Arquivo da categoria: Ciência e Tecnologia
Sonho : Roupa refrigerada / Ar Condicionado Pessoal
Microcompressor viabilizará ar-condicionado pessoal
Frio a tiracolo
Imagine se a merendeira pudesse funcionar como uma minigeladeira, que conservasse o lanche na temperatura ideal.
Ou, quem sabe, ter um criado-mudo refrigerado, no qual fosse possível manter remédios em condições adequadas.
Um processo inovador desenvolvido pela empresa brasileira Embraco pode mudar nossa forma de pensar em equipamentos de refrigeração, que devem passar de grandes sistemas estáticos a pequenos objetos portáteis.
O segredo está na redução das dimensões dos compressores, principal componente dos sistemas de refrigeração.
Modelos tradicionais, que costumam ser do tamanho de uma bola de futebol, pesam em média sete quilos.
Já os novos microcompressores, que chegam ao mercado este ano, são um pouco maiores do que uma lata de refrigerante e pesam apenas 1,3 quilo.
"Nosso objetivo daqui para frente é desenvolver equipamentos cada vez menores", afirma Fábio Klein, diretor de desenvolvimento tecnológico da empresa.
Refrigeração de eletrônicos
A primeira aplicação prática dos compressores miniaturizados será na área de refrigeração de componentes eletrônicos de máquinas industriais.
O microcompressor se mostrou uma solução competitiva para dissipar o calor gerado neste tipo de sistema, utilizado, por exemplo, em torres de telefonia celular.
A empresa estuda também a utilização da nova tecnologia em diversas soluções de geladeiras portáteis, como é o caso das lancheiras, além de trabalhar no desenvolvimento de compartimentos refrigerados que aumentem a eficiência do transporte de órgãos destinados a transplantes.
O uso do microcompressor em equipamentos portáteis tornou-se possível porque ele dispensa o uso de óleo lubrificante. Assim, ao contrário das geladeiras normais, que precisa ficar sempre na posição vertical, o microcompressor funciona em qualquer posição.
Roupa refrigerada
Outra possibilidade de uso dos microcompressores, atualmente fase de protótipo, mas já com resultados positivos, é a roupa refrigerada.
Em um país tropical como o Brasil, onde não raramente a temperatura ultrapassa os 40 graus, poderíamos substituir os ventiladores por camisas refrigeradas.
Seria uma espécie de ar condicionado pessoal.
Ao contrário das geladeiras normais, que precisa ficar sempre na posição vertical, o microcompressor funciona em qualquer posição. [Imagem: Embraco]
Fonte : Inovação Tecnológica
Balão panorâmico levará turistas à fronteira do espaço
Você não sentirá a ausência de gravidade, mas a paisagem não ficará nada a dever à que se tem do espaço. [Imagem: Inbloon]
Balão espacial
Esqueça os foguetes, com seu barulho, fumaça e uma aceleração que os torna proibitivos para muitos candidatos a turista espacial.
Você logo poderá ir às bordas do espaço suavemente, sem o mínimo tranco ou solavanco, a bordo de um balão espacial.
Balões são usados há décadas para pesquisas nas camadas mais altas da atmosfera terrestre.
Mais recentemente, eles se tornaram uma alternativa para aficionados e estudantes fazerem suas próprias imagens do espaço.
O espanhol José Mariano López-Urdiales, contudo, acredita que dá para mandar para o espaço bem mais do que galinhas de plástico.
Ele fundou uma empresa, a Zero2Infinity, para encontrar investidores e levantar fundos para colocar sua ideia em prática.
O mirante espacial subirá içado por um balão, e descerá de paraquedas. [Imagem: Inbloon]
Subir e descer
Os testes já começaram no final de Maio, quando foi lançado um protótipo em escala reduzida do balão espacial – ainda não tripulado.
Enquanto os balões meteorológicos sobem facilmente, eles explodem quando superam a altitude onde a pressão interna do seu gás supera muito a pressão externa da atmosfera rarefeita, fazendo seu tecido rasgar-se.
Mas, para que a ideia de López-Urdiales decole de vez, ele precisa controlar a altitude e trazer seus turistas espaciais com segurança de volta ao solo.
Eles retornarão, mas a cápsula soltará o balão e descerá de para-quedas.
