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by GREGO®Os físicos além de conseguir manipular o spin dos elétrons, foram capazes de captar as primeiras imagens com uma espécie de ‘microscópio especial’. O que é spin?O spin é uma propriedade que todas as partículas que compõem a matéria possuem. A palavra “spin” em inglês significa “rodopio”. Poderíamos imaginar que partículas, como os elétrons, tenham rotação. Contudo, como foi demonstrado pela mecânica quântica, um elétron (ou qualquer outra partícula elementar do átomo) não pode ser descrito apenas como partícula, mas este também apresenta comportamento como se fosse uma onda. De fato, o spin é uma propriedade que não se compara com nada que existe em nossa volta. Ele está associado com a maneira que os elétrons ocupam os níveis de energia no átomo. Um elétron pode ter o spin “up” (para cima) ou “down” (para baixo). Essa nomenclatura é apenas para diferenciar duas situações. Nos átomos não existe o “para cima” e “para baixo”. Como se obter uma ‘imagem’ do spin?O processo utilizado para “sentir” e então criar imagens do spin de um elétron foi uma microscopia de varredura por tunelamento, que é como uma pessoa deficiente visual lendo em Braille, disse o coordenador do estudo Andre Kubetzka da Universidade de Hamburgo, na Alemanha. E isso pode ser útil?O estudo pode levar a aplicações de alta tecnologia, disseram os cientistas. Assim como todo computador tem um disco rígido que grava as informações, magneticamente. Existem outros dispositivos que são utilizados para gravação, como os discos óticos de CD e DVD, memórias de estado sólido (os chamados “pendrives”) etc. Contudo, os programas principais, como o sistema operacional, por exemplo, são gravados no disco rígido. Atualmente, existe uma nova fronteira de pesquisa que poderá levar a mais revolução nos computadores. Ela se chama “spintrônica” – a eletrônica de spins, que promete construir computadores mais rápidos, mais eficientes e menores, manipulando spin atômico. Spin up e spin down poderiam representar a duas opções em código binário. fontes: Click Ciência e Live Science by GREGO®São 40 questões discursivas e de múltipla escolha de alta qualidade, com as figuras originais, selecionadas por mim sobre os fundamentos da óptica, princípios da propagação, velocidade da luz, eclipses, aplicações do princípio da propagação retilínea da luz. Se você é professor, monte sua prova rapidinho só no Ctrl+C e Ctrl+V. Se você é vestibulando ou um candidato a físico, engenheiro, ou qualquer outro tipo de CDF resolva todas as questões e divirta-se. Ou envie a resolução que eu publico aqui! Navegue através dos links resposta, topo e gabarito e nas respostas retorne às questões clicando nos números [3].
1)(Udesc 97) Um automóvel desloca-se com velocidade de 72,0 km/h, em uma trajetória horizontal e retilínea, quando seus freios são acionados, percorrendo 80,0 m até parar. Considerando a massa do automóvel igual a 1200,0 kg, DETERMINE: a) o módulo da força média aplicada para fazê-lo parar; b) a energia mecânica dissipada.
2) (Ufc 96) Um trem composto de uma locomotiva de comprimento L e de 19 vagões, todos também de comprimento L, está se deslocando, com aceleração constante, em um trecho da ferrovia. Um estudante, parado à margem da estrada e munido de equipamento adequado, mediu a velocidade do trem em dois instantes: Vi = 15 m/s quando passou por ele a extremidade dianteira do trem e, 20 segundos mais tarde, Vf = 25 m/s, quando ele passou a extremidade traseira. Determine em metros, o comprimento L de cada vagão. Despreze o espaço entre os vagões.
3) (Ufpe 96) A partir da altura de 7 m atira-se uma pequena bola de chumbo verticalmente para baixo, com velocidade de módulo 2,0 m/s. Despreze a resistência do ar e calcule o valor, em m/s, da velocidade da bola ao atingir o solo.
4) (Ufpe 96) Um paraquedista, descendo na vertical, deixou cair sua lanterna quando estava a 90 m do solo. A lanterna levou 3 segundos para atingir o solo. Qual era a velocidade do paraquedista, em m/s, quando a lanterna foi solta? 5) (Ufrj 99) Numa competição automobilística, um carro se aproxima de uma curva em grande velocidade. O piloto, então, pisa o freio durante 4s e consegue reduzir a velocidade do carro para 30m/s. Durante a freada o carro percorre 160m. Supondo que os freios imprimam ao carro uma aceleração retardadora constante, calcule a velocidade do carro no instante em que o piloto pisou o freio. 6) (Ufrrj 99) Uma espaçonave desloca-se com velocidade constante de 10¤m/s. Acionando-se seu sistema de aceleração durante 10s, sua velocidade aumenta uniformemente para 10¥m/s. Calcule o espaço percorrido pela espaçonave nesse intervalo de tempo. 7) (Unesp 96) A figura representa o gráfico velocidade × tempo do movimento retilíneo de um móvel.
a) Qual o deslocamento total desse móvel? 8) (Unesp 96) Um jovem afoito parte com seu carro, do repouso, numa avenida horizontal e retilínea, com uma aceleração constante de 3 m/s£. Mas, 10 segundos depois da partida, ele percebe a presença da fiscalização logo adiante. Nesse instante ele freia, parando junto ao posto onde se encontram os guardas. a) Se a velocidade máxima permitida nessa avenida é 80 km/h, ele deve ser multado? Justifique. 9) (Unicamp 95) Para se dirigir prudentemente, recomenda-se manter do veículo da frente uma distância mínima de um carro (4,0 m) para cada 16 km/h. Um carro segue um caminhão em uma estrada, ambos a 108 km/h.
a) De acordo com a recomendação acima, qual deveria ser a distância mínima separando os dois veículos? b) O carro mantém uma separação de apenas 10m quando o motorista do caminhão freia bruscamente. O motorista do carro demora 0,50 segundo para perceber a freada e pisar em seu freio. Ambos os veículos percorreriam a mesma distância até parar, após acionarem os seus freios. Mostre numericamente que a colisão é inevitável. 10) (Fuvest 95) Uma torneira mal fechada pinga a intervalos de tempo iguais. A figura a seguir mostra a situação no instante em que uma das gotas está se soltando. Supondo que cada pingo abandone a torneira com velocidade nula e desprezando a resistência do ar, pode-se afirmar que a razão A/B entre a distância A e B mostrada na figura (fora de escala) vale:
a) 2. b) 3. c) 4. d) 5. e) 6.
11) 11. (Unesp 98) Uma bola desloca-se em trajetória retilínea, com velocidade constante, sobre um plano horizontal transparente. Com o sol a pino, a sombra da bola é projetada verticalmente sobre um plano inclinado, como mostra a figura a seguir.
Nessas condições, a sombra desloca-se sobre o plano inclinado em a) movimento retilíneo uniforme, com velocidade de módulo igual ao da velocidade da bola. b) movimento retilíneo uniforme, com velocidade de módulo menor que o da velocidade da bola. c) movimento retilíneo uniforme, com velocidade de módulo maior que o da velocidade da bola. d) movimento retilíneo uniformemente variado, com velocidade de módulo crescente. e) movimento retilíneo uniformemente variado, com velocidade de módulo decrescente. 12) (Cesgranrio 94) A distância (d) que um objeto percorre em queda livre, a partir do repouso, durante um tempo (t), é expressa por d = 0,5.g.t2. Uma pequena esfera é solta de um ponto situado a 1,80 m de altura. Considerando g = 10 m/s2, a distância que ela percorrerá, entre os instantes t = 0,2 s e t = 0,3 s, contados a partir do momento em que foi solta, vale, em metros: a) 0,05 b) 0,15 c) 0,25 d) 0,35 e) 0,45 13) (Cesgranrio 97) Na superfície horizontal do patamar superior de uma escada, uma esfera de massa 10 grola de um ponto A para um ponto B, projetando-se no ar a partir deste ponto para es degraus inferiores. Cada degrau tem altura de 20 cm e largura de 30 cm.
Considerando-se desprezível a resistência do ar e g = 10 m/s2, a velocidade mínima que a esfera deve ter ao passar pelo ponto B, para não tocar no primeiro degrau logo abaixo, é, em m/s, igual a: a) 0,6 b) 0,8 c) 1,0 d) 1,2 e) 1,5 14) (Fatec 96) Em um teste para uma revista especializada, um automóvel acelera de 0 a 90km/h em 10 segundos. Nesses 10 segundos, o automóvel percorre: a) 250 m b) 900 km c) 450 km d) 450 m e) 125 m 15) (Fei 95) No movimento retilíneo uniformemente variado, com velocidade inicial nula, a distância percorrida é: a) diretamente proporcional ao tempo de percurso b) inversamente proporcional ao tempo de percurso c) diretamente proporcional ao quadrado do tempo de percurso d) inversamente proporcional ao quadrado do tempo de percurso e) diretamente proporcional à velocidade 16) (Fei 95) Um móvel tem movimento com velocidade descrita pelo gráfico a seguir. Após 10 s qual será sua distância do ponto de partida?
