diamante.
O Carbono-13, um isótopo presente em diamantes muito puros na faixa de 1%, é magnético, ao passo que os núcleos comuns de Carbono-12 não são. Lukin disse que ele espera emaranhar vários desses NV/C-13 qubits, criando um registrador potencial para a realização de processamento quântico (ver Dutt et al., Science, 1 de junho de 2007, para “background”).
Um único átomo de C-13 poderia ser localizado dentro de um espaço de 1 nm e seu spin pode permanecer estável por períodos tão grandes quanto 1 segundo. Além disso, a interação do NV/C-13 fornece uma maneira de realizar espectroscopia NMR em um único spin nuclear isolado e sensoriar campos magnéticos muito fracos.
Lukin e seus colegas realizaram experiências nas quais um sítio NV em um pequeno diamante, montado na extremidade de uma sonda, foi usado para sensoriar a assinatura magnética de uma amostra em repouso logo abaixo. Campos tão pequenos como 10 nanoTesla foram sensoriados. Com efeito, afirmou Lukin, este dispositivo atuou como um magnetômetro de um único átomo.
REDE FOTÔNICA DE QUBIT. Finalmente, Charles Santori (da Hewlett Packard) relatou a criação de qubits em diamantes à temperatura ambiente, sem a necessidade de qualquer campo magnético externo (para polarizar elétrons) ou microondas (para inverter a polarização). Todas essas tarefas, disse ele, podem ser realizadas com um laser de luz visível modulada em duas freqüências.
A abordagem totalmente óptica para a manipulação de spins, empregando guias de onda ópticos e cavidades, era um passo necessário para a aceleração e ampliação da escala do processo de criação e interligação de vários qubits, em um computador quântico viável.
¹ Nota do Tradutor: eu mantive a forma usada pelos redatores do PNU “centro de cor NV” (“NV color center”), embora a forma mais correta talvez não seja essa. O mais usual é chamar isso de “Centro F” (do alemão: Farbzentrum ) e foi assim que eu encontrei referências a esse fenômeno, composto de um átomo de “impureza” (no caso Nitrogênio, “N”) e um “vazio” (“V”).
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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 MENOR ANEL DE DIAMANTES DO MUNDO, medindo somente 5 mícrons (milionésimos de metro) de diâmetro e 300 nanômetros (bilionésimos de metro) de espessura, foi feito pelos cientistas na Universidade de Melbourne.
O anel é um componente em um dispositivo para a produção e detecção de fótons isolados. Uma figura do anel (ver a imagem aqui) foi exibida por Steven Prawer em uma sessão dedicada aos circuitos com base em diamantes artificiais, durante o Encontro de Março da Sociedade Americana de Física (American Physical Society = APS) em Nova Orleans. Para mais informações sobre o trabalho australiano ver na página do Centre for Quantum Computer Technology.
QUBITS DE DIAMANTE. Essa sessão da APS apresentou diversos outros resultados impressionantes no processamento quântico de informação (quantum information processing = QIP).
Mas, em primeiro lugar: por que diamantes? O diamante é um excelente condutor de calor e isolante elétrico, e parece que vai ser um excelente hospedeiro para os qubits. Qubits são um tipo especial de bit. Diferentemente dos bits (que podem ter os valores “1” ou “0”), empregados nos computadores digitais normais, os qubits podem ter os valores de 1 e 0 ao mesmo tempo. Isso se deve ao fato de que o qubit se manifesta na forma de um sistema quântico que existe em uma superposição de dois estados diferentes.
Os exemplos incluem fótons que podem estar em qualquer um de dois estados de polarização, ou Pares de Cooper que podem ficar de ambos os lados de uma Junção Josephson, ou o spin total (para cima ou para baixo) de um “ponto quântico” (“quantum dot”).
Uma forma relativamente nova de qubit emprega as duas orientações de um elétron não-emparelhado que circula um estranho tipo de “molécula” no coração de uma película de diamante artificial. A molécula consiste de um átomo de Nitrogênio e um vazio próximo, um local no cristal que não contém qualquer átomo.
As vantagens de empregar esse “centro de cor NV”¹ (assim chamado porque a molécula, quando excitada, re-emite um fóton de cada vez) inclui o fato de que ela é facilmente polarizável por luz laser; ela permanece polarizada até um milissegundo, em comparação com os meros nanossegundos para a maioria dos elétrons em um semicondutor; e tudo isso à temperatura ambiente. Colocar o elétron simultaneamente em ambos os estados de spin o torna um qubit de longa duração.
Com mais algumas redes ópticas, este qubit pode ser emaranhado (colocado em coerência) com outros qubits próximos, criando uma porta lógica ou processador lógico para um futuro computador quântico. (O artigo de David Awschalom na edição de Out 2007 da “Scientific American” fornece um excelente “background”.)
Em rápida sucessão, aqui vão algumas das notícias sobre diamantes do encontro da APS.
ESR DE ELÉTRON ISOLADO. Ronald Hanson (do Instituto Kavli, Delft, Holanda) relatou resultados da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara que revelam a capacidade de inverter o spin de um elétron (associado com o centro NV) em poucos nanossegundos e observar esse elétron, na medida em que o mesmo perde sua determinada polarização, por meio de interações com o ambiente circundante do diamante; este ambiente é chamado de “banho de spin”, já que ele é composto por vários átomos de Nitrogênio circundantes, cujos spins podem ser ajustados.
