Uma equipe internacional de cientistas conseguiu pela primeira capturar átomos de antihidrogênio – a antimatéria equivalente ao átomo de hidrogênio.

“Esta é uma realização fenomenal. Ela vai nos permitir fazer experimentos que resultarão em alterações dramáticas na visão atual da física fundamental ou na confirmação daquilo que nós já damos por certo,” afirmou Rob Thompson, membro da colaboração ALPHA, instalada no CERN, na Suíça.

A corrida pela captura da antimatéria já durava 10 anos, em uma disputa entre as equipes ALPHA, que utiliza os laboratórios do CERN, e ATRAP, sediada na Universidade de Harvard, nos Estados Unidos.

A equipe ALPHA tem atualmente mais de 40 membros, de 15 universidades ao redor do mundo, incluindo os brasileiros Cláudio Lenz César, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, e Daniel de Miranda Silveira, atualmente no Laboratório Riken, no Japão.

Tanque de antimatéria

A quantidade de antimatéria aprisionada ainda é pequena, e não seria suficiente para alimentar os motores da nave Enterprise e nem para ameaçar o Vaticano, como no filme Anjos e Demônios.

Mas é o suficiente para que os cientistas comecem a estudar aonde foi parar a antimatéria que se acredita ter sido criada no Big Bang.

Foram aprisionados 38 átomos de antihidrogênio no “tanque de antimatéria” criado pelos cientistas, cada um deles ficando retido por mais de um décimo de segundo.

O resultado foi obtido depois de 335 rodadas do experimento, misturando 10 milhões de antiprótons e 700 milhões de antipósitrons.

A antimatéria foi capturada durante 335 rodadas do experimento, misturando 10 milhões de antiprótons e 700 milhões de antipósitrons. [Imagem: ALPHA Collaboration]

O rendimento no aprisionamento dos átomos de antimatéria ainda é baixo – por volta de 0,005% – mas os cientistas afirmam que estão trabalhando para elevá-lo. Na verdade, o artigo que descreve a pesquisa apresenta uma série de inovações que tornaram possível a realização do experimento – a maioria das quais mereceria um artigo científico à parte.

O experimento ALPHA (Antihydrogen Laser PHysics Apparatus) já havia feito história em 2006, quando os físicos conseguiram fazer uma reação química entre matéria e antimatéria, usando átomos de antihidrogênio para criar uma matéria híbrida.

Os primeiros átomos de antihidrogênio de baixa energia produzidos artificialmente – constituídos por um pósitron ou elétron de antimatéria, orbitando em um núcleo de antiprótons – foram criados lá mesmo, no CERN, em 2002.

Mas até agora tinha sido impossível isolá-los, e eles acabam se chocando com átomos de matéria normal, aniquilando-se em um flash de raios gama apenas alguns microssegundos depois de serem criados – algo que pode ser extremamente útil para a construção de um laser de raios gama.

Em um experimento não diretamente relacionado, realizado em 2005, um grupo de físicos conseguiu criar o positrônio, um átomo exótico, feito de matéria e de antimatéria: um elétron e um pósitron (anti-elétron) ligados um ao outro, mas sem um núcleo.

Simetria de CPT

“Estamos chegando perto do ponto em que poderemos fazer algumas classes de experimentos sobre as propriedades do antihidrogênio,” disse Joel Fajans, outro membro da equipe.

“Inicialmente, serão experiências simples para testar a simetria CPT, mas já que ninguém foi capaz de fazer esse tipo de medição em átomos de antimatéria até hoje, será um bom começo,” explica o cientista.

A simetria CPT (carga-paridade-tempo) é a hipótese de que as interações físicas não se alteram se você inverter a carga de todas as partículas, mudar sua paridade – isto é, inverter suas coordenadas no espaço – e reverter o tempo.

Quaisquer diferenças entre o antihidrogênio e o hidrogênio, como diferenças no espectro atômico, violariam automaticamente a CPT, derrubando o Modelo Padrão da física de partículas e suas interações, e poderia explicar por que a antimatéria praticamente não existe no Universo hoje, apesar de ambas, matéria e antimatéria, terem sido criadas em quantidades iguais no Big Bang.

Uma visão geral do laboratório do Projeto ALPHA. [Imagem: ALPHA Collaboration]

Tanque de antimatéria

Para aprisionar a antimatéria, os físicos resfriaram os antiprótons e os comprimiram em uma nuvem com um tamanho equivalente à metade de um palito de dentes – 20 milímetros de comprimento e 1,4 milímetro de diâmetro).

Em seguida, usando uma técnica chamada autorressonância, a nuvem de antiprótons frios e comprimidos foi superposta a uma nuvem de pósitrons de dimensões semelhantes. Os dois tipos de partículas então se juntaram para formar o antihidrogênio.

Tudo isto acontece dentro de uma garrafa magnética, que prende os átomos de antihidrogênio. A armadilha magnética é um campo magnético especial, que usa um estranho e caríssimo ímã supercondutor de oito pólos – um octupólo – para criar um plasma mais estável.

“Atualmente nós conseguimos manter os átomos de antihidrogênio presos por pelo menos 172 milésimos de segundo – cerca de um sexto de segundo – tempo suficiente para nos certificarmos de que os apanhamos,” disse Jonathan Würtele, outro membro da equipe.