a) 500 m b) 20 m c) 75 m d) 25 m e) 100 m 17) (Fei 96) Uma motocicleta, com velocidade de 90 km/h, tem seus freios acionados bruscamente e pára após 25 s. Qual é a distância percorrida pela motocicleta desde o instante em que foram acionados os freios até a parada total da mesma? a) 25 m b) 50 m c) 90 m d) 360 m e) 312,5 m 18) (Fuvest 94) A figura adiante representa as velocidades em função do tempo de dois corpos, que executam movimentos verticais. O corpo A, de massa M, é descrito por uma linha contínua; o corpo B, de massa 3M, por uma linha tracejada. Em um dos intervalos de tempo listados adiante, ambos estão sobre a ação exclusiva de um campo gravitacional constante. Tal intervalo é:
a) de 0 a T1 b) de T1 a T2 c) de T2 a T3 d) de T3 a T4 e) de T4 a T5 19) (Fuvest 96) Dois veículos A e B deslocam-se em trajetórias retilíneas e paralelas uma à outra. No instante t = 0 s eles se encontram lado a lado. O gráfico adiante representa as velocidades dos dois veículos, em função do tempo, a partir desse instante e durante os 1200 s seguintes. Os dois veículos estarão novamente lado a lado, pela primeira vez, no instante
a) 400 s. b) 500 s. c) 600 s. d) 800 s. e) 1200 s. 20) (Fuvest 96) Um carro viaja com velocidade de 90 km/h (ou seja, 25 m/s) num trecho retilíneo de uma rodovia quando, subitamente, o motorista vê um animal parado na sua pista. Entre o instante em que o motorista avista o animal e aquele em que começa a frear, o carro percorre 15 m. Se o motorista frear o carro à taxa constante de 5,0 m/s2, mantendo-o em sua trajetória retilínea, ele só evitará atingir o animal, que permanece imóvel durante todo o tempo, se o tiver percebido a uma distância de, no mínimo, a) 15 m. b) 31,25 m. c) 52,5 m. d) 77,5 m. e) 125 m. 21) (G1) Um trem desloca-se com velocidade de 72 km/h, quando o maquinista vê um obstáculo à sua frente. Aciona os freios e pára em 4s. A aceleração média imprimida ao trem pelos freios, foi em módulo, igual a: a) 18 m/s2 b) 10 m/s2 c) 5 m/s2 d) 4 m/s2 e) zero
22) (G1) Um veículo parte do repouso em movimento retilíneo e acelera a 2 m/s2. Pode-se dizer que sua velocidade, após 3 segundos, vale: a) 1 m/s b) 2 m/s c) 3 m/s d) 4 m/s e) 6 m/s 23) (Ita 95) Um projétil de massa m = 5,00 g atinge perpendicularmente uma parede com velocidade V = 400 m/s e penetra 10,0 cm na direção do movimento. (Considere constante a desaceleração do projétil na parede). a) Se V = 600 m/s a penetração seria de 15,0 cm b) Se V = 600 m/s a penetração seria de 225 cm c) Se V = 600 m/s a penetração seria de 22,5 cm d) Se V = 600 m/s a penetração seria de 150 cm e) A intensidade da força imposta pela parede à penetração da bala é 2 N 24) (Ita 96) Um automóvel a 90 km/h passa por um guarda num local em que a velocidade máxima é de 60 km/h. O guarda começa a perseguir o infrator com a sua motocicleta, mantendo aceleração constante até que atinge 108 km/h em 10 s e continua com essa velocidade até alcançá-lo, quando lhe faz sinal para parar. Pode-se afirmar que: a) o guarda levou 15 s para alcançar o carro. b) o guarda levou 60 s para alcançar o carro. c) a velocidade do guarda ao alcançar o carro era de 25 m/s. d) o guarda percorreu 750 m desde que saiu em perseguição até alcançar motorista infrator. e) nenhuma das respostas anteriores é correta. 25) (Mackenzie 97) Um móvel, com M. R. U. V., tem sua velocidade expressa em função de sua posição na trajetória, dada pelo diagrama a seguir. A aceleração desse móvel é:
a) 6 m/s2 b) 5 m/s2 c) 4 m/s2 d) 3 m/s2 e) 2 m/s2 26) (Puccamp 95) A função horária da posição s de um móvel é dada por s = 20 + 4t - 3t2, com unidades do Sistema Internacional. Nesse mesmo sistema, a função horária da velocidade do móvel é a) -16 - 3t b) - 6t c) 4 - 6t d) 4 - 3t e) 4 - 1,5t 27) (Puccamp 95) Um esquiador desce por uma pista de esqui com aceleração constante. Partindo do repouso do ponto P, ele chega ao ponto T, a 100 m de P, com velocidade de 30 m/s. O esquiador passa por um ponto Q, a 36 m de P, com velocidade, em m/s, de a) 18 b) 15 c) 12 d) 10,8 e) 9,0 28) (Pucsp 95) Um veículo desloca-se por uma estrada plana e retilínea. Ele parte do repouso e durante 1 minuto caminha com aceleração constante e igual a 1 m/s£, em módulo. Logo a seguir sua velocidade permanece constante durante 40 s e depois continua viagem com aceleração constante de módulo igual a 0,5 m/s2, até parar. O gráfico v × t que melhor representa este movimento e a distância que o veículo percorre durante todo o trajeto é:
29) (Uel 94) Um trem em movimento está a 15 m/s quando o maquinista freia, parando o trem em 10 s. Admitindo aceleração constante, pode-se concluir que os módulos da aceleração e do deslocamento do trem neste intervalo de tempo valem, em unidades do Sistema Internacional, respectivamente, a) 0,66 e 75 b) 0,66 e 150 c) 1,0 e 150 d) 1,5 e 150 e) 1,5 e 75 30) (Uel 95) No Sistema Internacional de Unidades, a aceleração de 360 km/h2 vale a) 1/360 b) 1/36 c) 1 d) 10 e) 36 31) (Uel 95) A função horária da posição de um móvel que se desloca sobre o eixo dos x é, no Sistema Internacional de Unidades, x = -10 + 4 t + t2. A função horária da velocidade para o referido movimento é a) v = 4 + 2 t b) v = 4 + t c) v = 4 + 0,5 t d) v = -10 + 4 t e) v = -10 + 2 t
32) (Ufes 96) Um objeto A encontra-se parado quando por ele passa um objeto B com velocidade constante de módulo igual a 8,0 m/s. No instante da ultrapassagem imprime-se ao objeto A uma aceleração, de módulo igual a 0,2 m/s2, na mesma direção e sentido da velocidade de B. Qual a velocidade de A quando ele alcançar o objeto B? a) 4,0 m/s b) 8,0 m/s c) 16,0 m/s d) 32,0 m/s e) 64,0 m/s 33) (Ufmg 94) Este diagrama representa a velocidade de uma partícula que se desloca sobre uma reta em função do tempo.
O deslocamento da partícula, no intervalo de 0 a 10,0 s, foi a) 20 m. b) 10 m. c) 0 m. d) - 10 m. e) - 20 m. 34) (Ufmg 97) Uma bola desliza inicialmente sobre um plano inclinado (trecho 1), depois, sobre um plano horizontal (trecho 2) e, finalmente, cai livremente (trecho 3) como mostra a figura.
Desconsidere as forças de atrito durante todo o movimento. Considere os módulos das acelerações da bola nos trechos 1, 2 e 3 como sendo a, a‚ e aƒ respectivamente. Sobre os módulos dessas acelerações nos três trechos do movimento da bola, pode-se afirmar que a) a1 < a2 < aA . b) a1 < a3 e a2 = 0 . c) a1 = a2 e a3 = 0 . d) a1 = a3 e a2 = 0 . 35) (Ufpe 96) Um caminhão com velocidade de 36 km/h é freado e pára em 10 s. Qual o módulo da aceleração média do caminhão durante a freada? a) 0,5 m/s2 b) 1,0 m/s2 c) 1,5 m/s2 d) 3,6 m/s2 e) 7,2 m/s2 36) (Ufrrj 99) Dois móveis A e B tem equações horárias, respectivamente iguais a: SA=80-5t e SB=10+2t2, onde SA e SB estão em metros e t em segundos. Pode-se afirmar que a) os móveis A e B têm posições iniciais, respectivamente iguais a 10m e 80m. b) o movimento de A é progressivo e de B retrógrado. c) os movimentos de A e B têm velocidades constantes. d) ambos têm movimentos progressivos. e) o móvel A tem velocidade constante e B aceleração constante. 37) (Ufrs 96) O gráfico representa a posição x de um corpo, em movimento retilíneo, em função do tempo t. A curva representada é uma parábola (função do segundo grau em t), com vértice em t = 4s.
A partir da análise do gráfico, pode-se afirmar que a) de t = 0s até t = 8s o móvel se movimenta com vetor aceleração constante. b) de t = 0s até t = 4s os vetores velocidade e aceleração têm o mesmo sentido. c) em t = 4s o vetor aceleração muda de sentido. d) de t = 4s até t = 8s o módulo do vetor velocidade diminui. e) em t = 4s o módulo do vetor aceleração é nulo. 38) (Ufrs 98) O gráfico representa a variação do módulo da velocidade v de um corpo, em função do tempo.
A sequência de letras que aparece no gráfico corresponde a uma sucessão de intervalos iguais de tempo. A maior desaceleração ocorre no intervalo delimitado pelas letras a) Q e R. b) R e T. c) T e V. d) V e X. e) X e Z. 39) (Ufsm 99) A função horária para uma partícula em movimento retilíneo é x=1+2t+t2 onde x representa a posição (em m) e t, o tempo (em s). O módulo da velocidade média (em m/s) dessa partícula, entre os instantes t=1s e t=3s, é a) 2. b) 4. c) 6. d) 12. e) 16. 40) (Unesp 95) O gráfico adiante mostra como varia a velocidade de um móvel, em função do tempo, durante parte de seu movimento.
O movimento representado pelo gráfico pode ser o de uma a) esfera que desce por um plano inclinado e continua rolando por um plano horizontal. b) criança deslizando num escorregador de um parque infantil. c) fruta que cai de uma árvore. d) composição de metrô, que se aproxima de uma estação e pára. e) bala no interior de um cano de arma, logo após o disparo.
1. a) |F| = 3000 N b) 240 000 J b) Observe o gráfico a seguir:
8.a) O jovem deve ser multado pois sua velocidade é de 108 km/h e, portanto, maior do que 80 km/h. b) 225 metros. 9. a) 27 m. b) Durante o tempo de reação (0,50 s) o carro anda 15 m. 10. [C] —–11. [C] —–12. [C] —–13. [E] —–14. [E] 15. [C] —–16. [E] —–17. [E] —–18. [B] —–19. [D] 20. [D] —–21. [C] —–22. [E] —–23. [C] —–24. [D] 25. [E] —–26. [C] —–27. [A] —–28. [B] —–29. [E] 30. [B] —–31. [A] —–32. [C]………..33. [C] —–34. [B] 35. [B] —–36. [E] —–37. [A] —–38. [E] —–39. [C] 40. [D] by GREGO®
Andrew Cleland e sua equipe resfriaram uma espátula de metal minúsculo até que ele atingisse o estado com o mínimo de energia. Então, eles usaram as regras incomuns da mecânica quântica, para ao mesmo tempo, fazê-la circular e ser corrigido. O experimento mostrou que os princípios da mecânica quântica podem ser aplicado a objetos do cotidiano, da mesma forma como em escala de partículas atômicas. Este estudo foi simultaneamente publicado na revista Nature e apresentado na reunião da American Physical Society, em Portland. De acordo com a teoria quântica, em escalas muito pequenas as partículas se comportam muito mais como ondas de que como partículas propriamente ditas. Isso causa alguns efeitos quânticos como por exemplo: é impossível determinar simultaneamente e com precisão a posição e a velocidade de uma partícula no espaço, a partícula pode fazer duas coisas opostas ao mesmo tempo. Graças ao fenômeno de “superposição” partícula pode ser corrigida e avançar ao mesmo tempo - pelo menos enquanto forças externas não atuarem sobre ele. Em seguida, ele instantaneamente seleciona um dos dois estados opostos. Até agora, ninguém viu provas das regras da mecânica quântica em grande escala, onde a influência externa é mais fácil destruir os frágeis estados quânticos. “Até agora ninguém mostrou que a mecânica quântica é aplicável ao movimento de objetos grandes compostos por trilhões de átomos”. - disse Cleland. Não há nenhuma razão objetiva para que as regras da mecânica quântica não se apliquem a objetos grandes. Erwin Schrödinger, um dos fundadores da mecânica quântica, estava tão animado com a possibilidade de quantum “quirks” em grande escala, que sugeriu o seu famoso experimento mental com um gato (O gato vivo-morto de Schrödinger). Ele foi colocado em uma caixa com uma ampola cheia de cianeto e uma fonte radioativa. O decaimento radioativo dispara o mecanismo que rompe a ampola e libera o veneno causando a morte do gato. Quando a caixa é fechada com o gato e o dispositivo dentro, o gato está em uma superposição de dois estados vivo e morto - o absurdo da situação conturbava Schrödinger. A maravilhosa estranheza quânticaCleland e sua equipe realizaram mais de uma medição direta dessa “estranheza quântica” em grande escala. Eles começaram com pequenas pás mecânicas “quantum bares” cujo comprimento é de cerca de 30 micrômetros, que flutuam com o movimento de uma determinada gama de frequências. Então eles são ligados em série com um circuito elétrico de supercondutores, que obedecem às leis da mecânica quântica em um sistema de refrigeração a uma temperatura abaixo de 0,1 K. A esta temperatura a lâmina se encontra em estado fundamental na mecânica quântica. Usando o circuito quântico, Cleland e sua equipe confirmaram que a lâmina não tem absolutamente nenhuma energia vibracional. Uma série de medições precisas mostraram que a lâmina vibra e não vibra ao mesmo tempo. “That’s fine”, - disse Hailin Wang. O trabalho confirma a expectativa de que as leis da mecânica quântica são válidas em grande escala. “Isto é certamente muito bom para a física”, - acrescentou Wong. Se podemos colocar trilhões de átomos no estado fundamental, por que não estamos vendo ônibus duplos, que estão parados e se movendo ao mesmo tempo? “O ambiente é extremamente complexo, uma coisa enorme”, - diz Cleland. “A interação com este incrivelmente complexo sistema destrói a coerência quântica.” No entanto, ele disse, existem muitas razões para continuar a tentar obter os objetos grandes em um estado quântico. “O macroestado quântico ” pode dizer mais aos pesquisadores acerca da relação entre a mecânica quântica e a gravidade.
