Acharam a “Partícula de Deus”?… Ainda não…
Físicos de partículas relatam “indícios promissores” do Bóson de Higgs
Ainda não foi detectada a partícula, há tanto tempo procurada, mas os pesquisadores podem ter encontrado seu esconderijo
13 de dezembro de 2011
Por Ben P. Stein
Inside Science News Service
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| Evento de colisão próton-próton detectado no Compact Muon Solenoid (CMS) no qual se pode observar 4 muons de alta energia (linhas vermelhas). O evento exibe as características esperadas para o decaimento de um Bóson de Higgs, mas também podem ser geradas por “ruidos” decorrentes de outros eventos de fundo previstos pelo Modelo Padrão. Crédito: Copyright: 2011 CERN |
(ISNS) — Os físicos europeus relataram hoje possíveis indícios do bóson de Higgs, a peça que falta no quebra-cabeças da física de partículas. Teoricamente, essa partícula deve ser a responsável pela massa de todas as partículas fundamentais, tais como elétrons e quarks.
Ao relatar as últimas análises dos escombros das colisões de partículas no maior acelerador de partículas existente, os pesquisadores ainda não dispõem de dados suficientes para declarar uma descoberta – uma nova série de colisões de partículas a ser realizada no ano que vem deve produzir mais respostas – mas anunciaram uma faixa de massa provável para o Higgs, caso ele realmente exista. Os pesquisadores apresentaram seus resultados através de um webcast e um seminário, acompanhado por um grande público, a partir do CERN, o Centro Europeu de Pesquisas Nucleares em Genebra, Suiça.
“O entusiasmo é palpável e há um número incrível de pessoas competentes e brilhantes examinando os dados”, escreveu Drew Baden, um professor de física da Universidade de Maryland, em um email ao Inside Science . “Se o Higgs existir mesmo, logo saberemos com certeza. Só que não vai ser [nesta] terça-feira”, escreveu Baden que pertence a uma das equipes de detectores que apresenta hoje seus resultados.
As partículas criariam um Campo de Higgs que permearia todo o espaço. Outras partículas, ao passarem por esse campo, interagiriam com ele em diferentes graus e seria dessa forma que elas ganhariam suas massas. A massa pode ser considerada uma medida da inércia, ou resistência ao movimento. Um elétron reagiria de modo relativamente fraco com o Campo de Higgs e, por isso, não apresentaria uma grande resistência ao movimento. Já um quark interagiria com o campo mais intensamente e seu movimento sofreria uma resistência maior em seu deslocamento através do espaço. Os fótons, as partículas de luz, não interagiriam com o campo e por isso não tem massa.
Enterrado a dezenas de metros abaixo do solo na fronteira franco-suíça, o LHC (Large Hadron Collider = Grande Colisor de Hádrons) no CERN acelera prótons até as mais altas energias obtidas até hoje. Os físicos produziram um enorme número de colisões próton-próton nessas energias recordes desde maio de 2010. Quando os prótons se estraçalham contra outros prótons, a colisão cria uma bola de energia da qual se formam outras partículas novas, o que deveria incluir o Bóson de Higgs. A famosa equação de Einstein, E=mc2, mostra que matéria e energia são intercambiáveis, de modo que, a partir da energia da colisão, podem ser criadas novas partículas maciças.
A massa do Bóson de Higgs, caso ele exista, é maior do que tudo o que os aceleradores de partículas tinham conseguido criar até recentemente. Os atuais resultados no LHC e outros anteriores do acelerador Tevatron no Laboratório Nacional Fermi no Illinois, descartam a existência do Higgs em certas faixas de massas.
Os pesquisadores de dois detectores do LHC, conhecidos como ATLAS e CMS, apresentaram novos dados no longamente aguardado seminário de hoje. Fabiola Giannoti, chefe da experiência ATLAS, relatou um excedente de eventos gerados pelas colisões que podem indicar a geração e o decaimento do Higgs.
Giannoti relatou que os dados de sua equipe sugerem que a região de massas mais provável para o Higgs fica na faixa de cerca de 116 a 130 gigaelectron-volts (GeV), o que corresponde a aproximadamente de 116 a 130 vezes a massa do átomo de Hidrogênio. Ela relatou, mais exatamente, um excedente de eventos de colisão no entorno dos 126 GeV, mas não pode declarar uma descoberta conclusiva. Guido Tonelli, porta-voz da experiência CMS, também relatou o que ele chamou de “indícios intrigantes e tantalizantes” da existência da partícula. A equipe dele relatou que a provável faixa de massas para o Higgs fica entre 115 e 127 GeV, sendo que seus resultados eram mais compatíveis com uma massa de 124 GeV. Ambas as equipes não possuem dados estatisticamente significativos para poder anunciar uma descoberta.
No conjunto, esses dois grupos encontraram, independentemente, intrigantes eventos de colisão entre os 124 e os 126 GeV, o que sugere que o Higgs pode ter sido produzido no LHC.
“Eu acho que é significativo que as duas colaborações, analizando independentemente os dados obtidos de seus detectores tão diferentes, ambas encontraram eventos similares ao Higgs na mesma faixa de massas”, declarou o físico de partículas teórico da Universidade de Maryland, Raman Sundrum, que não faz parte de nenhuma das duas equipes, logo após o encerramento do seminário ao Inside Science. “Se isso for constatado, eu penso que será uma monumental descoberta científica e o resultado de um esforço hercúleo e brilhante”.
Entretanto, todos os pesquisadores enfatizaram que, no atual ponto, ainda há uma chance de que partículas já conhecidas – o que os físicos chamam de “ruído de fundo” – possam ser as responsáveis pelos sinais. Cada grupo enfatizou ter encontrado um número relativamente pequeno de eventos interessantes nas faixas de massas relatadas. Em termos estatísticos, ainda há muitas chances em cada mil de que os resultados sejam um mero falso indício errático. A detecção de mais eventos de colisão semelhantes pode reduzir as probabilidades até o ponto onde os pesquisadores possam concluir seguramente ter descoberto os rastros da verdadeira partícula.
A partícula foi batizada em honra a Peter Higgs, um dos teóricos que postularam sua existência em 1964 para impedir a falência do Modelo Padrão da física de partículas. O Modelo Padrão é uma das teorias de maior sucesso na história da ciência e descreve três da forças fundamentais – eletromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca – assim como todo o “zoológico” das partículas conhecidas no universo, desde querks e elétrons a fótons e neutrinos. Sem o Higgs, o modelo seria incapaz de explicar importantes diferenças entre as forças e por que certas partículas tem massa e outras não.
Mesmo assim, os físicos encaram uma detecção definitiva do Higgs apenas como um começo, não o fim, de uma era de descobertas. Da mesma forma que a Teoria da Relatividade Geral de Einstein incorporou todas as previsões da Teoria da Gravidade de Newton, mas permitiu a previsão da existência de novas coisas assim como os buracos negros, o Modelo Padrão, fortificado pela comprovação da existência de um Bóson de Higgs, pode levar a teorias ainda mais avançadas, assim como uma física totalmente nova
“Ainda não sabemos onde um futuro estudo cuidadoso do Higgs pode conduzir”, escreveu Sundrum. “Bós estamos ainda no início da jornada”.