Hanson argumenta que ele e seus colegas obtiveram ressonância de spin eletrônico (electron spin resonance = ESR, essencialmente o equivalente à ressonância magnética nuclear {nuclear magnetic resonance = NMR}, para elétrons) com sensibilidade para um elétron individual. Os resultados foram igualmente relatados na “Science on-line” de 13 de março.
CONTROLE DE SPIN DE NUCLEOS INDIVIDUAIS. Mikhail Lukin, de Harvard, descreveu o efeito de um núcleo magnético de Carbono-13 no comportamento observado de centros de cor no diamante.
O Carbono-13, um isótopo presente em diamantes muito puros na faixa de 1%, é magnético, ao passo que os núcleos comuns de Carbono-12 não são. Lukin disse que ele espera emaranhar vários desses NV/C-13 qubits, criando um registrador potencial para a realização de processamento quântico (ver Dutt et al., Science, 1 de junho de 2007, para “background”).
Um único átomo de C-13 poderia ser localizado dentro de um espaço de 1 nm e seu spin pode permanecer estável por períodos tão grandes quanto 1 segundo. Além disso, a interação do NV/C-13 fornece uma maneira de realizar espectroscopia NMR em um único spin nuclear isolado e sensoriar campos magnéticos muito fracos.
Lukin e seus colegas realizaram experiências nas quais um sítio NV em um pequeno diamante, montado na extremidade de uma sonda, foi usado para sensoriar a assinatura magnética de uma amostra em repouso logo abaixo. Campos tão pequenos como 10 nanoTesla foram sensoriados. Com efeito, afirmou Lukin, este dispositivo atuou como um magnetômetro de um único átomo.
REDE FOTÔNICA DE QUBIT. Finalmente, Charles Santori (da Hewlett Packard) relatou a criação de qubits em diamantes à temperatura ambiente, sem a necessidade de qualquer campo magnético externo (para polarizar elétrons) ou microondas (para inverter a polarização). Todas essas tarefas, disse ele, podem ser realizadas com um laser de luz visível modulada em duas freqüências.
A abordagem totalmente óptica para a manipulação de spins, empregando guias de onda ópticos e cavidades, era um passo necessário para a aceleração e ampliação da escala do processo de criação e interligação de vários qubits, em um computador quântico viável.
¹ Nota do Tradutor: eu mantive a forma usada pelos redatores do PNU “centro de cor NV” (“NV color center”), embora a forma mais correta talvez não seja essa. O mais usual é chamar isso de “Centro F” (do alemão: Farbzentrum ) e foi assim que eu encontrei referências a esse fenômeno, composto de um átomo de “impureza” (no caso Nitrogênio, “N”) e um “vazio” (“V”).
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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 nº 857
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 857, de 28 de fevereiro de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE
FRACTAIS ATRAVÉS DO TEMPO.
Um novo estudo teórico observa não só como coisas fractais se parecem quando são ampliadas no espaço (elas apresentam invariância de escala: parecem exatamente iguais em escalas de tamanho cada vez menores), mas também como se as amplia no tempo — ou seja, quando se observa as mesmas em intervalos de tempo cada vez menores.
Fractais são aquelas formas geométricas que são tão tortuosamente intrincadas que assumem uma dimensionalidade extra. Por exemplo, uma curva, nominalmente unidimensional, pode, com suficientes volutas, começar a ser caracterizada em uma dimensão em algum lugar entre 1 e 2. Em outras palavras, a curva começa a apresentar as características de uma superfície. Da mesma forma, uma superfície bidimensional pode ser tão dobrada que adquire um “volume”.
Esta geometria fractal é especialmente interessante quando se considera os minerais e certos seres vivos (tais como tumores) onde interfaces altamente não-Euclideanas são importantes. Em um novo artigo, Carlos Escudero do Instituto de Matemática e Física Fundamental de Madri, realiza cálculos da ampliação dinâmica (como uma superfície se modifica no espaço e através do tempo em diversas escalas diferentes) de estruturas em crescimento, tais como os filmes de semicondutores usados na indústria de microchips, onde, mesmo nas condições mais cuidadosamente controladas, podem acontecer geometrias não-Euclideanas.
Ele descobriu que o comportamento, momento a momento, das superfícies são fortemente afetadas pela geometria fractal. Em breve, Escudero estará testando suas teorias com colegas em várias áreas de pesquisas práticas, inclusive o crescimento de tecidos tumoríferos em plantas e o crescimento dos filmes semicondutores. (Physical Review Letters, artigo em publicação; na página http://www.aip.org/png/2008/297.htm foi colocada uma figura de um tumor de planta fornecida pelo Laboratório de Sistemas Complexos da Universidade Técnica de Madri. )
MAIS ANOMALIAS NAS VELOCIDADES DE NAVES ESPACIAIS.
Uma nova observação das trajetórias de várias naves espaciais, à medida em que elas passam pela Terra, tem encontrado em cada caso um pequeno excesso de velocidade. Para as naves que seguem uma trajetória mais simétrica com respeito ao Equador, o efeito é mínimo. Para naves que seguem uma trajetória mais assimétrica, o efeito é maior.