Fonte: site Физика, Новости физики (Física, Física News)
by GREGO® Recentemente, a física experimental melhorou significativamente a capacidade de resfriamento de átomos a temperaturas ultrabaixas, onde são regidas pelos efeitos quânticos. Como resultado dessa refrigeração, cada uma dessas moléculas atingem os estados mais baixos de energia, e a temperatura da molécula correspondente a todos os graus de liberdade inferiores a 1 milionésimo de Kelvin. O estado condensado de Bose-Einstein de átomos ultraresfriados a 14 anos atrás, causou grande impacto no mundo científico, para o qual foi agraciado com o Prémio Nobel. Não espere menos ruído e efeitos associados com moléculas ultraresfriadas. Outro ponto interessante foi a compreensão de como ultracold moléculas vão interagir uns com os outros. É sabido que em circunstâncias normais, a influência dos estados quânticos de núcleos nas reações químicas não são visíveis. No entanto, isso não é verdade para átomos ultraresfriados. A fim de estudar a interação de cientistas da Universidade de Maryland e do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia mediram a taxa na qual as moléculas são trocados átomos RbK para formar moléculas de K2 Rb2. Apurou-se que a taxa de câmbio de átomos é muito dependente do sentido de rotação dos núcleos, ou seja, de fato, o estado quântico dos núcleos. Se as direções coincidem, a taxa de reação foi de 100 vezes menos do que em uma situação onde eles têm sentidos diferentes. Após a fase experimental, o grupo se uniu a um colega da Universidade de Varsóvia, para formar a base teórica para os resultados e calcular formalmente a velocidade das reações químicas em temperaturas ultrabaixas. A teoria foi publicada na revista Physical Review Letters. Dadas as temperaturas extremamente baixas, os cálculos são para incluir parâmetros como o estado quântico dos núcleos atômicos e as propriedades de onda das moléculas. Os resultados teóricos são confirmados pelas experiências: quando duas moléculas são resfriadas a temperaturas ultrabaixas, interagem umas com os outras dentro de uma certa reação química, sua taxa é significativamente afetada pelo estado quântico dos núcleos no interior dos átomos da molécula. Tudo o que importa é a orientação da rotação dos núcleos, como essas partículas se comportam como férmions (não permitindo que as partículas de dois estados iguais). O achado mais surpreendente pelos cálculos foi de que o resultado final não depende da química. Soluções versáteis surpreenderam até mesmo os pesquisadores. De qualquer forma, o grupo mostrou que a taxa de reação total não depende apenas da condição imediatamente anterior à reação química, mas também dos estados de moléculas em algumas distâncias intermediárias. O entendimento da interação de moléculas ultraresfriadas é extremamente importante para o desenvolvimento desta parte da ciência. Em um futuro muito próximo, essa teoria pode ser usado em computadores quânticos.
Fonte: site Физика, Новости физики (Física, Física News)
by GREGO®Muito tem se falado sobre a invisibilidade. Quem não quis ter uma capa como a do Harry Potter e se tornar invisível… Bem, esse sonho não é somente nosso. Muitos físicos no mundo trabalham duro nessa ideia.
Na última edição da revista Physical Review Letters uma equipe de cientistas dos Estados Unidos propôs um novo material óptico, que é uma rede de luz, guiando fibras. Se essas estruturas forem implementadas na prática, podem abrir novas formas de controle de luz para uma variedade de aplicações tecnológicas, principalmente de telecomunicações, de alta velocidade. Ao longo da história humana, não era nada mais do que ficção científica, mas nos últimos anos, os cientistas conseguiram criar os primeiros exemplos do chamado manto ‘invisível’, bem como o desenvolvimento de fibras ópticas e tecnologias para controlar a distribuição de luz através de finas estruturas simétricas. Uma das mais incríveis estruturas artificiais capazes de ‘manipular’ a luz é o cristal óptico que é um arranjo bi ou tridimensional. Por exemplo um cubo de plástico transparente com pequenos ranhuras simétricas e a distâncias bem definidas umas das outras. A luz refletida por uma superfície dessas pode sofrer interferência construtiva e destrutiva de certos comprimentos de onda o que determina a cor do cristal. Fenômenos semelhantes são comuns na natureza, um dos melhores exemplos são as asas de borboletas, cuja cor que é determinada apenas pela geometria das estruturas microscópicas na superfície.
Existem também os metamateriais, eles guiam a luz em torno de um objeto, em lugar de refletir ou refratar a luz. Assim, para as ondas de luz -e os olhos humanos que as percebem-, o objeto poderia não estar lá. Caso as ondas de luz sejam guiadas pelos metamateriais em um percurso que contorne o objeto, e caso voltem a se reunir por trás dele, retomando o curso original, o objeto tampouco teria sombra. Essa é outra das metas no uso de metamateriais como mecanismo de ocultamento, com altos investimentos militares. O que por si só já é incrível. No entanto, esse cara não consegue entrar em lugar algum sem ser percebido, mas já é um grande passo rumo à invisibilidade. Para conseguirmos a invisibilidade, a luz que incide em uma das faces do objeto deve contorná-lo e emergir de forma ordenada no lado oposto para que o objeto pareça não estar ali. Uma equipe de cientistas do California Institute of Technology (E.U.A.) apresenta sua própria abordagem, em que a luz percorre apenas os caminhos ao longo de ‘dutos’ guias, que têm múltiplas interseções. Variando o comprimento do percurso da luz entre dois cruzamentos ou alterando a velocidade de propagação das ondas de luz em guias individuais, os pesquisadores podem controlar a amplificação ou a supressão de certos comprimentos de onda. Além disso, as propriedades do material pode variar de ponto a ponto, o que torna essa ideia mais versátil que os cristais fotônicos.
Para demonstrar o conceito proposto, os pesquisadores realizaram uma simulação em computador de uma rede bidimensional de fibra óptica baseada nos princípios descritos. Os resultados de seus trabalhos é que foram publicados na revista Physical Review Letters. Em um experimento imaginário, cada guia de onda é composta de duas hastes de ouro com uma delgada caixa de ar entre elas. A simulação permitiu calcular as características de transporte de luz através da rede. Considere dois feixes de luz em um dos muitos pontos de intersecção com as direções perpendiculares. Os cálculos mostram que se as cristas e vales estão em fase (as ondas estão sincronizados), então a interação de feixes de luz não será reflexões no sentido oposto (cada onda se propaga mais longe no seu caminho em linha reta). No lado oposto, toda a luz se reunirá e como resultado da interferência deve se propagar na direção oposta. Isso significa que em um determinado esquema de construção da rede, um feixe de luz pode ser “colada” em uma área da rede determinado. Além disso, os cientistas descobriram que alguns espaçamentos de redes são “proibidos”. No entanto, a flexibilidade da rede lhe permite contornar a proibição. Esse material ainda está longe de existir na prática. Mas estudos como esse abrem grandes oportunidades para a ciência e para as telecomunicações ópticas. Fonte: site Физика, Новости физики (Física, Física News)
by GREGO®Os metais das terras raras são algumas anomalias da Tabela Periódica, uma vez que estes 15 elementos quimicamente parecidos e com números atômicos variando entre 57 e 71 (do Lantânio ao Lutécio) e são conhecidos como lantanídeos. Na tabela periódica todos eles ocupam a mesma posição entre o bário (Ba) e o háfnio (Hf), mas você pode encontrá-los abaixo na tabela na série dos lantanídeos, observe a tabela no link abaixo: Clique aqui para uma tabela atualizada e interativa Comercialmente falando, os elementos Ítrio (39) e o escândio (21) que estão imediatamente acima do Lantânio na Tabela também fazem parte das chamadas ‘terras raras’. O termo ‘raro’ não é exatamente o que melhor descreve estes elementos, pois estão presentes na crosta terrestre em quantidade maior do que a prata, por exemplo. Os quatro elementos ‘raros’ mais comuns (Ítrio, Lantânio, Cério e Neodímio) estão disponíveis em maior volume do que o chumbo. Talvez o que seja raro mesmo é encontrá-los separados, afinal, por serem quimicamente muito parecidos é muito difícil distinguí-los. A exceção é o Promécio (número atômico 61) que é muito instável e ocorre naturalmente em quantidades infinitamente pequenas e é obtido a partir de subprodutos da fissão nuclear de outros átomos radioativos. As principais fontes de ‘terras raras’ são os minerais bastnezit, monazita (que possui também Tório e Rádio sendo por isso radioativa), laporit e argilas de absorção iônica. A extração de ‘terras raras’ na China começou em meados dos anos 80 e hoje a China responde por 93% da produção mundial. O valor das terras raras está crescendo continuamente devido ao seu uso em muitas tecnologias modernas, incluindo a produção de conversores catalíticos, filtros para os gases de escape dos automóveis, fibra ótica, lasers, sensores de oxigênio, fósforo e supercondutores. Além dos mais poderosos ímãs permanentes que existem, que são os ímãs de neodímio-ferro-boro (veja aqui matéria sobre esses ímãs) as ‘terras raras’ possuem várias outras aplicações bem específicas, veja algumas: Aplicações das ‘Terras Raras’Na produção de ímãs permanentes, a utilização de terras raras levou a mudanças revolucionárias nessa indústria. Novos ímãs poderosos com base em cobalto-samário, foram desenvolvidos em meados dos anos 60, com as duas principais ligas utilizadas foram SmCo5 e Sm2Con. Com o desenvolvimento e aperfeiçoamento da indústria o samário foi parcialmente substituído por outros elementos de terras raras como o neodímio. Em 2005, a produção mundial total de ímãs de terras raras foi de cerca de 2,4 toneladas. Até agora, os ímãs sólidos mais poderosos de todos foram colocados em uso em 1984 e com base de neodímio-ferro-boro. Eles tinham o dobro da força magnética de produtos de cobalto-samário, e têm alta resistência a desmagnetização. A demanda pelos novos ímãs cresceu a um ritmo impressionante e em termos de valor, eles representaram a maior fatia do mercado global sólido materiais magnéticos. A capacidade desses ímãs de gerar um forte campo com seu tamanho reduzido permitiu que esses produtos contribuíssem para a implementação de um processo que visa a miniaturização dos equipamentos eletrônicos. Cério, como o mais comum e menos caro elemento do grupo em questão tem um número de áreas estabelecidas de consumo, bem diferente da de outros metais. O cério é usado para polir vidro. Praticamente todos os vidros polidos de alta qualidade, incluindo espelhos e lentes de precisão, são tratados com óxido de cério. O cério é um componente importante mishmetalla, o que representa “uma liga natural” o metal mais comum da terra rara. Normalmente ele pode conter cerca de 50% de cério e lantânio de 30%, neodímio, 15% e 5 praseodímio%. Mischmetall utilizado na metalurgia para a limpeza de aço e enxofre bem como a remoção de impurezas de chumbo e antimônio. Mischmetall, combinado com metais como ferro e magnésio, utilizado na produção de variedades mais leves de sílex e uma série de outras ligas. Uma área importante de consumo de terras raras é a produção de vários tipos de catalisadores. O cério é usado para melhorar o desempenho de conversores catalíticos, filtros, os gases de escape dos automóveis. Sua presença contribui para a transformação de monóxido de carbono, hidrocarbonetos não queimados e óxidos de azoto em dióxido de carbono, água e nitrogênio. Acredita-se que o efeito estabilizador do óxido de cério de alumínio, aumenta o fluxo do processo de algumas reações catalíticas e aumenta a atividade de ródio para reduzir a concentração de NOx nos gases de escape. Além disso, melhora a atuação dos catalisadores para as “partidas a frio”. Um importante mercado de terras raras é a produção de materiais luminescentes (ou fósforos), em que elementos de terra rara pode ser incluído no material de base da matriz, ou ser o centro de excitação. A estrutura eletrônica de átomos de elementos de terras raras os torna particularmente eficazes na excitação de alta energia de raios gama, raios X, raios catódicos (elétrons) ou radiação ultravioleta, a fim de obter uma luminescência de banda estreita no espectro visível. Nas novas gerações de lâmpadas fluorescentes compactas são usadas para converter os raios ultravioleta na luz vermelha, verde e azul. O resultado é uma radiação “branca”. Európio bivalente é utilizado para a obtenção de luminescência azul, cério e térbio para o verde e európio trivalente para o vermelho. Da mesma forma, nas telas planas e telas de plasma os elementos terras raras criam LEDs ”brancos” . Granada de ítrio e alumínio (Y3A15O12 ou YAG) são cristais sintéticos, que são amplamente utilizados como meio ativo em lasers de estado sólido. Normalmente para a radiação laser com comprimentos de onda específicos, elas são ativadas, na maioria das vezes através da introdução de neodímio. Outras áreas incluem o consumo de terras raras, em particular, a produção de baterias recarregáveis de níquel-hidreto de lantânio, comumente referido como o níquel metal-hidreto metálico. Devido ao seu alto desempenho e os benefícios ambientais que estão gradualmente diminuindo o uso de baterias de níquel-cádmio. Além disso, as terras raras são utilizados em pigmentos e cores: laranja / vermelho / marrom pigmentos para plásticos e tintas à base de cério e lantânio foram desenvolvidas como alternativa à base de corantes metais pesados. terras raras também servem como complementos para a cerâmica, melhorar suas propriedades. Os cabos de fibra óptica transmitem sinais por longas distâncias, porque eles contêm peças de fibra arranjadas periodicamente (erbium-ativado), atuando como um amplificador laser.
