Reconexão Magnética – Que vá tudo pro infinito!

A reconexão magnética parece ser a forma favorita do Universo para fazer as coisas explodirem. Ela ocorre em qualquer lugar onde campos magnéticos permeiam o espaço. No Sol, a reconexão magnética cria erupções com potências equivalentes a 1 bilhão de bombas atômicas. Na atmosfera da Terra, ela alimenta as tempestades magnéticas, e as auroras polares. Nos laboratórios – causa grandes problemas nos reatores à fusão…

Questões Cosmológicas

“O universo que nossa razão concebe é um universo que ultrapassa,  infinitamente, os limites da experiência humana.” (Henri Bergson)

Durante a reconexão, as linhas dos campos magnéticos no plasma solar se separam, como que ricocheteiam, e se reconectam violentamente, liberando a energia magnética na forma de energia cinética e calor.[Imagem: NASA] Durante a reconexão, as linhas dos campos magnéticos no plasma solar se separam, como que ricocheteiam, e se reconectam violentamente, liberando a energia magnética na forma de energia cinética e calor.[Imagem: NASA] Você já deve ter ouvido falar muitas vezes sobre as  tempestades e erupções solares, e  as  ameaças  que elas representam para satélites de comunicação, e infraestrutura elétrica. Esses impactos acontecem em decorrência de um fenômeno chamado ‘reconexão magnética’, estudado por uma área conhecida como ‘astrofísica de plasmas’

Durante  a  ‘reconexão’,  as  linhas  dos campos magnéticos no plasma solar se separam, como que ricocheteiam,  e  se reconectam violentamente, liberando a energia magnética na forma de energia cinética e calor. Em outras palavras, os campos magnéticos transformam-se em ‘canhões’ que disparam partículas altamente energéticas para o…

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O lado escuro da cosmologia

Os componentes do nosso Universo. A energia escura compreende 69% da densidade de massa do universo, a matéria escura é composta por 25% e, a matéria atômica "comum" torna-se 5%. Três tipos de neutrinos, no mínimo, 0,1%, a radiação cósmica de fundo torna-se 0,01%, e os buracos negros compreendem pelo menos 0,005%. Crédito: Science/AAAS
Os componentes do nosso Universo. A energia escura compreende 69% da densidade de massa do universo, a matéria escura é composta por 25% e, a matéria atômica “comum” torna-se 5%. Três tipos de neutrinos, no mínimo, 0,1%, a radiação cósmica de fundo torna-se 0,01%, e os buracos negros compreendem pelo menos 0,005%. Crédito: Science/AAAS

É uma bela teoria: o modelo padrão da cosmologia descreve o universo usando apenas seis parâmetros. Mas também é estranho. O modelo prevê que a matéria escura e energia escura – duas entidades misteriosas – que nunca foram detectadas compõem 95% do universo, deixando apenas 5% composto por matéria comum, tão essencial para a nossa existência.

Em um artigo da revista Science no início do mês de março, o astrofísico de Princeton David Spergel analisa como os cosmólogos tiveram certeza de que estamos rodeados de matéria e energia que não podemos ver.

As observações de galáxias, supernovas, e a temperatura do universo, entre outras coisas, levaram os pesquisadores a concluir que o universo é mais uniforme e plano, mas está em expansão devido a um fenômeno intrigante chamada energia escura. A taxa de expansão aumenta ao longo do tempo, contrariando a força de atração da gravidade. Esta última observação, diz Spergel, implica que se você jogar uma bola para cima vai vê-la começar acelerar para longe de você.

Uma série de experimentos para detectar a matéria escura e energia escura estão em andamento, e alguns pesquisadores já afirmaram ter encontrado partículas de matéria escura, embora os resultados sejam controversos. Novas descobertas esperadas nos próximos anos a partir do LHC – Large Hadron Collider (grande colisor de hádrons), o mais poderoso acelerador de partículas do mundo, poderia fornecer evidências para uma teoria proposta, a supersimetria, que poderiam explicar as partículas escuras.

Mas explicar a energia escura, e por que o universo está se acelerando, é um problema mais difícil. Durante a próxima década, potentes telescópios ficarão online para mapear a estrutura do universo e detectar a distribuição da matéria ao longo dos últimos 10 bilhões de anos, oferecendo novos insights sobre a fonte de aceleração cósmica.

No entanto, observações sozinhas provavelmente não serão suficientes, de acordo com Spergel. A plena compreensão exigirá novas ideias em física, talvez até uma nova teoria da gravidade, possivelmente incluindo dimensões extras, Spergel escreve. “Nós provavelmente vamos precisar de uma nova ideia tão profunda como a relatividade geral para explicar esses fenômenos.”

Quando isso acontecer, a nossa compreensão do lado escuro da cosmologia deixará de acelerar para longe de nós.