Uma teoria mais abrangente, chamada supersimetria, exige a existência de “partículas-espelho” para todas as partículas já conhecidas. A Teoria das Cordas, uma descrição ainda mais elaborada do universo, afirma que os elementos de construção do cosmos não são partículas, tais como os elétrons, mas sim que até os elétrons resultam de vibrações de cordas e outros objetos, tais como membranas, que são tão pequenos que não podem ser detectados pelos atuais instrumentos científicos.
Ainda assim, Sundrum alerta contra enxergar demais nos resultados divulgados hoje. Ele afirma que as notícias não excluem a possibilidade do Bóson de Higgs ser, na verdad, uma classe de partículas. E que estes resultados não são uma validação de outras teorias, tais como o modelo da supersimetria.
“A melhor prova para a supersimetrias seria a detecção das próprias super-partículas”, acautela Sundrum.
Depois dos anúncios de hoje, os físicos estão mantendo reserva em seu julgamento, afirmando que os dados estão apenas estreitando as áreas onde pode ser que o Higgs esteja.
Um maior número de colisões provavelmente porá um fim às questões.
“Nada de conclusivo se pode afirmar por enquanto”, alerta Baden. “Se tudo correr bem, provavelmente teremos resultados conclusivos no final do ano que vem”.
Ben P. Stein é o gerente editorial do serviço Inside Science do Instituto Americano de Física (AIP)
Neutrinos mais rápidos do que a luz?
Tem havido muito frisson sobre um resultado de medições dos neutrinos emitidos pelo Large Hadron Collider (LHC) – o Grande Colisor de Hárdrons, o maior acelerador de partículas já construído – do CERN e detectados no Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) do Instituto Nazionale di Fisica Nucleare (Itália).
Segundo os dados obtidos no LNGS – publicados aqui no ariXiv – os neutrinos oriundos do LHC estão chegando aos sensores do LNGS mais rápido do que se fossem fótons (isso se os fótons pudessem atravessar a Terra, do mesmo modo que os neutrinos o fazem).
Um dos pilares da física – a Teoria da Relatividade (de Einstein) – postula que nada pode viajar mais rápido do que a velocidade da luz no vácuo (o termo “c”, na famosa equação E = mc²) e os fótons (as partículas fundamentais da Força Eletromagnética(EM) e a luz visível é apenas uma estreita faixa da radiação EM) só conseguem esta proeza porque não tem massa.
Ora, supõe-se que os neutrinos tenham uma massa – muito pequena, é certo, mas tem – o que tornaria impossível que eles viajassem, mesmo no vácuo – e, para eles, a Terra e o vácuo são praticamente a mesma coisa – a uma velocidade sequer igual a “c”, quanto mais a uma velocidade superior.
Então, alguma coisa certamente está errada!
Ou temos (mais provável) algum erro desconhecido nas leituras, ou temos que refinar o arcabouço da física teórica para acomodar um novo fenômeno. (Mas, seja como for, dificilmente estaremos próximos de uma “viagem no tempo”, como sugeria um subtítulo de manchete do habitualmente sóbrio The Guardian).
Para dar as notícias de uma fonte menos bombástica, apresento a tradução da notícia divulgada no Inside Science News Service, da Associação Americana de Física.
Físicos relatam indícios de uma partícula mais rápida do que a luz
Mas adiem a revolução: os resultados precisam ser confirmados e podem não alterar radicalmente a física.
23 de setembro de 2011
Por Ben P. Stein
Inside Science News Service
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Imagem ampliada. Crédito: Colaboração OPERA |
(ISNS) – No que pode vir a representar a maior descoberta em física do século até agora, caso confirmada, pesquisadores anunciaram terem medido partículas se deslocando a uma velocidade superior à da luz, o que – ao menos até agora – era considerado o limite máximo de velocidade para qualquer coisa no universo.
Pesquisadores do projeto OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) apresentaram seus resultados na última sexta em um seminário no CERN, o Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (a sigla é em francês), em seguida à publicação antecipada de um relatório no site arXiv (vide link acima)
Porém os pesquisadores do OPERA são os primeiros a enfatizar que é cedo demais para especular sobre possíveis implicações. Embora a colaboração OPERA tenha realizado uma análise compreensiva de suas medições, os pesquisadores reconhecem a possibilidade de haver um erro que passou despercebido, ou mesmo que tenha uma causa ainda desconhecida, que pode ter causado um desvio nos resultados. Eles declaram que estão apresentando seus resultados à comunidade da física de forma a que outros possam verificar esses resultados e tentem duplicar suas experiências.
O OPERA mediu o tempo de trânsito de partículas conhecidas como neutrinos em seu deslocamento de aproximadamente 732 km entre o acelerador do CERN na Suíça e o Laboratório do Gran Sasso na Itália. Ao medir o instante de chegada de mais de 15.000 neutrinos no Gran Sasso, eles descobriram de maneira inesperada que as partículas chegavam 60 nanossegundos (bilionésimos de segundo) mais rápido do que a luz teria chegado. Isso representa uma velocidade 0,002% mais rápida do que a luz que viaja a cerca de 300.000km/seg.
“É algo bem simples; é uma medição clássica”, declarou Dario Autiero do Instituto de Física Nuclear em Lyon e membro da equipe OPERA, durante o seminário da sexta-feira.
Para determinar a velocidade, a equipe dividiu a distância percorrida pelos neutrinos pelo tempo que eles levaram para completar sua viagem de mão unica. A equipe computou uma precisão geral do tempo de percurso dentro de 10 nanossegundos. Eles dispunham de um sistema de medição de tempo sofisticado que recebia sinais de satélites GP`S, os quais, por sua vez, contam com relógios atômicos.
As partículas que sacodem o mundo da física
Através de suas medições, a equipe OPERA conhecia a distância do percurso de 732 km com uma precisão de ± 20 cm, aproximadamente. Em sua viagem, os neutrinos atravessas quase que unicamente rocha sólida. No Gran Sasso eles se encontravam com um detector que consiste de vários “tijolos” de filme fotográfico dentro de folhas de chumbo. Uma pequena fração de neutrinos interagia com os alvos, produzindo fótons, os quais eram observados com foto-detectores sensíveis.
“Não importa o quão bom seja a experiência, eu vou continuar cético até que seja confirmado por outra experiência independente, porque se trata de um resultado muito revolucionário”, declarou V. Alan Kostelecky, um físico teórico da Universidade de Indiana. “Afirmações extraordinárias requerem provas extraordinárias. Elas precisam de comparações cruzadas, verificações cruzadas e experiências independentes. Eu ficaria muito feliz se [uma partícula mais rápida do que a luz] fosse encontrada. Eu realmente quero ter certeza de que o efeito existe e só vou ficar convencido se ele for detectado de diversas maneiras”.
Os neutrinos acrescentam outra camada de mistérios
Os neutrinos são uma das partículas mais comuns no universo, porém também são das mais difíceis de detectar. Eles são invisíveis e raramente interagem com o resto da matéria. Foram previstos pelo físico Wolfgang Pauli em 1930 como explicação para onde ia a “energia faltante” em reações nucleares e foram finalmente detectados em experiências com feixes de partículas subatômicas em 1956 nos Estados Unidos por Frederick Reines e Clyde Cowan. São conhecidos três tipos de neutrinos: de elétron, de múon e de taon. Sabe-se que eles transportam até 99% da energia quando uma estrela explode.
