Cientistas quebram a barreira do zero absoluto

O zero absoluto é uma temperatura até então hipotética e que, de tão baixa, faria com que toda a energia térmica de um material ou ambiente desaparecesse por completo. Em março de 2012, chegamos a publicar uma matéria explicando por que o ser humano nunca conseguiria atingir esse limite. Agora, a ciência prega uma daquelas peças que adoramos e sai com uma novidade de espantar: essa temperatura não é só possível de ser atingida, como também de ser superada.

Para chegar a esse resultado, cientistas da Universidade Ludwig Maximilian, na Alemanha, criaram um gás quântico com átomos de potássio alinhados de maneira específica com a ajuda de lasers e campos magnéticos.

Nebulosa do Bumerangue tem expansão de gases tão rápida que quase atinge o zero absoluto 

Assim, quando os campos magnéticos foram rapidamente ajustados, os átomos passaram de um estado de baixa energia para um estado com o mais alto nível de energia possível. Essa transição, aliada ao fato de que os átomos continuaram em ordem graças ao feixe laser, fez com que a temperatura do gás ultrapassasse alguns bilionésimos de graus abaixo da temperatura de zero absoluto (-273,15° C).

Comportamento estranho

Com esse avanço científico, os pesquisadores seriam capazes, por exemplo, de criar novos tipos de matéria, mas antes precisam solucionar uma espécie de efeito colateral dessa temperatura: o físico teórico Achim Rosch, da Universidade de Cologne, na Alemanha, calcula que, em um sistema como esse, os átomos abaixo do zero absoluto passam a flutuar em vez de serem puxados pela gravidade.

Robert Boyle, pioneiro na teoria do zero absoluto

Outra peculiaridade desse gás é que ele passa a se comportar de maneira semelhante à da energia escura, força que ainda é considerada como um dos mistérios ainda não resolvidos da Física e que tem papel fundamental na expansão do universo, já que desafia a gravidade que tenta fazer o universo voltar para o seu centro.

Quando os átomos de potássio do gás quântico mudam de estado de energia, eles deixam de se repelir e passam a serem atraídos uns pelos outros. Porém, eles não entram em colapso uns contra os outros, já que a temperatura abaixo do zero absoluto torna a cadeia estabilizada. Essa descoberta pode ajudar cosmólogos a entenderem melhor o funcionamento do nosso universo.

FONTE: NATURE  The Verge

Continue lendo »

Vídeo demonstra as propriedades intrigantes dos giroscópios

Os giroscópios são equipamentos muito intrigantes e capazes de se mover de maneira que, muitas vezes, parecem desafiar a gravidade. Além de fazer parte dos componentes essenciais de máquinas incríveis — como helicópteros, estações espaciais e até bicicletas —, o giroscópio também costuma ser utilizado em brinquedos, estando presente tanto em ioiôs quanto nos controles do Nintendo Wii.

Mas mesmo o giroscópio em si, sem qualquer video game, pode render um bom tempo de diversão e risadas. Basta assistir ao vídeo acima para ver do que a “pecinha” é capaz. Além de funcionar como um pião mais tecnológico, esse componente pode ser usado em truques inusitados, como fazê-lo se equilibrar na ponta do seu dedo ou sobre um fino fio de barbante.

Outra característica dos giroscópios é o fato de que eles podem ser usados como forma de abordar conceitos de Física básica em sala de aula ou laboratório. Na internet, é possível encontrar esses "piões" por cerca de R$ 60.

Continue lendo »

Aprenda sobre a teoria da relatividade com um jogo desenvolvido pelo MIT [vídeo]------- Instituto cria game de código aberto e em primeira pessoa com foco educacional.

 um grande fã de Física, mas nunca teve paciência ou oportunidade de aprender sobre a teoria da relatividade? O Massachusetts Institute of Technology (MIT) tenta resolver seu problema da forma mais divertida possível: apelando para os video games.

O jogo “A Slower Speed of Light”, desenvolvido pelo laboratório de games do instituto, é um título em primeira pessoa que coloca você em um mapa 3D cheio de esferas coloridas. O objetivo é coletar cada um desses objetos, ação que diminui a velocidade da luz e, consequentemente, aumenta o desafio do jogo.

