Cientistas portugueses revolvem mistério com 3 séculos

Porque é que quando há dois relógios de pêndulo pendurados numa parede, eles sincronizam automaticamente o movimento do pêndulo? A dúvida nasceu em 1665Uma equipa de investigadores portugueses avançou uma explicação para um mistério com mais de três séculos: a troca de impulsos sonoros faz com que o movimento de dois pêndulos de relógios, colocados lado a lado, esteja automaticamente sincronizado.
Os resultados do trabalho foram divulgados hoje, na revista Scientific Reports, do grupo da revista Nature.
Um dos coautores do estudo, Luís Viseu Melo, investigador do INESC Microssistemas e Nanotecnologias, em Lisboa, explicou à Lusa que, para a sua experiência, a equipa testou um modelo matemático com base num "pressuposto simples", o de que um pêndulo de um relógio, "num dado ponto do ciclo", transfere energia a outro através de impulsos sonoros.
O impulso sonoro, uma onda sonora que transporta energia, pode passar de um relógio para o outro, obrigando-os a estarem sincronizados.
Em 1665, o físico holandês Christiaan Huygens, inventor do relógio de pêndulo, observou, quando estava doente em casa, que o movimento dos pêndulos de dois relógios, pendurados numa trave, era sincronizado. Qualquer que fosse a posição de partida, os pêndulos mantinham-se em 'oposição de fase': um pêndulo ia para a esquerda enquanto o outro ia para a direita.
Os dados do modelo matemático, uma série de equações, do grupo de investigadores portugueses, foram observados em dois relógios de pêndulo colocados num suporte de alumínio fixo à parede.
O modelo já foi testado, com "resultados semelhantes", em osciladores eletrónicos, circuitos eletrónicos que produzem sinais eletrónicos repetitivos, e que se podem encontrar em telefones ou altifalantes.
Da equipa de investigação faz parte também Henrique Oliveira, do Centro de Análise Matemática, Geometria e Sistemas Dinâmicos, em Lisboa.

Fonte: Diário de Notícias

Misteriosos sinais rádio intrigavam cientistas há 17 anos... mas era só um micro-ondas

A instalação de um aparelho mais preciso permitiu perceber que o sinal de rádio que há tanto tempo interferia com as observações tinha uma origem muito mais próxima do que se pensava.
Em 1998, cientistas australianos detetaram um sinal estranho com um dos maiores radiotelescópios do país que não sabiam a que atribuir. 17 anos depois, graças a um equipamento mais preciso, descobriram a causa: o micro-ondas do observatório onde os membros da equipa aqueciam o almoço. Os cientistas publicaram um artigo científico em que explicam a descoberta.
Simon Johnston, dirigente do departamento de astrofísica da agência científica australiana CSIRO, contou ao jornal britânico The Guardian que os sinais, a que chamaram "perytons", foram detetados pela primeira vez em 1998. Os cientistas apercebiam-se que os sinais vinham de perto, ou seja, que a sua origem não estaria a muito mais do que cinco quilómetros do telescópio. Mas, por não perceberem do que se tratava, presumiam que pudessem vir da alta atmosfera, estando ligados, por exemplo, a relâmpagos.
Quando um novo aparelho foi instalado, dia 1 de janeiro deste ano, que permitia estudar melhor a interferência, repararam que os sinais que estavam a ser detetados tinham a "assinatura" de uma radiação micro-ondas. O micro-ondas das instalações do observatório era responsável, afinal, pela radiação que interferia com as observações do espaço, quando a porta era aberta antes que o ciclo de aquecimento tivesse terminado.
A interferência só surgia durante o dia, e só quando, por acaso, o telescópio estava apontado na direção do micro-ondas no momento em que este estava a ser aberto, o que explica que tenha levado tanto tempo até ser descoberto o problema.
Conforme relembra o jornal The Guardian, a interferência humana nas observações do espaço cria muitos problemas aos astrónomos, pelo que é importante saber identificar as fontes da interferência e explicar como surgiram. Este caso verificou-se no radiotelescópio de Parkes, um dos mais importantes na missão que levou o homem à Lua pela primeira vez.

Fonte: Diário de Notícias

Maior acelerador de partículas retoma colisão de protões

Os testes de reativação do Grande Colisionador de Hadrões (LHC, na sigla inglesa) já começaram, avançou o CERN, do qual Portugal é um dos países-membros.
"Estamos verdadeiramente entusiasmados, porque entrámos numa nova fase", declarou o diretor-geral do CERN, Rolf Heuer, numa conferência de imprensa.
O LHC parou em fevereiro de 2013 para revisão, depois de ter confirmado a existência do Bosão de Higgs, também conhecido como "partícula de Deus", que, para os físicos, é considerada a chave-mestra da estrutura fundamental da matéria.
O Bosão de Higgs valeu, nesse ano, o Prémio Nobel da Física para a dupla François Englert (belga) e Peter Higgs (britânico).
O acelerador de partículas, quando voltar a estar totalmente operacional, vai funcionar com o dobro da energia e com feixes mais intensos.
Os cientistas do CERN esperam descobrir novas partículas, que poderão alterar a compreensão do Universo, e vão sondar a supersimetria, um conceito teórico batizado como "Suzy" que procura explicar a matéria escura, matéria invisível que compõe cerca de um quarto de toda a matéria e energia do Universo e que manifesta a sua presença através dos efeitos gravitacionais que exerce sobre a matéria visível, como as galáxias e as estrelas.
Para Rolf Heuer, o LHC "está em tempo de encontrar uma falha no Modelo Padrão [que descreve as partículas fundamentais que formam toda a matéria]", uma vez que, lembrou, 95 por cento do Universo continua por desvendar.
Feixes contendo mil milhões de protões, e lançados a uma velocidade muito próxima da luz, vão circular no interior do LHC, um túnel no subsolo com 27 quilómetros de comprimento e localizado na fronteira franco-suíça.

Fonte: Notícias ao Minuto

E se a nossa galáxia for um túnel através do espaço-tempo? Cientistas mostram que é possível