by GREGO®Ímãs de Neodímio Ferro BoroÍmãs de Neodímio são produzidos a partir das ‘terras raras’ ricas em elementos raríssimos na tabela periódica encontrados em pouquíssimas regiões do mundo. Faz parte do grupo de elementos químicos da tabela periódica mais raros de serem encontrados na face da Terra. Dentre todos os ímãs provenientes das terras raras, os de Neodímio (neodymium) são certamente os mais fortes. Os ímãs de neodímio são os mais fortes ímãs permanentes disponíveis hoje. São feitos de uma liga de neodímio, ferro e boro (Nd2Fe14B). Seu campo magnético é superior a outros tipos de ímãs, e sua resistência à desmagnetização, são muito superiores aos outros tipos de imãs conhecidos. Contudo, possuem pouca resistência à altas temperaturas. Como são altamente corrosivos e quebradiços, os ímãs de neodímio possuem revestimento protetor, que pode ser de níquel, zinco, epóxi ou fosfatização temporária. Os usos mais comuns para os imãs de neodímio são:
Vantagens de Ímãs de NeodímioHá vários atributos dos ímãs de neodímio que o diferenciam de outros ímãs.
Assim, os ímãs de neodímio tem muitos atributos que aumentam a variedade de aplicações que podem ser usados. Perigo do Neodímio
Devemos tomar muito cuidado ao manusear um imã de neodímio. Mesmo um pequeno imã é capaz de destruir o conteúdo de um disquete de modo que seja irrecuperável. Esses imãs são normalmente fortes o suficiente não apenas para magnetizar as cores de televisores e monitores a base de CRT, mas também para deformar fisicamente partes do monitor. Esse tipo de dano é tipicamente irreparável desmagnetizando-o apenas via sua configuração. Alguns imãs que são ligeiramente maiores que uma moeda de 25 centavos (antiga) são fortes o suficiente para sustentar mais de 10 kg. Eles são perigosos, sendo capazes de “beliscar” a pele ou dedos quando atraidos por um objeto magnético. Por serem feitos de “pós” e folheações, os ímãs são muito frágeis e podem quebrar em temperaturas superiores a 150 °C, ou se sujeitos a impactos com outro ímã. Quando eles quebram, uma repentina repulsão pode arremessar pedaços contra os olhos e causar danos irreparáveis à visão. Imãs desse tipo devem ser mantidos longe de aplicações elétricas, cartões magnéticos e monitores, pois o dano nesses pode ser irreparável. Brincando com Ímãs de NeodímioOlha só o que dá pra fazer com 216 esferinhas (um cubo de 6×6x6) de neodímio de 6mm de diâmetro:
by GREGO®A Agência Espacial Norte Americana NASA prepara-se para enviar seu primeiro robô humanóide para o espaço. O modelo Robonauta R2 140 kg, será finalmente lançado para a Estação Espacial Internacional ISS na última missão do ônibus espacial Discovery em setembro. A ideia é fornecer aos astronautas um assistente que não se cansa nunca e que consegue realizar praticamente todas as tarefas de manutenção da estação tanto dentro quanto fora dela. Segundo a NASA, o principal objetivo da missão é testar como o R2 se comporta com a radiação cósmica e com interferências eletromagnéticas. O principal desafio, no entanto, será o de garantir a segurança dos astronautas, afinal ferramentas e outros objetos se escaparem das mãos do R2 podem se mover grandes distâncias em condições de microgravidade e causar danos ou ferimentos, diz Chris Melhuish do Laboratório de Robótica de Bristol, no Reino Unido. “Os robôs têm de ser tanto física quanto comportamentalmente seguros”, diz ele. Entre os desafios que a NASA terá que enfrentar com esse projeto, estão o controle de torque dos braços e ferramentas além da capacidade de reconhecer gestos humanos com segurança. De qualquer forma segue a sugestão do DeltaTeta: 
by GREGO®Apesar de coexistirem em um único e sofisticado órgão, a audição e o equilíbrio são sentidos completamente distintos e nos fornecem informações bem diferentes sobre o mundo que nos cerca. A audição apesar de ser muito importante principalmente nos dias atuais onde grande parte da comunicação se faz com uso das ondas sonoras, um grande número de pessoas consegue viver sem. Somente no Brasil existem mais de 5 milhões de deficientes auditivos que conseguem compensar a falta de informações sonoras com uma atenção super focada e tato, olfato e visão aguçadíssimos além de um equilíbrio perfeito. O vídeoO vídeo abaixo é da coleção O Corpo Humano - Superinteressante e possui ótima qualidade, no entanto, algumas das expressões utilizadas na narração devem ser substituídas pois foram alteradas. Quando a narradora diz: OUVIDOS, você deverá substituir por ORELHAS, ouvido é o particípio passado do verbo ouvir. Quando a narradora diz: ORELHAS, você deverá substituir por PAVILHÃO AUDITIVO.
Parte 1
Parte 2
Parte 3
Resumo rápido e completo do aparelho auditivo e do equilíbrioSe você quiser uma versão mais enxuta e atualizada (já com os termos corretos) assista à esse vídeo:
Funcionamento da cócleaAqui nessa animação dá pra discutir bastante física. Eu escolhi essa animação por relacionar as frequências à largura do cóclea. Uma animação bem feita e conceitualmente correta onde os sons mais graves que possuem comprimento de onda maior ressoam nas partes mais largas e os sons mais agudos que possuem comprimento de onda menor ressoam nas partes mais estreitas da cóclea.
Do you speak english?Essa animação também é muito legal e bem feita, só que é em inglês. Você entende, don’t you?
by GREGO®Caro visitante, seja bem vindo.
A magnetosferaAntes de falarmos sobre as auroras polares propriamente ditas, vamos falar um pouco sobre a magnetosfera da Terra. A expressão magnetosfera não deve ser entendida ao pé da letra, pois apesar de ser gerada pelo campo magnético da Terra, não é exatamente esférica como o nome sugere. É a região que sofre a influência do campo magnético da Terra e é comumente divida em três regiões básicas: A Magnetosfera Interna, a Camada de Plasma, e os Lóbulos da Cauda. Sendo a Magnetosfera Interna a região mais importante, pois é a que nos atinge mais diretamente, ela se estende da atmosfera superior a 8 RT no lado noturno, englobando os dois cinturões de radiação, mas não incluindo as regiões sobre os pólos terrestres. E têm uma corrente elétrica associada, chamada de Corrente do anel, com densidade típica de 1 íon/cm 3 . Observe figura esquemática da magnetosfera terrestre.
Essa animação mostra como a magnetosfera (escudo formado pelo campo magnético da terra) desvia as partículas carregadas provenientes de tempestades solares para os pólos terrestres, onde o campo é mais intenso. Quando as partículas atingem a atmosfera elas ionizam o ar, o que provoca a aurora boreal no pólo norte e a aurora austral no pólo sul.
A origem do campo magnético da terra é pouco conhecida. A teoria que melhor descreve seu comportamento é a do geodínamo, onde o campo seria causado pela rotação do núcleo externo de ferro liquido que a terra possui. O campo magnético da terra não é estático. Ele se move, e já aconteceram várias inversões ao longo do tempo geológico. Hoje os pólos magnéticos da terra se encontram um pouco afastados do norte geográfico e para se orientar é preciso fazer uma correção que no sudeste do Brasil é de 23°. As Auroras PolaresA aurora polar nada mais é do que um fenômeno óptico causado pela atividade magnética solar. Acontece que o sol é envolto por uma espécie de plasma com temperaturas de milhões de graus Celsius chamado de ‘coroa solar’ e que libera partículas altamente energizadas para todos os lados durante as chamadas “tempestades solares” que costumam se intensificar a cada 11 anos.
Imagem de uma aurora austral capturada em 2005 pelo satélite da NASA IMAGE, sobreposta digitalmente com A Bolinha Azul Podem ser detectadas através da medição do campo magnético na superfície, através de magnetogramas. Durante uma ejeção de massa coronal ou um forte vento solar, o campo magnético desvia grandes números de partículas para os pólos magnéticos, onde esses íons altamente energéticos se chocam com a alta atmosfera, emitindo radiação. Trilhões de átomos emitindo essa radiação dão origem às auroras boreais e austrais. Auroras Boreais - Luzes do Norte
Auroras Austrais - Círculo Antártico
A aurora polar terrestre é causada por elétrons de energia de 1 a 15 keV, além de prótons e partículas alfa, sendo que a luz é produzida quando eles colidem com átomos da atmosfera do planeta, predominantemente oxigênio e nitrogênio, tipicamente em altitudes entre 80 e 150 km. Cada colisão emite parte da energia da partícula para o átomo que é atingido, um processo de ionização, dissociação e excitação de partículas. Quando ocorre ionização, elétrons são despejados do átomo, os quais carregam energia e criam um efeito dominó de ionização em outros átomos. A excitação resulta em emissão, levando o átomo a estados instáveis, sendo que estes emitem luz em frequências específicas enquanto se estabilizam. Enquanto a estabilização do oxigênio leva até um segundo para acontecer, nitrogênio estabiliza-se e emite luz instantaneamente. Tal processo, que é essencial para a formação da ionosfera terrestre, é comparável ao de uma tela de televisão, no qual elétrons atingem uma superfície de fósforo, alterando o nível de energia das moléculas e resultando na emissão de luz. De modo geral, o efeito luminoso é dominado pela emissão de átomos de oxigênio em altas camadas atmosféricas (em torno de 200 km de altitude), o que produz a tonalidade verde. Quando a tempestade é forte, camadas mais baixas da atmosfera são atingidas pelo vento solar (em torno de 100 km de altitude), produzindo a tonalidade vermelho escura pela emissão de átomos de nitrogênio (predominante) e oxigênio. Átomos de oxigênio emitem tonalidades de cores bastante variadas, mas as predominantes são o vermelho e o verde.
O fenômeno também pode ser observado com uma iluminação ultravioleta, violeta ou azul, originada de átomos de nitrogênio, sendo que a primeira é um bom meio para observá-lo do espaço (mas não em terra firme, pois a atmosfera absorve os raios UV). O satélite da NASA Polar já observou o efeito em raios X, sendo que a imagem mostra precipitações de elétrons de alta energia.
