segunda-feira, 27 de junho de 2011

Rádio com transístor de grafeno salta para os 10 GHz



O processo permite a fabricação em série dos transistores de grafeno.


Em 2010, uma equipe da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, construiu o transístor de grafeno mais rápido do mundo. Para isso, eles desenvolveram um novo processo de fabricação que usa um nanofio como guia para o alinhamento das "pernas" do transístor. Agora eles demonstraram que o processo é escalável, ou seja, pode ser ampliado para a fabricação em série desses transistores de grafeno, abrindo uma porta importante para que eles possam sair dos laboratórios e se encaminhar para as fábricas.

Transístor de 50 GHz

A equipe usou uma abordagem na qual os nanofios são posicionados sobre uma grande área de grafeno criada por deposição de vapor, em vez dos flocos de grafeno descascados de uma superfície de carbono. Isso permitiu usar uma pastilha de vidro como substrato para os transistores, produzindo em série transistores que operam com frequências de corte de 50 GHz.
Os transistores de grafeno de mais alta velocidade vêm sendo fabricados em silicone ou em substratos de silício, que apresentam "vazamentos" de carga elétrica, derrubando suas velocidades reais.

Rádio com transístor de grafeno
Para demonstrar a viabilidade da técnica de fabricação, os pesquisadores usaram esses transistores de grafeno para construir de circuitos de rádio que operaram em velocidade de até 10 GHz, uma melhoria astronômica em relação aos circuitos anteriores desse tipo, que operam na faixa dos 20 MHz. A pesquisa abre um caminho real para a fabricação escalável de alta velocidade dos transistores de grafeno e de circuitos funcionais baseados neles. É digna de nota também a demonstração de um transístor de grafeno com frequência de corte prática (extrínseca) acima dos 50 GHz. Esses circuitos de radiofrequência de alta velocidade poderão ser usados em uma ampla variedade de dispositivos, incluindo rádios, computadores e telefones celulares. A tecnologia também poderá ser utilizada em comunicações sem fios, imageamento e radar.

Fonte: Inovação Tecnológica

terça-feira, 7 de junho de 2011

Luz é gerada é partir do nada




O vácuo quântico é o tecido do próprio Universo e sempre houve curiosidade dos cientistas em saber se seria possível extrair energia dele.

O estranho mundo quântico

Se você não entende nada de física quântica, não se avexe: Richard Feynman, um dos mais aclamados físicos do último século, dizia que ninguém entende de física quântica. A realidade, contudo, é que ela está lá e, de forma bem prática, é a física quântica que explica o funcionamento dos computadores, dos supercondutores, dos microscópios eletrônicos, das comunicações por fibra óptica, enfim, de quase tudo o que nos leva a chamar o período em que vivemos de "era da tecnologia". Mas que a física quântica é estranha, isso ela é, sobretudo porque, nas dimensões atômicas e subatômicas, as coisas se comportam de maneiras que ferem nossa intuição, fundamentada no que chamamos de "mundo clássico", explicado pela "física clássica".

Vácuo quântico
Um exemplo típico da estranheza do mundo quântico é o vácuo: faça um vácuo perfeito, eliminando tudo de um determinado espaço, até a última molécula e o que você terá? Nada? Não exatamente: você terá o vácuo quântico. O vácuo quântico é um estado com a menor energia possível, uma espécie de sopa de campos e ondas de todas as frequências, o que inclui as forças eletromagnéticas, mas também as ondas que representam as partículas. Nessa sopa real, partículas saltam continuamente entre a existência e a inexistência. Essas partículas são tão efêmeras que os físicos as chamam de "partículas virtuais", embora elas tenham efeitos sobre o mundo real. É por isso que os físicos afirmam que a matéria é resultado das flutuações do vácuo quântico. Eles acreditam também que corpos celestes extremos podem atuar diretamente sobre o vácuo quântico, produzindo energias capazes de interferir até com fenômenos astrofísicos.

Faça-se a luz

A maior parte dessas explicações ainda está no reino das hipóteses e das teorias. Ou, pelo menos, estava. Pela primeira vez, uma equipe de físicos afirma ter conseguido gerar coisas desse "nada" quântico. Mais especificamente, eles fizeram com que vácuo quântico gerasse fótons reais. Ainda mais claramente, tentando trazer isso para o senso comum, eles emitiram luz do nada.