Um grupo de cientistas provou que, em teoria, a Via Láctea poderá conter um 'wormhole', como o do filme 'Interstellar'. "Mas fizemo-lo muito antes de o filme sair", sublinha um dos autores do estudo.
Um grupo de cientistas italianos, indianos e norte-americanos mostrou num estudo que é possível que a nossa galáxia contenha um túnel que permite viajar através do tempo e do espaço, tal como no filme Interstellar.
"Obviamente não estamos a dizer que a nossa galáxia é de certeza um wormhole, mas simplesmente que, de acordo com os modelos teóricos, a hipótese é uma possibilidade", contou um dos responsáveis pelo estudo, Paolo Salucci, num comunicado da SISSA (Escola Internacional para Estudos Avançados), em Trieste, Itália.
O estudo, publicado na revista científica Annals of Physics, confirma que é possível que existam túneis deste género, chamados wormholes, "na maioria das galáxias espirais", como é o caso da nossa, a Via Láctea. Wormhole é a palavra inglesa usada para descrever uma espécie de túnel através do espaço e do tempo, através do qual seria possível viajar para surgir noutro lugar e noutra altura no Universo. Trata-se de um conceito hipotético que existe na física há muito tempo, mas que recentemente tem tido mais destaque graças ao filme Interstellar.
"O que tentámos fazer no nosso estudo foi resolver a mesma equação em que trabalha a astrofísica do filme, Murph," conta Paolo Salucci. "Mas fizemo-lo muito antes do filme sair. É um problema muito interessante para o estudo da matéria escura".
Salucci explica que os cientistas obtiveram os seus resultados combinando um mapa muito detalhado da distribuição da matéria escura na Via Láctea, que a SISSA obteve num estudo realizado em 2013, com o mais recente modelo do Big Bang que explica a origem do Universo. "O resultado que obtemos é que a nossa galáxia poderia realmente conter um destes túneis, e que o túnel poderia ser do tamanho da própria galáxia. Mas há mais ainda", explica o autor. "Poderíamos mesmo viajar por este túnel, visto que, pelos nossos cálculos, seria navegável".
O mais importante da hipótese desenvolvida por este grupo de cientistas, porém, é que representa uma reflexão complexa acerca da natureza da matéria escura, diz Salucci.
A matéria escura é um dos mistérios da cosmologia atual. A matéria visível no cosmos representa menos de 10% de toda a matéria existente no universo. Os restantes 90% são compostos por matéria invisível - daí ser chamada "escura" -, cuja composição exata é desconhecida, bem como a chamada "energia escura", que está distribuída por todo o espaço e tende a acelerar a expansão do Universo.
Para testar a hipótese de Paolo Salucci de forma experimental, seria preciso comparar duas galáxias. O mais fácil seria comparar a Via Láctea com a Nuvem de Magalhães, que orbita em torno dela. No entanto, Salucci sublinha que "ainda estamos muito longe de qualquer possibilidade real de fazer uma comparação dessas".
Além de Paolo Salucci, que falou para o comunicado da SISSA, o autor principal do estudo é Farook Rahaman, da Universidade de Jadavpur, na Índia.

Fonte: Diário de Notícias

Física quântica poderá impedir clonagem de cartões

A próxima geração de cartões de crédito poderá ser imune a clonagens, pois está a ser desenvolvida uma forma de impedir que tal crime aconteça.
Segundo explica o Extreme Tech, este sistema é denominado Quantum-Secure Authentication e utiliza partículas individuais de luz para codificar os dados contidos no cartão. Para desenvolver este projeto, os cientistas basearam-se na física quântica.
Assim, a tarja magnética que agora os cartões têm vai ser substituída por uma tinta que contém milhões de nanopartículas. Depois, as partículas individuais de luz serão projetadas nas nanopartículas com a ajuda de um laser, criando desta forma um padrão que será utilizado para que um cartão seja autenticado.
Por outras palavras, este sistema impede que os falsificadores de cartões consigam descobrir a ‘chave-padrão’.

Fonte: Notícias ao Minuto

Já é possível transformar luz em matéria

Teria a capacidade para recriar o Big Bang e durante décadas a sua possibilidade deu dores de cabeça aos cientistas.
Depois de anos de negação, um grupo de físicos do Imperial College, em Londres, garantem conseguir transformar luz em matéria.
A conclusão deu origem a um artigo publicado na revista Nature, no qual os cientistas dizem que transformar luz em matéria é possível através de lasers de alta potência, conjugados com equipamentos científicos já existentes.
Basicamente, a transformação exige o uso de um laser de alta intensidade para acelerar eletrões até um pouco abaixo da velocidade da luz, e, em seguida, esmagá-los numa placa de ouro para criar um feixe de fótons mil milhões de vezes mais energéticos do que a luz visível.
Ao mesmo tempo refere o estudo, outro feixe de laser seria explodido sobre uma hohlraum - um pequeno recipiente de ouro - que iria criar um campo de radiação com fótons a zumbir por dentro.

Fonte: Notícias ao Minuto

O raio do protão é mais pequeno do que se pensava, mas o enigma perdura

Equipa internacional com importante participação portuguesa confirma a sua surpreendente descoberta, anunciada há dois anos, e que poderá pôr em causa um dos pilares teóricos da Física.
A descoberta, em 2010, apanhou de surpresa não apenas os seus autores, mas os físicos do mundo inteiro. Medições do tamanho do protão indicavam que o raio deste constituinte de base dos átomos seria muito inferior ao que se pensava. O resultado, obtido por 32 cientistas – do Instituto Max Planck, na Alemanha; do Instituto Paul Scherrer e do ETH de Zurique, na Suíça; do Laboratório Kastler Brossel, em Paris; dos EUA; de Taiwan; e das universidades de Coimbra e de Aveiro (na altura, um grupo de oito investigadores) – fora então publicado na revista Nature. E, agora, a mesma equipa internacional, hoje com 35 elementos – sete dos quais de Coimbra e dois de Aveiro – anuncia, na edição desta sexta-feira da revista Science, a confirmação dessas medições.
Desde aquela publicação inicial que existe um intenso debate em torno de algo que todos vêem como um enigma com potenciais implicações problemáticas para um dos pilares teóricos da Física: a Electrodinâmica Quântica, ou QED, que descreve as interacções entre a luz e a matéria. Os novos resultados não resolvem o enigma, antes confirmam a sua existência, ao mostrar que os primeiros resultados não eram disparatados.
Acontece que é com base na Electrodinâmica Quântica que foi calculado o valor “oficial” do raio do protão: 0,8768 fentómetros (milésimos de bilionésimo de metro). E que o que o que os cientistas procuravam, na altura dos seus primeiros resultados, não era apanhar uma surpresa e criar um mistério, mas apenas acrescentar uma casa decimal a esse valor em vigor, recorrendo a medições experimentais. Só que, em vez disso, viram de repente o raio do protão “encolher” cerca de 4%, para 0,84184 fentómetros.
Ora, a Electrodinâmica Quântica é “a teoria mais exacta e mais bem estudada da Física”, disse quinta-feira ao PÚBLICO Joaquim dos Santos, da Universidade de Coimbra, coordenador do grupo português. Como explicar então que essa teoria não bata certo com a realidade?
Todas estas medições foram realizadas utilizando átomos de hidrogénio – que não são senão um protão com um electrão à volta. Não de hidrogénio natural, mas de uma forma “exótica” do mesmo elemento químico, onde o electrão é substituído por um muão, partícula de igual carga mas 200 vezes mais pesada do que o electrão, que torna as medições mais precisas. “O Instituto Paul Scherrer é uma fábrica de muões”, salienta Joaquim dos Santos. “A nossa equipa é a única no mundo a fazer estas medições com hidrogénio muónico.”
O dispositivo experimental desenvolvido pela equipa é uma “floresta” de lasers ultra-rápidos e de detectores (estes últimos desenvolvidos pelos cientistas portugueses) que permitem medir as diferenças de energia dos muões conforme a distância das suas órbitas (ou “orbitais”) ao protão central, para daí deduzir o tamanho do protão. “Fizemos novas medições para outras orbitais do hidrogénio muónico que confirmam as [nossas primeiras medições] do raio do protão”, diz Joaquim dos Santos. Ou seja, “confirmam que o enigma se mantém”, porque “já não há dúvida na comunidade científica” de que se trata efectivamente de um enigma e não de um erro. O valor do raio do protão hoje publicado na Science é ligeiramente mais preciso do que o anterior: 0,84087 fentómetros.