O fenômeno é semelhante a uma cortina no sentido horizontal, onde os raios ficam paralelos e alinhados na direção das linhas do campo magnético. A combinação de diversos fatores pode ocasionar a formação de tonalidades de cor específicas, dando uma representação óptica bastante particular e exuberante. A aurora polar costuma ocorrer a uma altura entre 60 e 100 acima da superfície da terra. Assista a esse vídeo para ter uma noção do que são as Auroras
Auroras polares em outros planetasAs auroras não são particularidades da Terra, pois como é um fenômeno externo pode vir a ocorrer em outros planetas próximos ao Sol, como Vênus, Marte, Saturno e Júpiter. Tanto Júpiter quanto Saturno também possuem campos magnéticos muito mais fortes que os terráqueos (Urano, Netuno e Mercúrio também são magnéticos) e ambos possuem grandes cintos de radiação. O efeito da aurora polar vem sendo observado em ambos, mais claramente com o telescópio Hubble. Tais auroras parecem ser originadas do vento solar. Por outro lado, as luas de Júpiter, em especial Io, também são fontes poderosas de auroras. Elas são formadas a partir de correntes elétricas pelo campo magnético, geradas pelo mecanismo de dínamo relativo ao movimento entre a rotação do planeta e a translação de sua lua. Particularmente, Io possui vulcões ativos e ionosfera, e suas correntes geram emissão de rádio, que vêm sendo estudadas desde 1955. Como as terrestres, as auroras de Saturno criam regiões ovais totais ou parciais em torno do pólo magnético. Por outro lado, as auroras daquele planeta costumam durar por dias, diferente das terrestres que duram por alguns minutos somente. Evidências mostram que a emissão de luz nas auroras de Saturno contam com a participação da emissão de átomos de hidrogênio. Uma aurora foi recentemente detectada em Marte pela sonda espacial Mars Express durante suas observações do planeta em 2004, com resultados publicados no ano seguinte. Marte possui um campo magnético mais fraco que o terrestre, e até então pensava-se que a falta de um campo magnético forte tornaria tal efeito impossível. Foi percebido que o sistema de auroras de Marte é bastante parecido com o da Terra, sendo comparável às nossas tempestades de baixa e média intensidade. Como o planeta está sempre direcionado para o nosso planeta com seu lado diurno, a observação de auroras é somente possível através deespaçonaves investigando o lado noturno do planeta vermelho e nunca a partir da Terra. Vênus, que não possui um campo magnético, apresenta também o fenômeno, no qual as partículas da atmosfera são diretamente ionizadas pelos ventos solares, fenômeno também presente na Terra. Aurora ArtificialAs auroras também podem ser formadas através de explosões nucleares em altas camadas da atmosfera (em torno de 400 km). Tal fenômeno foi demonstrado pela aurora artificial criada pelo teste nuclear estadunidense Starfish Prime em 9 de julho de 1962. Nessa ocasião o céu da região do Oceano Pacífico foi iluminado pela aurora por mais de sete minutos. Tal efeito foi previsto pelo cientista Nicholas Christofilos, que havia trabalhado em outros projetos sobre explosões nucleares.
De acordo com o veterano estadunidense Cecil R. Coale, alguns hotéis no Havaí ofereceram festas da bomba de arco-íris em seus telhados para acompanhar o Starfish Prime, contradizendo relatórios oficiais que indicavam que a aurora artificial era inesperada. O fenômeno também foi registrado em filme nas Ilhas Samoa, em torno de 3 200 km distante da ilha Johnston, local da explosão. As simulações do efeito em laboratório começaram a ser feitas no final de século XIX pelo cientista norueguês Kristian Birkeland, que provou, utilizando uma câmara de vácuo e uma esfera, que os elétrons eram guiados em tal efeito para as regiões polares da esfera. Recentemente, pesquisadores conseguiram criar um efeito auroral modesto visível da terra ao emitir raios de rádio no céu noturno, tomando uma coloração verde. Da mesma forma que o fenômeno natural, as partículas atingiam a ionosfera, excitando os elétrons no plasma. Com a colisão dos elétrons com a atmosfera terrestre as luzes eram emitidas. Tal experimento também aumentou o conhecimento dos efeitos da ionosfera nas comunicações por rádio. fontes:Mundoeducação,
by GREGO®Mesmo em materiais de alto índice de refração a velocidade da luz ainda é bem grandinha. No diamante, que tem n = 2,4, um dos maiores conhecidos, a luz viaja com v = 125.000 km/s. Para reduzir bem mais a velocidade da luz é necessário utilizar outros processos. Vamos contar, a seguir, como alguns físicos conseguiram fazer a luz andar mais devagar que um ciclista e, para culminar, como uma física dinamarquesa e seus colegas fizeram a luz parar dentro de um gás e depois sair de novo com sua velocidade natural. Inicialmente surgiu a técnica chamada de “transparência induzida”, inventada na década de 90. Imagine um gás formado de átomos de sódio. Se a densidade desse gás for alta, ele é completamente opaco à passagem da luz. Mas, o físico Stephen Harris e seus colaboradores conseguiram um jeito de fazer esse gás ficar transparente para um feixe de luz com uma frequência bem determinada.
Harris descobriu um jeito do gás ficar transparente para luz com frequência ajustada exatamente entre os níveis 1 e 3. Para isso, ele faz incidir sobre o gás a luz de laser (dito “de bombeamento”) ajustada com grande precisão à freqüência entre os níveis 2 e 3. Essa luz excita os elétrons levando-os ao nível 3 que fica, assim, mais populado que o normal. Nesse instante faz=se incidir a luz de outro laser (dito “de teste”) ajustada à diferença entre os níveis 1 e 3. Desse modo, a luz do laser de teste, que normalmente seria absorvida, passa incólume: o material ficou transparente para ela pois os níveis 3 já estavam ocupados. Na verdade, o que ocorre é um pouco mais complicado que isso, envolvendo uma superposição quântica entre os estados 1 e 2 e uma interferência destrutiva quando o laser de teste é acionado. No entanto, o resultado é o mesmo descrito acima.
Os primeiros testes com essa técnica foram feitos por físicos alemães que conseguiram, em 1996, fazer a luz passar pelo gás com velocidade 3000 vezes menor que c, isto é, a meros 100 quilômetros por segundo. Foi um grande sucesso, mas, três anos depois, a dinamarquesa Lene Hau, trabalhando nos Estados Unidos, conseguiu reduzir a velocidade da luz no gás para o incrível valor de 17 metros por segundo, ou 60 km/h, mais lenta que um carro no trânsito da cidade.
Mas, não é necessário baixar tanto a temperatura do gás, nem produzir um condensado de Bose-Einstein, para fazer a luz viajar tão devagar. Pouco depois do feito de Lene Hau, M. Scully e colegas da Universidade do Texas alcançaram o mesmo resultado usando um gás de rubídio a temperatura ambiente. A animação abaixo foi feita apenas para ilustrar como a experiência é feita. Não deve ser levada muito a sério.
Fazer a luz viajar com velocidade de pedestre foi um sucesso que colocou o nome da dinamarquesa Lene Hau em todas as TVs do mundo. Mas, ela não ficou dormindo nos louros. Dois anos depois, no início de 2001, e seus colaboradores anunciaram que tinham conseguido fazer a luz parar dentro do gás. Durante alguns milissegundos, os pulsos de luz podem ser estancados e sua forma de onda ficar armazenada nos átomos do gás, praticamente inalterada. O truque para “parar” a luz consiste em acoplar a onda luminosa ao sistema atômico do gás. Os átomos têm características próprias, uma delas sendo o chamado “spin”, espécie de dipolo magnético que pode interagir com a onda incidente. Nessa interação, todas as peculiaridades da onda são momentaneamente transferidas ao sistema de spins, armazenando a informação contida nela. Isso equivale a parar a luz sem perder seu conteúdo, diferentemente da absorção normal que destrói esse conteúdo. A animação abaixo tenta ilustrar esse tipo de experiência. Encare-a com o mesmo humor que usou na animação anterior.
Bem, essa foi nossa história sobre a velocidade da luz. Começou com ela tão grande que Galileu não conseguiu medí-la e terminou com ela se anulando dentro de um gás. Fique de olho na luz pois ela ainda nos trará muitas surpresas no futuro. Fonte: Seara da Ciência (Vale muito a pena ler a série inteira sobre a velocidade da luz, entre outras excelentes matérias)
by GREGO® LONDRES - O físico britânico Stephen Hawking diz que existem criaturas extraterrestres, mas poderia ser muito perigoso para os humanos interagirem com a vida extraterrestre. Hawking afirma em um novo documentário intitulado “Into the Universe with Stephen Hawking” que formas de vida alienígena inteligente certamente existem, mas adverte que se comunicar com eles poderia ser “muito arriscado”. “Nós só temos que olhar para nós mesmos para ver como a vida inteligente pode evoluir para algo que não gostaríamos de encontrar”, disse Hawking. “Imagino que possam existir em grandes naves … ter esgotado todos os recursos de seu planeta natal. Esses extraterrestres avançados poderiam ser nômades, buscando conquistar e colonizar planetas em busca de alimentos para suas populações e/ou matéria prima para suas naves.” O cientista de 68 anos, disse que a visita de extraterrestres à Terra poderia ser como Cristóvão Colombo chegando nas Américas “, que determinou o fim das civilizações nativas.” Ele especulou que a maior parte da vida extraterrestre seria semelhante aos micróbios, ou pequenos animais. Vida microbiana poderia existir muito abaixo da superfície marciana, onde se imagina que possa existir água líquida que teria se infiltrado nas rochas. Criaturas marinhas também poderiam viver em enormes oceanos de água abaixo de uma camada de uma milha de espessura do gelo em Europa, uma das luas de Júpiter. Mas se estendermos o nosso raciocínio do nosso sistema solar para o resto da Via Láctea, e para outras galáxias a diferença em favor da existência de variadas formas de vida aumenta de forma dramática, disse Hawking. “Para o meu cérebro matemático, os números só fazem pensar sobre aliens perfeitamente racionais”, disse ele. “O verdadeiro desafio é descobrir se os extraterrestres podem realmente ser assim.” Hawking disse que um ataque por predadores interestelares é apenas uma das possibilidades na busca por vida inteligente fora da Terra. Outra possibilidade é que tais seres inteligentes podem ser hostis à vida. Hawking salientou que a própria humanidade já esteve muito próxima de sua própria destruição através da criação de bombas nucleares e outras armas de destruição em massa. “Se o mesmo for válido para alienígenas inteligentes, então eles não poderiam durar muito tempo”, disse ele. “Talvez eles explodam tudo logo depois eles descobrirem que E = mc2. Se as civilizações levarem bilhões de anos para evoluir, apenas para desaparecer de repente, então, infelizmente, temos quase nenhuma chance de ouvir falar delas.” Hawking tornou-se um dos cientistas mais conhecidos do mundo - não apenas por causa de seu trabalho teórico sobre buracos negros e cosmologia, mas também porque ele conseguiu desenvolver seu trabalho enquanto lutava contra uma doença paralisante neural (esclerose múltipla) durante a maior parte de sua vida. Nos últimos anos ele se tornou um proeminente defensor das viagens espaciais, alegando que os seres humanos devem viajar para o espaço e passar por treinamentos de gravidade zero.
fonte: msnbc
by GREGO®São 26 questões discursivas e de múltipla escolha de alta qualidade, com as figuras originais, selecionadas por mim sobre os fundamentos da óptica, princípios da propagação, velocidade da luz, eclipses, aplicações do princípio da propagação retilínea da luz. Se você é professor, monte sua prova rapidinho só no Ctrl+C e Ctrl+V. Se você é vestibulando ou um candidato a físico, engenheiro, ou qualquer outro tipo de CDF resolva todas as questões e divirta-se. Ou envie a resolução que eu publico aqui! Navegue através dos links resposta, topo e gabarito e nas respostas retorne às questões clicando nos números [3].
1) (Fuvest 91) A figura a seguir representa, nos instantes t = 0 s e t = 2,0 s, configurações de uma corda sob tensão constante, na qual se propaga um pulso cuja forma não varia. a) Qual a velocidade de propagação do pulso? b) Indique em uma figura a direção e o sentido das velocidades dos pontos materiais A e B da corda, no instante t = 0 s.
2) (Unesp 92) A sucessão de pulsos representada na figura a seguir foi produzida em 1,5 segundos. Determine a frequência e o período da onda.