Será necessário esperar que outros grupos refaçam o experimento; mas, se confirmado, esta certamente se transformará em uma das experiências científicas mais bizarras e famosas da história, e uma importante prova prática da validade da mecânica quântica. Ora, se o vácuo quântico é uma sopa na qual pululam partículas virtuais, deve ser possível detectar ou mesmo capturar essas partículas. Foi isto o que motivou Per Delsing e seus colegas da Universidade Tecnologia de Chalmers, na Suécia. Os cientistas já sabiam como detectar indiretamente as partículas virtuais "emitidas" pelo vácuo quântico usando dois espelhos, colocando-os muito próximos um do outro. Essa proximidade limita a quantidade de partículas virtuais que podem vir à existência entre os dois espelhos. Como passam a existir mais partículas virtuais fora dos espelhos do que entre eles, cria-se uma força que empurra um espelho na direção do outro. Esse empurrão, conhecido como Força de Casimir, é forte o suficiente para ser medido pelos instrumentos atuais.

Luz do nada
Mas os teóricos previam que as coisas poderiam ficar mais interessantes se fosse usado um espelho só, que poderia absorver energia das partículas virtuais e, sendo um espelho, reemití-las na forma de fótons reais. O problema é que, para isso dar certo, o espelho teria que se mover a uma velocidade próxima à velocidade da luz, algo impraticável com a tecnologia atual. Delsing e seus colegas deram um jeito de sair desse impasse usando um sensor extraordinariamente sensível a campos magnéticos, chamado SQUID (Superconducting Quantum Interference Device), e fazendo-o funcionar como um espelho. Quando um campo magnético atravessa o SQUID, ele move-se ligeiramente. Alterando-se o sentido do campo magnético vários bilhões de vezes por segundo força-se o SQUID-espelho a sacudir velozmente - tão rápido que ele atinge cerca de 5% da velocidade da luz. E essa velocidade parece ter sido suficiente. Segundo os físicos, o espelho gera um chuveiro de fótons, que saem desse nada chamado vácuo quântico, refletem-se no espelho, e surgem para o mundo real, onde podem ser detectados por fotocélulas. Os cientistas afirmam que, conforme previsto pela teoria quântica, os fótons têm cerca de metade da frequência das sacudidas do espelho.

Luz de Feynman
No estágio atual, com este experimento pioneiro, ainda não é possível prever alguma aplicação para o efeito, uma vez que a luz gerada é muito fraca para fins práticos. Mas pode ser uma luz suficiente para clarear as esquisitices da mecânica quântica e, quem sabe, tirar a razão de Feynman: quem sabe dos cientistas já não estejam começando a entender "alguma coisa" de mecânica quântica? Se este for o caso, logo poderá ser dada razão a um outro grupo de físicos que, em 2006, previu que será possível, no futuro, construir nanomáquinas alimentadas pela energia do "nada".

Fonte: Inovação Tecnológica

sexta-feira, 3 de junho de 2011

Universo pode não estar em ritmo acelerado de expansão



Segundo os dois cientistas brasileiros, a hipótese de expansão acelerada do Universo é muito influenciada por modelos, deixando de lado a observação direta.


Ritmo da expansão

O Universo pode não estar em expansão acelerada. Na verdade, a observação das estrelas supernovas indica várias possibilidades para a aceleração cósmica, e não se pode prever de forma precisa o ritmo ou a continuidade da expansão. Esta interpretação está sendo oferecida por Antonio Guimarães e José Ademir Sales de Lima, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (USP). A partir da análise dos dados das supernovas, os pesquisadores demonstraram que o estado atual do Universo abre um grande número de possíveis variáveis sobre sua expansão ou retração.

Incerteza dos modelos

Segundo Antonio, há cerca de dez anos a observação das supernovas fez com que surgisse um consenso na comunidade científica de que o Universo está em expansão acelerada. "No entanto, essa hipótese é muito influenciada pelos modelos usados para analisar os dados, diminuindo a importância da observação direta," ressalta. O modelo mais utilizado é o Lambda-CDM (Cold Dark Matter). "Ele é baseado na chamada 'energia escura', de constituição desconhecida, que corresponderia a cerca de 70% de toda a energia do Universo, e seria responsável pela aceleração," explica.