Teoria incompleta?
E agora? “Algumas medições feitas com hidrogénio natural fornecem um valor próximo do nosso, mas não são ainda consideradas estatisticamente significativas”, diz Joaquim dos Santos. Portanto, vai ser preciso fazer as mesmas medições, com o mesmo dispositivo experimental, mas com hidrogénio natural. Estas experiências já estão em curso ou iminentes em vários laboratórios do mundo, em França, Alemanha, EUA. “Pode ser que esses valores se revelem mais baixos e então não haverá problema com a teoria”, diz o cientista. O enigma resolver-se-á sozinho. Resultados dentro de dois anos.
Porém, outra razão para esta discrepância entre a teoria e a observação poderia ser “a existência de uma partícula desconhecida, responsável por uma interacção entre o muão e o protão” que mascara as coisas. Há pessoas a estudar essa hipótese, mas muitos pensam que se essa partícula existisse, já teria sido encontrada.
A terceira explicação seria que a Electrodinâmica Quântica está incompleta, “que há uma propriedade característica do protão que a teoria ainda não descreve, um fenómeno novo que ela não previa”, frisa Joaquim dos Santos, admitindo que tem uma predilecção por esta hipótese: “Talvez possa ser da teoria, mas é um palpite como outro.”
Seja como for, a equipa já está a analisar os dados obtidos repetindo as medições com deutério muónico (o deutério é uma forma de hidrogénio cujo núcleo inclui um neutrão), esperando ter resultados daqui a um ano.
O alvo que se segue será o hélio muónico (dois protões e dois muões, para além de neutrões), mas esse trabalho irá precisar de um novo dispositivo experimental, com lasers e detectores diferentes.

Fonte: Público

Mais um passo em direção ao teletransporte

Investigadores resolveram as bases matemáticas necessárias para tornar possível o envio de informação quântica, à velocidade da luz, mais eficiente.
Físicos do Reino Unido dizem ter mostrado que o teletransporte vai ser, finalmente, possível. Os investigadores, da Universidade de Cambridge, afirmam ter feito avanços, mais teóricos, que podem abrir caminho para algo que mais parece ficção científica.
A humanidade está muito longe de construir uma máquina que nos leve de um lado para o outro do mundo, à velocidade da luz como em Star Trek. No entanto os cientistas, que publicaram o seu trabalho na revista Physical Review, demonstram, através de cálculos matemáticos, que é possível realizar tal façanha no mundo quântico.
O universo estranho, que governa o comportamento de moléculas e átomos, permite que as coisas aconteçam de uma forma tão mágica como estar em dois lugares ao mesmo tempo. Os resultados, obtidos pelos cientistas britânicos, servirão principalmente para desenvolver a tão esperada computação quântica, bem como para enviar informação a uma velocidade, hoje, impossível. O limite só o futuro poderá ditar
Sergii Strelchuk, do departamento de Matemáticas Aplicadas e Física Teórica de Cambridge, afirma: "Há uma estreita relação entre o teletransporte e os ordenadores quânticos, que são dispositivos que aproveitam a mecânica quântica para realizar cálculos que não seriam possíveis num computador clássico."
Enquanto o protocolo dos físicos de Cambridge é completamente teórico, no ano passado, uma equipa de cientistas chineses relataram que tinham conseguido teletransportar a 143 quilómetros de distância. Deste modo quebram- se todos os recordes anteriores. O teletransporte de informação, por átomos individuais, é possível de ser concebido com as tecnologias atuais. Apesar disso, teletransportar objetos, como fazia o Capitão Kirk, permanece no reino da ficção científica.

Fonte: Diário de Notícias

Quantas gaivotas são precisas para levar um pêssego gigante até à América?

Um livro de um famoso escritor de histórias para crianças, um filme da Walt Disney e algumas fórmulas da Física clássica deram origem… a um artigo científico.
Até aqui, pensava-se que a força de umas centenas de gaivotas era suficiente para fazer levantar voo a um pêssego do tamanho de uma casa e conseguir assim levá-lo, pelos ares, para o outro lado do Atlântico. Mas, agora, uma equipa britânica mostrou que essa computação inicial, que remonta a 1961, pode ter sido totalmente irrealista. Os seus resultados, que foram publicados no Journal of Physics Special Topics, talvez venham a dar origem, num futuro mais ou menos próximo, à elaboração de algumas erratas editoriais.
Alto aí! Parem as rotativas! Estamos a falar de gaivotas, de pêssegos gigantes, de uma travessia aérea do Atlântico em condições demenciais! Mas isto mais parece uma história saída de um livro de Roald Dahl, o maravilhoso escritor britânico de histórias para crianças, do que o tema de um estudo científico…
Calma. Na realidade, trata-se das duas coisas ao mesmo tempo. Por um lado, é efectivamente um episódio da história contada por Dahl no seu livro James e o Pêssego Gigante (disponível em Portugal pela Civilização Editora) – uma narrativa mirabolante que mistura fruta, um menino que perdeu os pais e um grupo de insectos de quem se torna amigo e com quem vive momentos mágicos. Mas, por outro lado, também é verdade que esse episódio foi agora alvo de cálculos físico-matemáticos rigorosos, realizados por Emily Watson e seus colegas da Universidade de Leicester (Reino Unido). E que o trabalho lhes valeu uma publicação oficial.
Os quatro autores do artigo em causa (disponível para download em https://physics.le.ac.uk/journals/index.php/pst/article/view/519/340) são todos estudantes de mestrado de Merwyn Roy, do Departamento de Física e Astronomia daquela universidade. E a revista, que é editada pela instituição, funciona “exactamente como uma publicação profissional”, incluindo a chamada peer-review, eventualmente seguida da correcção dos textos submetidos, explica Roy em comunicado. “Os estudantes têm assim a oportunidade de desenvolver todas as competências de que irão precisar quando, mais tarde, tiverem de lidar com revistas de alto nível.”
No artigo, os autores dividiram a viagem transatlântica do pêssego em duas etapas, como no livro – e como também, aliás, no filme homónimo de 1996, produzido pela Walt Disney. Uma primeira etapa aquática e uma segunda etapa aérea.
“Graças a uma análise dos processos de dinâmica dos fluidos envolvidos”, escrevem no seu artigo, os cientistas começaram por confirmar que, desde que o pêssego gigante fosse suficientemente oco (no livro, é dito que o é parcialmente), ele seria efectivamente capaz de ficar à tona da água e de não se afundar. Mais precisamente, considerando que a fruta descomunal tinha um diâmetro de 12 metros (“o tamanho de uma pequena casa”) e que, “como se depreende [do filme], a parte que ficava fora da água tinha uma altura de 5,7 metros”, as fórmulas da hidrodinâmica permitiram-lhes concluir que, para conseguir flutuar, o pêssego precisava de ser composto por uma camada de polpa de 1,24 metros de espessura e um enorme buraco central. Suficiente, portanto, para merecer a designação de peça de fruta. “James teria conseguido navegar no pêssego da forma descrita por Roald Dahl”, escrevem.   
Pelo contrário, quando modelizaram a aerodinâmica das gaivotas e estimaram o número dessas aves necessário para levantar o pêssego e arrastá-lo, ao longo de milhares de quilómetros, atrelado à “cordas” excretadas por um bicho-da-seda gigante, perceberam que aí as contas não batiam nada certo. O número de 501 gaivotas avançado por Dahl estava completamente errado. “Não seria possível fazer voar um pêssego com as dimensões calculadas (…) com um número tão diminuto de aves”, concluem. James “teria precisado de atrelar 2.425.907 gaivotas para voar até a América”.
O que deixa em aberto, talvez para futuras investigações, questões como a de saber se o bicho-da-seda e a aranha da história teriam sido capazes de fornecer a quantidade de cordame exigida e dotado da resistência suficiente para não se partir a meio do caminho…

Fonte: Público

Com quantos blocos lego aguentará a base de uma torre?