Segue abaixo uma animação de como o LHC trabalha

Fonte: Phys.org

Teoria Quântica (A Saga do Prêmio Nobel)

O século XX foi o século das maiores descobertas e crescimento exponencial do progresso humano. Hoje, início do século XXI, estamos colhendo os frutos deste século que foi extraordinário e estabeleceu as bases para a compreensão da vida e do universo.

Este documentário é um resumo de como a mecânica quântica e a descoberta do átomo foram cruciais para a expansão da ciência, mostra também que o século passado superou toda a história da humanidade em matéria de evolução. Muitos dizem que o século XX projetou o fazer humano para um milênio à frente.

Créditos: Biologia

O universo a partir do nada (A Universe From Nothing) – Lawrence Krauss

Michael Shermer

Por que existe algo em vez de nada? Essa é uma daquelas questões profundas difíceis de responder. Ao longo de milênios, os humanos simplesmente disseram “Foi Deus quem fez”: um criador precedeu o Universo e o criou a partir do nada. Mas isso levanta a pergunta de quem criou Deus – e se Deus não precisar de um criador, a lógica dita que o Universo também não precisa. A ciência lida com causas naturais (não sobrenaturais) e por isso permite várias maneiras de explorar de onde é que o “algo” veio.

Universos múltiplos

Há muitas hipóteses de multiversos que nos mostram como o Universo poderia ter nascido a partir de outro. Nosso Universo pode ser, por exemplo, apenas um entre vários universos-bolha com diferentes leis naturais, que produziriam estrelas, com algumas delas colapsando em buracos negros e tendo peculiaridades que dariam origem a novos universos – de maneira similar à singularidade que os físicos acreditam ter dado origem ao Big Bang.

Teoria-M

No livro The Grand Design (O grande projeto), escrito em 2010 com Leonard Mlodinow, Stephen Hawking elege a “Teoria-M” (uma extensão da teoria de cordas que inclui 11 dimensões) como “a única candidata à teoria completa do universo. Se for finita – e isso ainda terá que ser provado – será o modelo de um universo que cria a si mesmo”.

Origem a partir da espuma quântica

a-universe-from-nothing
Clique na imagem para download em Epub! (divulgação).

O “nada” do vácuo espacial na verdade é feito de turbulências espaço-temporais subatômicas em distâncias extremamente pequenas, mensuráveis na escala de Planck – a distância na qual a estrutura do espaço-tempo é dominada pela gravidade quântica. Nessa escala, o princípio da incerteza de Heisenberg permite que a energia decaia brevemente em partículas e antipartículas, produzindo “algo” a partir do “nada”. O nada é instável. Em seu novo livro, A Universe from Nothing, o cosmólogo Laurence M. Kraus tenta ligar a física quântica à teoria da relatividade geral de Einstein para explicar a origem de um Universo dessa maneira: “Na gravidade quântica, os universos podem aparecer espontaneamente, e de fato sempre o farão. Esses universos não precisam estar vazios, mas podem conter matéria e radiação desde que sua energia total, incluindo a energia negativa associada à gravidade (contrabalanceando a energia positiva da matéria), seja zero”. Além disso, “para universos fechados que podem ser criados a partir desses mecanismos para durar mais do que intervalos infinitesimais de tempo, algo como a inflação se faz necessário”. As observações mostram que o Universo é de fato plano (há matéria suficiente para desacelerar sua expansão, mas não detê-la), tem energia total zero e passou por uma rápida inflação, ou expansão, logo após o Big Bang, como descrito pela cosmologia inflacionária. “A gravidade quântica não apenas parece permitir que universos sejam criados a partir do nada – ou seja, da ausência de espaço e tempo –, ela pode precisar que seja assim. O ‘nada’ – nesse caso a ausência de espaço, de tempo, de tudo! – é instável”.

As outras hipóteses também são testáveis. A ideia de que novos universos possam surgir de buracos negros em colapso pode ser esclarecida a partir de conhecimentos adicionais sobre as propriedades de buracos negros, que estão sendo estudadas. Outros universos-bolha podem ser detectados nas sutis variações de temperatura da radiação cósmica de fundo deixada pelo Big Bang de nosso Universo. A Sonda Anisotrópica de Micro-ondas Wilkinson (WMAP, em inglês) está coletando dados sobre essa radiação. Além disso, o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO, em inglês) foi projetado para detectar ondas gravitacionais excepcionalmente fracas. Se existem outros universos, talvez rugas em ondas gravitacionais indiquem sua presença. Talvez a gravidade seja uma força relativamente tão fraca (se comparada ao eletromagnetismo e às forças nucleares) porque parte dela “vaza” para outros universos. Mesmo que Deus (segundo os teólogos) seja visto como o criador das leis da Natureza que fizeram o Universo (ou multiverso) surgir a partir do nada – se essas leis forem determinísticas –, então Deus não teve escolha na criação do Universo, e por isso não foi necessário. De qualquer forma, por que deveríamos nos voltar para o sobrenatural quando nossa compreensão do natural ainda está em seus estágios iniciais? Seríamos sábios ao seguir esse princípio cético: antes de dizer que algo não é deste mundo, certifique-se de que não seja deste mundo.