No caso da nave NEAR (<http://near.jhuapl.edu/>), por exemplo, a anomalia na velocidade chega a 13 mm/seg. Embora isso seja apenas um milionésimo da velocidade total, a precisão da medição da velocidade, realizada mediante a pesquisa do efeito Doppler nas ondas de rádio refletidas pela nave, é de 0,1 mm/seg, e isto sugere que a anomalia representa um efeito real e um que precisa de uma explicação.
A uns dez anos atrás, outra anomalia foi identificada na nave Pioneer 10 (ver PNU nº 391, matéria nº 1) e uma certa controvérsia sobre o assunto se estabeleceu, desde então.
Um dos pesquisadores que participou daquelas primeiras medições, faz parte do novo estudo, conduzido pelos cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL). John D. Anderson diz que os cientistas do JPL estão, agora, trabalhando em conjunto com colegas alemães para procurar possíveis anomalias na recente passagem da espaçonave Rosetta. (Anderson et al., Physical Review Letters, artigo em publicação, designado como “sugestão do editor” )
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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
FRACTAIS ATRAVÉS DO TEMPO.
Um novo estudo teórico observa não só como coisas fractais se parecem quando são ampliadas no espaço (elas apresentam invariância de escala: parecem exatamente iguais em escalas de tamanho cada vez menores), mas também como se as amplia no tempo — ou seja, quando se observa as mesmas em intervalos de tempo cada vez menores.
Fractais são aquelas formas geométricas que são tão tortuosamente intrincadas que assumem uma dimensionalidade extra. Por exemplo, uma curva, nominalmente unidimensional, pode, com suficientes volutas, começar a ser caracterizada em uma dimensão em algum lugar entre 1 e 2. Em outras palavras, a curva começa a apresentar as características de uma superfície. Da mesma forma, uma superfície bidimensional pode ser tão dobrada que adquire um “volume”.
Esta geometria fractal é especialmente interessante quando se considera os minerais e certos seres vivos (tais como tumores) onde interfaces altamente não-Euclideanas são importantes. Em um novo artigo, Carlos Escudero do Instituto de Matemática e Física Fundamental de Madri, realiza cálculos da ampliação dinâmica (como uma superfície se modifica no espaço e através do tempo em diversas escalas diferentes) de estruturas em crescimento, tais como os filmes de semicondutores usados na indústria de microchips, onde, mesmo nas condições mais cuidadosamente controladas, podem acontecer geometrias não-Euclideanas.
Ele descobriu que o comportamento, momento a momento, das superfícies são fortemente afetadas pela geometria fractal. Em breve, Escudero estará testando suas teorias com colegas em várias áreas de pesquisas práticas, inclusive o crescimento de tecidos tumoríferos em plantas e o crescimento dos filmes semicondutores. (Physical Review Letters, artigo em publicação; na página http://www.aip.org/png/2008/297.htm foi colocada uma figura de um tumor de planta fornecida pelo Laboratório de Sistemas Complexos da Universidade Técnica de Madri. )
MAIS ANOMALIAS NAS VELOCIDADES DE NAVES ESPACIAIS.
Uma nova observação das trajetórias de várias naves espaciais, à medida em que elas passam pela Terra, tem encontrado em cada caso um pequeno excesso de velocidade. Para as naves que seguem uma trajetória mais simétrica com respeito ao Equador, o efeito é mínimo. Para naves que seguem uma trajetória mais assimétrica, o efeito é maior.
No caso da nave NEAR (<http://near.jhuapl.edu/>), por exemplo, a anomalia na velocidade chega a 13 mm/seg. Embora isso seja apenas um milionésimo da velocidade total, a precisão da medição da velocidade, realizada mediante a pesquisa do efeito Doppler nas ondas de rádio refletidas pela nave, é de 0,1 mm/seg, e isto sugere que a anomalia representa um efeito real e um que precisa de uma explicação.
A uns dez anos atrás, outra anomalia foi identificada na nave Pioneer 10 (ver PNU nº 391, matéria nº 1) e uma certa controvérsia sobre o assunto se estabeleceu, desde então.
Um dos pesquisadores que participou daquelas primeiras medições, faz parte do novo estudo, conduzido pelos cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL). John D. Anderson diz que os cientistas do JPL estão, agora, trabalhando em conjunto com colegas alemães para procurar possíveis anomalias na recente passagem da espaçonave Rosetta. (Anderson et al., Physical Review Letters, artigo em publicação, designado como “sugestão do editor” )
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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 nº 856
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 856, de 13 de fevereiro de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE
CAOS SUPERCONDUTOR.
Uma nova experiência na Universidade do Estado do Colorado estuda a dinâmica caótica das “gotas de fluxo” — vórtices microscópicos de supercorrente — que fluem ao longo de um estreito canal que cruza uma faixa supercondutora. Uma corrente aplicada perpendicularmente ao canal faz com que uma gota de fluxo se forme, cresça e se rompa no final do canal. Esta gota é, então, carregada ao longo do canal pela corrente.
Este processo é uma reminiscência de gotas d’água que pingam de um registro, o que tem sido por longo tempo um dos principais processos para a compreensão do caos. Os investigadores da Universidade do Estado do Colorado utilizaram um sensor magnético, micrométrico, para detectar diretamente o campo magnético das gotas individuais, à medida em que passavam por baixo dele. A resultante seqüência temporal das gotas de fluxo, exatamente como as gotas d’água em uma torneira, exibem claras assinaturas de caos determinístico, o que implica em que a seqüência aparentemente irregular de gotas não é aleatória, mas previsível, a partir do conhecimento dos intervalos de tempo das gotas anteriores.