Engenheiros da Open University colocaram um tijolo sobre pressão hidráulica para medir o peso que este poderia aguentar. O resultado é surpreendente.
É uma questão que já chegou aos fóruns e aos maiores pensadores da Internet, mas até agora ainda não tinha conhecido resposta definitiva. Quão alta precisa de ser uma torre de lego para que a peça de baixo ceda? É a pergunta que se impõe.
A resposta, que levou a milhares de comentários especulativos na rede, chegou pelo canal de televisão britânico BBC, que através de um programa de rádio conseguiu que académicos investigassem a questão, utilizando de pressão hidráulica.
Já era sabido que os legos são extremamente resistentes, mas como qualquer outro material, também eles têm um limite. De acordo com engenheiros da Open University, no Reino Unido, peças lego de 2x2, com uma massa de 1,152 gramas podem aguentar com 432 quilogramas. Nunca é demais recordar que as peças da lego são feitas inteiramente de plástico. Assim, os cientistas concluíram que uma torre lego poderá suportar 375 mil peças empilhadas numa só sem ceder.

Fonte: Diário de Notícias

Partícula de Deus: o que vem a seguir?

"O que vem a seguir?" é a pergunta que os cientistas que descobriram o possível Bosão de Higgs ("Partícula de Deus") querem ver respondida até ao final do ano, e cujo programa de investigação é discutido esta semana em Lisboa.
A explicação foi dada à agência Lusa por João Varela, vice-diretor da experiência CMS, uma das duas maiores experiências no colisionador de protões do CERN (LHC), organização que recentemente anunciou a descoberta de uma partícula que poderá ser o Bosão de Higgs.
Os dados obtidos no LHC apontam para a existência de uma nova partícula, com um grau de certeza superior a um para um milhão, que tem características e propriedades muito semelhantes às do modelo padrão do Bosão de Higgs, afirmou em declarações à Lusa.
O Bosão de Higgs ou "Partícula de Deus" é uma partícula fundamental no modelo padrão da Física de Partículas.
Esta partícula agora descoberta poderá ser uma das peças que falta no puzzle da origem do universo, pois seja ou não a "Partícula de Deus", é uma descoberta que alarga desde já o conhecimento e servirá como ponto de partida para novas descobertas.
Até ao fim do ano haverá dados para responder à pergunta sobre se é uma partícula compatível com o Bosão de Higgs ou se é outra, afirmou João Varela.
"Se for outra, será muito interessante porque dará indicações de outros fenómenos. É uma partícula com características do Bosão de Higgs, mas pode não ser como o previsto na teoria. Pode ser algo que nos diz que a teoria não está completamente certa, que há qualquer coisa para além do modelo standard, e que o modelo padrão terá que ser alterado, estendido, aumentado ou completado", explicou.
Ou então é o Bosão de Higgs, a partícula que dá informação fundamental sobre o universo, que está todo ele banhado no campo de Higgs, todo o espaço é preenchido com o campo de Higgs, e este teria tido um papel determinante na criação do universo, das estrelas, das galáxias, dos planetas.
Uma descoberta dessas será fundamental na procura de explicação para a formação do universo, já que as estrelas, os planetas as galáxias e tudo aquilo que é atualmente conhecido representa apenas 4% da matéria do universo.
Tudo o resto, os outros 96%, é matéria escura e energia escura, que não se sabe o que é, acrescentou o investigador.
Todas estas questões estão em discussão durante a semana em Lisboa, naquela que é a reunião anual da experiência CMS fora do CERN (Organização Europeia para a Investigação Nuclear).
Esta colaboração internacional (CMS), de cerca de 3.500 investigadores de 180 instituições científicas em 40 países, reúne-se uma vez por ano fora do CERN, sendo esta a primeira vez que vem a Portugal.
Neste encontro vai discutir-se o programa de investigação de colaboração e o ponto mais importante é "o que vem a seguir?". A partir da recente descoberta, importa agora delinear o programa de investigação até ao fim do ano.
Os investigadores vão também discutir o "upgrade da experiência" a mais longo prazo, nomeadamente a substituição de detetores.
O trabalho da equipa da experiencia CMS consiste em pôr a funcionar, manter e reparar um instrumento cientifico (acelerador de partículas) muito grande, dentro de um fosso de 100 metros de profundidade.
Paralelamente, há investigadores a fazer análise de dados, processados em rede num computador mundial desenvolvido pelo CERN - que vai para além da Internet -, um centro único de colaboração, que possibilita aos investigadores aceder aos dados, mesmo sem saber onde (em que país) eles estão.
Aproveitando a presença em Portugal destes cientistas realiza-se na terça-feira, no Pavilhão do Conhecimento, uma sessão pública gratuita sobre as experiências internacionais desenvolvidas na busca do bosão de Higgs, em que colaboram mais de uma centena de investigadores portugueses.
Albert De Roeck, do CERN, que integra a experiência CMS, e André David, jovem investigador do LIP - Laboratório de Instrumentação e Física de Partículas - vão ser os oradores nesta palestra, mas o evento conta ainda com a presença de muitos outros envolvidos como João Varela, vice-diretor da experiência CMS.

Fonte: Diário de Notícias

Sol brilha no meio de matéria escura

Poderia pensar-se num erro estatístico qualquer, mas o facto é que os astrofísicos não conseguem encontrá-lo e por isso afirmam - e publicaram agora na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society - que estão "99% seguros de que existe matéria escura em torno Sol". É assim que Silvia Garbari, a coordenadora da equipa que fez o estudo, na Universidade de Zurique, resume a questão, citada num comunicado da sua universidade.
A matéria escura é um verdadeiro mistério. Proposta pelo astrónomo suíço Fritz Zwicky, na década de 1930, para explicar o motivo por que as galáxias não se desagregam - ela seria essa massa agregadora - a matéria escura nunca foi vista por nenhum cientista, apesar de vários observatórios no mundo estarem há anos à sua procura.
Apesar de nunca ter sido encontrada, a matéria escura é um dado adquirido para os físicos. Para além das observações que levaram Fritz Zwicky a pensar nela, há quase 80 anos, um holandês chamado Jan Oort descobriu por volta da mesma época que a densidade da matéria em torno do Sol era praticamente o dobro da que era possível observar. A ideia de matéria escura vinha mesmo a calhar.
Os cientistas pensam atualmente que 23% do universo é feito de matéria escura, porque observam nas galáxias e estrelas distantes efeitos que sugerem a existência de uma maior densidade de matéria do que aquela que encontram.
Tem sido assim até agora, embora contas dos últimos anos aplicadas ao Sol tenham chegado sistematicamente a valores de matéria escura inferiores ao que se esperava. Ou seja, havia um duplo mistério: o universo estava cheio dela e o Sol nem por isso.
A equipa de Silvia Garbari diz ter dado um passo mais na determinação dessa misteriosa matéria que ninguém vê, ao conciliar as duas coisas: afinal não falta a tal matéria escura em torno do Sol.
Para chegar a esta conclusão, os astrofísicos de Zurique desenvolveram uma nova técnica de medição. Aplicaram as suas contas à Via Láctea, usando os dados mais recentes sobre ela, e depois voltaram-se para Sol e com as equações corrigidas, encontraram a matéria escura que faltava junto ao Sol segundo as contas das duas últimas décadas.
Resta agora o mistério da matéria escura, que está lá, mas que nunca ninguém viu. Uma ideia que anda agora no ar é que ela é constituída por partículas que interagem de forma muito fraca com a matéria "normal". A maior certeza é a de que os estudos vão prosseguir.

