Diário Científico

Categoria: Física


10:06 · 08.10.2013 / atualizado às 10:12 · 08.10.2013 por
nobel
Englert e Higgs formularam a teoria do bóson apelidado de “Partícula de Deus”. Premiação, no entanto, é polêmica por ter deixado de fora outros pesquisadores que contribuíram para a confirmação da teoria Foto: Reprodução da web / Nobel Prize

Os cientistas que teorizaram o bóson de Higgs, a partícula elementar que confere massa a outras partículas, são os vencedores do Prêmio Nobel de Física deste ano. O escocês Peter Higgs e o belga François Englert dividirão o total de US$ 1,25 milhão concedido pela honraria.

Apelidado de “partícula de Deus”, o bóson de Higgs teve sua existência confirmada em julho do ano passado por experimentos no LHC, o maior acelerador de partículas do mundo, na fronteira da Suíça com a França. A descoberta era o que faltava para completar o Modelo Padrão, a teoria física que descreve quais são as partículas elementares que compõem a matéria e a energia, o por meio de quais forças elas interagem.

O bóson de Higgs normalmente não é detectável em sua forma de partícula. Ele é responsável pela criação de um “campo” que permeia todo o espaço. As partículas que possuem mais massa são aquelas que mais interagem com esse campo. O efeito dessa interação é que passa a ser necessário usar mais energia para mover uma partícula maciça. Uma analogia comumente usada é que o bóson de Higgs torna o espaço mais viscoso para um objeto com muita massa, e sua movimentação é mais trabalhosa, como se fosse um nadador fosse tirado da água e colocado para nadar na lama.

Os fundamentos dessa teoria foram lançados na década de 1960. A tentativa de Englert era a de usar o conceito de campos -como o campo elétrico e o magnético- para descrever também a maneira com que as partículas adquirem massa. Assim como a força eletromagnética é explicada pela interação com os fótons (partícula da luz), a massa seria explicada pela interação das partículas com uma outra partícula e outro campo.

Englert lançou essa ideia, mas Higgs foi o primeiro a falar sobre propriedades dessa partícula, por isso o bóson acabou ganhando seu nome. A diferença entre o campo de Higgs e um campo elétrico é que o primeiro não está circunscrito a um determinado espaço, mas permeia todo o Universo -é um campos escalar, na linguagem dos físicos.

A indicação para o Nobel, neste caso, foi complicada porque Englert e Higgs não foram os únicos a participarem da descoberta. Robert Brout, morto em 2011, também deu contribuições a teoria. E uma segunda geração de físicos – os ianques Dick Hagen e Gerry Guralnik e o britânico Tom Kibble- também tiveram contribuições importantes.

A academia da Fundação Nobel que concede o prêmio atrasou o anúncio em mais de uma hora pois a comissão que escolhe os nomes ainda estava reunida na manhã desta terça-feira (8) em Estocolmo.

Com informações: Folhapress

21:53 · 05.09.2013 / atualizado às 22:11 · 05.09.2013 por
Representação da sonda New Horizons orbitando Plutão e suas cinco luas, sendo a maior delas Caronte, que tem mais da metade do diâmetro do planeta-anão Imagem: Pesquisa Fapesp
Representação da sonda New Horizons orbitando Plutão e suas cinco luas, sendo a maior delas Caronte, que tem mais da metade do diâmetro do planeta-anão Imagem: Pesquisa Fapesp

A pesquisadora Silvia Giuliatti Winter, da Universidade Estadual Paulista (Unesp), vem explorando  a possibilidade de detritos se acumularem em certas regiões do espaço nas vizinhanças de Plutão e de suas luas por onde deve passar a sonda espacial New Horizons, em 2015 e o risco que isso implica.

O estudo liderado pela brasileira foi o primeiro a chamar a atenção para o perigo que a nave, lançada em janeiro de 2006 pela agência espacial norte-americana (Nasa), pode correr ao atravessar uma dessas regiões. É que a sonda viaja a 14 km/s e seus instrumentos podem ser danificados por uma colisão com essas pequenas rochas espaciais. “Esse trabalho tem sido extremamente relevante. Temos seguido de perto as publicações deles.”, afirma o astrônomo Harold Weaver, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins (EUA), um dos líderes do projeto da New Horizons.