Uma ideia que, a rigor, não é nova, já que vários balonistas já se aventuraram até a fronteira do espaço exterior.
A diferença é que López-Urdiales quer fazer isto de forma sistemática, levando pessoas em um verdadeiro mirante voador como se faz com os passeios de balão nos fins de semana.
A primeira cápsula será capaz de levar dois pilotos e dois passageiros a uma altitude de 34 km. [Imagem: Inbloon]
Vista espacial
Deve valer a pena.
É famosa a história do piloto norte-americano Joe Kittinger, que alcançou 29 km de altitude em uma cápsula içada por um balão, em 1957.
Quando seu comandante ordenou que ele controlasse o balão para iniciar a descida, ele respondeu: “Venham me buscar.”
O projeto inicial da Zero2Infinity é construir uma cápsula capaz de levar dois pilotos e dois passageiros a uma altitude de 34 km.
Isso é baixo demais para experimentar a microgravidade – considera-se que o “espaço” comece aos 100 km de altitude – mas alto o suficiente para ter uma “vista quase espacial” da Terra.
A rigor, os passageiros experimentarão um gostinho de “ausência de gravidade” quando o balão se soltar e começar a cair, e um tranco quando o paraquedas se abrir.
Fonte : Inovação Tecnológica
Nova Proposta de “Raio Atrator” Usa Pressão Negativa de Radiação
Projeto em camadas dividiria dois aspectos-chave de onda luminosa, permitindo à energia eletromagnética atrair objetos
por Evelyn Lamb
Os raios atratores, onipresentes na ficção científica, podem estar próximos se tornar fato científico. Em um artigo publicado neste ano, físicos propuseram uma estrutura que pode permitir à luz atrair objetos.
Normalmente a luz, ainda que fracamente, empurra os objetos. No campo da manipulação óptica, pinças ópticas empregam essa força para mover estruturas microscópicas: de átomos a bactérias. A capacidade de puxar aumentaria a precisão e a utilidade da manipulação ótica. Em voos espaciais, engenheiros propuseram velas para capturar a força exercida pela luz.
Em vez de rebocar naves espaciais, o raio atrator proposto recentemente pode ser mais útil para a biologia ou medicina. “Se você quiser puxar algo em sua direção, é só reduzir a pressão”, explica Mordechai Segev, físico do Technion – Instituto de Tecnologia de Israel, que descreve a ideia de sua equipe em um artigo de abril na Optics Express. “Cria-se um pouco de vácuo”, adiciona ele. O problema é que em aplicações médicas delicadas, como cirurgias de pulmão, é importante não mudar a pressão e nem introduzir gases novos. “Nesse caso a luz seria um dispositivo de sucção”, observa o pesquisador, “então a pressão não se alteraria de forma nenhuma, apenas a luz”.
As ideias anteriores para um “raio atrator” geralmente se concentravam em criar novos campos gravitacionais para arrastar objetos e aquecer o ar para criar diferenças de pressão ou induzir cargas elétricas e magnéticas em objetos, para que eles se movessem na direção de um raio laser.
A proposta mais recente faz proveito de um fenômeno chamado pressão negativa de radiação. O físico russo Victor Veselago teorizou sobre a existência desse fenômeno em seu artigo de 1967, sobre materiais com uma propriedade incomum chamada de índice de refração negativo. Um índice de refração é um número que descreve a forma com que a luz é curvada quando passa por uma lente de vidro ou outro meio – quando o artigo foi publicado ninguém sabia se esse número poderia ser negativo em algum material. Nas últimas décadas, porém, várias equipes de pesquisadores provaram que a refração negativa pode ocorrer em substâncias especificamente produzidas, chamadas de metamateriais, o que levou a capas de invisibilidade limitada e a “super” lentes livres de distorção.
O mecanismo de pressão negativa de radiação depende de dois aspectos das ondas de luz: suas velocidades de fase e de grupo. Uma onda de luz consiste em grupos de ondas menores; a velocidade de grupo é a velocidade e direção do grupo de ondas em geral. A velocidade de fase, por sua vez, refere-se à velocidade e direção de um ponto em uma das ondas constituintes. A energia eletromagnética da onda de luz acompanha a direção da velocidade de grupo, enquanto o efeito da onda sobre uma partícula vai em direção à velocidade de fase. Se essas duas velocidades apontam em direções diferentes, a pressão negativa de radiação pode surgir.