Fonte: Diário de Notícias

À procura dos neutrinos e da matéria escura no fundo de uma mina

A descida faz-se no elevador para 50 pessoas, ao lado de mineiros e vestidos tal qual como eles, com os fatos-macaco e os capacetes com as luzes à frente. Lá em baixo, a dois quilómetros de profundidade, os caminhos separam-se: enquanto os mineiros ainda vão descer mais, para extraírem níquel na mina, eles, os cientistas, incluindo portugueses, têm de caminhar 20 minutos, entre lama e água, até chegarem aos laboratórios onde vão à caça dos neutrinos e da matéria escura.
Este é o laboratório científico mais profundo do mundo – Snolab é o seu nome – e fica no Canadá, na mina de Creighton, perto de Sudbury e a 400 quilómetros a noroeste de Toronto, na província do Ontário. Foi inaugurado esta quinta-feira. Na cerimónia estiveram dois físicos portugueses, Gaspar Barreira, presidente do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP), e José Maneira, da mesma instituição e responsável pela participação portuguesa numa das experiências científicas no fundo da mina.
“Quando chegamos ao laboratório, a primeira coisa que temos de fazer é despir a roupa, tomar banho e vestir roupa limpa. E todos os materiais que levamos são envolvidos em plástico, para não transportarem pó da mina para o laboratório”, descreve a física Sofia Andringa, do LIP, que também participa nessa experiência.
As condições do laboratório têm de ser bastante limpas para que as experiências não fiquem contaminadas pela radioactividade natural das paredes da mina. Nas salas “limpas”, depois dos chuveiros e do refeitório, encontram-se vários detectores. Alguns deles vão procurar a matéria escura, que é a matéria que se sabe existir devido aos seus efeitos gravitacionais nas galáxias e que constitui grande parte do Universo, mas não emite luz. Nem se sabe se é feita por uma partícula que chegue até nós, para, é claro, poder ser descoberta.
Noutros detectores vão apanhar-se os neutrinos, partículas quase sem massa e que pouco interagem com a matéria – incluindo o nosso corpo, que atravessam aos milhares de milhões por segundo –, o que torna a sua detecção particularmente difícil.
Mas, ao contrário da matéria escura, os neutrinos já se detectaram. Mais: no laboratório que antecedeu o Snolab, na mesma mina, só que mais pequeno – o Observatório de Neutrinos de Sudbury (SNO, na sigla inglesa) –, desvendou-se o caso dos neutrinos desaparecidos, numa série de resultados publicados entre 2001 e 2006.
O caso era o seguinte: as teorias diziam que o Sol produzia um tipo de neutrinos solares, os neutrinos do electrão, em quantidades copiosas. O problema é que deveriam chegar à Terra mais destas partículas do que as que eram detectadas. Algo estava errado ou com as teorias sobre o Sol ou com o que se sabia sobre os neutrinos. O mistério ficou resolvido quando as observações no SNO permitiram perceber que os neutrinos do electrão emitidos pelo Sol se transformam nos outros dois tipos de neutrinos (do muão e do tau, de detecção ainda mais difícil) no caminho para a Terra. Portugal, refere um comunicado de imprensa do LIP, também participou nessa experiência.

Esfera de 18 metros de diâmetro
O SNO foi desactivado em 2007, mas o seu sucesso levou um grupo de cinco universidades do Canadá a querer aprofundar os mistérios dos neutrinos, nomeadamente determinar de forma mais rigorosa a sua pequena massa, compreender melhor os mecanismos de produção de energia do Sol e saber mais sobre os neutrinos produzidos por estrelas que morrem (as supernovas). Ou ainda obter mais informação sobre a estrutura interna do nosso planeta, mediante os neutrinos que resultam das desintegrações radioactivas de átomos no interior da Terra.
Assim nasceu o Snolab, que agora expandiu as instalações iniciais para os 5000 metros quadrados e juntou aos seus objectivos a revelação do mistério da matéria escura do Universo. Além do Canadá e de Portugal, através do LIP, no Snolab participam instituições norte-americanas, britânicas e alemãs.
Um dos detectores de neutrinos é uma esfera de 18 metros de diâmetro, que foi reaproveitada do laboratório inicial na mina, e é nesta experiência que participa o LIP. Com dez mil detectores de luz à volta, a esfera ficará submersa, o que ajudará a isolá-la da radioactividade natural da mina, para que não interfira com os resultados da experiência.
No interior da esfera, há uma segunda esfera em acrílico transparente – com um líquido cintilador lá dentro, que cria muita luz quando um neutrino interage com ele, explica Sofia Andringa. E os dez detectores de luz captarão os sinais desse neutrino. O LIP contribui para esta experiência com o desenvolvimento de um sistema de calibração dos dez mil detectores, que têm de estar todos sincronizados. Por enquanto, não havendo ainda resultados para analisar e interpretar, os físicos portugueses têm também estado a fazer simulações sobre a sensibilidade do detector.
Mas porquê procurar a resolução de mistérios da física no fundo de uma mina? Porque aqui pode-se ter um laboratório suficientemente isolado, que não apanha com a cascata de partículas criada na atmosfera pelos raios cósmicos que vêm de outras estrelas, o que torna ainda mais difícil caçar os neutrinos.