Entretanto, predizer a seqüência além de 4 ou 5 gotas futuras se torna exponencialmente mais difícil — uma outra marca registrada do caos. De acordo com Stuart Field, esta é a primeira observação conclusiva de comportamento caótico em estruturas de fluxos móveis. A observação direta de uma série temporal permite uma identificação sem ambiguidade do caos neste sistema. (Field and Stan, Physical Review Letters, artigo em publicação, designado como “sugestão do editor”)
ÁTOMOS DE ANTI-HIDROGÊNIO DETECTADOS EM UMA ARMADILHA PENNING-IOFFE.
A Colaboração de Armadilhas para Antiprótons (Antiproton Trap Collaboration = ATRAP) que funciona no CERN, obteve sucesso em detectar, pela primeira vez, a presença de átomos de anti-Hidrogênio (cada um feito de um antipróton e um posítron) no interior de uma armadilha combinada Penning-Ioffe. Ambos os tipos de armadilha combinam campos elétricos e magnéticos para capturar partículas carregadas e partículas neutras com momentos magnéticos.
Ambas as armadilhas desempenham um papel importante: a armadilha Penning é necessária para capturar e controlar os posítrons e antiprótons o suficiente para que eles possam se unir na contraparte dos átomos de Hidrogênio, enquanto a armadilha Ioffe é necessária para capturar esses átomos, uma vez feitos, a fim de realizar estudos espectroscópicos de alta precisão.
Produzir e, depois, resfriar antiprótons (criados em poderosas colisões em energias de bilhões de elétron-Volts e, então, freados por estágios até energias da ordem de mili e micro-elétron-Volts) é difícil de fazer, em primeiro lugar, e, mais difícil ainda, é combiná-los com posítrons de uma fonte radiativa. Alguns cientistas temiam que fosse impossível manter os posítrons e antiprótons por tempo suficiente para produzir anti-átomos quando uma Iofffe para átomos neutros estivesse em posição, mas esta nova experiência acabou com esta preocupação.
Gerald Gabrielse, chefe da equipe ATRAP (<http://hussle.harvard.edu/~atrap/>), diz que eles ainda não têm provas de anti-átomos capturados, somente de que os anti-átomos estão sendo produzidos; na verdade, o número de anti-átomos sobe quando a armadilha Ioffe é ligada. (Gabrielse et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)
OS PRÊMIOS DO INSTITUTO AMERICANO DE FÍSICA para obras científicas foi anunciado. Há quatro categorias de obras: jornalismo, cientista, difusão e literatura infantil.
Tim Folger ganhou o prêmio de 2007 na categoria de jornalismo por seu artigo na Discover Magazine, “If an Electron can be in Two Places at Once, Why Can’t You?” (“Se um elétron pode estar em dois lugares ao mesmo tempo, por que você não pode?”)
James Trefil ganhou o prêmio da categoria cientista de 2007 por seu artigo na Astronomy Magazine, “Where is the Universe Heading?” (“Para onde vai o universo?”)
Jacob Berkowitz ganhou o prêmio na categoria literatura infantil com seu livro “Jurassic Poop“, (trocadilho com “Jurassic Park” e que usa o termo “poop” que pode significar “popa” ou “titica”) publicado pela Kids Can Press.
E o prêmio de difusão foi para os novamente premiados Bob McDonald, Pat Senson e Jim Handman pelo programa “Multiple Worlds, Parallel Universes” (“Múltiplos Mundos, Universos Paralelos”) que foi ao ar no programa de rádio da CBC “Quirks & Quarks” (nem vale a pena tentar traduzir…)
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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
CAOS SUPERCONDUTOR.
Uma nova experiência na Universidade do Estado do Colorado estuda a dinâmica caótica das “gotas de fluxo” — vórtices microscópicos de supercorrente — que fluem ao longo de um estreito canal que cruza uma faixa supercondutora. Uma corrente aplicada perpendicularmente ao canal faz com que uma gota de fluxo se forme, cresça e se rompa no final do canal. Esta gota é, então, carregada ao longo do canal pela corrente.
Este processo é uma reminiscência de gotas d’água que pingam de um registro, o que tem sido por longo tempo um dos principais processos para a compreensão do caos. Os investigadores da Universidade do Estado do Colorado utilizaram um sensor magnético, micrométrico, para detectar diretamente o campo magnético das gotas individuais, à medida em que passavam por baixo dele. A resultante seqüência temporal das gotas de fluxo, exatamente como as gotas d’água em uma torneira, exibem claras assinaturas de caos determinístico, o que implica em que a seqüência aparentemente irregular de gotas não é aleatória, mas previsível, a partir do conhecimento dos intervalos de tempo das gotas anteriores.
Entretanto, predizer a seqüência além de 4 ou 5 gotas futuras se torna exponencialmente mais difícil — uma outra marca registrada do caos. De acordo com Stuart Field, esta é a primeira observação conclusiva de comportamento caótico em estruturas de fluxos móveis. A observação direta de uma série temporal permite uma identificação sem ambiguidade do caos neste sistema. (Field and Stan, Physical Review Letters, artigo em publicação, designado como “sugestão do editor”)
ÁTOMOS DE ANTI-HIDROGÊNIO DETECTADOS EM UMA ARMADILHA PENNING-IOFFE.