“A velocidade dos neutrinos nunca foi bem caracterizada”, argumenta Alan Chodos da Sociedade Americana de Física, que, juntamente com Kostelecky e Avi Hauser, então na Universidade Yale, publicaram uma série de artigos teóricos que começou em 1985, apresentando a hipótese dos neutrinos serem “táquions” – ou seja: partículas que se movem acima da velocidade da luz.
Uma estrela supernova que explodiu em 1987 ofereceu pistas em potencial para a velocidade dos neutrinos. Ela emitiu um jato de neutrinos de elétron que chegaram à Terra antes da luz da explosão, mas Chodos pondera que outros efeitos, tais como a luz ter ficado cativa dentro da estrela que explodiu, poderia explicar essa diferença. Os neutrinos – menos sociáveis – podem ter passado de passagem [enquanto a luz ficava presa]. No entanto, a análise da supernova descobriu que a velocidade dos neutrinos estava próxima da velocidade da luz em uma parte por bilhão – um resultado 50 vezes menos significativo do que o que está sendo relatado atualmente e que era consistente com uma velocidade não superior à da luz.
Mais recentemente, a experiência MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search) nos Estados Unidos relatou em 2007 indícios de deslocamentos mais rápidos do que a luz para neutrinos de muon; no entanto a qualidade dos dados estatísticos não era do mesmo nível dos resultados do OPERA.
Durante o seminário de sexta-feira, as perguntas mais frequentes de outros cientistas na audiência eram se a equipe OPERA tinha re-verificado a distência exata entre o CERN e o Gran Sasso, e se eles tinham levado totalmente em conta efeitos tais como o efeito de maré e Autiero respondeu que eles haviam realizado várias medições independentes das distâncias.
As notícias sobre “uma revolução na física” podem ser grandemente exageradas
Caso confirmada sua existência, partículas mais rápidas do que a luz poderão causar, no mínimo, uma revisão da física moderna que se apoia em uma fundação que inclui a velocidade da luz como limite cósmico de velocidade. Embora o conceito de velocidades ainda mais altas abra as portas para toda uma pletora de questões possivelmente complicadas, uma partícula mais rápida que a luz não destrói as noções correntes de causa e efeito. Quando mais não seja, observou Chodos, se ocorre apenas com neutrinos, estes não tem um efeito notável em nossa vida diária.
A violação da causalidade, acrescenta Kostelecky, requer que a observação de uma cadeia de eventos em um referencial seja invertido em um segundo referencial e isso não ocorre necessariamente se os neutrinos tiverem interações especiais com o meio por onde passam. De acordo com Kostelecky, uma classe de teorias, conhecida como Extensões do Modelo Padrão, permite a existência de partículas mais rápidas que a luz, as quais incluiriam novos fenômenos, mas não precisariam que as leis conhecidas da física fossem radicalmente re-escritas.
Ben P. Stein é o gerente editorial de Inside Science
Planetas solitários
Traduzido de: Common Jupiters?
Nova pesquisa mostra que planetas solitários do tipo Júpiter podem ser mais comuns do que estrelas
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Solitário no espaço: os astrônomos descobriram um novo tipo de planeta. |
O escritor Robert Brault faz esta metáfora sobre o céu noturno: “Um trilhão de asteriscos e nenhuma explicação”. Pois a Fundação Nacional de Ciência, ao financiar os astrônomos, ajuda a conseguir algumas explicações. E um recente estudo financiado pela NSF e pela NASA conseguiu mais algumas.
Os astrônomos descobriram uma nova população de planetas classe Júpiter que flutuam solitários na escuridão do espaço, longe da luz de uma estrela. De acordo com os cientistas, esses mundos solitários provavelmente foram ejetados de sistemas planetários em fase de nascimento.
A descoberta se baseia em uma pesquisa conjunta Japão – Nova Zelândia, a Microlensing
Observations in Astrophysics (MOA) [Observação de Micro-lentes em Astrofísica], que escaneia o centro de nossa Via Láctea a cada ano. Empregando dados coletados entre 2006 e 2007, esses pesquisadores descobriram indícios do que parecem ser 10 planetas solitários com a massa aproximadamente igual à de Júpiter.
Chamados por alguns de “planetas órfãos”, esses mundos isolados foram por muito tempo assunto de teorias científicas e ficção científica, mas sua real existência continuava incerta, até agora.
As novas descobertas não só demonstram que os planetas livres existem no espaço, como também sugere que eles são razoavelmente comuns. Segundo os pesquisadores, para cada estrela em nossa galáxia, devem existir dois planetas tipo Júpiter isolados e possivelmente um número ainda maior de planetas de massa tipo Terra, embora planetas pequenos assim ainda não tenham sido detectados.
“Existem centenas de bilhões de estrelas em nossa galáxia”, diz David Bennett, co-autor deste estudo, da Universidade Notre Dame, em South Bend, Indiana. “Pensamos que planetas gigantes isolados sejam, no mínimo, tão numerosos quanto os planetas que orbitam estrelas e mais comuns do que estrelas. Esta pesquisa atual não é capaz de detectar planetas com massa menor que as de Júpiter ou Saturno, mas as teorias sugerem que planetas com massas menores, tais como a Terra, devem ser ejetados para longe de suas estrelas mães mais frequentemente e sejam, portanto, mais comuns”.
Os detalhes de suas descobertas serão publicados na edição de 19 de maio da Nature. O autor principal é Takahiro Sumi, presentemente na Universidade de Osaka University no Japão.
Observações anteriores tinham detectado objetos semelhantes a planetas em aglomerados formadores de estrelas, com massas cerca de três vezes a de Júpiter. Os cientistas ainda debatem se esses corpos gasosos se formam como estrelas ou como planetas. Estrelas pequenas e apagadiças, chamadas anãs-marrons, se formam como estrelas, a partir do colapso de bolas de poeira e gases, mas elas não tem a massa necessária para causar a ignição do combustível nuclear e brilharem como as demais estrelas. É possível que as anãs-marrons sejam pequenas como planetas.
Também é possível que planetas sejam “chutados” para fora de sistemas solares em formação, um período turbulento no qual os planetas em crescimento podem ser ejetados de suas órbitas devido a interações gravitacionais próximas com outros planetas ou mesmo outras estrelas. Sem uma estrela para orbitar, esses planetas irão se movimentar pela galáxia da mesma forma que nosso Sol e outras estrelas fazem: em órbitas estáveis em torno do centro da galáxia. O fato da presente pesquisa ter encontrado 10 “Júpiteres” isolados indica o cenário de “ejeção”, embora seja possível que ambos os mecanismos atuem ao mesmo tempo.
“Se os planetas isolados se formassem como estrelas, seria de se esperar que descobríssemos 1 ou 2 deles em nossa pesquisa, em vez de 10″, diz Bennett. “Os resultados indicam que os sistemas planetários frequentemente se tornam instáveis, com planetas sendo expulsos de seus locais de nascimento”.