Fonte: Público

Detectada nova partícula no CERN

Ainda não foi a vez do bosão de Higgs, mas esta partícula, prevista pela teoria, nunca tinha sido vista até aqui.
Três investigadores da Universidade de Zurique anunciaram nesta sexta-feira ter detectado uma nova partícula subatómica, nas colisões de protões realizadas no Large Hadron Collider (LHC, o acelerador de partículas do Laboratório Europeu de Física das Partículas, ou CERN, perto de Genebra na Suíça). A partícula é mais precisamente um “barião”, que até aqui nunca fora observado.
Os bariões são partículas compostas por três partículas ainda mais pequenas, os quarks. Existem seis quarks: up, down, charm, strange, top, bottom (também chamado beauty). O up e o down, por exemplo, formam os neutrões e os protões dos núcleos atómicos. Mas os diversos quarks também se ligam entre si para formar uma série de outras partículas – e quando se ligam em trios dão origem, como já foi referido, aos bariões.
Os quarks possuem massas e cargas eléctricas diferentes – e todos os bariões formados pelos três quarks mais leves (o up, o down e o strange) já foram observados. Mas isso só tem acontecido com poucos bariões que contêm quarks pesados. Como são extremamente instáveis, estes bariões só podem ser gerados artificialmente nos aceleradores de partículas.
Agora, dados recolhidos no LHC, entre Abril e Novembro de 2011, pela experiência CMS (uma das duas que estão actualmente à procura do bosão de Higgs), foram analisados por Claude Amsler, Vincenzo Chiochia e Ernest Aguiló. E permitiram-lhes detectar um barião composto por um quark leve (up) e dois quarks pesados (strange e bottom/beauty). A massa desta partícula, designada Xi_b^*, é comparável à de um átomo de lítio, segundo um comunicado da Universidade de Zurique. Lê-se ainda, num comunicado do CERN, que o Modelo Padrão – o modelo que melhor descreve actualmente como funciona a física ao nível subatómico – prevê a existência de bariões Xi_b no estado carregado, neutro e excitado. E que, embora os dois primeiros tipos já tenham sido vistos em detectores, “esta é a primeira vez que um barião beauty excitado é observado.”
Os cientistas não “viram” directamente a partícula, mas puderam inferir, analisando os resultados de 530 milhões de milhões de colisões protão-protão a energias de 7 TeV, que tinham acontecido durante essas colisões 21 eventos de geração de bariões Xi_b^*. Isto é estatisticamente suficiente para afirmar que os sinais produzidos não eram meras flutuações aleatórias, mas partículas reais.
“A descoberta desta nova partícula confirma a teoria”, conclui o documento da Universidade de Zurique, “contribuindo portanto para a uma melhor compreensão da interacção forte, uma das quatro forças fundamentais da física, que determina a estrutura da matéria.” A interacção forte é efectivamente a responsável por manter os quarks ligados entre si.

Fonte: Público

Identificada a partícula subatómica mais leve de sempre

Primeira pergunta que nos vem à cabeça: para que serve a partícula subatómica mais leve de sempre? A desanimadora resposta é que ainda não se sabe. Mas sublinhe-se o “ainda”.
O investigador holandês Eef van Beveren, físico teórico da Universidade de Coimbra, que reclama ter identificado o novo bosão, avisa que “as implicações desta descoberta são de longo alcance, não apenas para física hadrónica (física das partículas que estuda as interacções fortes), mas também para física das altas energias e cosmologia.
A partícula até poderá ser utilizada como uma fonte de energia nuclear mais limpa, dado que se desintegra totalmente sem deixar resíduos”. Porém, o futuro promissor deste avanço no complexo mundo da física ainda estará longe, porque, admite o investigador, “para já, além da sua existência, não sabemos quase nada sobre esta partícula”.
“Ninguém estava à espera de uma descoberta destas”, repete Eef van Beveren sem esconder o entusiasmo. Eef van Beveren descreve esta nova partícula E(38) como uma “bolha de sabão”, acrescentando que é 25 vezes mais leve do que um protão e três vezes mais leve que um pião (a mais leve partícula que participa nas interacções nucleares).
O físico reconhece que é necessário ainda realizar estudos para avaliar as suas propriedades e o seu armazenamento, mas não hesita em anunciar o potencial do novo bosão. Para se imaginar a capacidade desta partícula, o físico calcula que “um miligrama desta matéria dará para um megawatt durante um ano”.
“A descoberta da E(38) constitui uma surpresa completa para a comunidade científica, porque se trata de uma partícula muito especial e mais leve do que quaisquer outras partículas com (anti)quarks. Descobertas destas só há uma vez por século!”, afirma o físico, que compara este feito ao momento em que o mundo da física percebeu que o átomo era composto por núcleo e electrões.
Já há vários anos que o físico teórico teimosamente insiste em explorar o modelo (matemático) que concebeu com o cientista George Rupp, do Instituto Superior Técnico de Lisboa, e que foi apresentado pela primeira vez no início da década de 80. Há mais de 20 anos que suspeitava da existência desta nova partícula subatómica ou, como faz questão de corrigir em conversa com o PÚBLICO, “talvez seja mais correcto chamar-lhe subnuclear”.
Desta vez, analisou os resultados obtidos com as experiências nos aceleradores de partículas em Bona (Alemanha) e no Laboratório Europeu de Física de Partículas (CERN, na Suíça), entre outras instituições. O modelo de Van Beveren e Rupp permite descrever pormenorizadamente uma classe de partículas elementares, os mesões [partículas compostas por um quark e um antiquark].
Assim, segundo explica o comunicado da UC divulgado ontem, o físico “‘varreu’ todos os eventos registados nas experiências, mesmo os considerados irrelevantes, e num determinado espaço, um ínfimo espaço, registou uma quantidade de 46 mil eventos com 13 sigma de significância (o que é considerado mais que suficiente para a existência de uma partícula), ou seja, a evidência clara de um novo bosão”. Para reivindicar uma descoberta é preciso encontrar, pelo menos, 5 sigma de significância (um indicador de relevância estatística). “O que temos é um sinal muito claro, um pico enorme (ver imagem). Já há muito tempo que pensava nisto, fui o único a procurar e certo dia encontrei. Aqui está!”, conclui.
Para Brigitte Hiller, outra física da Universidade de Coimbra citada no comunicado, “a evidência da existência desta nova partícula de extrema leveza, a confirmar-se, terá implicações extraordinariamente importantes para a física, porque, na comunidade dos físicos das partículas, ninguém esperava que existisse uma partícula numa zona de energia tão baixa”.
Partindo do princípio básico de que um átomo tem em si inúmeras partículas (subatómicas) – as mais celebres são os electrões, protões e neutrões –, há muito que se explora este mundo da matéria. Em Dezembro, anunciava-se a descoberta de outra partícula subatómica – o bosão “chi b(3P)” – feita com o acelerador de partículas (LHC) do CERN. É também no Laboratório Europeu de Física de Partículas que se procura – numa aventura que é seguida atentamente pelos media – o tão popular bosão de Higgs, a partícula que poderá explicar a origem da matéria no Universo (e que, por isso, já ficou conhecida por “partícula de Deus”). Sobre isto Eef van Beveren prefere não fazer comentários. “São coisas que prefiro guardar no meu laboratório”, refere apenas, notando que o modelo padrão usado no CERN é diferente do modelo que desenvolveu, ou seja, métodos de procura diferentes que podem levar a descobertas diferentes.