A Colaboração de Armadilhas para Antiprótons (Antiproton Trap Collaboration = ATRAP) que funciona no CERN, obteve sucesso em detectar, pela primeira vez, a presença de átomos de anti-Hidrogênio (cada um feito de um antipróton e um posítron) no interior de uma armadilha combinada Penning-Ioffe. Ambos os tipos de armadilha combinam campos elétricos e magnéticos para capturar partículas carregadas e partículas neutras com momentos magnéticos.
Ambas as armadilhas desempenham um papel importante: a armadilha Penning é necessária para capturar e controlar os posítrons e antiprótons o suficiente para que eles possam se unir na contraparte dos átomos de Hidrogênio, enquanto a armadilha Ioffe é necessária para capturar esses átomos, uma vez feitos, a fim de realizar estudos espectroscópicos de alta precisão.
Produzir e, depois, resfriar antiprótons (criados em poderosas colisões em energias de bilhões de elétron-Volts e, então, freados por estágios até energias da ordem de mili e micro-elétron-Volts) é difícil de fazer, em primeiro lugar, e, mais difícil ainda, é combiná-los com posítrons de uma fonte radiativa. Alguns cientistas temiam que fosse impossível manter os posítrons e antiprótons por tempo suficiente para produzir anti-átomos quando uma Iofffe para átomos neutros estivesse em posição, mas esta nova experiência acabou com esta preocupação.
Gerald Gabrielse, chefe da equipe ATRAP (<http://hussle.harvard.edu/~atrap/>), diz que eles ainda não têm provas de anti-átomos capturados, somente de que os anti-átomos estão sendo produzidos; na verdade, o número de anti-átomos sobe quando a armadilha Ioffe é ligada. (Gabrielse et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)
OS PRÊMIOS DO INSTITUTO AMERICANO DE FÍSICA para obras científicas foi anunciado. Há quatro categorias de obras: jornalismo, cientista, difusão e literatura infantil.
Tim Folger ganhou o prêmio de 2007 na categoria de jornalismo por seu artigo na Discover Magazine, “If an Electron can be in Two Places at Once, Why Can’t You?” (“Se um elétron pode estar em dois lugares ao mesmo tempo, por que você não pode?”)
James Trefil ganhou o prêmio da categoria cientista de 2007 por seu artigo na Astronomy Magazine, “Where is the Universe Heading?” (“Para onde vai o universo?”)
Jacob Berkowitz ganhou o prêmio na categoria literatura infantil com seu livro “Jurassic Poop“, (trocadilho com “Jurassic Park” e que usa o termo “poop” que pode significar “popa” ou “titica”) publicado pela Kids Can Press.
E o prêmio de difusão foi para os novamente premiados Bob McDonald, Pat Senson e Jim Handman pelo programa “Multiple Worlds, Parallel Universes” (“Múltiplos Mundos, Universos Paralelos”) que foi ao ar no programa de rádio da CBC “Quirks & Quarks” (nem vale a pena tentar traduzir…)
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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 nº 855
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 855, de4 de fevereiro de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE
O MATERIAL MAIS ESCURO JAMAIS FEITO, consiste de um tapete de nanotubos de Carbono orientados verticalmente. A escuridão ou brilho de qualquer objeto depende da fração da luz incidente sobre o objeto que é refletida.
A refletividade do dispositivo de nanotubos desenvolvido pelos físicos do Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) é de somente 0,045%, três vezes menor do que o objeto mais escuro anterior (ver figura em aqui ). Shawn Lin e seus colegas montam os nanotubos sobre nanopontos no topo de um “wafer” de Silício. O tapete resultante é fino (10-800 microns) e leve (0,01- 0,02 g/cm³).
Possíveis aplicações incluem a revisão dos padrões de escuridão, tais como os empregados pelos fotógrafos. O ponto inferior da escala de escuridão atualmente definida pelo NIST é de refletividades de cerca de 1,5%. O material pode também ser útil em detectores astronômicos (onde se deseja enxugar a radiação difusa) ou em células fotovoltáicas que transformam a luz solar em eletricidade.
Lin diz que uma característica adicional deste novo material é que ele representa uma substância controlavelmente porosa com um índice de refração (1,02) não muito diferente do ar. (Yang et al., NanoLetters, 9 de janeiro de 2008)
ANTI-NEUTRINOS E NÃO-PROLIFERAÇÃO.
Um novo detector compacto pode auxiliar os inspetores internacionais a bisbilhotar o interior de um reator nuclear em funcionamento de maneira não-invasiva, medindo diretamente o fluxo de antineutrinos que é emitido.
Desde que entraram em uso, os reatores nucleares, pelo menos em princípio, têm sido estreitamente relacionados com armas nucleares. Por exemplo, reatores produzem Plutônio que pode, depois, ser utilizado na fabricação de bombas nucleares. A questão de como monitorar o funcionamento de um reator nuclear em particular e comparar os estoques de Plutônio esperados de um funcionamento normal (digamos, a produção de energia elétrica) é um dos principais componentes nos esforços da não-proliferação.
O detector na escala de metros cúbicos, proposto por Adam Bernstein, chefe do Grupo de Detectores Avançados do Lawrence Livermore National Laboratory e construído por uma equipe do Livermore e do Sandia National Laboratories da California, não necessitaria monitorar o desempenho do reator em uma base momento a momento. Em lugar disto, sua sensibilidade é mais dirigida ao número de antineutrinos produzidos em intervalos horários, diários e semanais. Estas escalas de tempo, diz Bernstein, são bem adequadas para o tipo de monitoramento realizado pela AIEA (Agência Internacional de Energia Atômica).