Créditos: Scientific American Brasil

Fonte: Kikass.to

Fissão nuclear e a história de Lise Meitner e Otto Hahn

Sinopse: Um retrato da vida e os tempos tumultuosos de dois cientistas notáveis cuja colaboração extraordinária culminou com a descoberta da fissão nuclear – a divisão do átomo -, que mudou o nosso futuro. O documentário explora o desenvolvimento da ciência atômica na primeira parte do século XX, as lutas de Meitner para obter sua formação e os seus esforços para construir uma reputação no mundo dominado pelos homens da física. Os primeiros trabalhos de Hahn e descobertas independentes, a notável colaboração entre os dois e a perseguição racial com a opressão política que resultou na exclusão do nome de Meitner das descobertas da fissão.

Créditos: Documentários Ciência

Em Busca dos Elementos (Nova-2012)

Sinopse: de onde vem os blocos de construção da natureza, chamados elementos? Eles são os ingredientes ocultos de tudo em nosso mundo: do carbono em nossos corpos aos metais em nossos smartphones. Para desvendar seus segredos, David Pogue, o apresentador da popular série “Making Stuff”, de NOVA, e correspondente em tecnologia do The New York Times, leva aos espectadores através da química estranha e extrema: os ácidos mais fortes, os venenos mais letais, os elementos mais abundantes do universo, e aqueles mais raros — substâncias geradas por esmagadores de átomos que duram apenas frações de segundos.

Fonte: ReVCieN – Revolução Científica

A História da Eletricidade – Episódios 1 a 3

A História da Eletricidade – Episódio 1

Sinopse: Este primeiro episódio conta a história dos primeiros “filósofos naturais” que começaram a revelar os mistérios da eletricidade. Eles estudaram sua misteriosa ligação com a vida, criaram instrumentos poderosos e estranhos para criá-la e até dominaram o próprio raio. Foram esses homens que estabeleceram as bases do mundo moderno.

A História da Eletricidade – Episódio 2

Sinopse: Há menos de 200 anos, os cientistas descobriram algo profundo, que a eletricidade está ligada a outra das forças mais fundamentais da natureza – o magnetismo. No segundo episódio, Jim descobre como o domínio do elo entre o magnetismo e a eletricidade mudaria completamente o mundo, nos possibilitando gerar uma quantidade aparentemente ilimitada de energia elétrica que podíamos usar para impulsionar máquinas, comunicar-se através dos continentes e iluminar nossas casas. Esta é a história de como cientistas e engenheiros desvendaram a natureza da eletricidade em um século extraordinário de inovação e invenção.

A História da Eletricidade – Episódio 3

Sinopse: A eletricidade não é apenas algo que produz calor e luz, ela conecta o mundo através de redes e radiodifusão. Após séculos de experiências com a eletricidade, o último episódio conta a história de como uma nova era de conhecimento surgiu – como descobrimos os campos elétricos e as ondas eletromagnéticas. Hoje, não conseguimos imaginar o mundo sem eletricidade – ela define nossa era. À medida que nosso conhecimento sobre ela aumentou, igualmente cresceu nossa dependência dela, e hoje estamos prestes a fazer um novo avanço, pois se pudermos entender o segredo da supercondutividade, poderemos, mais uma vez, transformar o mundo.

Créditos: Mauri Heffelmann

Englert e Higgs ganham o Nobel de Física 2013

O prêmio nobel de físca 2013 vai para Englert e Peter Higgs

O físico Peter Higgs (Foto: David Moir/Reuters)

Englert em foto de junho deste ano (Foto: AFP)

Milhares de cientistas estiveram envolvidos na busca pelo bóson de Higgs, a maior descoberta da geração atual na física de partículas. Mas para o comitê do Prêmio Nobel de Física, dois nomes foram mais importantes. Em um anúncio feito hoje (8 de outubro) em Estocolmo, Peter Higgs da Universidade de Edimburgo, Reino Unido, e François Englert da Universidade Livre de Bruxelas foram nomeados ganhadores do Nobel pelo desenvolvimento da teoria que é agora comumente chamada de mecanismo de Higgs: o processo pelo qual um campo permeando o espaço dá massa a outras partículas fundamentais, e que implica na existência do bóson de Higgs. Sobre a escolha do comitê, “Sinceramente, eu teria feito a mesma escolha”, diz John Ellis, físico teórico do CERN, o laboratório de física de partículas europeu em Genebra, na Suíça.