Fonte: Público

LHC vai aumentar a potência antes de fazer uma pausa nos trabalhos

O Grande Acelerador de Hadrões vai aumentar a potência, anunciou nesta segunda-feira o Laboratório Europeu de Física de Partículas (CERN). Este aumento da energia, nas colisões de feixes de protões, tornará mais fácil a detecção do bosão de Higgs, a partícula que, segundo as teorias da física, dá massa à matéria.
Durante os últimos dois anos, os feixes de protões estavam a colidir com energias de 3,5 tera electrovolts (TeV), a energia que resultava do choque chegava aos sete TeV. Agora a energia vai ser aumentada para quatro TeV.
Múltiplas partículas podem ser produzidas durante estes choques, com probabilidades diferentes. O bosão de Higgs é uma delas, mas até agora nunca foi encontrado.
Desde 2008, aquando a inauguração do LHC (sigla para o acelerador), que os cientistas andam à procura do bosão. Só no ano passado é que conseguiram alguns resultados que indicam a sua presença. Mas estes resultados precisam de confirmação. Ao aumentar a energia do feixe em 0,5 TeV, os cientistas vão conseguir colisões na ordem dos oito TeV, o que aumenta em 30 a 40% a probabilidade de se produzirem bosões de Higgs durante as colisões, facilitando assim a detecção destas partículas, explica a revista American Scientist.
O acelerador, um túnel circular que fica a 100 metros de profundidade debaixo da Terra, situado na região fronteiriça da França com a Suíça, vai parar a sua actividade no final de 2012. A pausa servirá para fazer uma actualização dos sistemas. Quando voltar a funcionar, o LHC irá produzir feixes na ordem dos 7 TeV, se tudo correr bem. Por isso, até à paragem é o tudo por tudo.
"Na altura em que o LHC fizer a sua primeira grande paragem no final deste ano, saberemos se existe um bosão de Higgs ou se excluímos o bosão de Higgs previsto pelo Modelo Padrão," disse Sergio Bertolucci, Director de Pesquisa no CERN, em comunicado. "De qualquer forma, teremos um enorme avanço no nosso entendimento da Natureza, aproximando-nos da compreensão de como é que as partículas fundamentais adquirem a sua massa, e marcando um novo capítulo em física de partículas."

Fonte: Público

Neutrinos mais rápidos do que a luz colocam em causa a teoria da relatividade?

Quem respondeu à chamada foi Ramanath Cowsik, PhD, professor de física em Artes e Ciências e diretor do Centro McDonnell para Ciências Espaciais da Universidade de Washington em St. Louis.
NA revista Physical Review Letters, Cowsik e seus colaboradores colocam o dedo sobre o que parece ser um problema insuperável com experiências.
A experiência OPERA, uma colaboração entre o laboratório de física do CERN, em Genebra, Suíça, e os Laboratórios Nazionali del Gran Sasso (LNGS) em Gran Sasso, na Itália, cronometraram partículas chamadas neutrinos viajando pela Terra a partir do laboratório de física CERN até um detetor num laboratório subterrâneo de Gran Sasso, a uma distância de cerca de 730 km (cerca de 450 milhas).
Foi publicado na revista Physics Letters B que os neutrinos chegaram ao Gran Sasso cerca de 60 nanossegundos mais cedo do que teriam chegado se eles estivessem a viajar à velocidade da luz no vácuo.
Pensa-se que os neutrinos possuem uma pequena, mas não nula, massa. Segundo a teoria da relatividade especial, qualquer partícula que tem massa pode chegar perto, mas não consegue atingir a velocidade da luz. Portanto, neutrinos superluminais (mais rápidos do que a luz) não deveriam existir.
Os neutrinos na experiência foram criados por protões em alta velocidade a colidir com um alvo estacionário, produzindo um feixe de pions - partículas instáveis que foram magneticamente focadas num longo túnel onde se deterioraram durante o percurso em muons e neutrinos.
Os muons foram parados no fim do túnel, mas os neutrinos, que deslizam através da matéria como fantasmas através de paredes, atravessaram a barreira e desapareceram na direção de Gran Sasso.
No seu artigo, Cowsik e uma equipa internacional de colaboradores teve um olhar mais atento sobre a primeira etapa deste processo. "Temos investigado se o decaimento de um pion produziria neutrinos superluminais, assumindo que a energia e o momento são conservados", diz ele.
Os neutrinos de OPERA tinham energias de cerca de 17 gigaelectron volts. "Eles tinham uma enorme energia, mas muito pouca massa", diz Cowsik ", então eles devem deslocar-se muito rápido." A questão é se eles foram mais rápidos que a velocidade da luz.
"Nós mostramos neste artigo que, se o neutrino que sai de um decaimento de um pion estava a deslocar-se mais rápido do que a velocidade da luz, a vida do pion iria aumentar, e o neutrino levaria uma menor fração da energia partilhada pelo neutrino e o muon ", Cowsik diz. "Mais ainda", diz ele, "essas dificuldades só aumentarão à medida que aumenta a energia do pion.
"Então, estamos a dizer que no quadro atual da física, neutrinos superluminais seriam difíceis de produzir", explica Cowsik. Além disso, diz ele, há uma verificação experimental sobre esta conclusão teórica. A criação de neutrinos do CERN é duplicada naturalmente quando os raios cósmicos atingem a atmosfera da Terra.
Um observatório de neutrinos chamado IceCube detecta esses neutrinos quando eles colidem com outras partículas gerando muons que deixam rastos de luz como um arado no gelo espesso e claro da Antártida.
"O IceCube viu neutrinos com energias 10.000 vezes superiores à que a experiência OPERA está a criar", diz Cowsik. "Assim, as energias dos pions progenitores devem ser proporcionalmente grande. Cálculos simples, com base na conservação de energia e momento, ditam que as vidas desses pions deve ser muito longa para eles decairem em neutrinos superluminais.
"Mas a observação de neutrinos de alta energia pelo IceCube indica que esses pions de alta energia decaem de acordo com as ideias padrão da física, gerando neutrinos cuja velocidade se aproxima da luz, mas nunca a ultrapassa.
A objeção de Cowsik para os resultados da OPERA não é a única que tem sido levantada. Os físicos Andrew G. Cohen e Sheldon Glashow L. publicaram um artigo na Physical Review Letters mostrando que neutrinos superluminais rapidamente se radiariam energia na forma de pares eletrão-positrão.
"Estamos a dizer que, dada a física como a conhecemos hoje, deve ser difícil de produzir qualquer neutrino com velocidade superluminal, e Cohen e Glashow estão a dizer que mesmo que você o consiga, eles irradiam rapidamente perdendo a sua energia e desacelerando, "Cowsik diz.
"Tenho grande respeito pelos investigadores da OPERA", Cowsik acrescenta. "Eles detetaram velocidades mais rápidas que a luz quando analisaram os seus dados em março, mas eles lutaram durante meses para eliminar possíveis erros na sua experiência antes de o publicar.
"Não encontrando nenhum erro", Cowsik diz, "eles tinham a obrigação ética de o publicar para que a comunidade ajudasse a resolver a dificuldade. Esse é o código que os físicos seguem", diz ele.

Fonte: Science Daily

Contrariando a regra: estrelas de neutrões com campo magnético normal podem ser magnetares

Uma equipa internacional, liderada pelo Conselho Superior de Investigações Científicas (CSIC), Espanha, descobriu que mesmo estrelas de neutrões com um campo magnético normal podem gerar explosões de raios gama e experimentar grandes picos de luminosidade.
Até agora, esta atividade só havia sido detectada em estrelas de neutrões com grandes campos magnéticos externos, conhecidas como magnetares. Os resultados do estudo apontam a necessidade de rever os modelos teóricos sobre a origem desses objetos, que poderiam ser muito mais frequentes do que se pensava.
Os pesquisadores estudaram por mais de um ano a estrela SGR0418, descoberta em junho do ano passado quando o satélite Fermi detectou uma explosão de raios gama que veio dela. Usando vários satélites da NASA e da ESA, os cientistas concluíram que a estrela tem todas as características de um magnetar (emissões muito fortes de raios gama e X), mas ao contrário do que se sabe até agora, o seu período rotacional não diminui e o seu campo magnético na superfície é muito menor.
 “Até agora pensava-se que estas radiações tão energéticas se deviam ao grande campo magnético tanto interior como exterior da estrela, que provocava a rotura da cápsula estelar e a matéria era projectada, carregada de energia X e gama”, explica Nanda Rhea, pesquisadora do CSIC no Instituto de  Ciências do Espaço e pesquisadora principal do estudo. “No entanto, o campo externo é menor do que em outros magnetares e mesmo assim intensas emissões são detectadas, o que nos faz suspeitar que deve haver um campo magnético interno muito maior que aquele da parte externa da estrela (que é onde podemos medir). Isso obriga-nos a repensar os modelos e explicações que são usados até agora sobre a origem destes objetos”.