O uso de metamateriais para mover partículas por meio da pressão negativa de radiação foi limitado porque muitos desses materiais são sólidos, e introduzir um intervalo para partículas eliminaria a pressão negativa de radiação. Além disso, todos os metamateriais atuais contêm metais, que absorvem energia eletromagnética, o que torna o efeito atrativo sobre partículas desprezível.
Em vez de usar metamateriais, a equipe do Technion propõe um guia de ondas feito de materiais com uma propriedade chamada de birrefringência para criar os efeitos ópticos necessários. A birrefringência, que ocorre naturalmente em cristais como quartzo e calcita, descreve materiais que têm índices de refração múltiplos dependendo da direção em que a luz entre neles. Se colocarmos um cristal de calcita sobre um jornal, a imagem ficará dobrada.
O projeto de Segev e seu grupo usa camadas de materiais com diferentes tipos de birrefringência, além de espelhos especialmente projetados, para fazer um modelo prático de como a pressão negativa de radiação pode ser alcançada. Nesse guia de ondas as velocidades de grupo e de fase não se moveriam em direções opostas. Além disso, ele inclui um grande intervalo entre as camadas. Esse intervalo, que não interfere com as propriedades ópticas do material, permite a introdução de partículas para serem puxadas para o guia de ondas. “É como um sanduíche”, compara Segev.
O projeto proposto pode usar uma variedade de materiais birrefringentes, que são disponíveis e não contêm metais, e por isso não roubam muita energia da luz. Além disso, apesar de os materiais birrefringentes que seriam usados terem apenas micrômetros de espessura, o intervalo teria milímetros de largura, permitindo que partículas relativamente grandes fossem manipuladas pela luz.
Viktor Podolskiy, um físico da University of Massachusetts Lowell, que não fez parte da pesquisa, explica que tanto a abordagem dos metamateriais quanto a da birrefringência resolvem problemas diferentes na criação de pressão negativa de radiação e têm vantagens e desvantagens diferentes. “Os metamateriais resolvem vários problemas quando se tenta confinar a luz a espaços menores, especiais”, elucida Podolskiy. Em contraste, a abordagem da birrefringência “faz o oposto: traz a refração negativa para o nível de objetos de grande escala”. As duas abordagens podem vir a ter aplicações práticas.
Jack Ng, professor assistente de pesquisa da Hong Kong University de Ciência e Tecnologia que trabalhou na proposta do raio atrator envolvendo a indução de cargas, aponta que o estudo pode ter algumas ideias interessantes, mas também algumas falhas. Por exemplo, apesar de o grupo ter mostrado que a transferência de energia pode ser negativa, “não mostrou que a força pode ser negativa”. Em outras palavras, as partículas podem não se mover.
De qualquer forma, existem várias ideias sobre a geração de pressão negativa de radiação no papel; o laboratório de Segev sequer têm os recursos necessários para criar o guia de ondas proposto. Segev, no entanto, diz que várias empresas podem produzir os materiais necessários e que os pesquisadores esperam encontrar uma delas em breve para poderem testar seu projeto experimentalmente. Até lá, as partículas terão que esperar para sentirem a emoção de serem levadas para a luz.
Flickr/alanymchan
Nova proposta de “raio atrator” aproveitaria a energia da luz.
Fonte : Inovação Tecnológica
1º Curso Gratuito de Astrobiologia e Procura por Vida Extra-terrestre
Próxima Classe : 28 de Janeiro de 2013 (5 Semanas)
Carga de Estudos : 3~4 horas/semana
Maiores informações : The University of Edinburg
Conhecimento Requerido : Nenhum
Leitura Recomendada : “Astrobiology: A Brief Introduction by Kevin W. Plaxco and Michael Gross”
Formato do Curso : 10 aulas de uma hora cada.
FAQ
- Eu irei ganhar um certificado após completar o curso ?
Sim. Estudantes que completarem com sucesso o curso irão receber um certificado assinado pelo instrutor.
- Quais recursos e conhecimentos precisarei para esse curso ?
- Nenhum é necessário.
- Qual o aprendizado que terei nesse curso e porque eu deveria faze-lo ?Você irá aprender sobre a procura por vida além da terra.
