Inauguramos este blog com a intenção de popularizar o ensino da física na nossa sociedade. Aqui você vai encontrar notícias, curiosidades e experiências e muito mais.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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Física no cotidiano