De Agosto a Setembro de 2010, a equipe detectou um átomo de antihidrogênio em 38 dos 335 ciclos de injeção de antiprótons. Dado que a eficiência do detector usado é de aproximadamente 50 por cento, a equipe calculou ter capturado cerca de 80 dos vários milhões de átomos de antihidrogênio produzidos durante esses ciclos.

Fonte : Inovação Tecnológica

Greg Pfister – 09/11/2010

CUDA

CUDA, a arquitetura de computação paralela da NVIDIA, tem sido aclamada como “A Supercomputação para as Massas”.

E com razão – acelerações incríveis, que vão de 10 até centenas de vezes – foram relatadas em artigos e códigos técnicos e científicos.

O engine CUDA se tornou um queridinho da computação acadêmica e chegou até ao programa Exascale, do Departamento de Defesa dos Estados Unidos.

Mas não é só o desempenho o responsável por tanta popularidade: o preço dá o golpe final nessa luta.

Com todo o seu poder de computação, as placas gráficas são incrivelmente baratas. Como observou Sharon Glotzer, da Universidade de Michigan,: “Hoje você pode ter dois gigaflops por US$500. Isso é ridículo.”

Realmente é. E isso só é possível porque o CUDA é subsidiado pela distribuição dos custos fixos do seu desenvolvimento pelo grande volume alcançado na fabricação das placas gráficas mais baratas para o mercado de entra (low-end).

Intel e AMD reagem

Infelizmente, essa subvenção não vai durar para sempre, e seu fim agora já é visível.

A Intel já começou a bater os tambores do marketing em algo previsto há muito tempo: a integração dos chips gráficos da empresa nas mesmas pastilhas que a sua próxima geração de processadores “Sandy Bridge”, que deverão chegar ao mercado em meados de 2011.

Provavelmente não por coincidência, em meados de 2011 é também quando o processador Llano da AMD verá a luz do dia. Ele parece incorporar um processamento gráfico suficiente para ser comparado com uma GPU DX11, embora a arquitetura ainda não tenha sido divulgada em detalhes.

A AMD também já começou a demonstrar sua arquitetura CPU/GPU chamada Fusion.

Conforme relatado recentemente no Intel Developer Forum, o site Anandtech recebeu um demo inicial do Sandy Bridge e avaliou, entre outras coisas, sua capacidade gráfica.

Sua avaliação foi de que, para um chip tão preliminar, com drivers ainda em início de desenvolvimento, a uma resolução baixa, mas útil, de 1024×768, há um desempenho adequado para jogos como Batman: Arkham Asylum, Call of Duty MW2 e um monte de outros, incluindo o Worlds of Warfare. E ele ainda vai rodar Blue-Ray 3D.

A conclusão do Anandtech foi: “Se este é o nível de entrada que se pode esperar, eu não tenho certeza se vamos precisar de mais do que um chip gráfico integrado para notebooks não voltados especificamente para jogos.”

Isto está certo, e podemos adicionar também os desktops a essa conclusão.

O Tianhe-1, construído na China, deverá se tornar o supercomputador mais rápido do mundo, usa um sistema híbrido de CPUs e GPUs. [Imagem: Nvidia]
Aumento de preço das GPUs

Mas, claro, a Nvidia não está parada. Ao nível de entrada, eles anunciaram que estão entrando no mundo 3D, e que também vão consumir menos energia.

Mas os chips gráficos integrados são, efetivamente, de graça. Na verdade, mais baratos do que de graça, uma vez que há um chip a menos para inserir na placa-mãe, eliminando o espaço do soquete e os custos de fiação. A fonte também, provavelmente, poderá encolher um pouco.

Isto significa o fim do subsídio para as placas gráficas de alto desempenho, como as CUDA da Nvidia.

Esse subsídio é muito significativo porque os custos fixos de desenvolvimento de toda uma família de chips são muito grandes. Distribui-los pelos grandes volumes do mercado de entrada faz uma grande diferença, ainda que os produtos de ponta sejam uma fonte de receitas substancial.

Assim, os preços vão subir, uma vez que as GPUs já não terão a enorme vantagem atual de preços em relação aos gráficos integrados.

Quanto elas vão aumentar? É muito difícil dizer, mas é possível estimar que a diferença será substancial.

Cell versus PS3

Em uma palestra recente na Universidade do Colorado, o Dr. Richard Linderman, cientista-chefe do Laboratório de Pesquisas da Força Aérea, em Nova Iorque, falou sobre a construção de um sistema de supercomputação que utilizaria os chips Cell, da IBM.

Mas ele viu que poderia fazer o mesmo sistema usando os PS3 da Sony. Os PS3, subsidiados por seu grande volume de produção, custam 380 dólares cada um. Uma oferta da IBM, lançada recentemente, incluindo uma CPU com dois chips Cell, chegou a US$6.000, e com um aviso para não tentar pechinchar mais.

O Dr. Linderman então usou todo o seu orçamento para comprar todos os PS3s que conseguiu, montou-os em prateleiras de aço usadas em padarias, e começou alegremente a fazer suas supercomputações.

Trata-se de uma diferença de 10 vezes – e isso com o projeto do chip em si já amortizado.

Ainda que seja ver o problema só por um lado – o DNA da IBM não inclui produzir nada em grandes volumes – isto é consistente com o mergulho dos preços da produção das placas gráficas de entrada.

Então, aproveitem os “supercomputadores para as massas” enquanto eles estão disponíveis, porque seus dias estão contados.

Fonte : Inovação Tecnológica