A pesquisa – MOA –usa um telescópio de 1,8 m no Observatório Universitário do Monte John na Nova Zelândia para escanear regularmente as numerosas estrelas no centro de nossa galáxia em busca do que se chama de eventos de micro-lentes gravitacionais.
Esses eventos ocorrem quando algo, tal como uma estrela ou planeta, passa na frente de outra estrela mais distante. A gravidade do corpo que passa entorta a luz da estrela de fundo, fazendo com que essa fique mais brilhante e ampliada.
Corpos transeuntes com mais massa, tais como grandes estrelas, entortarão mais a luz da estrela de fundo, resultando em eventos que podem durar semanas. Corpos menores, do tipo planetas, causarão uma distorção menor e tornarão uma estrela mais brilhante por poucos dias ou menos.
A equipe de astrônomos descobriu cerca de 10 eventos de micro-lentes que indicam a presença de planetas isolados de massa aproximadamente igual à de Júpiter. Eles explicam que que não podem afirmar que alguns desses planetas não possam estar em órbitas extremamente distantes de suas estrelas, porém outras pesquisas indicam que planetas tipo Júpiter em órbitas tão distantes são raros.
De acordo com os modelos de como as estrelas são comuns em nossa galáxia, essa nova população de Júpiteres-isolados tem o dobro do número das estrelas em nossa galáxia. Da mesma forma, os pesquisadores dizem que planetas isolados podem ser expulsos de seus sistemas solares em números tão grandes que devem ser ao menos tantos quantos os planetas como o nosso, em órbita de uma estrela. .
Com base nessas predições, nossa galáxia pode abrigar centenas de bilhões de mundos solitários. A nova pesquisa é como um censo populacional: mediante a amostragem de uma parte da galáxia e com o conhecimento das limitações da pesquisa, os pesquisadores podem estimar um número de planetas isolados.
Um segundo grupo de observação de micro-lentes, o Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), contribuiu para esta descoberta. O grupo OGLE também observou vários desses eventos de micro-lentes e suas observações confirmaram, de forma independente, as análises do Grupo MOA. O falecido Bohdan Paczynski foi uma peça-chave ao instigar a cooperação entre o OGLE e outros grupos a partilharem seus dados assim que obtidos. Isso foi importante para a descoberta de muitos fenômenos de micro-lentes e, em grande parte, foi um dos motivos para que o MOA entrasse em contato com o OGLE para confirmar os resultados e escreverem um artigo em conjunto.
Veja o vídeo:
Um planeta solitário sob uma lente de aumento cósmica
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Essa animação ilustra a técnica usada para descobrir os planetas isolados classe Júpiter, no espaço. Os astrônomos descobriram indícios de 10 desses mundos que se pensa terem sido ejetados de seus sistemas planetários durante a formação dos mesmos. . A animação tem início mostrando a agitada região central de nossa Via Láctea, onde os planetas foram encontrados com um telescópio com base em terra. Então, dá um zoom em uma estrela que fica mais brilhante. Esse brilho aumentado é causado pela passagem de um planeta isolado não visível (e foi grandemente exagerado na animação). Quando acontece de um planeta passar na frente de uma estrela mais distante, sua gravidade faz com que a luz da estrela entorte e esse entortamento resulta em um brilho maior da estrela, observado pelo telescópio. Neste efeito, chamado de micro-lente gravitacional, a gravidade do planeta funciona como uma lente de aumento. A próxima parte da animação mostra como o fenômeno de micro-lente de uma estrela pareceria se pudesse ser observado com uma resolução ainda maior. O ponto azul é o planeta (ampliado para ficar visível). O ponto brilhante do centro é a estrela, mostrado no meio de outras estrelas menores em vermelho e amarelo. Quando o planeta passa, sua gravidade faz com que a luz das estrelas se divida em várias imagens, espelhadas e reversas. Quando o planeta não está diretamente na frente da estrela principal, as várias imagens dela são retorcidas em arcos. O resultado geral é um aumento temporário do brilho da estrela. Os astrônomos se referem ao formato circular que pode ser visto quando planeta passa pelas estrelas de “Anel de Einstein”. Quandoum planeta fica diretamente na frente de uma estrela, ele faz com que a luz da estrela se dobre em um completo Anel de Einstein. Quando o planeta se aproxima da estrela, faz com que a imagem da estrela pareçam distorcidas para longe do anel, ou invertidas dentro do anel. A duração do evento de micro-lente revela a massa aproximada do corpo passante. Objetos tipo Júpiter fazem com que a estrela aumente o brilho mais rapidamente, por um ou dois dias apenas. Uma estrela que passasse faria com que o brilho da estrela mais distante aumentasse por um período de semanas. A densidade geral das estrelas, assim como a luminosidade de suas imagens invertidas dentro dos anéis de Einstein, foi exagerada nesta animação para ajudar a mostrar os efeitos das lentes gravitacionais. É muito raro que um planeta passante distorça a luz de várias estrelas ao mesmo tempo. A animação termina com uma concepção do artista sobre como deve se parecer um mundo tipo Júpiter-isolado. O efeito de micro-lente gravitacional mostrado tem como base dados de simulação criados por M. Freeman (Universidade de Auckland, Nova Zelândia). Crédito: NASA/JPL-Caltech |
Sonda de Gravidade B: Einstein (como sempre) está certo
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Concepção artística da espaçonave Gravity Probe B em órbita polar em torno da Terra. Crédito da Imagem: Stanford. |
Traduzido de: NASA’s Gravity Probe B Confirms Two Einstein Space-Time Theories
A missão da NASA Gravity Probe B (GP-B = Sonda de Gravidade B) confirmou duas previsões chave derivadas da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, cuja comprovação era exatamente a missão da espaçonave.
O experimento, lançado em 2004, empregou quatro giroscópios ultra-precisos para medir o hipotético efeito geodésico: a deformação do espaço-tempo no entorno de um corpo com gravidade e o arrasto de referenciais, a quantidade de deformação causada por um objeto giratório com massa na estrutura do espaço-tempo em seu entorno.
A GP-B estabeleceu os valores de ambos os efeitos com uma precisão sem precedentes, apontando para uma estrela solitária, IM Pegasi, enquanto descrevia uma órbita polar ao redor da Terra. Se a gravidade não afetasse o espaço-tempo, os giroscópios da GP-B apontariam na mesma direção para sempre enquanto estivessem em órbita. Mas, confirmando as teorias de Einstein, os giroscópios sofreram minúsculas, porém mensuráveis, mudanças de direção em sua rotação, causadas pela atração da gravidade da Terra.
A descoberta está publicada na versão online de Physical Review Letters.
“Imaginem a Terra como se ela estivesse imersa em mel. Na medida em que o planeta girar, o mel em torno dele vai se deformar e a mesma coisa acontece com o espaço-tempo”, declara Francis Everitt, o principal investigador da GP-B na Universidades Stanford. “A GP-B confirmou duas das previsões mais profundas do universo de Einstein que tem profundas implicações na pesquisa astrofísica. Igualmente, as décadas de inovação tecnológica por trás da missão vão deixar uma duradoura marca na Terra e no Espaço”.