Em janeiro de 2015, a sonda deve acionar seus oito instrumentos científicos, entre eles um detector de poeira interplanetária e um telescópio ultrassensível, próprio para a escuridão que reina nessa região do espaço, 40 vezes mais distante do Sol do que aquela em que se encontra a Terra. Em 14 de julho de 2015, a New Horizons fará sua aproximação máxima de Plutão. Passará entre o planeta-anão e a sua maior lua, Caronte, registrando imagens com resolução de até 100 metros das superfícies desconhecidas de ambos os corpos celestes. Ao menos, esse era o plano inicial.

Tudo parecia sob controle quando a Nasa lançou ao espaço essa sonda rumo a sua jornada de nove anos com destino a Plutão, reclassificado naquele ano como planeta-anão. As coisas começaram a se complicar quando a vice-chefe científica da missão New Horizons, a astrônoma Lesley Young, do Instituto de Pesquisa Southwest, no Colorado, soube do trabalho da equipe da Unesp. O estudo mostrava pela primeira vez que, entre Plutão e Caronte, existe o que os especialistas chamam de regiões com órbitas estáveis. Nessas regiões do espaço, corpos celestes menores podem permanecer orbitando corpos maiores indefinidamente.

Planeta-anão e lua com pequena diferença explica anomalias

Os pesquisadores da Unesp são especialistas em determinar o movimento de corpos celestes interagindo simultaneamente pela força da gravidade. Eles conseguem prever as trajetórias desses corpos por meio de simulações computacionais.

O par Plutão-Caronte representou um desafio único. A diferença de tamanho entre o planeta-anão e sua maior lua é pequena: o diâmetro de Plutão é de 2.300 quilômetros, e o de Caronte, 1.200 quilômetros. Por terem dimensões próximas, eles se comportam diferentemente de outros pares do Sistema Solar, como a Terra e a Lua.

Em novembro de 2011, Silvia e  seu marido, o pesquisador Othon Winter, foram convidados para participar de um evento especial da equipe da New Horizons, em Boulder, no Colorado. Era um workshop dedicado a discutir o risco de a sonda colidir com objetos nas proximidades de Plutão. O cientista-chefe da missão, Alan Stern, pediu então que eles estudassem melhor as regiões estáveis. Eles analisaram também as órbitas fora desse plano e obtiveram uma ideia melhor de sua forma e localização.

As órbitas estáveis se concentram em algumas faixas próximas de Plutão e outras de Caronte e em uma região entre os dois astros batizada de veleiro, por ter o formato de um barco à vela, por onde a New Horizons pode passar. Estimativas iniciais sugerem que o risco de colisão não é desprezível, mas falta quantificá-lo.

Nasa já tem planos B e C

É possível que nos próximos meses seja preciso rever o plano de mitigação de danos para a New Horizons aprovado em junho. Weaver explica que, após avaliarem toda a informação relevante, ele e seus colegas concluíram que a probabilidade de um impacto capaz de terminar a missão em sua trajetória original é menor que 0,3%.

Isso porque a sonda deve passar por uma região instável próxima a Caronte. Se não surgirem novas evidências de perigo, a sonda deverá seguir o caminho estabelecido antes de o risco de colisões ter sido levantado pelo grupo da Unesp. De qualquer forma, a equipe da Nasa tem dois planos de emergência.

Um é reorientar a sonda para usar sua antena de comunicação como um escudo contra os detritos. O outro é aproximar a sonda ainda mais de Plutão, fazendo-a passar a 2.200 quilômetros de sua superfície, de modo a usar a atmosfera do planeta-anão como proteção contra as partículas.

“A trajetória original foi planejada para otimizar os ganhos científicos e qualquer mudança vai resultar em perdas”, explica Weaver. “Mesmo que haja perdas, a missão revolucionará nosso entendimento de Plutão e do cinturão de Kuiper.”

