quinta-feira, 25 de fevereiro de 2010

Fótons individuais superam velocidade da luz

Um fóton individual viaja através de camadas alternadas de materiais com diferentes índices de refração mais lentamente (acima) ou mais rapidamente (embaixo) dependendo da ordem das camadas.


Os fótons são as partículas/onda fundamentais da luz. Assim, seria de se imaginar que a velocidade da luz nada mais seja do que a velocidade dos próprios fótons que a formam. Mas não conte muito com o óbvio quando entrar pelo reino da física quântica e, sobretudo, esteja preparado para uma esquisitice após a outra - para acelerar os fótons a uma velocidade aparentemente superior à da luz, os pesquisadores colocaram uma camada de matéria à sua frente.

Acelerando a luz

A física quântica teórica prevê que o tempo que a luz leva para viajar através de materiais formados por múltiplas camadas diferentes não depende da espessura do material, como acontece com o vidro, por exemplo, mas da ordem na qual as camadas se sobrepõem para formar o material. Agora, pesquisadores do Joint Quantum Institute, um grupo virtual de pesquisas dos Estados Unidos, fizeram um experimento que comprova esta teoria. Eles aceleraram os fótons que atravessavam seu material-sanduíche a velocidades aparentemente superiores às da luz simplesmente adicionando uma camada de matéria estrategicamente colocada para permitir que o fenômeno ocorra.

Ou reflete ou passa

A luz atinge sua velocidade máxima no vácuo, ou no espaço vazio - seu velocímetro atinge exatos 299.792.458 metros por segundo, normalmente arredondados para 300.000 km/s. Mas essa velocidade diminui sensivelmente quando a luz viaja através de uma substância material, como o vidro ou a água. O mesmo é verdade para a luz que atravessa uma pilha de materiais dielétricos, materiais eletricamente isolantes e que são usados para criar estruturas altamente reflexivas, como os revestimentos de uma fibra óptica ou os espelhos de um laser. Os pesquisadores criaram pilhas de 30 camadas isolantes, cada uma com 80 nanômetros de espessura, o equivalente a cerca de um quarto do comprimento de onda da luz que as atravessaria. As camadas alternam materiais com índices de refração altos e baixos, o que força as ondas de luz a se dobrarem ou se refletirem em intensidades variáveis. Quando um único fóton atinge o limite entre as camadas de alto e baixo índices de refração, ele tem uma chance de ser refletido ou de passar.

Velocidade superluminal

Depois de se deparar com todas as interfaces do material-sanduíche, os raros fótons que conseguiram penetrar inteiramente o material gastaram 12,84 femtossegundos (fs) para atravessá-lo - 1 femtossegundo equivale a um quadrilionésimo de segundo. Os cientistas então adicionaram mais uma camada de baixo índice de refração embaixo da sua pilha. O resultado foi um aumento desproporcional do tempo que a luz viaja pelo material, que passou para 16,36 fs - 3,52 fs por conta da adição de uma única camada, quando seria de se esperar um acréscimo de 0,58 fs. Da mesma forma, a adição de uma camada de alto índice de refração ao mesmo material inicial com 30 camadas permite um ganho de 5,34 fs, de forma que os fótons individuais parecem emergir do outro lado do sanduíche de 2,6 micrômetros de espessura em velocidade superluminal, ou seja, numa velocidade superior à velocidade da luz.

Propriedades da luz

Segundo os pesquisadores, seu experimento, e seus resultados estranhos, podem ser explicados pelas propriedades de onda da luz. No experimento, a luz começa e termina a sua existência agindo como uma partícula, um fóton. Mas quando um desses fótons atinge uma interface entre as camadas do material, ele cria ondas em cada uma das superfícies, e essas ondas de luz interferem umas com as outras da mesma forma que as ondas do mar fazem para criar uma correnteza na praia. Com as camadas de diferentes índices de refração dispostas adequadamente, as ondas de luz se combinam para dar origem ao fóton que surge do outro lado antes do que seria esperado.