A GP-B é uma das missões mais compridas da história da NASA, remontando o envolvimento da agência com o experimento ao segundo semestre de 1963 com as primeiras verbas para o desenvolvimento de um experimento com giroscópios relativísticos. Nas décadas seguintes o desenvolvimento levou a tecnologias revolucionárias para controlar as perturbações ambientes na espaçonave, tais como o arrasto aerodinâmico, campos magnéticos e variações térmicas. O colimador de estrelas e os giroscópios empregados foram os mais precisos que já foram um dia projetados e produzidos.
A GP-B completou sua coleta de dados e foi descomissionada em dezembro de 2010.
“Os resultados da missão terão um impacto de longa duração sobre o trabalho dos físicos teóricos”, afirma Bill Danchi, astrofísico senior e um dos cientistas do programa no quartel-general da NASA em Washington. “Qualquer refutação futura da Teoria da Relatividade Geral de Einstein terá que buscar medições ainda mais precisas do que o notável trabalho realizado pela GP-B”.
Essas inovações criadas para a GP-B foram empregadas nas tecnologias GPS que permitem que aeronaves pousem sem auxílio de (outros) instrumentos. Outras tecnologias desenvolvidas para a GP-B foram aplicadas na missão da NASA para a exploração do Fundo Cósmico de Micro-ondas que estabeleceu com precisão a radiação de fundo do universo. Essa medição foi o melhor ponto de apoio para a teoria do Big Bang e levou a um prêmio Nobel para o físico da NASA John Mather.
O conceito de satélite sem arrasto, cujo modelo pioneiro foi a GP-B, tornou possíveis vários satélites de observação da Terra inclusive o Gravity Recovery
and Climate Experiment (Recuperação de [Dados sobre a] Gravidade e Experiência Climática) da NASA e o Gravity field and
steady-state Ocean Circulation Explorer (Explorador do Campo Gravitacional e Circulação em Estado Estacionário dos Oceanos) da Agência Espacial Européia. Esses satélites fornecem as mais precisas medições do formato da Terra, um dado crítico para a precisa navegação em terra ou no mar, e a compreensão do relacionamento entre a circulação oceânica e os padrões climáticos.
A GP-B também ampliou as fronteiras do conhecimento e forneceu um campo de treinamento prático para 100 estudantes de doutorado e 15 de mestrado em diversas universidades dos Estados Unidos. Mais de 350 estudantes universitários e mais de quatro dúzias de estudantes secundaristas também trabalharam no projeto junto com cientistas de ponta e engenheiros aero-espaciais da indústria civil e do governo. Uma das estudantes universitárias que trabalhou na GP-B se tornou a primeira mulher astronauta, Sally Ride. Outro foi Eric
Cornell que recebeu o Premio Nobel de Física em 2001.
“A GP-B fez acréscimos à base de conhecimentos sobre a relatividade de modo importante e seu impacto positivo será sentido nas carreiras dos estudantes cujas educações foram enriquecidas pelo projeto”, declarou Ed Weiler, administrador associado do Diretório de Missões Científicas do quartel-general da NASA.
O Centro de Voo Espacial Marshall em Huntsville, Alabama, ferenciou o programa Gravity Probe-B para a agência. A Universidade Stanford, principal contratado da NASA para a missão, concebeu o experimento e foi responsável pelo projeto e integração da instrumentação científica, operação da missão e análise dos dados. A Lockheed Martin Corp. de
Huntsville projetou, integrou e testou o veículo espacial e alguns de seus componentes principais.
Super Estrelas
25 de abril de 2011
Miles O’Brien, Correspondente da Science Nation
Marsha Walton, Produtora da Science Nation
Empregando supercomputadores para compreender as super estrelas do cosmo
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Cientistas na California descobriram uma nova forma de explosão de estrelas. A descoberta foi feita a partir de uma explosão incomum na galáxia NGC 1821, que fica aproximadamente a 160 milhões de anos luz de distância. A luz da explosão chegou à Terra em 2002 e foi registrada pelo telescópio robótico do Observatório Lick.
Crédito: Tony Piro (2005) |
A animação acima é uma das várias imagens conjuradas pelo astrofísico Adam Burrows da Universidade Princeton, empregando super-computadores para simular uma explosão de supernova. Não é a explosão termonuclear comum que alimenta uma estrela saudável. É o tipo de explosão que sela o destino de uma estrela.
“O resto da estrela, sua superfície e a maior parte de sua massa ignoram totalmente seu destino iminente, porém a explosão, que vai durar apenas alguns segundos, vai se propagar pela estrela em um período que vai de horas a todo um dia”, explica Burrows.
Com a ajuda da Fundação Nacional de Ciências (NSF), Burrows usa super-computadores para criar espetaculares imagens em 3-D de supernovas que lhe permitem bisbilhotar no interior dessas super-estrelas logo antes delas explodirem.
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Caroline Moore, uma menina de 14 anos de Warwick,
N.Y., deixou sua marca na astronomia ao descobrir a Supernova 2008ha. Ela não somente é a pessoa mais jovem a descobrir uma supernova, como essa supernova em particular foi identificada como um tipo diferente de explosão estelar. Crédito: Robert E. Moore |
“Uma das coisas que descobrimos é que elas não explodem como um anel em expansão. Ela explode formando tentáculos e dedos, de maneira muito turbulenta”, prossegue Burrows. “O material ejetado pelas supernovas começa então a colapsar. Parte dos gases vai formar as estrelas da próxima geração, que repetirão o mesmo ciclo”.
iAs supernovas são também a fonte dos vários elementos pesados existentes na natureza. Na verdade, sem elas não haveria “nós”!
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Os astrônomos anunciaram em 2008 ter encontrado uma nova explicação para um tipo raro de explosão estelar super-luminosa que pode ter produzido um novo tipo de objeto conhecido como estrela de quarks. Uma estrela de quarks é um tipo hipotético de estrela composta de matéria de quarks ultra-densa
Crédito: NASA/CXC/M.Weiss |
“Alguns dos elementos pesados fabricados nas supernovas incluem o cálcio de seus ossos, o fluor de sua pasta de dentes e o ferro em seu sangue”, diz Burrows.
É preciso um bocado de energia estelar para fazer esses elementos.”Quando uma supernova explode, libera o equivalente a 1028 (dez octilhões) de megatons de TNT. Um megaton é o equivalente à explosão de uma das maiores bombas de hidrogênio”, enfatiza Burrows.
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Um novo imageamento em infravermelho capturou o centro de nossa galáxia em um detalhamento nunca antes visto — mostrando gases e estrelas rodopiando para dentro do enorme buraco negro que se esconde no centro da Via Láctea.
Crédito: Science Nation, National Science Foundation |
As simulações em computador de supernovas são criadas com o emprego de complexos modelos matemáticos e levam meses para serem processados. “Podermos compreender as explosões a partir desses modelos é um marco na astrofísica teórica”, observa Burrows.
Somente as estrelas com uma massa cerca de oito vezes a massa de nosso Sol morrem desta maneira violenta. Burrows diz que nosso Sol é uma estrelinha bem mixuruca, comparada ao que existe por aí.
As casas do espaço-tempo
O espaço parece com um tabuleiro de xadrez?