Com informações: Pesquisa Fapesp

18:51 · 03.09.2013 / atualizado às 11:58 · 03.09.2013 por
Concepção artística da fusão entre Cálcio e Amerício resultando no elemento ainda sem nome definitivo, conhecido provisoriamente como Ununpentium, com 115 prótons  Foto: LLNL
Concepção artística da fusão entre Cálcio e Amerício resultando no elemento ainda sem nome definitivo, conhecido provisoriamente como Ununpentium, com 115 prótons Foto: LLNL

Parece que os russos estavam certos. Mas não se  trata de discutir política, economia, exploração espacial ou produção de bebidas destiladas, mas sim a existência do elemento químico com 115 prótons e, por tabela (e na Tabela Periódica), com número atômico 115.

Pesquisadores da Universidade de Lund, na Suécia, disseram ter achado provas inéditas que confirmam a existência de um novo elemento químico superpesado, já previsto em um experimento feito na Rússia há dez anos, mas na época não reconhecido pela União Internacional de Física e de Química Pura e Aplicada, entidade que define, por exemplo, a configuração da Tabela Periódica.

O novo elemento traz provisoriamente o termo Ununpentium. “O experimento foi muito bem sucedido e um dos mais importantes dessa área nos últimos anos”, segundo Dirk Rudolph, professor da divisão de Física Nuclear na Universidade de Lund. O estudo foi feito no acelerador de partículas do centro de pesquisas GSI, do governo alemão. As conclusões do novo estudo serão divulgadas no periódico The Physical Review Letters.

Os pesquisadores também tiveram acesso aos dados que ofereceram uma visão mais aprofundada sobre a estrutura e as propriedades de seu núcleo atômico superpesado. Bombardeando uma fina película de Amerício (Am) com íons de Cálcio (Ca), a equipe mediu os fótons em conexão com o decaimento alfa do novo elemento (algo que ocorre, geralmente, com núcleos pesados). Certas energias dos fótons coincidiram com os índices esperados para a radiação de raio-X, que funciona como uma “impressão digital” de alguns elementos.

O novo elemento deve ser um metal representativo, no estado sólido, com peso atômico 289 e cinco elétrons na camada de valência, sendo da família do Nitrogênio. A última vez que os cientistas alteraram a Tabela Periódica foi em 2011, quando o comitê internacional incluiu dois elementos químicos: os números atômicos 114 e 116 foram nomeados como Fleróvio e Livermório, respectivamente, em 2012.

Também no ano passado, conforme noticiou o Blog Ceará Científico, uma equipe de pesquisadores japoneses anunciou a descoberta do elemento com número atômico 113 (ou Unúntrio), também ainda não reconhecido oficialmente pela comunidade científica. A descoberta sueca pode também comprovar a sua existência, já que um dos subprodutos da fusão de Cálcio e Amerício foi o Unúntrio.

18:53 · 09.04.2013 / atualizado às 23:33 · 09.04.2013 por

Você sabia que o fenômeno conhecido como Big Bang, que está por trás da origem do Universo tal como o conhecemos hoje, só foi comprovado por conta do ruído vestigial (radiação cósmica de fundo) dessa grande explosão?

A descoberta se deu em 1964, mas só agora em 2013, com dados do ultra-avançado telescópio espacial Planck, (o mesmo que “fotografou” o jovem Universo) foi possível ao físico John Cramer,  da Universidade de Washington, recriar o que seria o som do Big Bang, que ocorreu há 13,8 bilhões de anos.

Confira o som do Big Bang

Por meio de cálculos matemáticos, o físico produziu um som com altas frequências . O efeito é semelhante ao que os sismólogos descrevem como um terremoto de magnitude 9, que faria com que todo o planeta ressonasse. Neste caso, no entanto, o som se espalhou por todo o Universo. “O espaço-tempo produziria som quando o Universo era suficientemente pequeno”, explica Cramer.

O físico John G. Cramer vem tentando reproduzir o som do Big Bang desde 2001 Imagem: Lake Placid
O físico John G. Cramer vem tentando reproduzir o som do Big Bang desde 2001 Imagem: Lake Placid

O físico então usou um programa de computador para converter os dados em sons do Universo 380 mil anos após o Big Bang. O som era tão baixo que o cientista teve que aumentar a frequência em 100 septilhões de vezes apenas para obter as gravações em uma faixa que podia ser ouvida por humanos. De acordo com a análise dos dados, a emissão de radiação atingiu o ponto máximo em 379 mil anos, com queda de 60% da intensidade 110 mil anos antes e depois do pico. A simulação representa os primeiros 760 mil anos de evolução do Universo.