Funções como o efeito Doppler, a dilatação do tempo e a transformação de Lorentz, entre outros termos científicos, surgem como parte da jogabilidade também com um propósito educativo.

O jogo ainda terá o código divulgado até 2013, caso alguém queira lançar versões alternativas ou aplicativos para dispositivos móveis. Você pode baixá-lo para Windows e Mac a partir deste link.

Continue lendo »

LHC conclui com sucesso primeira etapa de testes com prótons

No dia 17 de dezembro de 2012, o CERN concluiu a primeira fase de testes com prótons no LHC e, nesses primeiros três anos de funcionamento, o colisor terminou suas operações com uma nova marca: diminuiu pela metade o espaço entre prótons nos feixes disparados, para aumentar a intensidade dos raios.

De acordo com o diretor do CERN, Steve Myers, essa modificação será muito útil em 2015, quando o LHC voltará a realizar esse tipo de teste: “Feixes de alta intensidade são vitais para o sucesso do programa do LHC, pois feixes mais intensos resultam em mais colisões e melhores chances de observar fenômenos raros”.

Durante essa primeira etapa de funcionamento, o LHC realizou 6 quadrilhões de colisões entre dois feixes de prótons, o que resultou em cerca de 5 milhões de colisões de interesse científico. Isso significa que, nos últimos três anos, o LHC realizou 228 trilhões de colisões por hora, ou 63 milhões por segundo.

No momento, o LHC será desligado para a realização de rotinas de manutenção, voltando a funcionar no início de 2013. Em setembro, o LHC será utilizado para colidir feixes de duas partículas diferentes: prótons com íons, evento que deve acontecer em setembro e se estender até o fim de 2014. Em 2015, o colisor voltará a trabalhar com feixes de prótons.

Continue lendo »

Será que ainda existe mais alguma partícula a ser descoberta pela física?

Será que depois da descoberta do Bóson de Higgs ainda existe mais alguma partícula descrita pelo modelo-padrão que ainda não foi descoberta? De acordo com uma equipe da CERN — Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear — e com pesquisadores alemães, não existe mais nada a ser descoberto.

Segundo o pessoal do site Inovação Tecnológica, que publicou um artigo sobre o tema, o modelo-padrão descreve 12 partículas diferentes, que se encontram divididas em três gerações de quatro partículas cada. Apenas quatro dessas partículas — entre elas os elétrons, os neutrinos e os quarks —, pertencentes à primeira geração, podem ser observadas em condições normais de pressão e temperatura.

Todas as demais somente podem ser observadas graças aos aceleradores de partículas, já que suas existências são extremamente breves. Físicos de todo o mundo vêm estudando as partículas fundamentais que formam o Universo há décadas, e a última a ser descoberta foi o Bóson de Higgs.

E não existe mais nenhuma partícula escondida por aí?

Segundo o estudo apresentado pelos físicos europeus, tudo parece indicar que não. Os pesquisadores chegaram a essa conclusão baseados — entre outras fontes — nas colisões observadas nos aceleradores de partículas. Na verdade, eles acreditam que já sabemos tudo o que precisamos saber sobre a matéria e, de acordo com o estudo, a chance de que estejam certos a respeito de sua previsão é de 99,99999%.

Contudo, apesar de podermos considerar o modelo-padrão como correto e concretizado, nem todos os mistérios da física foram solucionados. Um exemplo disso é a questão que envolve a diferença entre a quantidade de matéria e de antimatéria, e o fato de apenas 4% do Universo ser composto pelas partículas descritas pelo modelo-padrão. O restante é formado por algo detectável, mas desconhecido, que os teóricos acreditam estar entre a energia escura e a matéria escura.

De qualquer forma, o fato de que não existe mais nada para ser descoberto também significa que os físicos agora podem se preocupar em desenvolver teorias revolucionárias e, quem sabe, inventar uma física completamente nova.

Continue lendo »

Cientistas criam relógio feito de um único átomo---- Método calcula o tempo com base nas vibrações de um átomo.

Um grupo de físicos da Universidade da Califórnia conseguiu criar o menor e mais simples relógio da história: no lugar de usar qualquer instrumento, tudo o que ele precisa é de um único átomo.