Por Jennifer Marcus
18 de março de 2011
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A ilustração mostra os elétrons como se fosse uma esfera giratória com um momento angular positivo ou negativo (azul ou amarelo). No entanto, representações como esta são fundamentalmente enganosas, já que os indícios experimentais mostram que os elétrons são partículas puntuais, sem um raio finito ou estrutura interna que possa girar (em inglês “spin”). |
Regan e o estudante de pós-graduação Matthew Mecklenburg descobriram que uma partícula pode adquirir spin por residir em um espaço com dois tipos de posições possíveis — tais como as casas brancas e pretas de um tabuleiro de xadrez. A partícula parece girar se as casas forem tão próximas que sua separação nem possa ser detectada.
Regan e Mecklenburg descobriram que o spin de dois valores pod surgir do fato de termos dois tipos de “casas” — claras e escuras — em um espaço tipo tabuleiro de xadrez. E eles chegaram a esse modelo de mecânica quântica enquanto trabalhavam no problema surpreendentemente prático de como fabricar transistores melhores com o novo material chamado grafeno.
A atmosfera do Sol
Traduzido de: Longstanding Mystery of Sun’s Hot Outer Atmosphere Solved
A resposta está em jatos de plasma
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Estreitos jatos de material, chamados espículas, emergem da superfície do Sol em altas velocidades. |
6 de janeiro de 2011
Um dos mais renitentes mistérios da física do Sol é o motivo pelo qual a atmosfera externa do Sol, ou Coroa Solar, é milhões de graus mais quente do que sua superfície.
Agora, os cientistas acreditam ter descoberto uma fonte, talvez a principal, de gases quentes que recompletam a coroa: jatos de plasma que emergem logo acima da superfície do Sol.
A descoberta tem implicações para uma questão fundamental da astrofísica: como a energia sai do interior do Sol para criar sua atmosfera externa quente.
“Sempre foi uma questão embaraçosa o fato da atmosfera do Sol ser mais quente do que sua superfície”, conta Scott McIntosh, um físico solar do Observatório de Grande Altitude do Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas (National Center for Atmospheric
Research = NCAR) em Boulder, Colorado, que participou dos estudos.
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Jatos de plasma que partem da superfície do Sol provavelmente recompletam a coroa. |
“Com a identificação do processo pelo qual esses jatos inserem plasma aquecido na atmosfera exterior do Sol, podemos obter uma compreensão bem melhor dessa região e, possivelmente, melhorar nossos conhecimentos sobre a influência sutil do Sol na atmosfera superior da Terra”.
A pesquisa, cujos resultados serão publicados nesta semana na Science, foi realizado por cientistas do Laboratório Solar e Astrofísico da Lockheed Martin (LMSAL), do NCAR e da Universidade de Oslo, apoiados pela NASA e a Fundação Nacional de Ciências (NSF) que patrocina o NCAR.
“Essas observações são um passo significativo para a compreensão das temperaturas observadas na coroa solar”, diz Rich
Behnke da Divisão de Ciências Atmosféricas e Geoespaciais da NSF. “Elas dão uma nova compreensão sobre a vazão de energia do Sol e de outras estrelas. Os resultados são um grande exemplo do poder da colaboração entre universidades, indústria privada e organizações e cientistas do governo”.
A equipe de pesquisas se focalizou nos jatos de plasma chamados espículas, que são jorros de plasma impelidos para cima a partir da superfície do Sol na direção da atmosfera exterior.
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A atmosfera externa do Sol, ou Coroa, é milhões de graus mais quente do que sua superfície. |
Durante décadas os cientistas acreditavam que as espículas poderiam enviar o calor para a coroa. Entretanto, após observações nos anos 1980, se descobriu que o plasma das espículas não chegava às temperaturas da coroa e, assim, a teoria saiu de voga.
“Nunca se observou espículas aquecidas a milhões de graus, de forma que seu papel no aquecimento da coroa foi considerado improvável”, conta Bart De Pontieu, o pesquisador chefe e físico solar no LMSAL.
Em
2007, De Pontieu, McIntosh e seus colegas identificaram uma nova classe de espículas que se moviam muito mais depressa e tinham uma vida mais curta do que as espículas tradicionais.
Essas espículas “tipo 2″ se lançavam para cima em altas velocidades, frequentemente a mais de 100 km por segundo, antes de desaparecer. E o rápido desaparecimento desses jatos sugeria que o plasma carregado por eles poderia ficar muito quente, mas não havia indícios diretos nas observações desse processo.
Os pesquisadores se valeram de novas observações feitas com a Montagem de Imageamento Atmosférico do recém-lançado Observatório Dinâmico Solar da NASA e da Ferramenta de Plano Focal da NASA no Telescópio Óptico Solar no satélite japonês Hinode, para testar sua hipótese.
“As altas definições espacial e temporal dos novos instrumentos foi crucial para revelar esse suprimento de massa coronal, até então oculto”, explica McIntosh.
“Nossas observações revelam pela primeira vez a conexão direta entre o plasma aquecido a milhões de graus e as espículas que inserem esse plasma na coroa”.
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Um eclipse solar exibe a coroa solar. |
A descoberta representa um desafio às teorias existentes sobre o aquecimento da coroa.
Durante as últimas décadas, os cientistas propuseram uma grande variedade de modelos teóricos, mas a falta de observações detalhadas prejudicou seriamente o progresso.
“Um dos maiores desafios era compreender o que impele e aquece o material nas espículas”, observa De Pontieu. Ainda segundo ele, um passo chave será compreender melhor a região de interface entre a superfície visível do Sol, ou fotosfera, e sua coroa.
Outra missão da NASA, o Espectrógrafo de Imageamento da Região de Interface (Interface Region Imaging
Spectrograph = IRIS), está prevista para ser lançada em 2012 para fornecer dados de alta fidelidade sobre os complexos processos e enormes contrastes de densidade, temperatura e campo magnético entre a fotosfera e a coroa. Os pesquisadores esperam que isso revele mais acerca do aquecimento e do processo de emissão das espículas.
O LMSAL faz parte da Lockheed Martin
Space Systems Company, que projeta e desnvolve, testa, manufatura e opera todo um espectro de sistemas de alta tecnologia para a segurança nacional, forças armadas e clientes públicos e privados.
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Quando o bafômetro é bem vindo
Traduzido de: Breathalyzers Coming To A Doctor Near You?
Melhoramentos no equipamento podem permitir a identificação de indicadores de doenças a partir dos traços no hálito
3 de janeiro de 2011
Por Peter Gwynne, Contribuidor do ISNS
Inside Science News Service
(ISNS) – Normalmente os motoristas não se sentem confortáveis quando tem que encarar um bafômetro. Entretanto, se as pesquisas que estão sendo realizadas, derem certo, as pessoas não só vão perder o medo dos bafômetros, como vão até gostar de sua presença.
Com uma análise do hálito de uma pessoa, o instrumento pode fornecer, de modo rápido e barato, indícios de diabetes, cânceres, asma e outras doenças - frequentemente em tempo para aumentar as chances de sucesso do tratamento.