Descartando a energia escura

A pesquisa dos dois brasileiros se baseou apenas nos dados das supernovas, numa abordagem cosmográfica, sem considerar qualquer modelo de energia escura. "Por meio das medidas de brilho e desvio para o vermelho (redshift), é possível estimar a distância e a velocidade de afastamento das explosões supernovas," conta Guimarães. "A análise descreve de modo matemático o fator de escala do Universo, isto é, seu tamanho conforme o tempo". As análises mostraram que houve um período de aceleração recente (acontecido há alguns bilhões de anos). Porém, o estado atual de aceleração é mais incerto do que indicado pelos modelos de energia escura. A situação seria indeterminada, a expansão pode ser acelerada, mas estar em diminuição, já que o estado atual do Universo é melhor representado por uma distribuição de probabilidades.

Desaceleração

Durante a análise, as supernovas foram divididas em conjuntos diferentes, separadas entre antigas, recentes e muito recentes. "Conforme se adicionava supernovas mais recentes, a curva de probabilidades tendia para valores mais negativos de aceleração, o que pode indicar que o Universo esteja se expandindo de forma menos acelerada", diz Guimarães. Com a utilização de dados cosmográficos mais recentes, baseados na observação de 557 eventos de supernovas, verificou-se que, quando se excluem as mais antigas, a curva de probabilidades da aceleração apresenta valores menores. "Ou seja, quanto mais recente e próxima, mais ela parece indicar que a expansão seria menos acelerada", acrescenta o pesquisador. No modelo Lambda-CDM, o Universo se expandiria indefinidamente e a tendência seria a galáxia onde se encontra a Terra ficar cada vez mais distanciada das demais. "Outros modelos baseados na energia escura falam, por exemplo, em desaceleração e colapso, o chamado 'Big Crunch', mas como a natureza desse tipo de constituinte é pouco conhecida, há muitas possibilidades em aberto", aponta Guimarães. "No caso da análise das supernovas, é possível formular hipóteses sobre o estado atual do Universo, onde as curvas de valor de aceleração podem abarcar tanto valores positivos quanto negativos, o que multiplica as possibilidades sobre a expansão futura".

Fonte: Inovação Tecnológica

Experiências e Brincadeiras com Eletrônica Jr

Segue mais duas edições das contribuições do Luciano Sturaro.


Nº 16 [1987]

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Nº 17 [1987]

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Corujando a faixa dos 40m - Rodada da aproximação



Essa é mais uma recepção que fiz em Boituva.

quinta-feira, 2 de junho de 2011

Nova câmera vê o invisível sem usar raios X


Ao contrário dos raios X, as ondas usadas pela nova câmera são não-ionizantes - o maior efeito gerado durante a captação das imagens é um pouco de calor.


Câmera de raios X sem raios X

Pesquisadores da Universidade do Missouri, nos Estados Unidos, criaram um novo tipo de câmera que consegue enxergar o interior de objetos sólidos em tempo real. Aeroportos de todo o mundo possuem equipamentos que fazem algo similar, assim como nos laboratórios que efetuam análise não-destrutiva de materiais. A nova câmera, contudo, tem uma vantagem imbatível: ela usa uma faixa do espectro eletromagnético que não faz mal à saúde. Ao contrário dos raios X, as ondas na faixa dos milímetros e micrômetros (microondas) utilizadas pela nova câmera são não-ionizantes - o maior efeito gerado durante a captação das imagens é um pouco de calor.

Inspeção na indústria e no hospital

"No futuro próximo, a tecnologia poderá ser customizada para resolver muitas necessidades críticas de inspeção, incluindo detectar defeitos em isolamentos térmicos de espaçonaves, estruturas habitáveis, aviões e estruturas de concreto na construção civil," afirma o Dr. Reza Zoughi, que patenteou a nova câmera. A tecnologia é promissora também para a área biomédica, permitindo a geração de imagens de grande profundidade do corpo humano. "Até mesmo para encontrar cupins escondidos dentro de uma casa ou prédio essa nova câmera poderá ser utilizada," afirma o pesquisador.

Câmera de transmissão

A câmera captura imagens em alta velocidade - até 30 quadros por segundo - de "fatias" internas do material que é colocado à sua frente. O sistema inteiro é portátil, usando apenas um notebook para o processamento e apresentação das imagens. Por enquanto, a câmera opera apenas no modo de transmissão, o que significa que os objetos devem passar entre uma fonte emissora da radiação eletromagnética e um coletor. Os pesquisadores estão agora trabalhando em uma versão frontal, na qual tanto a fonte quanto o coletor ficarão no mesmo plano, permitindo que a câmera funcione como se fosse uma filmadora. "Mais no futuro, nós planejamos desenvolver uma câmera de grande largura de banda, capaz de gerar imagens 3-D em tempo real, ou mesmo imagens holográficas," afirma Zhoughi.