3) (Unesp 95) Numa enfermaria, o soro fornecido a um paciente goteja à razão de 30 gotas por minuto. a) Qual é o período médio do gotejamento? (Dê a resposta em segundos) b) Qual é a frequência média do gotejamento? (Dê a resposta em hertz) 4) (Unesp 96) Nas últimas décadas, o cinema tem produzido inúmeros filmes de ficção científica com cenas de guerras espaciais, como “Guerra nas Estrelas”. Com exceção de “2001, Uma Odisséia no Espaço”, estas cenas apresentam explosões com estrondos impressionantes, além de efeitos luminosos espetaculares, tudo isso no espaço interplanetário. a) Comparando “Guerra nas Estrelas”, que apresenta efeitos sonoros de explosão, com “2001, uma Odisséia no Espaço”, que não os apresenta, qual deles está de acordo com as leis da Física? Justifique. b) E quanto aos efeitos luminosos, que todos apresentam? Justifique. 5) (Unicamp 96) Pesquisas atuais no campo das comunicações indicam que as “infovias” (sistemas de comunicações entre redes de computadores como a INTERNET, por exemplo) serão capazes de enviar informação através de pulsos luminosos transmitidos por fibras ópticas com a freqüência de 1011 pulsos/segundo. Na fibra óptica a luz se propaga com velocidade de 2 x 108 m/s. a) Qual o intervalo de tempo entre dois pulsos de luz consecutivos? b) Qual a distância (em metros) entre dois pulsos? 6) (Ufsc 96) Na(s) questão(ões) a seguir escreva nos parênteses a soma dos itens corretos. Verifique quais das proposições a seguir são CORRETAS. 01. O som é constituído por ondas mecânicas longitudinais. 02. As ondas mecânicas propagam-se nos meios sólidos, líquidos e gasosos. 04. Uma onda sonora não se propaga no vácuo. 08. A luz muda a direção de sua propagação, quando passa de um meio para outro com diferente índice de refração. 16. Tanto a luz quanto o som são ondas eletromagnéticas.
Soma ( ) 7) (Ufba 96) Na(s) questão(ões) a seguir escreva nos parênteses a soma dos itens corretos. De acordo com a teoria do movimento ondulatório, é correto afirmar: (01) O som é uma onda mecânica longitudinal. (02) A distância entre duas cristas consecutivas de uma onda que se propaga num meio material independente da freqüência da fonte que a produziu. (04) Quando uma das extremidades de uma corda sob tensão passa a vibrar verticalmente, produz ondas transversais. (08) Todas as ondas eletromagnéticas possuem a mesma freqüência. (16) Uma onda cujo comprimento de onda é λ sofre difração, ao atravessar uma fenda de abertura x, se λ≥x.
Soma ( ) 8) (Faap 97) O som é uma onda ………. . Para se propagar necessita ………. e a altura de um som refere-se à sua ………. . a) plana - do ar - intensidade b) mecânica - do meio material - freqüência c) mecânica - do vácuo - freqüência d) transversal - do ar - velocidade e) transversal - do meio material - intensidade 9) (Fatec 97) O padrão de forma de onda proveniente de um sinal eletrônico está representado na figura a seguir.
Notando os valores para as divisões horizontal (1 ms) e vertical (500 mV), deve-se dizer quanto à amplitude a, ao período T a frequência f da forma de onda que: a) A = 0,5 V; T = 4 ms; F = 250 Hz b) A = 1,0 V; T = 8 ms; F = 125 Hz c) A = 2,0 V; T = 2 ms; F = 500 Hz d) A = 2,0 V; T = 4 ms; F = 250 Hz e) A = 1,0 V; T = 4 ms; F = 250 Hz 10) (Ita 99) Considere as seguintes afirmações relativas às formas de ondas mostradas na figura a seguir:
I - A onda A é conhecida como onda longitudinal e seu comprimento de onda é igual à metade do comprimento de onda da onda B. II - Uma onda sonora propagando-se no ar é melhor descrita pela onda A, onde as regiões escuras são chamadas de regiões de compressão e as regiões claras, de regiões de rarefação. III - Se as velocidades das ondas A e B são iguais e permanecem constantes e ainda, se o comprimento de onda da onda B é duplicado, então o período da onda A é igual ao período da onda B.
Então, pode-se concluir que: a) somente II é correta. b) I e II são corretas. c) todas são corretas. d) II e III são corretas. e) I e III são corretas.
11) (Puc-rio 99) As ondas de um forno de microondas são: a) ondas mecânicas que produzem vibrações das moléculas dos alimentos. b) ondas de calor; portanto, não são eletromagnéticas. c) ondas eletromagnéticas cujo comprimento é menor do que o da luz e por isso são denominadas microondas. d) ondas eletromagnéticas tal como a luz visível. e) ondas sonoras de freqüência superiores às do ultra-som. 12) (Uece 99) Uma mocinha chamada Clara de Assis deixa cair, lentamente, um pequeno pedaço de cortiça sobre o centro de um vaso cilíndrico, de diâmetro 60cm, quase completamente cheio de água. Formam-se, então, ondas concêntricas, que se propagam com velocidade de 2cm/s. Assinale a afirmativa CORRETA. a) a cortiça permanece em repouso b) a cortiça chega à parede do vaso em 15 segundos c) a cortiça chega à parede do vaso em 30 segundos d) a cortiça não se desloca até a parede do vaso 13) (Ufc 2001) A figura abaixo representa uma onda harmônica que se propaga, para a direita, em uma corda homogênea. No instante representado, considere os pontos da corda indicados: 1, 2, 3, 4 e 5. Assinale a afirmativa correta. a) Os pontos 1 e 3 têm velocidade nula b) Os pontos 2 e 5 têm velocidade máxima c) O ponto 4 tem velocidade maior que o ponto 1 d) O ponto 2 tem velocidade maior que o ponto 3 e) Os pontos 1 e 3 têm velocidade máxima
14) (Ufmg 94) Para se estudar as propriedades das ondas num tanque de água, faz-se uma régua de madeira vibrar regularmente, tocando a superfície da água e produzindo uma série de cristais e vales que se propagam da esquerda para a direita.
Se a régua passar a tocar a água 20 vezes em cada 5,0 segundos, então essa mudança provocará uma alteração a) na frequência da onda e em seu comprimento de onda. b) na velocidade e na frequência da onda. c) na velocidade da onda e em seu comprimento de onda. d) no comprimento de onda, na velocidade e na frequência da onda. e) somente na frequência da onda.
15) (Ufmg 94) Para se estudar as propriedades das ondas num tanque de água, faz-se uma régua de madeira vibrar regularmente, tocando a superfície da água e produzindo uma série de cristas e vales que se deslocam da esquerda para a direita. Retirando-se uma certa quantidade de água do tanque, a velocidade das ondas torna-se menor.
Nessas condições, pode-se afirmar que a) a frequência da onda aumenta, e o seu comprimento de onda também aumenta. b) a frequência da onda diminui, e o comprimento de onda também diminui. c) a frequência da onda não se altera, e o seu comprimento de onda aumenta. d) a frequência da onda não se altera, e o seu comprimento de onda diminui. e) a frequência da onda não se altera, e o seu comprimento de onda também não se altera.
16) (Ufmg 97) Um menino, balançando em uma corda dependurada em uma árvore, faz 20 oscilações em um minuto. Pode-se afirmar que seu movimento tem a) um período de 3,0 segundos. b) um período de 60 segundos. c) uma frequência de 3,0 Hz. d) uma frequência de 20 Hz. 17) (Ufmg 97) As ondas eletromagnéticas, ao contrário das ondas mecânicas, não precisam de um meio material para se propagar. Considere as seguintes ondas: som, ultra-som, ondas de rádio, microondas e luz. Sobre essas ondas é correto afirmar que a) luz e microondas são ondas eletromagnéticas e as outras são ondas mecânicas. b) luz é onda eletromagnética e as outras são ondas mecânicas. c) som é onda mecânica e as outras são ondas eletromagnéticas. d) som e ultra-som são ondas mecânicas e as outras são ondas eletromagnéticas. 18) (Ufmg 97) O diagrama apresenta o espectro eletromagnético com as identificações de diferentes regiões em função dos respectivos intervalos de comprimento de onda no vácuo.
É correto afirmar que, no vácuo, a) os raios – se propagam com maiores velocidades que as ondas de rádio. b) os raios X têm menor freqüencia que as ondas longas. c) todas as radiações têm a mesma frequencia. d) todas as radiações têm a mesma velocidade de propagação. 19) (Ufmg 98) O som é um exemplo de uma onda longitudinal. Uma onda produzida numa corda esticada é um exemplo de um onda transversal. O que difere ondas mecânicas longitudinais de ondas mecânicas transversais é a) a direção de vibração do meio de propagação. b) a direção de propagação. c) o comprimento de onda. d) a frequência. 20) (Ufpe 2002) Analise as afirmativas a seguir relativas a diferentes ondas eletromagnéticas e indique qual é a correta. a) No vácuo, a radiação ultravioleta propaga-se com velocidade maior do que as microondas. b) No vácuo, a velocidade dos raios X é menor que a velocidade da luz azul. c) As ondas de rádio têm frequências maiores que a luz visível. d) Os raios X e raios γ têm frequências menores que a luz visível. e) A frequência da radiação infravermelha é menor que a frequência da luz verde. 21) (Ufrs 96) A figura mostra uma partícula P de um determinado meio elástico, inicialmente em repouso. A partir de um determinado instante ela é atingida por uma onda mecânica longitudinal que se propaga nesse meio; a partícula passa então a se deslocar, indo até o ponto A, depois indo até o ponto B e finalmente retornando à posição original. O tempo gasto para todo esse movimento foi de 2s. Quais são, respectivamente, os valores da freqüência e da amplitude da onda?
a) 2 Hz e 1 m b) 2 Hz e 0,5 m c) 0,5 Hz e 0,5 m d) 0,5 Hz e 1 m e) 0,5 Hz e 4 m
22) (Ufsm 2000) Considere as afirmações a seguir, a respeito da propagação de ondas em meios elásticos.
I. Em uma onda longitudinal, as partículas do meio no qual ela se propaga vibram perpendicularmente à direção de propagação. II. A velocidade de uma onda não se altera quando ela passa de um meio para outro. III. A frequência de uma onda não altera quando ela passa de um meio para outro.
Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e II. e) apenas I e III. 23) (Unesp 89) Numa experiência clássica, coloca-se dentro de uma campânula de vidro onde se faz o vácuo, uma lanterna acesa e um despertador que está despertando. A luz da lanterna é vista, mas o som do despertador não é ouvido. Isso acontece porque a) o comprimento de onda da luz é menor que o do som. b) nossos olhos são mais sensíveis que nossos ouvidos. c) o som não se propaga no vácuo e a luz sim. d) a velocidade da luz é maior que a do som. e) o vidro da campânula serve de blindagem para o som mas não para a luz. 24) (Unesp 91) Pesquisadores da UNESP, investigando os possíveis efeitos do som no desenvolvimento de mudas de feijão, verificaram que sons agudos podem prejudicar o crescimento dessas plantas, enquanto que os sons mais graves, aparentemente, não interferem no processo. CIÊNCIA E CULTURA 42 (7) supl: 180-1, Julho 1990. Nesse experimento o interesse dos pesquisadores fixou-se principalmente na variável física: a) velocidade b) umidade c) temperatura d) frequência e) intensidade 25) (Unesp 99) Os gráficos I e II, desenhados numa mesma escala, representam a posição x em função do tempo t de dois objetos descrevendo movimentos oscilatórios periódicos.
Denominando A1 e A2 e f1 e f2, respectivamente, as amplitudes e as frequências de oscilação associadas a esses movimentos, pode-se afirmar que a) A1 = A2 e f1 = f2. b) A1 = 2A2 e f1 = 2f2. c) A1 = (1/2)A2 e f1 = (1/2)f2. d) A1 = (1/2)A2 e f1 = 2f2. e) A1 = 2A2 e f1 = (1/2)f2. 26) (Unirio 95) Entre as afirmativas a seguir, a respeito de fenômenos ondulatórios, assinale a que é FALSA. a) A velocidade de uma onda depende do meio de propagação. b) A velocidade do som no ar independe da frequência. c) No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas possuem o mesmo período. d) Ondas sonoras são longitudinais. e) Ondas sonoras não podem ser polarizadas. 1. a) 10 cm/s b) Observe a figura a seguir:
2. frequência = 4,0 Hz período = 0,25Hz 3. a) 2,0 s b) 0,50 Hz 4. a) O filme 2001 - Uma Odisséia no Espaço, pois no vácuo não há propagação de ondas mecânicas como o som. b) Ambos os filmes estão corretos porque a luz é onda eletromagnética que se propaga no vácuo. 5.a) 1 . 10-11s b) 2 . 10-3 m 6. [15] —–7. [21] —–8. [B] —–9. [E] —–10. [A] 11. [D] —–12. [D] —–13. [E] —–14. [A] —–15. [D] 16. [A] —–17. [D] —–18. [D] —–19. [A] —–20. [E] 21. [D] —–22. [C] —–23. [C] —–24. [D] —–25. [C] 26. [C]
by GREGO®Os cientistas do CERN (do francês “Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire” ou Conselho Europeu para Pesquisa Nuclear que localiza-se em Meyrin perto de Genebra, na Suíssa) e do Large Hadron Collider (LHC) fizeram história em 30 de março de 2010. Depois de vários contratempos e uma avaria grave o Grande acelerador está finalmente pronto para ‘trabalhar’. Testes preliminares com velocidade relativamente baixa do feixe de prótons foram levados a cabo no outono de 2009 e não houve nenhum indício de problemas significativos. O palco estava montado para uma experiência extraordinária para ser realizada em algum momento no final do inverno / início da primavera de 2010.