O detector construído pela colaboração LLNL/SNL funciona sozinho por longos períodos sem necessitar de manutenção significativa, é auto-calibrador e não afeta o funcionamento ds instalações de forma alguma (ver ilustração de um detector em funcionamento aqui ).
Os dados do detector são obtidos remotamente em tempo-real. O módulo do detector pode ser tornado à prova de fraudes pelo emprego de técnicas padrão e a assinatura dos antineutrinos, observada pelo detector (a chegada de um posítron seguida de um nêutron 30 microssegundos depois) é difícil de imitar com fontes alternativas de nêutrons ou raios Gama. Em conjunção com o conhecimento da entrada de combustível e o projeto do núcleo, o fluxo de antineutrinos observado fornece uma medição direta da potência do reator e do seu conteúdo de isótopos. (Bernstein et al., Applied Physics Letters, artigo em publicação)
A PHYSICAL REVIEW LETTERS está celebrando seu quinquagésimo aniversário este ano. Vários eventos especiais estão planejados, tais como os encontros vindouros de março e abril da APS. Igualmente, vários artigos famosos da PRL publicados neste último meio século, estão disponíveis
, junto com um breve sumário da importância dos artigos, no seguinte website:
PHYSICS NEWS UPDATE
O MATERIAL MAIS ESCURO JAMAIS FEITO, consiste de um tapete de nanotubos de Carbono orientados verticalmente. A escuridão ou brilho de qualquer objeto depende da fração da luz incidente sobre o objeto que é refletida.
A refletividade do dispositivo de nanotubos desenvolvido pelos físicos do Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) é de somente 0,045%, três vezes menor do que o objeto mais escuro anterior (ver figura em aqui ). Shawn Lin e seus colegas montam os nanotubos sobre nanopontos no topo de um “wafer” de Silício. O tapete resultante é fino (10-800 microns) e leve (0,01- 0,02 g/cm³).
Possíveis aplicações incluem a revisão dos padrões de escuridão, tais como os empregados pelos fotógrafos. O ponto inferior da escala de escuridão atualmente definida pelo NIST é de refletividades de cerca de 1,5%. O material pode também ser útil em detectores astronômicos (onde se deseja enxugar a radiação difusa) ou em células fotovoltáicas que transformam a luz solar em eletricidade.
Lin diz que uma característica adicional deste novo material é que ele representa uma substância controlavelmente porosa com um índice de refração (1,02) não muito diferente do ar. (Yang et al., NanoLetters, 9 de janeiro de 2008)
ANTI-NEUTRINOS E NÃO-PROLIFERAÇÃO.
Um novo detector compacto pode auxiliar os inspetores internacionais a bisbilhotar o interior de um reator nuclear em funcionamento de maneira não-invasiva, medindo diretamente o fluxo de antineutrinos que é emitido.
Desde que entraram em uso, os reatores nucleares, pelo menos em princípio, têm sido estreitamente relacionados com armas nucleares. Por exemplo, reatores produzem Plutônio que pode, depois, ser utilizado na fabricação de bombas nucleares. A questão de como monitorar o funcionamento de um reator nuclear em particular e comparar os estoques de Plutônio esperados de um funcionamento normal (digamos, a produção de energia elétrica) é um dos principais componentes nos esforços da não-proliferação.
O detector na escala de metros cúbicos, proposto por Adam Bernstein, chefe do Grupo de Detectores Avançados do Lawrence Livermore National Laboratory e construído por uma equipe do Livermore e do Sandia National Laboratories da California, não necessitaria monitorar o desempenho do reator em uma base momento a momento. Em lugar disto, sua sensibilidade é mais dirigida ao número de antineutrinos produzidos em intervalos horários, diários e semanais. Estas escalas de tempo, diz Bernstein, são bem adequadas para o tipo de monitoramento realizado pela AIEA (Agência Internacional de Energia Atômica).
O detector construído pela colaboração LLNL/SNL funciona sozinho por longos períodos sem necessitar de manutenção significativa, é auto-calibrador e não afeta o funcionamento ds instalações de forma alguma (ver ilustração de um detector em funcionamento aqui ).
Os dados do detector são obtidos remotamente em tempo-real. O módulo do detector pode ser tornado à prova de fraudes pelo emprego de técnicas padrão e a assinatura dos antineutrinos, observada pelo detector (a chegada de um posítron seguida de um nêutron 30 microssegundos depois) é difícil de imitar com fontes alternativas de nêutrons ou raios Gama. Em conjunção com o conhecimento da entrada de combustível e o projeto do núcleo, o fluxo de antineutrinos observado fornece uma medição direta da potência do reator e do seu conteúdo de isótopos. (Bernstein et al., Applied Physics Letters, artigo em publicação)
A PHYSICAL REVIEW LETTERS está celebrando seu quinquagésimo aniversário este ano. Vários eventos especiais estão planejados, tais como os encontros vindouros de março e abril da APS. Igualmente, vários artigos famosos da PRL publicados neste último meio século, estão disponíveis
, junto com um breve sumário da importância dos artigos, no seguinte website:
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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 nº 854
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 854, de 23 de janeiro de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE
UM NOVO CÁLCULO EXPLICA O MECANISMO POR TRÁS DA DATAÇÃO POR CARBONO, em termos da maneira com que a massa dos mésons muda, à medida em que eles se deslocam através de um núcleo atômico. Acredita-se que os mésons (patículas tais como os píons {ou mesons PI} que contém um quark e um antiquark) sejam os mediadores da Força Nuclear {Forte} entre dois núcleons.