Fonte: Ciência Diária

Régua cósmica baseada em buracos negros

Os astrónomos têm um novo gadget na sua caixa de ferramentas cósmica que é capaz de medir distâncias de objetos muito distantes. O método usa núcleos galácticos ativos, as regiões brilhantes e violentas existentes nos centros de galáxias, para medir distâncias mais longas do que era possível até agora.
Uma ferramenta como esta é crucial para se entender como o tempo, espaço e matéria se comportam na escala de todo o universo, e poderia ajudar a resolver mistérios como a natureza da energia escura que está a acelerar a expansão do universo.
Durante quatro décadas, os astrónomos têm tentado transformar esses feixes luminosos em marcadores de milhas cósmicas. Agora, cientistas da Universidade de Copenhaga e seus colaboradores pensam ter conseguido esse objetivo. O brilho de um núcleo ativo está fortemente relacionado com o raio de uma região de gases quentes em torno do buraco negro central. Quando os cientistas determinarem qual é o raio, eles podem prever quão intrinsecamente brilhantes os núcleos devem ser - e comparar esse valor com a aparência brilhante observada, que depende da distância. Os objetos que permitem determinar quão brilhantes são os corpos cósmicos são designados de velas padrão.
"É a relação raio-luminosidade que nos permite supor que estes núcleos ativos galácticos funcionam como velas padrão", diz Kelly Denney do Dark Cosmology Centre, uma das autoras do estudo, publicado na revista Astrophysical Journal.
Até agora as velas padrão só eram boas para medir distâncias de objetos presentes quando o universo tinha cerca de 4 biliões de anos. Os núcleos galácticos ativos permitem estender essa capacidade para objetos correspondentes a quando o Universo tinha apenas 1,5 biliões de anos.
"Atualmente dependemos tanto das supernovas, que seria muito bom ter uma verificação independente dos parâmetros cosmológicos", diz o astrofísico Bradley Peterson, da Ohio State University. "Eu estou realmente animado com este resultado."
A técnica chamada de mapeamento de reverberação determina quanto tempo levam os fotões a serem expelidos da vizinhança do buraco negro e a reaparecerem depois de terem atravessado o turbilhão quente que rodeia o buraco negro. Porque a luz viaja a uma velocidade constante, os astrónomos podem determinar o raio dessa região. Então, a luminosidade do núcleo galáctico ativo pode ser calculada.
Até agora, tentar estreitar a relação entre raio e luminosidade tem sido complicado. Entre outras razões, a luz das estrelas da galáxia hospedeira contaminavam as medições do brilho do seu núcleo ativo. Mas a equipa tinha em mãos os dados do astrofísico Misty Bentz da Georgia State University, que corrigiu os valores tendo em conta os efeitos da luz das estrelas em redor, além das medições precisas dos raios efetuadas por Denney.
"Acho que este estudo é muito inteligente", diz Bentz. "Mas ele precisa de algumas melhorias para que possa ser comparável a supernovas por exemplo."
Denney diz que a equipa está a planear calibrar o método por meio de observações de galáxias adicionais e - se for dado acesso ao Telescópio Espacial Hubble - medições produzidas por estrelas variáveis Cepheid.
Peterson diz que o método vai demorar uma década para vingar no seio da comunidade astrofísica. Vai levar muito tempo para expandir o conjunto de dados, adicionar mais calibrações distantes, e reduzir alguns dos ruídos nos dados.
Mas a equipa está otimista que os núcleos galácticos ativos se vão tornar uma medida de distância aceite, uma vez que são mais numerosos e mais facilmente observáveis do que as atuais velas padrão. "Isto pode acabar por ser um degrau muito grande na escala de distâncias", diz Bentz. "Seria colocar tudo na mesma escala, em vez de usar uma coisa para calibrar outra coisa que é usada para calibrar outra coisa. ... Há menos possibilidade de algo dar errado."

Fonte: Science News

Partículas em suspensão podem alterar propriedades dos líquidos

Um líquido não precisa de ser um grupo desordenado de partículas: uma equipa de pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Viena (TU Viena) e da Universidade de Viena, Áustria, descobriu estruturas intrigantes formadas por minúsculas partículas flutuando em líquidos. Sob tensão mecânica, aglomerados de partículas em líquidos podem formar espontaneamente filamentos e alterar drasticamente as propriedades do líquido.
O que é comum no sangue, tinta e outras substâncias? Todos são líquidos onde pequenas partículas ficam suspensas – os chamados “colóides”. Em alguns desses líquidos, as partículas formam grupos (aglomerados), com estruturas regulares, parecidas com átomos num cristal. A equipa de pesquisadores conseguiu, agora, estudar as propriedades notáveis destas substâncias parecidas com cristal em simulações de computador. Sob tensão mecânica, o padrão cristalino pode mudar a sua estrutura para outra diferente, ou pode desaparecer completamente. Os pesquisadores antecipam uma ampla gama de aplicações práticas para estes efeitos. Os resultados de seus cálculos foram publicados na revista científica Physical Review Letters recentemente.

Estruturas regulares em líquidosSe pequenas partículas se acumulam, podem formar aglomerados. Dentro de um aglomerado, as partículas podem sobrepor-se e podem misturar-se, semelhantes a um cardume densamente compactado de enguias, deslizando ao passar umas pelas outras. Incrivelmente, esses amontoados não estão situados em posições aleatórias, mas formam espontaneamente uma estrutura regular – um “aglomerado” de cristal. A distância entre dois aglomerados vizinhos é constante. “Aumentar a densidade de partículas é adicionar mais e mais partículas a cada aglomerado – mas a distância entre eles permanece o mesmo”, diz Arash Nikoubashman da TU Vienna. Este estudante de doutoramento fez os cálculos juntamente com o Professor Gerhard Kahl (Instituto de Física Teórica, TU Viena) e o Professor Christos Likos (Universidade de Viena).

Estruturas de Cristal transformam-se em filamentos“Resultados anteriores já nos tinham levado a crer que estas partículas poderiam apresentar um comportamento estranho sob determinadas condições externas”, explicam os físicos. E as suas esperanças não eram infundadas: em simulações de computador, os pesquisadores conseguiram calcular como a estrutura semelhante à do cristal se comporta sob tensão mecânica que provoca forte stress – o que significa que superfícies dentro do líquido são deslocadas entre si. Em primeiro lugar, a estrutura cristalina começa a derreter, as ligações entre os aglomerados são quebradas. A partir destes amontoados de partículas derretidas, uma nova ordem regular começa a surgir espontaneamente. Sequências longas de partículas em linhas retas são formadas, perfeitamente alinhadas em paralelo.

Fonte: Ciência Diária