Alice - (A) L (arge) (I) em (C) ollider (E) xperimentHá um total de seis dispositivos detectores de partículas no LHC, um dos quais é “A Large Iem Collider Experiment” (ALICE). Alice no CERN está configurado para estudar colisões de íons pesados de chumbo (Pb) núcleos em um centro de energia de massa de 2,76 Tera elétron-Volts (TeV) por núcleo. A temperatura e densidade de energia gerada pode ser grande o suficiente para que alguns segredos detidos por glúons e quarks sejam desvendados.
O Inner Tracking System (ITS) em Alice possui seis camadas cilíndricas de detectores de silício que cercam cada um dos quatro pontos de colisão e medem as propriedades e as posições precisas das partículas espalhadas pela colisão. Partículas contendo quarks pesados podem ser identificadas. A Câmara de Projeção de Tempo (TPC) é o principal dispositivo de localização de partículas em Alice. Partículas carregadas que atravessam o gás do TPC ionizam os átomos do gás ao longo do caminho, liberando elétrons que são detectados pela placa final do detector. O aparelho Photon (PHOS) é feito de cristais de tungstato de chumbo que brilham quando desaceleram de fótons de alta energia. É o maior detector de iodeto de césio (RICH) do mundo, com uma área ativa de 11 m2 .
Atlas - AT (oroidal) L (ight Hadron Collider) A parelhos () (S)ATLAS possui 44 metros de comprimento, 25 metros de diâmetro e pesa cerca de 7.000 toneladas. Apesar de todo o seu tamanho e peso, o ATLAS é um detector de partículas subatômicas, o maior e mais complexo já construído desde a primeira máquina entrou em operação, o cíclotron 1931 de EO Lawrence. Quando os feixes de prótons colidirem, no centro do detector, o maior número possível de sinais será medido. ATLAS não olha para nada em particular, ele registra tudo o que acontece durante e imediatamente após um evento de colisão próton-próton. Esta é a melhor abordagem para muitos experimentos do LHC, que estão à procura de partículas nunca vistas anteriormente e nunca confirmadas neste “universo” real em que vivemos. Previsões precisas sobre a sua aparência e comportamentos são muito difíceis de fazer.
A prioridade para o LHC, neste momento, é a descoberta e confirmação do bóson de Higgs, porque essa descoberta poderia bloquear ou confirmar o Modelo Padrão de partículas atômicas elementares e os blocos fundamentais de construção da matéria.
O ATLAS tem várias camadas, cada uma com um detector especial projetado para uma função especializada. As variáveis-chave de cada partícula são a energia e dinamismo. Quando uma massa elevada de partículas em altíssima velocidade for criada pela colisão de dois feixes de prótons, cada um deles viajando quase à velocidade da luz, ela vai atravessar rapidamente muitas das camadas do ATLAS. Em cada camada, irá gravar diferentes instrumentos diferentes características da partícula recém-criado. A vida útil esperada para estas novas partículas altamente instáveis de “massa pesada” são incrivelmente pequenas. Compact Muon Solenoid (CMS)O Compact Muon Solenoid (CMS) é um mecanismo de detecção de duas partículas grandes de propósito geral físico ligado ao próton-Large Hadron Collider (LHC) do CERN. CMS é projetado como um detector de propósitos gerais, capazes de estudar diversos aspectos das colisões de prótons de 14 TeV (ou menos), a energia de centro de massa do acelerador de partículas LHC. Ele contém subsistemas que são projetados para medir a energia e o impulso de fótons, elétrons, múons e outros produtos das colisões.
A camada mais interna é um rastreador baseado em silício. Em torno dela há um cristal cintilante calorímetro eletromagnético, que também é cercado por um calorímetro de amostragem para hádrons. O rastreador e calorímetro são compactos o suficiente para caber dentro do solenóide CMS que gera um poderoso campo magnético de 4 T. Fora do ímã são os detectores de múons grandes, que estão dentro do jugo de retorno do imã.
Cinco (5) camadas no Compact Muon Solenoid Camada 1 - A Faixa de Silicon Tracker
Imediatamente ao redor do ponto de interação, o rastreador interno serve para identificar as faixas de partículas individuais e combiná-los para os vértices a partir do qual se originaram. A curvatura das faixas de partículas carregadas em campo magnético permite que a carga das partículas recém-criadas possa ser medida. Esta parte do detector é a maior do mundo feita de silício. Tem 205 m2 de sensores de silício (aproximadamente a área de uma quadra de tênis), que inclui 76 milhões de canais. Camada 2 - O Calorímetro Eletromagnético
Camada 3 - Calorímetros CMS
Layer 4 - Large Solenoid Magnet
Camada 5 - Detectores de Muons
CMS irá olhar para os acontecimentos que parecem estar ausentes grandes quantidades de energia. Tal situação implica que as partículas, tais como neutrinos com massa zero, passaram pelo detector, sem deixar vestígios. Pares de partículas são sempre observadas com atenção, pois eles podem revelar as partículas invisíveis que decaem em outras duas pequenas partículas ‘visíveis’. Por exemplo, o bóson Z pode decair em um par de elétrons. O bóson de Higgs é previsto que decaia em um par de táuons ou fótons. Estas subpartículas terão uma vida útil extremamente curta, talvez demasiado pequena para serem detectadas pela tecnologia avançada no Atlas e CMS.
30 de março de 2010 - Muito pouca informação está disponível sobre os experimentos de 30 de março. A Organização Européia para Pesquisa Nuclear (CERN) informou que havia rajadas desencadeadas sem precedentes de energia na terceira tentativa, tais como feixes de prótons que percorriam os tubos do acelerador de 27 quilômetros e, em seguida, as colisões aconteceram com a velocidades próximas à da luz. O nível de energia recorde registrado foi de quase o máximo possível para o LHC, na sua configuração atual - cerca de 7 Tera elétron-volts. Este valor é considerado típico do que no primeiro bilionésimo de segundo do Big Bang, a explosão extraordinária que definiu o caminhar evolutivo do nosso Universo para a frente no tempo. Parece que um nível tão alto de energia não era esperado já no início, mas os dados são seguros. Isso aconteceu!
Esta experiência será repetida várias vezes essa semana, e centenas de vezes ao longo de 2010. Como é difícil este experimento de colisão atômica surpreendente onde minúsculos prótons que se movem com velocidade próxima à da luz ao redor do enorme anel do LHC ? É como se lançássemos agulhas de ambos os lados do Oceano Atlântico com o alinhamento tão preciso que elas pudessem colidir no meio do Atlântico. Com esses parâmetros, os experimentos com o detector Atlas vai procurar pela última partícula elementar que necessita de confirmação para estabelecer o modelo padrão como o modelo para o mundo atômico e para a construção do universo. Esta última partícula elementar é o Boson de Higgs, que as experiências anteriores têm estabelecido deve ser mais pesado do que 114 GeV mas mais leve do que 186 GeV. Neste mundo subatômico, as unidades de medição de energia elétrica também são unidades de massa.
Ciclos mais longos de execução de dois anos de duração estão previstos para futuros experimentos do LHC. Como uma máquina criogênica, o LHC exige um mês para atingir a temperatura ambiente ou esfriar. Na potência máxima dos detectores na catedral de câmaras de tamanho deve captar cerca de 600 milhões de colisões por segundo entre prótons trilhões de voltas ao redor do LHC, 11.245 vezes a cada segundo. Energias máximas foram alcançadas duas vezes em 30 de março de 2010 - 14 TeV. “Matéria escura” e “energia escura”, que se acredita representam 96% da matéria e energia do universo serão finalmente acessíveis para o estudo. Simetria e assimetria também estarão acessíveis agora do que nunca e em mais altas energias. A Super Symmetry - o mundo das partículas mais pesadas que 400 GeV - pode finalmente ser examinada.
by GREGO®No Brasil existem bem poucos políticos com formação científica ou de engenharia de qualquer tipo. Eu acredito que isso tem um impacto muito severo sobre a forma com que se faz política em nosso país. Sempre houve um bom número de advogados na política - o que é perfeitamente compreensível. Um outro grande grupo é o dos que trabalham com mídia e marketing que direta ou indiretamente ocupam grande fatia das cadeiras do poder. No entanto, o mais assustador é o enorme número de políticos de carreira que são aqueles que nunca tiveram outro atividade econômica que não fosse a política, ou se tiveram foi por pouco tempo, até conseguirem uma ‘posição’ em algum partido político. Estes são os piores, pois gastam enormes cifras em dinheiro em suas campanhas proveniente dos caixas 1, 2 e 3 dos partidos ou de grandes empreiteiras e que após eleitos mantém os seus próprios bolsos e os do partido/empresa bem cheios para que o ciclo possa recomeçar. Mas então por que continuamos votando neles? A resposta é muito simples: não temos opções. A nossa democracia se consolidou como uma forma ardilosa de continuar praticando os mais diversos crimes contra a economia do país e ainda poder colocar a culpa no povo. Como se nós fôssemos culpados pela falta de honestidade e de escrúpulos de nossos mandatários. O político A roubou verba pública? Então vamos castigar os culpados: os eleitores que votaram nele. Nas próximas eleições nós (eleitores que erramos na primeira vez) decidimos votar no político B, que perdeu as eleições para o político A, mas fez uma oposição ferrenha ao seu governo por quatro anos (sustentados pelos caixas 1, 2, 3 e 4 de seu partido) denunciando seus atos inescrupulosos. Finalmente o político B assume o cargo cheio de promessas de honestidade e gestão responsável do dinheiro público. Quando ele assume, ele tem dívidas com o partido e empresários e uma ganância que berra em suas orelhas: agora é a sua vez! Ele esperou por muito tempo, agora é só colher os louros de seu triunfo eleitoral pois ele não é responsável pelos seus atos e sim o eleitor que votou nele, ou seja, nós de novo. Nós, eleitores, erramos de novo! E pela nossa reincidência no requisito burrice, somos novamente castigados e pagamos pelo nosso erro. Está na hora de mais cientistas e engenheiros se apresentarem e se candidatarem a cargos políticos para que possamos ter mais opções. Um advogado pode dar sustentação legal a um produto, um publicitário bem sucedido pode dar uma boa resposta a um produto, mas o cientista ou engenheiro consegue com base em coisas úteis. O que é também muito importante é o papel que a compreensão da ciência e engenharia pode trazer para outras áreas. Enfrentar as alterações climáticas, a maior ameaça que enfrentamos, requer uma compreensão técnica do problema e das possíveis soluções, bem como os riscos e incertezas envolvidas. E depois há o papel do método científico em geral. A habilidade de usar este não é restrita aos profissionais formados na área, mas é mais comum. Esta abordagem permite pensar em provas e dados para tomar decisões. Por exemplo, existe um interesse crescente no campo da justiça criminal sobre uma técnica conhecida como justiça restaurativa, em que as vítimas tenham a chance de encarar criminosos depois de crimes de menor importância - de modo que o autor percebe o crime teve o seu impacto. A pesquisa mostra que isso é muito mais eficaz na redução da reincidência de crimes do que o castigo tradicional, é muito mais barato além de ser preferido pelas vítimas. Qualquer decisão sobre o que fazer deve ser norteada por tais resultados. Naturalmente, não devemos negar o papel dos valores e princípios – os dados fornecem informações factuais, mas os coeficientes relativos dos diferentes problemas requerem um processo político. Mas eu diria que toda a política deve ser baseada em evidências, não política baseada em política. Mais cientistas e engenheiros são necessários em todas as esferas do poder. Físicos, matemáticos e engenheiros devemos nos unir e preparar uma inconfidência científica lenta, duradoura e patriótica. Hahaha, me empolguei.