Como funciona

A ideia do relógio projetado por eles é simples (pelo menos em teoria), segundo o Discovery News. Uma vez que os átomos estão constantemente vibrando, basta medir o número de vibrações feitas por segundo para ter uma resposta.

É aí que entra o problema: essas vibrações são rápidas demais para serem medidas. A solução encontrada por eles foi partir um átomo de césio em dois, com a ajuda de lasers, e mover uma das metades, fazendo-a desacelerar. Dessa maneira, foi possível calcular a frequência real do átomo completo, para então medir o tempo.

Por mais interessante que possa ser a ideia de criar um relógio dessa maneira (e ignorando o potencial para uma explosão nuclear), isso não quer dizer, no entanto, que ele é tão preciso quanto você está imaginando. De fato, ele se compara apenas aos primeiros relógios atômicos criados, perdendo feio dos modelos atuais, que são um bilhão de vezes mais precisos.

Continue lendo »

Quer saber o que você veria se pudesse ultrapassar a velocidade da luz?

Estudantes de Física afirmam que o que vemos nos filmes de ficção não seria observado na realidade.

Se você é fã de séries de ficção científica como “Star Trek” e “Star Wars”, deve ter visto mais de uma vez os personagens ultrapassando a velocidade da luz com suas incríveis espaçonaves. Mas será que o que é retratado nos filmes — algo semelhante ao que você pode ver na imagem acima — também seria visto na vida real?

Um grupo de estudantes de Física da Universidade de Leicester, na Inglaterra, decidiu aplicar a Teoria da Relatividade de Einstein para descobrir se o que os filmes mostram também seria visível caso fosse possível viajar a velocidades superiores à velocidade da luz. E não é que eles descobriram que o cinema vem nos enganando todo esse tempo?

Millenium Falcon

Segundo os estudantes, se tomarmos a Millenium Falcon como exemplo, a tripulação não veria linhas brilhantes formadas pelas estrelas ao ultrapassar a velocidade da luz, mas sim um brilhante disco luminoso. O disco seria causado devido ao Efeito Doppler, que é uma característica observada em ondas emitidas ou refletidas por fontes em movimento com relação ao observador.

Assim, levando em consideração o ponto de vista dos viajantes da nave, o disco luminoso seria formado devido ao movimento da luz visível emitida pelas estrelas — que é uma fonte de radiação eletromagnética — em direção aos tripulantes. Em outras palavras, o efeito observado indica uma diminuição no comprimento de onda da luz emitida, que sairia do espectro visível e entraria no espectro dos raios X. Confira a representação do disco luminoso abaixo:

Ao mesmo tempo, a radiação cósmica de fundo, que é um tipo de radiação térmica espalhada de maneira uniforme pelo Universo, entraria no espectro visível da luz, formando o tal disco luminoso que seria visto pelos tripulantes da nave. Ainda de acordo com os estudantes, se esse tipo de viagem realmente fosse possível, seria aconselhável o uso de óculos de sol bem potentes, além de algum tipo de sistema antirradiação na nave para proteger os viajantes.

Outro problema que a hipotética Millenium Falcon enfrentaria seria uma enorme pressão provocada pelo intenso bombardeio dos raios X, que exerceria uma força no sentido contrário ao do movimento da nave, podendo reduzir a sua velocidade. Agora cabe saber se, depois de tantas considerações teóricas, o pessoal de Hollywood vai passar a adotar o borrão luminoso no lugar dos belos traços formados pelas estrelas no novo Star Wars que deve vir por aí.

Continue lendo »

Pesquisadores demonstram a levitação quântica [vídeo em inglês]

  O magnetismo é uma propriedade física formidável. Apesar de não ser vista, ela está se tornando cada vez mais importante no dia a dia das grandes cidades. Além de estar presente em aparelhos eletrônicos, ela sustenta meios de transporte de grande porte, como metrôs. Um grupo de pesquisadores da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Tel-Aviv desenvolveu um método de supercondutividade extraordinário, com base na levitação quântica.

  O experimento consiste na utilização de camadas extremamente finas de cristais de safira revestidas por um supercondutor e películas de ouro. Esse conjunto de materiais é envolto em um plástico resistente e mergulhado em nitrogênio líquido. Como você pode observar no vídeo acima, o disco fica preso no ar, sem qualquer trepidação.