Fonte: Inovação Tecnológica

quarta-feira, 1 de junho de 2011

TV 3-D sai do blu-ray para as antenas



3 cabos para 3 dimensões: a tecnologia permite a transmissão de imagens HD tridimensionais, a chamada 2D + Z, em referência ao eixo Z, com informações de profundidade.


Pesquisadores alemães desenvolveram um protocolo que permite a transmissão de sinais de TV contendo imagens 3D, seja pelas antenas comuns, via satélite ou por cabo.

Broadcast 3D

Embora não tenham alcançado o sucesso inicialmente previsto, o mercado de aparelhos de televisão 3D está se expandindo a um ritmo de 75% ao ano. A indústria acredita que esse crescimento pode ser ainda maior se as transmissões comuns de TV, como noticiários e novelas, puderem conter programação 3D, hoje limitada aos discos blu-ray. Os pesquisadores do projeto MEDEA, especializado em nanoeletrônica, começaram desenvolvendo padrões mais integrados para as transmissões 3D. Agora eles anunciaram a criação de um protocolo para broadcast de TV 3D, chamado CoaXPress. "O primeiro desafio foi garantir que as câmeras pudessem realmente filmar em 3D," explicou o líder do projeto, Klass Jan Damstra. Hoje, para colocar um filme 3D em um disco blu-ray basta a gravação. Mas, para a radiodifusão, é necessário também editar e transmitir - procedimentos muito intensivos em processamento. Os parceiros do projeto já desenvolveram as tecnologias que possibilitam a captura e transmissão de shows ao vivo em 3D - ainda que a rede de transmissão não esteja pronta para isso.

Transmissão de imagens em 3D

O grande desafio para a difusão de imagens em 3D está na quantidade de dados a serem processados. As atuais técnicas de filmagem são baseadas em um par estereoscópico de duas imagens 2D filmadas com duas câmaras, dobrando a carga de dados que deve trafegar no canal de transmissão. O grupo primeiro desenvolveu sensores mais rápidos e cabos de transmissão capazes de suportar esse acréscimo. Mas eles olharam também para a outra ponta da cadeia de transmissão, concentrando-se em novos tipos de telas, que possam tornar a TV 3D uma experiência mais agradável do que a oferecida com a tecnologia atualmente disponível no mercado. Nesse rumo, eles se adiantaram em outra rota: a adição da terceira dimensão nas atuais imagens 2D de alta definição (HDTV), filmadas com apenas uma câmera.

2D + Z

Transmitir uma imagem 2D mais uma informação de profundidade (2D + Z) usa menos largura de banda de transmissão e fornece mais flexibilidade para a exibição da imagem. O resultado foi chamado de "Time of Flight", uma tecnologia similar à utilizada em radares. Ao filmar, a câmera emite uma luz na frequência do infravermelho próximo. Medindo o tempo que a luz gasta para ir até o objeto e voltar para a câmera é possível medir a distância de cada pixel, criando um mapa de profundidade que diz ao receptor de TV a profundidade exata de cada objeto em cada cena. A mesma tecnologia pode ser usada para calcular múltiplos pontos de vista, permitindo que várias pessoas assistam ao filme 3D de vários ângulos em relação à tela - isso simplesmente torna supérfluos os óculos 3D.

Sensores rápidos

Usando suas ferramentas de nanoeletrônica, os pesquisadores desenvolveram um sensor com uma resolução de 12 megapixels e uma velocidade de 250 imagens por segundo - os sensores para as câmeras digitais de consumo mais rápidas não passam de 10 imagens por segundo. Para acompanhar essa velocidade, foi necessário desenvolver não apenas novos circuitos de processamento de vídeo, mas também um padrão de interface digital completamente novo. "O desenvolvimento de sensores melhores vai também dar origem a uma nova gama de câmeras de alta definição, tanto para a indústria de radiodifusão quanto para o mercado de consumo. Vamos ver mais e mais programas em HD 3D, não só porque eles estão ficando mais fáceis de capturar, mas também porque as câmeras se tornarão mais baratas," prevê Damstra.

Fonte: Inovação Tecnológica