by GREGO®Os cinco telescópios mais potentesKeck Observatory, iniciou sua atividade em 1993
Localização: Mauna Kea, no Havaí Características: Na grande ilha isolada do Havaí os telescópios gêmeos Keck’s cada um com 10 metros de diâmetro. Quando eles foram construídos no início dos anos 1990 eles se tornaram os maiores desse tipo no mundo. O maior avanço do telescópio Keck foi a sua óptica adaptativa com espelhos controlados por computador que podem ser ajustado várias vezes por segundo, para compensar as perturbações atmosféricas em tempo real. Em atividade há 17 anos, é considerado o protótipo de uma nova geração de telescópios terrestres. Telescópio Espacial Hubble, lançado em 1990 Organização: NASA e a Agência Espacial Europeia Localização: órbita da Terra Características: Ao capturar imagens icônicas, como a profundidade de campo, Nebulosa do Caranguejo e Nebulosa da Águia, o Hubble tornou-se o mais famoso telescópio do mundo. Será atualizado com um novo equipamento que será suficiente para mantê-lo funcionando e viável até 2020, quando seu sucessor estará pronto para assumir seu posto. Aos 20 anos de idade, o Hubble é um ‘coroa’ que ainda executa algumas tecnologias de computação da velha escola , incluindo um relativamente antigo Intel processador 486 . Hubble é um dos quatro ”grandes observatórios” da NASA, os outros são o Chandra X-Ray Observatory, o Spitzer Space Telescope e o Compton Gamma Ray Observatory. Spitzer Space Telescope, lançado em 2003
Localização: Na sequência da Terra em torno o sol Reivindicação à fama: Spitzer é o último de quatro grandes observatórios da NASA no espaço. Mas ao contrário de seu irmão mais velho, o Hubble, que obtém imagens principalmente em luz visível, o Spitzer ‘observa’ em infravermelho. Assim, o telescópio não apenas enxerga em uma frequência que não podemos, como o faz enquanto arrasta a Terra a cerca de 0,1 UA (1 unidade astronômica é a distância média entre a Terra eo Sol), estando, portanto, livre de qualquer distorção ou aberração provocada ela atmosfera. Large Binocular Telescope, Outubro de 2005 Localização: Monte Graham, sudeste do Arizona Reivindicação à fama: O ‘Grande Telescópio Binocular’ mostra que dois espelhos são melhores que um. São dois espelhos de 8,4 metros de aberura que trabalham em conjunto para fornecer a resolução equivalente a um espelho de 11,8 metros , e são 10 vezes mais potentes que o do Hubble. Esta montanha só é um grande local para exibição tranquila, mas a localização do observatório se mostrou problemática por outros motivos. Os ambientalistas queriam proteger o pico dos esquilos vermelhos que são nativos da região. Alguns americanos nativos da tribo Apache lutaram contra o telescópio, dizendo que o Monte Graham era um local sagrado para a cultura deles. E em 1996 e 2004, dois incêndios ocorreram perigosamente perto do observatório, mas o binocular permaneceu são e salvo. Fermi Gamma-Ray Space Telescope, lançado em 2008
Localização: baixa órbita da Terra Características: Mede a radiação mais poderosa do universo. Buracos negros supermassivos, as colisões de estrelas de nêutrons e algumas supernovas produzem rajadas de raios gama, que carregam muito mais energia do que qualquer coisa possível na Terra. Felizmente, a atmosfera da Terra protege-nos criando uma barreira cósmica, portanto, qualquer telescópio que procuram medir os raios gama devem fazê-lo em órbita. A missão era antigamente chamada de Gamma Ray Large Area Space Telescope (dublado e com a sigla fica GLAST). Eles finalmente rebatizaram o telescópio depois do século 20 em homenagem ao grande físico Italiano Enrico Fermi, e passaram a chamá-lo simplesmente de “Fermi”. Fonte: Popular Mechanics by GREGO®
A estrela Epsilon Aurigae (uma estrela binária eclipsante) já havia sido mapeada pelo telescópio espacial da NASA Spitzer que utiliza a faixa do infravermelho para obter imagens do cosmos. Essa estrela sempre chamou a atenção dos observadores e astrônomos por uma curiosidade: a cada 27 anos, a intensidade de seu brilho diminui consideravelmente e essa diminuição no brilho da estrela dura entre 640 e 730 dias terrestres. De acordo com o Spitzer, a Epsilon Aurigae é composta por uma supergigante e uma companheira invisível envolvida por uma espessa nuvem de poeira escura, que possui aproximadamente a mesma massa da primeira.
As mais recentes imagens (abaixo) foram produzidas pelo MIRC (Michigan Infra-Red Combiner). O MIRC utiliza um processo chamado “interferometria” para gerar imagens surpreendentes, pois combina a luz que vem de quatro telescópios conseguindo assim amplificá-las de forma que a imagem parece estar vindo de um dispositivo de 100 vezes maior que o Telescópio Espacial Hubble.
Grandes nuvens de poeira ao redor de estrelas podem se agrupar por gravidade e formar planetas e planetóides e certamente o sistema solar se formou assim, ou seja, a matéria que forma o nosso corpo já foi poeira interestelar um dia. Desculpa aí, mas depois dessa vou criar uma comunidade chamada: Já estive em uma estrela e quero ver alguém desmentir. Fonte: Scientific Blogging by GREGO®A NASA lançou essa madrugada (2ª feira) do cabo Kennedy (antigo cabo Canaveral) em uma decolagem tranquila uma das últimas missões tripuladas do ônibus espacial com 7 astronautas que deve chegar ao posto avançado orbital nessa quarta feira onde será estabelecido um novo recorde: pela primeira vez juntas no espaço 4 mulheres, das quais 3 estão nesse ônibus e uma já está na estação espacial. Logo que o ônibus entrou em órbita os tripulantes perceberam um problema na antena principal do Discovery que deverá dificultar o acoplamento. Porém, um porta-voz da NASA afirmou que existem outros equipamentos que podem substituir a antena danificada sem maiores dificuldades. Se esse vídeo da Reuters demorar para carregar, assista no YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=MDCQzHzHEHo A missão deve durar duas semanas e leva até a estação espacial mantimentos e experimentos. Após essa missão, serão apenas mais três missões até que a frota da NASA seja completamente aposentada. O presidente Barak Obama já sinalizou que a NASA pagará por assentos em naves russas (Soyuz) quando isso se fizer necessário. Quando a acoplagem acontecer teremos 13 astronautas na estação espacial, sendo 8 norte-americanos, 3 russos e 2 japoneses. fonte: The Wall Street Journal
by GREGO®
Muita gente acha que quem enxerga são os olhos. Na verdade, quem executa essa tarefa em nosso corpo é o cérebro. Aos nossos olhos cabe o papel de focalizar a imagem da melhor forma possível, controlar a quantidade de luz e enviar essas informações ao cérebro. O nosso cérebro muitas vezes ao interpretar essas informações, nos dá uma visão distorcida da realidade. Segundo a Wikipédia, “o termo Ilusão de óptica aplica-se a todas ilusões que “enganam” o sistema visual humano fazendo-nos ver qualquer coisa que não está presente ou fazendo-nos vê-la de um modo errôneo”. Na tabuleiro abaixo é inacreditável que os quadrados A e B são exatamente da mesma cor. Só olhando na figura ao lado para realmente acreditar (depois de olhar muito). Eu cheguei a abrir o photoshop para conferir se eram da mesma cor mesmo. Essa é a famosa ilusão de iluminação. “O que se passa é que o sistema visual não se limita a medir a quantidade de luz que chega ao olho, que é influenciada pelas sombras. Parece ter em conta o contraste local e saber que as mudanças de luz na transição entre superfícies de cores diferentes são geralmente mais abruptas do que as causadas por sombras. O cérebro ’sabiamente’ usa apenas a informação sobre as transições mais abruptas para construir a imagem. E por isso estima a cor dos objetos sem se deixar enganar pelas sombras de um objeto visível”. Com outras palavras, o teu cérebro te convence que o quadrado A é muito mais escuro que o B, mas na figura da direita você pode comprovar que são iguais.
Existem as famosas ilusões de movimento, como essa abaixo. Se você olhar para o ponto central e aproximar e afastar a cabeça, o teu cérebro te convence que os círculos estão girando em sentidos opostos:
clique aqui para ver mais ilusões de movimento.
As figuras impossíveis são pintadas por pintores ilustres e anônimos há séculos:
As ilusões de tamanho:
Com certeza, uma das que mais impressiona é a ilusão 3D. Nesse vídeo você pode conferir a ilusão provocada por uma folhinha A4 dobrada. Uma curiosidade sobre essa ilusão é que ela, de alguma forma, parece não enganar o cérebro de pessoas que sofrem de esquizofrenia, sendo inclusive utilizada por alguns psiquiatras para diagnosticar a doença. Baixe a figura e imprima. Esperamos que o seu cérebro seja enganado por ela. Se não, sei lá….
Clique aqui para baixar e imprimir o dragão 3D e as instruções para dobragem. Divirta-se e divirta seus colegas com essa ilusão. Eu tenho um dragaozinho desses ao lado do meu monitor que eu baixei do Mago da Física
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Eles alteraram o spin de átomos de cobalto Co
Um grupo de cientistas conseguiu carregar um objeto grande o suficiente (visível a olho nu) em um estado quântico misto de movimento e repouso. 
Experiências recentes de cientistas da Universidade de Maryland, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia e da Universidade de Varsóvia mostram a dependência entre a velocidade das reações químicas e o estado quântico dos núcleos dos átomos que entram em reação. 
Vamos descrever esse truque com bastante licença poética. Um átomo de sódio tanto absorve quanto emite luz na faixa do amarelo. Basta ver uma lâmpada de sódio na rua para verificar isso. Essa absorção e emissão se deve à uma transição bem conhecida entre dois níveis de energia bem próximos (1 e 2), o chamado “dubleto do sódio”, para outro nível mais alto (3). A luz amarela daquelas lâmpadas de rua decorre da passagem de um elétron do átomo de sódio do nível 3 para os níveis mais baixos.
A figura ao lado mostra um gráfico da curva de absorção quando o laser de bombeamento está ligado. Surge uma “janela” de transparência bem na faixa de frequência entre os níveis 1 e 3. Agora, vem a novidade. O índice de refração do gás nessa região de frequências da “janela” é exatamente 1, igual ao índice de refração do vácuo. No entanto, esse índice de refração varia fortemente na região da janela, como é mostrado na outra figura. Essa forte variação acentua grandemente o mecanismo que descrevemos no capítulo 3, com o aparecimento de defasagem e interferência. Nesse caso, como a variação do índice de refração é muito forte, a velocidade da luz no gás será extremamente reduzida.
Para chegar a esse resultado, Lene Hau e seus colegas baixaram a temperatura do gás de sódio para cerca de 500 nanokelvins, isto é, apenas 50 milionésimos acima do zero absoluto. Nessa temperatura extremamente baixa, os átomos estão quase parados. Sabe-se que o volume de um átomo aumenta quando sua velocidade diminui - esse é um efeito quântico. Na temperatura da experiência, os átomos de sódio ficam tão grandes que uns se surperpõem aos outros e o conjunto todo vira uma coisa só, indistinguível, chamada de “condensado de Bose-Einstein”. Esse tal condensado, previsto em 1924 pelo indiano Satyendra Bose e pelo nosso conhecido Albert (que está em todas), só foi observado em 1995, por físicos do Colorado, causando muito sucesso. 
Organização: NASA, JPL e Caltech
Organização: E.U., Japão e colaboração da Alemanha
Organização: NASA, o Departamento de Energia dos E.U., França, Alemanha, Itália, Japão e Suécia
Uppercut do leitor