 Com a mão, o expositor mostra que a peça pode ter sua posição ajustada até mesmo em ângulos bem acentuados. Isso acontece porque o campo magnético penetra no supercondutor na forma de fluxo de tubos quânticos, que aderem no objeto seguindo sua estrutura – como se fossem colocadas amarras invisíveis em torno do disco.

Ação do fluxo de tubos no disco. 

 Criando uma trilha que possua magnetismo contínuo, por não ter qualquer tipo de fricção, o supercondutor é capaz de movimentar seguindo esse fluxo estabelecido. O mais incrível é que essa atração magnética é tão forte que mesmo quando utilizada de ponta cabeça, o supercondutor não perde sua ligação com a trilha magnética.

A técnica poderá ser utilizada principalmente para aprimorar tecnologias de transporte. O estudo foi apresentado na conferência Association of Science Technology Centers Conference (ASTC) 2011.

Continue lendo »

Por que detectar um universo paralelo pode ser impossível?

  Os universos paralelos existem? E, se existirem, como podemos saber? Pesquisadores das universidades de Calgary e Waterloo (Canadá) e de Genebra (Suíça) publicaram nesta semana um artigo na Physical Review Letters em que explicam por que não conseguimos perceber os efeitos de mecânica quântica e por qual razão pode não ser possível perceber a existência de um universo paralelo.

  “A física quântica funciona muito bem em escalas menores, mas quando falamos de largas escalas não é possível contar os fótons com precisão, por isso é difícil perceber seus efeitos no cotidiano”, explica Christoph Simon, professor do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Calgary.

  

  Como conhecemos, os sistema quânticos são bastante frágeis. Quando um fóton interage com o ambiente, ainda que pouco, uma superposição é destruída. A superposição é um princípio fundamental da física quântica que diz que todos os sistemas podem existir em todos os seus estados possíveis simultaneamente, mas, quando medidos, apenas um dos estados é dado.

  Esse efeito é conhecido como decoerência e tem sido estudado intensivamente ao longo das últimas décadas. A ideia da decoerência como um experimento foi pensada por Erwin Schodinger, um dos fundadores da física quântica, em seu paradoxo famoso do gato em que a premissa é a de que o animal em uma caixa pode estar simultaneamente vivo ou morto.

  Entretanto, de acordo com os autores do estudo, a decoerência não é o único motivo pelo qual os efeitos quânticos são difíceis de ver. A visualização de efeitos quânticos exige medições extremamente precisas.

“Nós mostramos que, para que possamos ver a natureza quântica nesse estado, precisaríamos ser capazes de contar o número de fótons de maneira precisa” explica Simon. “Quanto maior é o número total de fótons, maiores são as dificuldades. Distinguir um fóton de dois fótons é algo que podemos fazer na atualidade, mas diferenciar 1 milhão de fótons de 2 milhões ainda é algo impossível”, completa.

Leia mais em: http://www.tecmundo.com.br/ciencia/16820-por-que-detectar-um-universo-paralelo-pode-ser-impossivel-.htm#ixzz2RffaLoZE

Continue lendo »

Doutora em física explica por que o grafeno vai mudar nosso mundo

  Não é novidade que a ciência está em uma constante busca para descobrir como diminuir o consumo de energia e aumentar a velocidade de processamento dos dispositivos que usamos.

Tatiana Rappoport, doutora em física e pesquisadora da UFRJ, falou sobre isso em sua palestra na Campus Party, nesta quarta-feira, 19. Em especial sobre o grafeno, alvo de algumas de suas pesquisas.

  O grafeno é a lâmina mais fina que se pode obter a partir do grafite. Foi descoberto em 2002 por Andre Geim e P. Kim. Os dois cientistas trabalhavam em outras pesquisas que não tinham tanto a ver com o material que os tornaria famosos, como levitação de sapos e morangos.

Andre chegou a ganhar o prêmio IgNobel, o prêmio Nobel das pesquisas científicas irrelevantes.
Na verdade, estas duas últimas pesquisas faziam parte de um projeto maior que era a magnetização da água, que quando exposta a um campo magnético muito forte, adquire propriedades diamagnéticas, ou seja, magnetismo passivo.