Em um estudo de “prova de conceito” publicado no IEEE
Sensors Journal, uma equipe de cientistas conseguiu detectar uma molécula associada ao diabetes, com uma sensibilidade de partes por bilhão, em um gás que simulava o hálito de uma pessoa. Isso é pelo menos 100 vezes melhor do que as tecnologias existentes para análise do hálito, afirma o grupo. A sensibilidade é importante porque o hálito contém quantidades muito pequenas desses compostos que indicam doenças.
“A meta é obter uma ferramenta que possa eliminar grande parte dos problemas em lidar com sangue e coisas assim, e também poder eliminar exames mais dispendiosos”, argumenta Carlos Martinez, engenheiro de materiais na Universidade Purdue em West Lafayette, Indiana, e membro da equipe que está desenvolvendo o dispositivo.
Se os bafômetros clínicos vierem a se tornar uma realidade, seu provável emprego pelos médicos será como sistema de alerta antecipado.
“Não é um procedimento invasivo:pode ser usado sem restrições”, explica Charlene
Bayer, principal cientista pesquisadora no Instituto de Pesquisas da Universidade Georgia Tech em Atlanta, cuja equipe está trabalhando em sua própria versão de bafômetro clínico. “É uma ferramenta de medição que indica para um médico se precisa ou não partir para exames mais dispendiosos”.
Um dispositivo portátil poderia ser particularmente útil em áreas distantes de hospitais, clínicas e de dispositivos de diagnóstico convencionais.
“Estamos tentando fazer com que funcionem em tempo real, de forma que não seja necessário enviar amostras para análise em outro laboratório. Isso reduz os custos e poupa tempo”, argumenta Martinez.
“Nós vemos isto como uma ferramenta de monitoramento, não só para emprego clínico, como também para uso doméstico, talvez para o acompanhamento de algum processo terapêutico”, acrescenta o químico pesquisador Kurt Benkstein do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) em Gaithersburg, Maryland., cuja equipe colaborou com a de Martinez em um sensor de análise de hálito.
Da mesma forma que um bafômetro convencional detecta a quantidade de álcool presente no hálito de um motorista, o instrumento que está sendo desenvolvido mede os níveis de compostos chamados de bio-marcadores que são associados a doenças específicas quando presentes em concentrações superiores às normais.
No entanto, os dispositivos clínicos são mais complicados por dois motivos. Na maioria dos casos, é necessário mais do que um bio-marcador para indicar a possibilidade de uma doença em particular. E os bio-marcadores são apenas umas poucas moléculas entre os trilhões de moléculas no hálito exalado.
“As quantidades de bio-marcadores é tão pequena que usualmente é necessário fazer o paciente soprar por muito tempo, para poder capturar o hálito e concentrá-lo o bastante para um subsequente exame”, explica Martinez.
Várias equipes de pesquisas estão desenvolvendo as sofisticadas tecnologias necessárias para detectar e medir os bio-marcadores nessas condições e tornar o processo rápido e menos penoso para o paciente. Algumas das abordagens mais promissoras envolvem o uso da nano-tecnologia, a ciência que lida com a matéria na escala de átomos isolados.
Os sensores desenvolvidos por Benkstein, Martinez e seus colegas consiste de pequenas placas aquecidas, menores do que um fio de cabelo humano, revestidas de minúsculas nano-partículas.
“Os sensores são muito pequenos e podem ser facilmente integrados em pequenas embalagens”, diz Martinez. “Nossa vantagem é o pequeno tamanho e o custo potencialmente baixo dos sensores”.
No funcionamento, os gases que passam sobre os sensores aderem às superfícies das placas e modificam a resistência elétrica das placas. Cada componente de uma mistura de gases altera a resistência de maneira caracterísitca.
Além de detectar moléculas de acetona, associadas ao diabetes, a equipe adicionou outros componentes à mistura de gases para a detecção.
“O desafio está em obter respostas mais rápidas e encontrar os bio-marcadores no meio de misturas muito complexas, até chegarmos ao hálito humano”, explica Benkstein.
Outra equipe que trabalha no Instituto Tchnion de Israel e capitaneada pelo engenheiro químico Hossam Haick, desenvolveu um “nariz eletrônico” com base em nano-tecnologia. O sensor detectou 33 compostos que aparecem com mais frequência no hálito de pacientes com câncer de pulmão do que em indivíduos saudáveis. Estudos feitos com ratos mostraram que também se pode detectar os estágios iniciais de doenças renais.
O grupo do Instituto de Pesquisas da Georgia Tech usou uma estratégia diferente para detectar sinais de câncer dos seios.
“Nossa abordagem se baseia na modificação de padrões. Nós procuramos por mudanças nos padrões de diversos bio-marcadores”, explica Bayer. “Nós também trabalhamos com câncer de pulmão”.
Em lugar de sensores com base em nano-tecnologia, o grupo usa duas técnicas comuns de laboratório para definir os padrõe: Cromatografia gasosa separa os bio-marcadores nas amostras de hálito e espectrometria de massa os identifica. Como essas técnicas envolvem o uso de equipamentos volumosos, o processo é menos adequado ao uso doméstico ou de campanha.
Seja qual for a abordagem de análise clínica de hálito que se mostrar eficaz, os pesquisadores enfatizam que os dispositivos não vão chegar ao consultório de seu médico tão cedo. “Mesmo com um bom progresso, isso vai levar de cinco a dez anos”, acautela Martinez.
O jogo dos cacos de vidro
Traduzido de: Broken Glass Yields Clues to Climate Change
Copos comuns de vidro e as partículas de poeira atmosférica se quebram em padrões semelhantes
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Tamanho comparativo das partículas de poeira na atmosfera, de acordo com uma fotografia de um satélite de uma tempestade de poeira. > |
27 de dezembro de 2010
Pistas para o clima futuro podem ser encontradas na forma com que um copo comum de vidro se espatifa.
Os resultados de um estudo, publicado nesta semana em Proceedings of the National Academy of Sciences, indicam que as microscópicas partículas de poeira podem se fragmentar em padrões semelhantes aos copos e outros objetos facilmente quebráveis.
A pesquisa, realizada pelo cientista Jasper Kok do Centro Nacinal de Pesquisas Atmosféricas (NCAR), indica que existem várias vezes a mais partículas de poeira em suspensão na atmosfera do que se acreditava antes, uma vez que a poeira, quando esfacelada, produz uma quantidade inesperadamente alta de grandes “cacos”.
A descoberta tem implicações na compreensão das futuras mudanças climáticas porque a poeira desempenha um papel importante no controle da quantidade de energia solar na atmosfera.
Dependendo de seu tamanho e outras características, algumas partículas refletem a energia do Sol, enquanto outras aprisionam a energia na forma de calor.
“Pequenas como são, os aglomerados de partículas de poeira nos solos se comportam quando sofrem um impacto da mesma forma que um copo de vidro caindo no chão da cozinha”, diz Kok. “Conhecer esse padrão pode nos auxiliar a construir um quadro mais claro sobre como vai se parecer nosso clima no futuro”.
O estudo pode também aumentar a precisão da previsão do tempo, especialmente nas regiões naturalmente poeirentas. As partículas de poeira afetam a formação de nuvens e a precipitação, assim como as temperaturas.
