Física Quântica: uma pintura Atômica

14 de maio de 2009

Os Condensados de Bose-Einstein (BECs) são nuvens de átomos ultrafrios – com temperaturas próximas ao zero absoluto – que se comportam como um único e gigantesco objeto cujo comportamento só é conhecido com a interpretaçãp quântica, pois é um objeto de natureza quântica.

 

Os físicos muitas vezes utilizam uma combinação de luz de laser e campos magnéticos para aprisionar e, em seguida, resfriar um pequeno aglomerado de átomos até perto do zero absoluto.

A equipe de Malcolm Boshier no Laboratório Nacional de Los Alamos, Novo México, desenvolveu um método para “pintar um quadro” de um sistema Condensado de Bose-Einstein utilizando dois laseres.


O primeiro laser mantém os átomos aprisionados em uma tela plana, enquanto o segundo laser age como um pincel, digitalizando uma forma desejada e resfriando o sistema atômico até que se forma um Condensado de Bose-Einstein.

O grupo pode estabelecer um Condensado de Bose-Einstein de átomos de rubídio em qualquer forma (um exemplo é mostrado na foto acima), para ser utilizado em estudos fundamentais ou no processamento de informação quântica.

N. J. Phys. 11, 043030 (2009)

AMAZÔNIA: muita Água Doce e mais de 300 mil pessoas desabrigadas!

6 de maio de 2009

Rio Mar! Mar Dulce!

Foi o sentimento de surpresa manifestado pelos primeiros europeus que por estas terras se aventuraram.

Dessa época não conhecemos nenhum registro dos períodos de cheias dos rios da Amazônia, onde a quantidade de água da maioria desses rios já impressiona mesmo em períodos normais depois da vazante.

Dos registros já realizados no século XX na cidade de Manaus, o maior nível do rio Negro – forte afluente do rio Amazonas – foi atingido no ano de 1953: 29,69 metros acima.

Outra grande enchente aconteceu em 1976, quando o nível alcançado foi de 29, 61 metros. 

Naqueles anos as águas de todos os rios transbordaram por cima de todos as barreiras naturais ou não, causando enorme prejuízo a todo a população.

Este ano, 2009, essa marca está seriamente ameaçada, pois hoje, início do mês de maio o nível das águas do rio Negro já alcança os 28,83 metros.

Mesmo que isso não aconteça, infelizmente os prejuízos continuam sendo imensos, principalmente para os habitantes das margens dos rios: os ribeirinhos.

Além de perderem a colheita da época (melancia, juta, macacheira, banana, hotaliças etc…) incluindo as poucas criações de animais domésticos, perdem o bem mais precioso: a casa onde vivem.

Ainda por cima a maioria desses ribeirinhos fica mais ilhada do que já é normalmente, sem ou com muita dificuldade de acesso a alimentação, a saúde e a escola.

Nesses casos, em geral as pessoas idosas e crianças são as mais prejudicadas.

É claro que sempre surge a célebre argumentação: se a enchente sempre acontece, por que essas pessoas não se previnem? Não é assim que fazem os povos que vivem nas regiões mais frias do planeta? Armazenam lenha, comida e agasalhos para os dias mais frios do ano?

Para quem não conhece a região, parece lógica essa argumentação.

Porém as enchentes como a de 1953 e a deste ano não são frequentes e, para melhor desarmar a lógica apresentada, para a grande maioria dos ribeirinhos não há terra seca para onde ir, pois tudo fica alagado.

A Amazônia se torna um MAR de água doce, literalmente, pois é realmente uma planura só.

Um olhada de avião dá a impressão que não há solo onde aterrissar.

É muito complexo buscar soluções eficazes em outras regiões: aqui não é frio, por isso para conservar o alimento é preciso ter geladeira, a qual precisa de energia elétrica e a energia elétrica… não tem, porque não é fácil estender rede elétrica ao longo do rio.

Aproveitando a tecnologia atual – inexistente em 1953 – o que a nossa sociedade tem obrigação de providenciar são esquemas preventivos:

1- um setor meteorológico eficiente para prever com eficácia e antecipadamente a ocorrência desse tipo de fenômeno;

2- articulação dos governos locais – estadual e municipal - com apoio logístico eficaz para a retirada estratégica dos moradores das regiões ribeirinhas, antes que sejam atingidos pela ocorrência e a situação passe a ser de emergência e calamidade só ouvida pelos gritos de SOCORRO!!!