O Planck possui detectores tão sensíveis que podem distinguir variações de temperatura em alguns milionésimos de um grau na radiação cósmica. “O som original não era de variações de temperatura, mas de ondas sonoras reais que se propagaram pelo Universo. Como o Universo esfriou e expandiu, ele estendeu os comprimentos de onda para criar algo que se pareceria com o som de um baixo”, disse Cramer.

22:47 · 07.04.2013 / atualizado às 01:50 · 08.04.2013 por
Físico Harry Stanley recebe título de professor honoris causa das mãos do reitor da UFC, Jesualdo Farias Imagem: Coordenadoria de Comunicação Social e Marketing Institucional da UFC
Físico Harry Stanley recebe título de professor honoris causa das mãos do reitor da UFC, Jesualdo Farias Imagem: Coordenadoria de Comunicação Social e Marketing Institucional da UFC

O reconhecimento de cientistas brasileiros no exterior pode ser uma das formas mais claras de demonstração do crescimento da Ciência no País, mas o inverso também é um bom indicativo disso.

Um exemplo de que a Ciência não tem mesmo fronteiras foi o que aconteceu na última sexta-feira na Universidade Federal do Ceará (UFC). O Professor Harry Eugene Stanley, da Universidade de Boston, nos Estados Unidos recebeu da instituição cearense o título de professor honoris causa

Stanley trouxe contribuições essenciais para a Física Estatística e tendo trabalhos de destaque sobre transições de fase, teoria da percolação, sistemas desordenados, fenômenos de agregação, polímeros e Física Biológica. Já produziu contribuições na área de sistemas complexos, tais como quantificar as correlações entre os componentes do cérebro com a doença de Alzheimer. Hoje, sua pesquisa se concentra na compreensão do comportamento anômalo da água líquida.

Por suas contribuições científicas na Física das transições de fase e fenômenos críticos, recebeu em 2004 a Medalha Boltzmann, concedida pela União Internacional de Física Pura e Aplicada, a mais alta distinção acadêmica da Física Estatística. Também é detentor do Prêmio Julius Edgar Lilienfeld, da Sociedade Americana de Física. Até hoje, o físico tem 1.126 artigos científicos publicados em periódicos indexados, que contam com 57.230 citações, e orientou 106 alunos de doutorado, tendo colaborado com 131 pós-doutorandos e professores visitantes.

Stanley ocupa cargos simultâneos de professor honorário na Universidade de Ciência e Tecnologia do Leste da China, no Instituto de Estudos Avançados da Universidade de Xangai, bem como nas universidades de Pavia e de Eotvos Lorand, em Budapeste. Na UFC, o professor tem contribuído com o Departamento e da Pós-Graduação em Física Computacional, liderado pelo Prof. José Soares de Andrade Jr.

Física cearense pode ser uma das melhores do mundo

Homenageado, Stanley afirmou que a honraria o deixou  “tocado e agradecido, principalmente pelo fato da distinção ter vindo de uma universidade do Nordeste, que criou um departamento de Física a partir do nada e é muito recente, se comparada a universidades centenárias, mas já pode ser considerada uma das melhores do País e será uma das melhores do mundo”. O Reitor da UFC, Jesualdo Farias, presidiu a solenidade de entrega do título. 

O Professor José Soares Andrade Jr. ressaltou a semelhança entre os estados do Ceará e de Oklahoma, onde o pesquisador homenageado nasceu. “Oklahoma é reconhecido como o verdadeiro representante da famosa hospitalidade e generosidade sulista da América, fama igualmente reputada aos nordestinos cearenses. Stanley pautou e vem pautando suas relações humanas, sejam elas pessoais ou profissionais, no respeito mútuo, na dignidade e, mais importante, em sua infinita compreensão da complexidade humana”.

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