A datação por Carbono radiativo começou a ser feita em 1949 quando Willard Libby disse que a quantidade de Carbono-14 (o primo radiativo do Carbono-12) remanescente em um objeto (tal como uma árvore fossilizada) poderia dar uma estimativa de quão antigo o objeto era. A idéia era que o organismo, enquanto estava vivo, iria ingerir constantemente o raro Carbono-14 em quantidade suficiente para substituir os núcleos que decaíam abaixo de 14 (sendo os outros subprodutos um elétron e um neutrino).
Porém, assim que o organismo morria, a proporção entre C-14/C-12 começaria a diminuir exponencialmente, uma vez que o C-14 não estaria mais sendo substituído. A medição dessa proporção em termos de meias-vidas dos isótopos radiativos forneceria uma boa estimativa da idade do fóssil. Este processo tem sido empregado desde então pelos arqueologistas para medir a idade das coisas, ao menos das coisas que estiveram vivas.
Uma grande questão se apresentava: se a meia-vida radiativa do C-11 é 20 minutos, a do O-14 é de 1 minuto, a do O-15 é de 2 minutos e a do N-13 é de 10 minutos, por que a meia-vida do C-14 é de cerca de 3 bilhões de minutos (cerca de 5.730 anos)?
Foi isto que Jeremy Holt e seus colegas em Stony Brook, TRIUMF (o acelerador de partículas em Vancouver) e da Universidade do Idaho se propuseram a estabelecer.
Holt declara que a meia-vida anormalmente longa do C-14 tem sido um mistério para os teóricos por meio século. Uma teoria anterior, chamada de escala Brown-Rho (assim chamada por ter sido apresentada por Gerry Brown e Mannque Rho, em 1991), sugeria que as massas da maior parte dos mésons diminuía uniformemente quando eles atravessavam o denso material nuclear (na medida em que eles portam a Força Nuclear {Forte} – ver figura aqui ). Holt e seus colegas autores atualizam o assunto, dando conta, de maneira particularmente precisa, da observada longa vida do C-14. (Holt et al., Physical Review Letters, artigo em publicação e designado como uma “Sugestão do Editor”)
VELOCIDADE RECORDE NO GRAFENO.
Andre Geim e seus colegas na Universidade de Manchester observaram a maior mobilidade para um elétron em qualquer material eletrônico. Neste caso, os elétrons se moviam através de Grafeno, com uma mobilidade de 200.000 cm²/Volt-segundo.
O Grafeno só foi descoberto há poucos anos (por Geim: ver see PNU nº 769, matéria 1 ). Um material verdadeiramente bidimensional já é suficientemente espantoso, porém ainda menos usual era a facilidade observada com com que os elétrons se movem através do Grafeno.
Elétrons que se movem através de qualquer estrutura de cristal ficam interagindo constantemente com os átomos na estrutura, especialmente se houver irregularidades presentes. Isto faz com que os elétrons diminuam a velocidade. Sua massa efetiva será diferente para cada tipo de cristal. No Grafeno a massa efetiva dos elétrons é zero.
Uma outra maneira de descrever quantitativamente a viagem de um elétron através dos “becos” de um cristal é em termos de sua “mobilidade”, expressa em unidades de cnetímetros quadrados por Volt/segundo. A mobilidade do portador de carga é, talvez, a mais importante característica meritória para um material eletrônico, de forma que os pesquisadores procuram sempre por uma mobilidade maior. Para dar alguns exemplos: a mobilidade no Silício é 1.500, enquanto no GaAs é de 8.500. É por isso os circuitos nos telefones celulares são baseados no GaAs. Para o InSb a mobilidade é ainda maior: 80.000. O novo recorde de mobilidade de Gelm de 200.000 não vai fazere com que a indústria de eletônicos jogue no lixo o Si ou o GaAs em um futuro próximo.
Os problemas com os primeiros circuitos de Grafeno agora, diz Gelm, são, primeiro, que o Grafeno não pode ser fabricado em “wafers” de qualidade uniforme; e, segundo, que o protótipo de transistor-comutador de Grafeno (que passa de “desligado” para “ligado”) é muito lento.
Entretanto, Geim prediz que, a curto prazo (3 a 5 anos), o Grafeno pode emergir como a base para sensores químicos e para geradores de luz na faixa de TeraHerz – uma faixa de freqüências (e que ainda não foi conseguida de qualquer modo prático) onde os corpos humanos ficam transparentes – tornando possível máquinas de imageamento para segurança e medicina. (Morozov et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)
POLÍTICA PRESIDENCIAL DOS EUA. Os políticos, embora tenham preocupações com assuntos tais como guerras, imigração e a economia, também têm um lado voltado para ciência e tecnologia. Para saber o que os candidatos estão dizendo sobre tópicos relacionados à ciência, visitem estes sites da Physics Today: http://blogs.physicstoday.org/politics08/ ou http://physicstoday.org
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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
UM NOVO CÁLCULO EXPLICA O MECANISMO POR TRÁS DA DATAÇÃO POR CARBONO, em termos da maneira com que a massa dos mésons muda, à medida em que eles se deslocam através de um núcleo atômico. Acredita-se que os mésons (patículas tais como os píons {ou mesons PI} que contém um quark e um antiquark) sejam os mediadores da Força Nuclear {Forte} entre dois núcleons.