É desse modo que agem os governos dos povos das regiões frias do planeta: quando há previsão de ameaça de nevasca ou de avalanches de neve – boa parte da população vive aos pés das montanhas – os esquemas articulados funcionam e as pessoas são rapidamente retiradas desses locais antes que a situação se torne calamitosa.

Chega de tanto abandono!!!

CHINA: Acelerando para o Futuro

5 de maio de 2009

Os chineses continuam com os avanços em alta tecnologia!

Após 5 anos, acabaram de construir um Acelerador de Partículas -  o Shangai Synchrotron Radiation Facility  (SSRF).

Não é dos maiores, pois a circunferência do SSRF tem só 432 metros e opera com energia de 3,5 giga-eletronvolts e custou a bagatela de 176 milhões de dólares.

Tem o objetivo de atender as pesquisas nas áreas biológicas, bioquímica, médicas, física e novos materiais.

Vamos brincar com Mármores Líquidos?

23 de abril de 2009

Os “mármores líquidos” são gotas de água estabilizadas por uma camada de partículas altamente hidrofóbicas na interface ar-água, no interior da qual a água é mantida e, desse modo, as gotas podem rolar e até pular.

 

Dupin e sua equipe introduziram uma dimensão extra para estes fascinantes materiais, através da criação de mármores líquidos que respondem a estímulos externos.

 

A equipe estabiliza as gotículas de água com nanopartículas de poliestireno (um tipo de látex) que apresentam uma camada exterior macromonomérica de poli(metacrilato de amina terciária).

 

Em pH baixo, esta camada externa é protonada, tornando-se
hidrofílica, de modo que as nanopartículas de látex dispersam na solução aquosa e os mármores líquidos não se formam.

 

No entanto, em condições de meio alcalino a camada macromonomérica exterior é desprotonada, tornando-se hidrofóbica.

Quando as partículas de látex são secas a partir de um solução de pH 10 e gotículas com 10-μl rolam sobre o pó resultante, as gotículas são revestidas, formando os mármores líquidos.

 

 

 

 

Os mármores permanecem intactos quando repousam sobre uma superfície sólida ou até mesmo flutuando na água com pH neutro ou pH alcalino, só se desestabilizando quando evapora a água no interior dos mármores.

Em contrapartida, quando as bolas de mármore são lançadas em solução com baixo pH, se desintegram imediatamente.

 

Uma brincadeira que permite “visualizar” brevemente essa experiência é jogar água sobre uma superfície de vidro, na posição horizontal, coberta de poeira.

 

Enquanto a poeira não absorve a água, as gotas formadas rolam sobre a superfície do vidro.

 

Journal Of American Chemical Society

ONDAS CARDÍACAS? Que onda!

22 de abril de 2009

Será que o ritmo cardíaco anormal pode ser explicado pelo estudo da dinâmica das ondas espirais cardíacas ?

Muitos sistemas naturais – incluindo os corações humanos, as colônias de bolor e algumas reações químicas – produzem um tipo de oscilação chamada de onda espiral.

Em recente trabalho, Zengru Di e colaboradores da Normal University de Beijing e da Universidade da Califórnia, conseguiram explicar como diferentes tipos de ondas espirais respondem a diferentes condições ambientais. 

O resultado desse trabalho poderá explicar o comportamento de arritmias anormais na atividade elétrica do coração que podem ser fatais.

 

Os estudos sobre reações químicas oscilantes revelaram que, quando ondas espirais são expostas a campos eletromagnéticos externos, as mesmas tendem a se deslocar em uma direção perpendicular ao campo.

O mais interessante é que uma onda espiral densa, no interior da qual outras ondas são hermeticamente embaladas, (diagrama superior na figura) irá se deslocar em direção oposta a uma onda espiral esparsa (diagrama inferior na figura), sob a ação do mesmo campo elétrico.

 

Zengru Di e sua equipe de trabalho utilizaram simulações numéricas para pesquisar o comportamento dos dois tipos de ondas espirais – as densas e as esparsas – em uma variedade de ambientes.

Desse modo, eles apresentam a primeira explicação teórica para a propagação diferente desses dois tipos de ondas espirais.

As ondas espirais densas tendem a ser encontradas em ambientes que é facilmente excitável, enquanto as ondas esparsas surgem em ambientes menos excitáveis.

O estudo revela como as diferentes partes do músculo cardíaco podem afetar o comportamento dos sinais elétricos associados ao seu movimento.