Ilusão quântica

Na verdade, o que parece ser uma transmissão da informação quântica a uma velocidade mais rápida do que a velocidade da luz é uma espécie de "ilusão" porque apenas uma pequena parcela dos fótons consegue de fato atravessar o material. Se todos os fótons da fonte de luz original pudessem ser detectados do outro lado, o resultado assumiria a forma de uma distribuição normal de tempos. Ou seja, a má notícia é que apenas fótons viajam mais rapidamente do que a luz que eles formam. A própria luz nunca conseguirá fazer isto. Compreendeu? Outros cientistas, porém, não compreendem dessa forma e acham que é sim possível fazer a luz viajar mais rapidamente do que ela mesma. De igual interesse tecnológico são os estudos que tentam diminuir a velocidade da luz.


Fonte: Inovação Tecnológica

sábado, 20 de fevereiro de 2010

Adeus, baixo-astral

Em abril de 1957,o médico americano Nathan Kline, então com 42 anos, diretor do Hospital Psiquiátrico de Rockland, nos Estados Unidos, anunciou que a depressão tinha remédio. Ele relatou os resultados positivos da iproniazida em pacientes que haviam tentado o suicídio. O problema era que as indústrias farmacêuticas tinham acabado de retirar do mercado essa substância, derivada de um aditivo de combustível usado nos tanques da Segunda Guerra Mundial. A iproniazida fora lançada seis anos antes para tratar a tuberculose. Na época, notou-se que ela deixava cheios de ânimo, sorridentes e menos sensíveis à dor pacientes que estavam à beira da morte. Mas não era boa na tarefa de curar as lesões pulmonares. Psiquiatras do mundo inteiro prestaram atenção no efeito colateral euforizante do remédio. Nathan Kline, porém, foi o primeiro a ter seu trabalho divulgado na imprensa. A partir dai, a pressão popular pelo relançamento da droga foi tremenda e em novembro de 1957, há exatos cinqüenta e dois anos, o primeiro antidepressivo chegava as farmácias.

Fonte: Revista Superinteressante

Nova tecnologia de baterias armazenará energia na lataria dos carros


O material compósito é feito com uma mistura de fibras de carbono e uma resina polimérica e é capaz de armazenar eletricidade e liberar grandes quantidades de energia mais rapidamente do que as baterias convencionais.



Se o estágio tecnológico atual das baterias não é suficiente para fazer deslanchar a indústria dos carros elétricos, talvez a solução esteja em transformar a carroceria dos automóveis em uma gigantesca bateria. Esta é a proposta de um grupo de engenheiros europeus que está investindo € 3,4 milhões para construir os primeiros protótipos de uma tecnologia que poderá revolucionar a concepção e a fabricação de carros híbridos e elétricos.

Bateria estrutural

Reunidos no Imperial College, de Londres, e apoiados pela fabricante Volvo, os pesquisadores estão desenvolvendo as primeiras amostras de um material capaz de armazenar e liberar energia elétrica e que também é forte e leve o suficiente para ser usado para a fabricação de peças estruturais de automóveis. Além dos automóveis, os pesquisadores acreditam que seu material inovador, ainda cercado de mistério, mas já patenteado, poderá ser usado na fabricação dos gabinetes da maioria dos equipamentos eletroeletrônicos, como telefones celulares e computadores, que não precisariam mais de uma bateria separada. Isso tornaria esses equipamentos menores, mais leves e mais portáteis.

Pneu de estepe

Na primeira etapa, os cientistas estão usando o novo material compósito para construir o piso do porta-malas do carro, onde é normalmente colocado o pneu de estepe e que hoje é feito de aço. O local foi escolhido por exigir rigidez do material mas sem comprometer qualquer aspecto de segurança. A Volvo irá usar a peça em carros de testes para avaliação. Somente depois de aprovado o material será usado em outras partes dos carros.

Bateria sem reação química

O material compósito é feito com uma mistura de fibras de carbono e uma resina polimérica e, segundo os pesquisadores, é capaz de armazenar a eletricidade e liberar grandes quantidades de energia muito mais rapidamente do que as baterias convencionais, aproximando-se do rendimento dos supercapacitores. Além disso, o material não utiliza processos químicos para armazenar a energia, o que o torna mais rápido de recarregar do que as baterias convencionais. A ausência de reações químicas reduz drasticamente a degradação do material pelos constantes ciclos de carga e descarga, o que hoje é o maior responsável pela curta vida útil das baterias.