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O segredo da poeira na atmosfera e sua relação com o clima pode estar em copo comum de vidro. |
“Esta pesquisa fornece novas informações valiosas sobre a natureza e a distribuição da peira em aerossol na atmosfera”, declara Sarah Ruth, diretora de programa na Divisão de Ciências Atmosféricas e Geoespaciais da Fundação Nacional de Ciências (NSF) que financia o NCAR. “Os resultados podem levar a melhoramentos em nossa capacidade de modelar e predizer o tempo e o clima”.
A pesquisa de Kok se focalizou em um tipo de partícula em suspensão conhecida como poeira mineral. Essas partículas são emitidas usualmente quando grãos de areia são soprados de encontro ao solo, espatifando-se e enviando fragmentos pelo ar.
Os fragmentos podem ser “grandes” com até cerca de 50 microns de diâmetro, ou seja: um fio fino de cabelo humano.
As menores partículas, que são classificadas como argila e tem cerca de 2 microns de diâmetro, permanecem na atmosfera por cerca de uma semana, circulando grande parte do mundo e exercendo uma influência refrigerante, ao refletir o calor do Sol de volta para o espaço.
Partículas maiores, classificadas como silte, caem da atmosfera depois de poucos dias. Quanto maior a partícula, mais será sua tendência em causar um efeito de aquecimento na atmosfera. .
A pesquisa de Kok indica que a proporção de partículas de silte para as partículas de argila é de dois a oito vezes maior do que aquela usada nos modelos climáticos. Uma vez que os climatologistas calibram cuidadosamente os modelos para simular o verdadeiro número de partículas de argila na atmosfera, o artigo sugere que os modelos provavelmente incorporam um erro quando se trata de partículas de silte.
A maior parte dessas partículas maiores revolvem pela atmosfera no entorno de 2.000 km das regiões desérticas, de forma que ajustar sua quantidade nos modelos de computador deve gerar melhores projeções do clima futuro em regiões desérticas, tais como o Sudoeste dos Estados Unidos e a África do Norte.
Pesquisas adicionais serão necessárias para estabelecer se as temperaturas dessas regiões no futuro irão aumentar tanto ou mais do que o indicado pelos atuais modelos computacionais.
Os resultados do estudo também indicam que os ecossistemas marinhos, que sequestram carbono da atmosfera, podem estar recebendo uma quantidade muito maior de partículas de ferro em suspensão do que se estimava até agora.O ferro faz aumentar a atividade biológica, o que beneficia as cadeias alimentares dos oceanos, inclusive as plantas que absorvem carbono durante a fotossíntese.
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O equilíbrio energético da Terra e a radiação solar incidente são afetados pela poeira em suspensão na atmosfera. |
Além de influenciarem a quantidade de calor solar na atmosfera, as partículas de poeira também são depositadas na cobertura de neve das montahas, onde absorvem calor e aceleram o derretimento das neves. .
Faz muito tempo que os físicos sabem que certos objetos quebradiços, tais como vidros, rochas e até núcleos atômicos, se fragmentam em padrões previsíveis. Os fragmentos resultantes seguem certas faixas de tamanhos, com uma distribuição previsível de pedaços pequenos, médios e grandes. Os cientistas se referem a esses padrões como “invariância de escala” ou “auto-similaridade”.
Os físicos desenvolveram fórmulas matemáticas para os processos pelos quais as rachaduras se propagam de maneira previsível quando um objeto quebradiço se espatifa.
Kok teorizou que seria possível empregar essas fórmulas para estimar as faixas de tamanhos das partículas de poeira. Aplicando as fórmulas para padrões de ruptura de objetos quebradiços à medição dos solos, Kok estabeleceu a distribuição de faixas de tamanho das partículas de poeira emitidas.
Para sua surpresa, as fórmulas descreviam quase que exatamente as medições das partículas de poeira. .
“A ideia que todos esses objetos se espatifam da mesma forma é uma coisa bela, realmente”, diz Kok. “É a maneira da natureza de criar ordem a partir do caos”.
Mais sobre o “Efeito Placebo”
Isaac Asimov cita em uma introdução de um dos artigos dele reunidos em um só livro (não me perguntem qual…) uma anedota sobre Niehls Bohr.
Supostamente, Bohr tinha uma “ferradura da sorte” pregada na parede por trás de sua mesa de trabalho. Quando alguém o questionava sobre essa superstição, dizem que Bohr respondia que ele, definitivamente, não acreditava que aquilo pudesse trazer sorte, mas… “tinham explicado para ele que a ferradura traria sorte, acreditasse ele ou não”.
Pois justamente quando nosso companheiro Igor Santos publica no 42 uma matéria expondo os “Florais de Bach” como um placebo sem vergonha, o EurekAlert traz uma notícia de um artigo publicado na PLoS ONE, com o sugestivo título (da notícia) “Placebos Funcionam – até sem enganação”.
De acordo com o press-release, “pesquisadores do Centro de Pesquisas Oscher da Escola de Medicina de Harvard e do Centro Médico Beth
Israel Deaconess (BIDMC) descobriram que os placebos funcionam até quando não se faz a aparentemente necessária dissimulação”.
Segundo a nota, o efeito dos placebos é tão “real” que diversos médicos o aplicam quase que livremente a seus clientes, o que resulta em um problema ético. Para tirar a questão a limpo, o Dr Ted Kaptchuk, professor associado da EMH se juntou a seus colegas da BIDMC e realizou uma pesquisa (séria) onde os placebos eram honestamente descritos como “pilulinhas de açúcar” aos pacientes e até mesmo tinham a palavra “placebo” no rótulo.
Foram acompanhados 80 pacientes portadores da síndrome do cólon irritável, que foram divididos em dois grupos. O grupo de controle não recebeu medicação alguma e o outro grupo foi instruido a tomar duas doses diárias daquilo que foi descrito como “meras pilulinhas de açúcar”. Os médicos chegaram mesmo a afirmar a seus pacientes que “não precisavam nem acreditar no efeito placebo. Apenas tomassem as pílulas”.
O realmente surpreendente (ou nem tanto…) foi que o grupo que tomou as pilulas, depois de três semanas, relatou um número significativamente maior de “melhora” dos sintomas (59%, contra 35% do grupo de controle). Segundo a nota, os médicos declararam que o resultado foi totalmente inesperado, mas sugerem que “mais do que simples ‘pensamento positivo’, existe um grande valor na mera execução de um ‘ritual de tratamento’ médico”, nas palavras atribuídas ao Dr. Kaptchuk.
Ora, ora… O bom doutor poderia ter poupado bastante tempo e pesquisas, se tivesse consultado o ScienceBlogs-BR e, nele, o post no Ecce Medicus sobre o Efeito Hawthorne.
Homeopatia, acupuntura, quiroprática, até mesmo Florais de Bach…. O tratamento é meio caminho para a cura (coisa que os curandeiros já sabiam muito antes de Galeno).
O artigo em questão na PLoS ONE é Kaptchuk TJ, Friedlander E, Kelley JM, Sanchez MN, Kokkotou E, et al. (2010) Placebos without Deception: A Randomized Controlled Trial in Irritable Bowel Syndrome. PLoS ONE 5(12): e15591. doi:10.1371/journal.pone.0015591