Quem quiser aprender mais sobre o assunto, deve consultar o artigo original.

Xu, L., Qu, Z. & Di, Z. Drifting dynamics of dense and sparse spiral waves in heterogeneous excitable media. Physical Review E 79, 036212 (2009).

LUZ SOLAR: até quando será desperdiçada?

8 de abril de 2009

A Mãe Natureza já fez a maior parte do difícil trabalho para criar um sistema fotocatalisador natural.

A energia solar pode ser um recurso natural considerado inesgotável e as plantas têm aproveitado essa energia desde quando apareceram pela primeira vez na Terra a cerca de 500 milhões de anos.

No entanto, apesar dos esforços científicos e tecnológicos por mais de um século, os seres humanos ainda não conseguiram fabricar um sistema capaz de converter luz solar em energia utilizável de forma tão eficiente quanto o faz uma folha verde.

Em vez de tentar construir um fotocatalisador mais eficiente que possa superar a folha verde, os pesquisadores Tongxiang Fan e Di Zhang e outros colaboradores na Shanghai Jiaotong University, utilizaram a própria folha como uma plataforma conveniente para a criação de um sistema fotocatalisador artificial.

Uma folha verde pode ser vista como um sistema fotocatalisador natural: tem uma superfície com elevada área de contato e um campo poroso preenchido com cloroplastos.

Em cada cloroplasto habitam pilhas de membranas de tilacoides, que são muito eficientes em capturar fótons de luz visível.

 

Na seqüência, a clorofila no interior da membrana de tilacoides converte esses fotóns em energia.

 

Os pesquisadores substituíram a clorofila das folhas frescas com metais pesados, como o titânio e cobre.

 

Em seguida, imergiram as folhas em solução de nitrato de zinco para replicarem as estruturas hierárquicas porosas e os empilhamentos de tilacoides.

 

As folhas foram removidas através de tratamento térmico a temperaturas elevadas e todo o sistema fotocatalisador natural foi essencialmente substituído por óxido de zinco – um sistema fotocatalisador artificial bem conhecido.

 

Os pesquisadores testaram o desempenho do sistema fotocatalisador artificial e observaram que a intensidade da absorvância na frequência da luz visível quase duplicou.

 

O sistema fotocatalisador artificial também possui atividade fotocatalítica superior em comparação com outros desenvolvidos anteriormente.

 

Os resultados demonstram uma nova estratégia para imitar as elaboradas criações da Mãe Natureza na construção de novos materiais para serem utilizados na conversão das energias renováveis.

 

É muito interessante ler o artigo original:

 

Zhou, Han et al. Biomimetic photocatalyst system derived from the natural prototype in leaves for efficient visible-light-driven catalysis. Journal of Materials Chemistry, 2009.

RIO AMAZONAS: mais um Naufrágio!

6 de abril de 2009

Nós estávamos trabalhando com compressores ligados a mangueiras, mas a correnteza estica demais essas mangueiras e põe em risco a vida dos nossos homens. Agora estamos usando cilindros, mas como a profundidade é muito grande, os mergulhadores têm pouco tempo para trabalhar“.

Essa foi a manifestação do tenente Alexandro Leal, coordenador da operação de resgate do barco Dona Zilda que está sendo executada pelo Corpo de Bombeiros do Amazonas.

O barco naufragou no rio Amazonas na madrugada de domingo passado, dia 5 de abril, e na manhã de hoje, dia 6, os bombeiros mergulhadores o localizaram a 35 metros de profundidade.

Há expectativa de encontrar no interior do barco os corpos de seis passageiros até agora não localizados.

O que chama muita atenção no informe do tenente é a falta de tecnologia adequada para enfrentar as dificuldades inerentes à imensidão e características próprias da Amazônia.

Nesses temas as Universidades Amazônicas deveriam se debruçar para desenvolver soluções AMAZÔNICAS.

Principalmente para desenvolver tecnologias que minimizassem a quantidade de naufrágios de barcos nos rios da Amazônia.

Máquinas Inteligentes Existem?

3 de abril de 2009

Muito cuidado com a sua formação profissional: estão construindo máquinas inteligentes.

Atualmente, há duas perguntas correlatas que costumam ser feitas com frequência no universo das ciências:

 

1- Como podemos dar conta do enorme volume de dados científicos que está sendo gerado todo dia?

 

2- Um robô seria capaz de substituir um assistente de pesquisa, um pós-doutor, ou mesmo o pesquisador principal em um laboratório biológico?