Carros mais leves

Os carros híbridos atuais possuem um motor de combustão interna, usado principalmente quando o motorista acelera o carro, e um motor elétrico alimentado por baterias, que é acionado quando o carro está em velocidade constante ou de cruzeiro. O grande número de baterias exigido para dar uma autonomia razoável a esses carros também os torna mais pesados, o que significa que o carro consome mais energia e as baterias precisam ser recarregadas em intervalos menores. Ao formar também a parte estrutural do carro, o novo material compósito capaz de armazenar energia ajudará a reduzir o peso do veículo. Os pesquisadores calculam que seu uso permitirá uma redução de 15 por cento no peso total do carro, o que deverá melhorar significativamente a autonomia dos futuros carros híbridos.

Celular fino como um cartão de crédito

Na primeira fase do projeto, os cientistas estão planejando aprimorar seu material compósito para aumentar sua densidade de energia, ou seja, sua capacidade de armazenar mais energia. As propriedades mecânicas do material serão aprimoradas através do crescimento de nanotubos de carbono na superfície das fibras de carbono, o que também aumentará a área superficial do material, com um ganho adicional na sua capacidade de armazenar energia. "Estamos realmente animados com o potencial desta nova tecnologia. Acreditamos que o carro do futuro poderá extrair energia do seu teto, do capô ou até mesmo das portas, graças ao nosso novo material compósito," diz o Dr. Emile Greenhalgh, coordenador do projeto. "As aplicações futuristas para este material não param por aí - você poderá ter um celular tão fino quanto um cartão de crédito, porque ele já não precisará de uma bateria volumosa, ou um laptop que poderá extrair energia de seu próprio gabinete, podendo funcionar por mais tempo sem recarga. Estamos na primeira fase deste projeto e há um longo caminho a percorrer, mas acreditamos que o nosso material compósito é de fato promissor," conclui Greenhalgh.

Fonte: Inovação Tecnológica

sexta-feira, 12 de fevereiro de 2010

"Ingredientes da vida" são encontrados em lua de Saturno



Não há ondas em Encélado, mas o satélite possui uma região de grande atividade perto do seu pólo sul, onde vapor de água e partículas de gelo espirram por rachaduras na superfície e são projetados para o céu a grandes altitudes.


A sonda Cassini enviou mais dados que reforçam as suspeitas de que a lua Encélado, de Saturno, abriga um mar subterrâneo sob seu solo gelado - e um mar mais "rico" do que se imaginava. As primeiras evidências de um mar na lua de Saturno foram publicadas em Junho do ano passado, mas ainda restaram controvérsias, porque os resultados não foram confirmados por observações feitas com satélites terrestres.

Íons de água

Na última passagem pela Encélado, a sonda detectou moléculas de água com carga negativa na atmosfera do satélite. Com estes dados, Encélado vem se juntar à Terra, a outra lua de Saturno, Titã, e aos cometas, como os corpos celestes do Sistema Solar que possuem íons com cargas negativas. E não apenas íons de água, mas também de hidrocarbonetos, o que dá novo entusiasmo aos astrobiólogos que procuram por vida fora da Terra. Os íons negativos de oxigênio foram descobertos na ionosfera da Terra no início da era espacial. Já os íons negativos de água são encontrados na Terra onde quer que haja água em movimento, como em cachoeiras ou nas arrebentações das ondas do mar. Com isto, os cientistas estão agora muito mais seguros de que Encélado deve conter água em estado líquido. Devido à baixa temperatura da superfície da lua, essa água deve existir na forma de oceanos abaixo da camada perene de gelo que recobre sua superfície. Não há ondas em Encélado, mas o satélite possui uma região de grande atividade perto do seu polo sul, onde vapor de água e partículas de gelo espirram por rachaduras na superfície e são projetados para o céu a grandes altitudes. As novas medições, feitas com o espectrômetro CAPS (Cassini Plasma Spectrometer), foram feitas quando a sonda mergulhou na névoa que cerca Encélado em um voo rasante em 2008.