A datação por Carbono radiativo começou a ser feita em 1949 quando Willard Libby disse que a quantidade de Carbono-14 (o primo radiativo do Carbono-12) remanescente em um objeto (tal como uma árvore fossilizada) poderia dar uma estimativa de quão antigo o objeto era. A idéia era que o organismo, enquanto estava vivo, iria ingerir constantemente o raro Carbono-14 em quantidade suficiente para substituir os núcleos que decaíam abaixo de 14 (sendo os outros subprodutos um elétron e um neutrino).
Porém, assim que o organismo morria, a proporção entre C-14/C-12 começaria a diminuir exponencialmente, uma vez que o C-14 não estaria mais sendo substituído. A medição dessa proporção em termos de meias-vidas dos isótopos radiativos forneceria uma boa estimativa da idade do fóssil. Este processo tem sido empregado desde então pelos arqueologistas para medir a idade das coisas, ao menos das coisas que estiveram vivas.
Uma grande questão se apresentava: se a meia-vida radiativa do C-11 é 20 minutos, a do O-14 é de 1 minuto, a do O-15 é de 2 minutos e a do N-13 é de 10 minutos, por que a meia-vida do C-14 é de cerca de 3 bilhões de minutos (cerca de 5.730 anos)?
Foi isto que Jeremy Holt e seus colegas em Stony Brook, TRIUMF (o acelerador de partículas em Vancouver) e da Universidade do Idaho se propuseram a estabelecer.
Holt declara que a meia-vida anormalmente longa do C-14 tem sido um mistério para os teóricos por meio século. Uma teoria anterior, chamada de escala Brown-Rho (assim chamada por ter sido apresentada por Gerry Brown e Mannque Rho, em 1991), sugeria que as massas da maior parte dos mésons diminuía uniformemente quando eles atravessavam o denso material nuclear (na medida em que eles portam a Força Nuclear {Forte} – ver figura aqui ). Holt e seus colegas autores atualizam o assunto, dando conta, de maneira particularmente precisa, da observada longa vida do C-14. (Holt et al., Physical Review Letters, artigo em publicação e designado como uma “Sugestão do Editor”)
VELOCIDADE RECORDE NO GRAFENO.
Andre Geim e seus colegas na Universidade de Manchester observaram a maior mobilidade para um elétron em qualquer material eletrônico. Neste caso, os elétrons se moviam através de Grafeno, com uma mobilidade de 200.000 cm²/Volt-segundo.
O Grafeno só foi descoberto há poucos anos (por Geim: ver see PNU nº 769, matéria 1 ). Um material verdadeiramente bidimensional já é suficientemente espantoso, porém ainda menos usual era a facilidade observada com com que os elétrons se movem através do Grafeno.
Elétrons que se movem através de qualquer estrutura de cristal ficam interagindo constantemente com os átomos na estrutura, especialmente se houver irregularidades presentes. Isto faz com que os elétrons diminuam a velocidade. Sua massa efetiva será diferente para cada tipo de cristal. No Grafeno a massa efetiva dos elétrons é zero.
Uma outra maneira de descrever quantitativamente a viagem de um elétron através dos “becos” de um cristal é em termos de sua “mobilidade”, expressa em unidades de cnetímetros quadrados por Volt/segundo. A mobilidade do portador de carga é, talvez, a mais importante característica meritória para um material eletrônico, de forma que os pesquisadores procuram sempre por uma mobilidade maior. Para dar alguns exemplos: a mobilidade no Silício é 1.500, enquanto no GaAs é de 8.500. É por isso os circuitos nos telefones celulares são baseados no GaAs. Para o InSb a mobilidade é ainda maior: 80.000. O novo recorde de mobilidade de Gelm de 200.000 não vai fazere com que a indústria de eletônicos jogue no lixo o Si ou o GaAs em um futuro próximo.
Os problemas com os primeiros circuitos de Grafeno agora, diz Gelm, são, primeiro, que o Grafeno não pode ser fabricado em “wafers” de qualidade uniforme; e, segundo, que o protótipo de transistor-comutador de Grafeno (que passa de “desligado” para “ligado”) é muito lento.
Entretanto, Geim prediz que, a curto prazo (3 a 5 anos), o Grafeno pode emergir como a base para sensores químicos e para geradores de luz na faixa de TeraHerz – uma faixa de freqüências (e que ainda não foi conseguida de qualquer modo prático) onde os corpos humanos ficam transparentes – tornando possível máquinas de imageamento para segurança e medicina. (Morozov et al., Physical Review Letters, artigo em publicação)
POLÍTICA PRESIDENCIAL DOS EUA. Os políticos, embora tenham preocupações com assuntos tais como guerras, imigração e a economia, também têm um lado voltado para ciência e tecnologia. Para saber o que os candidatos estão dizendo sobre tópicos relacionados à ciência, visitem estes sites da Physics Today: http://blogs.physicstoday.org/politics08/ ou http://physicstoday.org
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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.