 

Quem pergunta, quer resposta!

 

Por isso, Schmidt e Lipson desenvolveram um algoritmo que substitui uma combinação de força bruta e estratégias matemáticas para resolver um problema que desafia o raciocínio humano.

 

Fornecidos os dados brutos sobre o comportamento de um sistema físico como um pêndulo, por exemplo, o algoritmo pesquisa a gama de possíveis equações da física matemática coerente com os dados e converge para as equações fundamentais do movimento originalmente derivadas pelo ítalo-francês Joseph-Louis Lagrange (1736-1813) e mais tarde pelo irlandês William Rowan Hamilton (1805-1865).

 

Já a equipe de Ross King descreve um robô programado não só para realizar experiências no metabolismo da levedura com pouca ou nenhuma intervenção humana, mas também capaz de avaliar os seus resultados e planejar adequadamente os próximos experimentos.

 

Esse robô – batizado de Adam – foi capaz de preencher os espaços em branco de enzimas desconhecidas necessárias para a descrição bioquímica e bioinformática do metabolismo e da genômica, e ainda identificou enzimas órfãs no metabolismo da levedura que foram confirmadas pelos humanos.

 

Se a automação da ciência continuar nesse rítmo e a formação profissional continuar decrescendo, logo estaremos sendo substituídos pelos robôs por simples incompetência humana.

 

Quer mais informação sobre o assunto? Consulte os textos originais.

 

Michael Schmidt e Lipson,Distilling Free-Form Natural Laws from Experimental Data, Science 3 April 2009: Vol. 324. no. 5923, pp. 81- 85.

Ross D. King, The Automation of Science, Science 3 April 2009: Vol. 324. no. 5923, pp. 85- 89.

NOVIDADE: Diodo Ferroelétrico Cristalino e Comutável

3 de abril de 2009

Foram observados dois efeitos incomuns no comportamento elétrico de um material sólido feito com óxido de ferro e bismuto (BiFeO3):

 

1- o efeito diodo;

2- o efeito fotovoltaico.

 

O diodo – dispositivo eletrônico feito com material semicondutor sólido – tem a função de permitir o fluxo de corrente elétrica no circuito em certo sentido, mas de proibir no sentido inverso.

 

Originalmente, esse efeito foi produzido no interior do semicondutor através da implantação, em regiões espacialmente vizinhas, de átomos doadores – com pelo menos um elétron a mais do que o átomo base do semicondutor – e átomos aceitadores – com pelo menos um elétron a menos do que o átomo base do semicondutor.

 

Mais tarde verificou-se que o efeito diodo também é produzido na interface de dois materiais semicondutores diferentes, a conhecida junção assimétrica.

 

Recentemente, T. Choi e equipe observaram o efeito diodo em um material puro constituído por cristais de óxido de ferro e bismuto (BiFeO3).

 

O fluxo de corrente elétrica unidirecional é devido à polarização elétrica no interior desse material, e o sentido desse fluxo de corrente pode ser revertido (ou comutado) pela inversão da direção de polarização elétrica através de uma tensão elétrica aplicada externamente.

 

Além disso, esses cristais ferroelétricos também geram uma corrente elétrica quando são expostos à luz visível – efeito fotovoltaico – mesmo quando não há tensão elétrica externa aplicada para definir o sentido da corrente gerada pelo efeito fotovoltaico.

 

Segundo os autores, esse comportamento incomum apresentado pelo BiFeO3 revela um tipo desconhecido de condução de carga elétrica que precisa ser identificado.

 

Isso deve reforçar os estudos dos dispositivos eletrônicos multifuncionais fundamentados no óxido de ferro e bismuto.

 

Melhores informações devem ser buscadas no artigo original.

 

T. Choi, S. Lee,* Y. J. Choi, V. Kiryukhin, S.-W. Cheong, Science 3 April 2009:Vol. 324. no. 5923, pp. 63-66.

Mundo Menos Alegre…

31 de março de 2009

E lá se vai ANKITO !… Humorista, Artista… Palhaço!

Continua sendo Estrela de primeira grandeza… (sugestão da Selina).

Estrela que nunca poderá ser clonada…

Nasceu embaixo da lona de circo, viveu fabricando alegrias e se foi ontem, já deixando muita SAUDADE !!!

Mantenham infladas as lonas dos circos, ruflem os tambores na ribalta, pois com toda a certeza ANKITO vai continuar fazendo graças no picadeiro do Universo.