  Tatiana explicou que o derivado do grafite é um semicondutor. Na prática, isso quer dizer que os elétrons que passam pelo grafeno podem ser “desligados e ligados”. Desligar e ligar um condutor equivale à base dos processadores de dados, onde o funcionamento é dado por zero e um, sim e não, ligado e desligado.

  O feito incrível do grafeno é sua alta condutividade. Para se ter uma idéia de quão rápido os átomos passam pelo material, tenha em mente que o silício, material mais usado atualmente para produção de condutores e semicondutores, pode gerar frequências de até 20 GHz. O grafeno alcança velocidades superiores a 200 GHz, podendo chegar a até 1 THz.

Isto acontece porque os elétrons se comportam como se não tivessem massa, assim como os neutrinos, que são partículas subatômicas e que, por não possuírem massa, atravessam tudo o que encontram pela frente. A diferença entre os dois é que os neutrinos viajam na velocidade da luz.

  Além de veloz, o grafeno é também durável: outras propriedades encontradas no produto como maleabilidade, transparência e espessura (uma lâmina possui um nanômetro) fazem do grafeno o próximo passo para a evolução dos eletrônicos.

A Samsung já pesquisa seu uso em produtos que devem chegar ao consumidor final dentro de 5 anos. Os primeiros aparelhos a receberem o novo semicondutor devem ser aqueles que necessitam de toque para funcionar, como telas touchscreen. Outros usos incluem televisores LCD e placas de energia solar.

Confira no vídeo uma demonstração do grafeno numa tela touchscreen:

Além disso, Tatiana aposta que o material deve ser usado em equipamentos militares e por último mas mais improvável, pelo menos por enquanto, é o uso do grafeno em processadores já que em tese um semicondutor subproduto do grafite pode ser desligado, mas ainda não há uma maneira eficiente de isolar as folhas para que execute esta função com eficiência.

Para quem se interessar mais pelo assunto, Tatiana disponibiliza um link com todo o material apresentado em sua palestra e que pode ser acessado clicando aqui.

Continue lendo »

Física quântica: copo de vidro derrete com o frio

Estudos quânticos apontam descobertas sobre manifestações de elementos em temperaturas próximas ao zero absoluto

Quando se pensa em derretimento, o que vem logo à cabeça das pessoas são altas temperaturas e fogo. Não é errado pensar assim, mas quando se trata de física quântica, há outros fatores que precisam ser analisados. Foram divulgados estudos da Universidade de Colúmbia.

Nestes estudos, pesquisadores afirmam que quanto mais frio, menos estáveis ficam as moléculas que compõem o vidro. Em laboratório, as alterações na temperatura são feitas de maneira mais abrupta, o que gera o chamado “caos quântico” na estrutura do vidro e, consequentemente, derrete o material.

Outra descoberta realizada pelos pesquisadores surpreende novamente. Perto do zero absoluto (menor temperatura que pode ser conseguida no universo), as moléculas do vidro voltam a solidificar o material, pois os elementos que o compõem param de se locomover.

Continue lendo »

Leis da Física são diferentes dependendo de onde você está no universo

As leis da Física podem não ser tão rígidas quanto se imaginava. Novos dados analisados pelos telescópios Hawai Keck e Chile Extremely Large podem implicar profundamente na maneira como entendemos o universo.

A constância dos princípios da Física é uma das premissas mais respeitadas da ciência, contudo alguns cientistas estão afirmando que as leis como conhecemos, em relação ao universo, podem ser comparadas as leis locais de uma cidade em relação a um continente.

Ou seja, algo que pode ser uma verdade imutável no planeta Terra não será, necessariamente, a mesma coisa em outro ponto da galáxia. A descoberta, se confirmada, viola um dos princípios da Teoria Geral da Relatividade, formulada por Albert Einsten.

Levando-se em consideração o tamanho do universo, isso torna as possibilidades de novas descobertas praticamente infinitas. Para chegar a essa conclusão, pesquisadores das universidades de New South Wales, Swinburne Technology e Cambridge perceberam que uma das quatro forças fundamentais, o eletromagnetismo, apresenta variações em diferentes pontos da galáxia.

O experimento levou em consideração cerca de 300 galáxias e uma das conclusões a que se chegou foi de que os átomos se comportam de maneira diferente do que acontece na Terra.

Continue lendo »