A existência do bóson foi anunciada em meio a aplausos no CERN no dia 4 de julho do ano passado, depois de ter sido produzido a partir de colisões de altas energias no acelerador LHC que custou 3 bilhões de euros (US$ 4,1 bilhões). Teria sido muito complicado premiar os experimentais com o Nobel, segundo Ellis, que se juntou a outros teóricos do CERN para comemorar o anúncio do premio. “O trabalho pioneiro de Englert e Higgs mereciam esse prêmio”, diz.

“Estou extremamente feliz pelo reconhecimento deste prêmio extraordinário”, diz Englert. Já Higgs, que é notoriamente modesto e sofreu um ataque de bronquite no mês passado, esteve indisponível para entrevistas. Os dois ganhadores se encontraram pela primeira vez no CERN.

O bóson de Higgs era a peça que estava faltando no quebra-cabeça do modelo padrão da física de partículas, que descreve todas as partículas e forças fundamentais conhecidas, exceto a gravidade. O próprio bóson de Higgs é a menor perturbação possível no campo de Higgs, que dá massa para partículas, incluindo elétrons, quarks, e os bósons W e Z que são as mediadoras da força nuclear fraca.

A ideia foi desenvolvida na década de 60, quando físicos tentando descrever as forças fundamentais estavam tendo que lutar com as “embaraçosas partículas sem massa que estavam flutuando em suas teorias”, como colocado por Ellis. Em 1964, seis físicos trabalharam de forma independente no modo como um campo poderia resolve o problema. Robert Brout (que faleceu em 2011) e Englert foram os primeiros a publicar, em agosto de 1964, seguidos três semanas depois por Higgs – o único autor, até então, a introduzir o pesado bóson de Higgs que a teoria implicava. Tom Kibble, Gerald Guralnik e Carl Hagen vieram em seguida. “Quase ninguém deu atenção”, diz Ellis, principalmente porque os físicos não tinham certeza de como fazer cálculos usando tais teorias. Foi apenas depois de 1971, quando Gerard ‘t Hooft resolveu o problema da matemática, que a citações dispararam e as buscas pelo Higgs começaram para valer.

Tantos teóricos estiveram envolvidos que Higgs se refere ao mecanismo como mecanismo de ABEGHHK’tH (Anderson-Brout-Englert-Guralnik-Hagen-Higgs-Kibble-’t Hooft). Mas esta lista de nomes não é anda comparada a legião de experimentais que se juntaram na tentativa de rastrear o bóson, com aceleradores de partículas cada vez mais poderosos que produziram seus próprios prêmios Nobel com o passar dos anos.

“Isso foi algo realmente incrível que aconteceu na minha vida”, disse Higgs no auditório do CERN quando a partícula foi anunciada.

Alan Walker, um colega do Higgs de Edimburgo, disse: “Aquela dia foi para os experimentais. Eu acho que hoje é para os teóricos”.

Fonte: Universo Racionalista

Referências:

http://prl.aps.org/edannounce/2013-nobel-prize-in-physics

http://blogs.physicstoday.org/newspicks/2013/10/franois-englert-peter-higgs-share-physics-nobel/

http://home.web.cern.ch/about/updates/2013/10/CERN-congratulates-Englert-and-Higgs-on-Nobel-in-physics

LHC já pode ser visitado no Google Street View

Clique na imagem e comece um passeio em 360º com o Google Street View.

A equipe do Google fez imagens panorâmicas de seis lados a cada três metros nos experimentos Alice, Atlas, CMS e LHCb, e no famoso túnel do LHC. As fotos em 360º mostram os laboratórios, os centros de controle e os túneis subterrâneos.

Para capturar as imagens, a equipe do Google trabalhou em parceria com o Cern durante duas semanas de 2011. Em junho deste ano, o Google voltou ao local e fotografou as ruas do centro com um sistema de câmera acoplado em uma bicicleta, o “Street View Trike”.

LHC – O Grande Acelerador de Hádrons é uma máquina com 27 quilômetros de comprimento, um circuito enterrado sob a fronteira franco-suíça. A máquina é capaz de fazer colisões de partículas, como prótons, a fim de recriar o Big Bang (a grande explosão que originou o universo) e testar os limites do Modelo Padrão, teoria moderna que explica o funcionamento físico do cosmos. Mas por causa da radiação, visitar o túnel durante os experimentos é uma tarefa impossível.

Como navegar pelos experimentos?

Controles do Google Street ViewPara ver as partes importantes do complexo e seus experimentos, clique nos números ou letras que representam as áreas de navegação, no lado superior esquerdo, na área de visualização do Google Street View.

Fonte: Ciências Info