Possibilidades de vida

A Cassini já detectou sódio na névoa que emerge de seus jatos, um indício dos sais dissolvidos que podem ser resultado do encontro de uma massa de água em forma líquida com as rochas abaixo desse possível oceano. Esta observação anterior havia sido feita com um outro instrumento da sonda espacial, o CDA (Cosmic Dust Analyzer). "Embora não seja uma surpresa que exista água lá, esses íons de vida curta representam uma evidência extra da água sob a superfície", disse Andrew Coates, da Universidade College London. "E onde há água, carbono e energia, estão presentes alguns dos ingredientes mais importantes para que haja vida," acrescentou.

Hidrocarbonetos

O instrumento CAPS encontrou não apenas íons de água carregados negativamente mas também indícios de hidrocarbonetos carregados negativamente. Esses íons negativos de hidrocarbonetos são gigantescos, com massas até 13.800 vezes maiores do que a massa de uma molécula de hidrogênio. Anteriormente, já foram identificados hidrocarbonetos carregados positivamente em Encélado pelo espectrômetro INMS (Ion and Neutral Mass Spectrometer).

Fonte: Inovação Tecnológica

segunda-feira, 8 de fevereiro de 2010

Transistor de grafeno supera seus rivais de silício

Pesquisadores da IBM fabricaram transistores de efeito de campo formados por uma camada única de grafeno - em azul, entre os eletrodos - depositada sobre um substrato de silício


Cientistas do Centro de Nanotecnologia da IBM, em Zurique, fabricaram transistores com folhas de grafeno capazes de ligar e desligar os sinais eletrônicos mais rapidamente do que os transistores de silício convencionais. O grafeno, a folha mais fina que existe composta por uma única camada de átomos de carbono dispostos no formato de uma tela de galinheiro, foi recentemente estabelecido como um novo padrão de referência da eletrônica. Além de ser o material mais forte que existe, o grafeno transmite eletricidade até 100 vezes mais rápido do que qualquer outro material conhecido.

Transistores de carbono

Os transistores de grafeno, ainda em estágio inicial de desenvolvimento, poderão ser úteis em comunicações digitais, que exigem um chaveamento muito rápido para acompanhar o fluxo de dados transmitidos. Em um transistor, uma pequena corrente elétrica é usada para controlar uma porta por onde flui uma corrente muito maior. Esse componente pode ser utilizado tanto como uma chave, para ligar e desligar essa corrente, como um amplificador. Sendo o grafeno o material eletrônico mais fino disponível, e com propriedades que permitem que as cargas elétricas fluam com muita facilidade, ele foi prontamente visto como um candidato natural para a construção de transistores com frequências de operação muito altas.

Frequência de operação

Yu-Ming Lin e seus colegas fizeram exatamente isto, fabricando transistores de efeito de campo formados por uma camada única de grafeno depositada sobre um substrato de silício. Os transistores de grafeno alcançaram uma frequência de operação de 100 gigahertz para uma porta com comprimento de 240 nanômetros, superando largamente o recorde anterior, alcançado pelo mesmo grupo, que era de 26 gigahertz. O desempenho de alta frequência desses transistores de grafeno supera os transistores de silício mais avançados que existem, para o mesmo tamanho de porta.

Potencial revolucionário

Ninguém mais duvida do potencial do grafeno para revolucionar a eletrônica. Basta ver que esse material já foi utilizado para demonstrar os melhores transistores já fabricados, aí incluídos o menor, o mais fino e agora o mais rápido. Recentemente, uma equipe do MIT desenvolveu um chip completo baseado no grafeno. Contudo, ainda há desafios para que o silício possa ser finalmente substituído por estes transistores de carbono. Entre eles está o fato de ser extremamente complicado fabricar e manipular folhas com apenas um átomo de espessura.


Fonte: Inovação Tecnológica

quinta-feira, 4 de fevereiro de 2010

48 Lecciones de radio - Tomo III

Terceiro livro de um total de quatro, o próximo e último é o Tomo I. Na postagem do Tomo II havia falado que seria a primeira parte, infelizmente não consegui terminar a digitalização, mais algumas semanas eu finalizo. O livro está em espanhol e só para lembrar, as partes precisam estar na mesma pasta para ser extraido o livro.