Físicos Declaram Vitória na Caça ao Higgs
Agora pesquisadores precisam determinar a identidade exata da nova partícula
EXPERIMENTO ATLAS © 2012 CERN
O experimento Atlas observou um novo tipo de bóson decaindo em quatro elétrons – um bom indicador de que é a partícula de Higgs.
Físicos anunciaram hoje ter visto um claro sinal do bóson de Higgs – uma parte fundamental do mecanismo que dá massa a todas as partículas.
Dois experimentos independentes apresentaram seus resultados hoje de manhã no Cern, o laboratório europeu de física de altas energias perto de Genebra, na Suíça. Ambos mostram evidências convincentes de um novo bóson pesando cerca de 125 gigaeletronvolts, que até o momento está de acordo com as previsões sobre o Higgs feitas anteriormente por físicos teóricos.
“Como leigo eu diria: ‘Acho que encontramos’. Vocês concordam?”, perguntou o diretor geral do Cern, Rolf-Dieter Heuer, ao auditório lotado. Os físicos reunidos explodiram em aplausos.
“É realmente incrível isso ter acontecido durante minha vida”, declarou Peter Higgs, o teórico que empresta seu nome ao bóson, lutando para não chorar diante da plateia.
O anúncio surge quase 50 anos após Higgs e quatro outros teóricos preverem a existência do bóson. A partícula foi originalmente invocada para explicar porque partículas chamadas de bósons W e Z têm massa, enquanto fótons – partículas de luz – não têm. Os bósons W e Z são os mediadores da força nuclear fraca (que governa certos tipos de decaimento radioativo), e os fótons da força eletromagnética. Então, explicando a diferença em suas massas, o bóson de Higgs permitiu que os físicos unificassem as duas forças em uma única força “eletrofraca”.
Dessa forma, o modelo padrão da física de partículas é baseado na existência de algo como uma partícula de Higgs. Com o passar dos anos, medições de outras partículas verificaram o modelo com precisão impressionante, apoiando a ideia da existência do Higgs, explica Tom Kibble, do Imperial College London, outro teórico a prever a partícula pela primeira vez. “A coisa toda não se encaixaria bem se ele não existisse”.
O anúncio de hoje é visto como uma forte confirmação do modelo e uma vitória para os dois experimentos do Grande Colisor de Hádrons (LHC, em inglês). De aproximadamente 500 trilhões de colisões, “o sinal que estamos vendo têm dezenas de partículas”, apontou Joe Incandela, porta-voz do experimento Solenóide Compacto de Múons (CMS, em inglês). O feito é equivalente a encontrar alguns grãos específicos dentro de uma piscina olímpica cheia de areia. “Estou extremamente orgulhoso de ter colaborado com o que foi feito”, adiciona Incandela.
Heuer põe a possibilidade de as medidas serem falhas estatísticas na ordem de uma em um milhão – em termos físicos, por volta de 5 sigma.
As maneiras com que a nova partícula interage com outras é consistente com o que era esperado para um bóson de Higgs, ainda que medições adicionais sejam necessárias para determinar sua identidade. De acordo com Incandela, os físicos vão querer determinar, em particular, se o novo bóson tem spin zero como previsto.
A forma com que a nova partícula decai em outras também será fundamental para verificar sua natureza exata. No momento, o novo bóson já parece estar decaindo em pares de raios gama um pouco mais frequentemente do que o previsto pelas teorias, destacou Bill Murray, físico do Atlas, outro experimento envolvido na descoberta. O pesquisador reforça, no entanto, que é importante lembrar que os dados ainda são muito preliminares.
Segundo Heuer, o LHC funcionará por três meses além do que foi planejado originalmente, para tentar responder a algumas dessas perguntas no ano que vem. “É o início de uma longa jornada”, reforça ele.
Fonte : SCIAM
Evidência de Maré sob a Gelada Crosta de Titã
Novos resultados classificam lua de Saturno como um dos grandes satélites com oceanos
por Sid Perkins e revista Nature
Dados coletados pela sonda Cassini, da Nasa, enquanto passava repetidamente por Titã, a maior lua de Saturno, oferecem a melhor evidência de que o enfumaçado satélite tem um grande oceano em forma líquida se movendo sob sua grossa camada de gelo.
Durante a órbita de 16 dias de Titã ao redor de Saturno, a distância entre a lua e seu planeta vai de pouco menos de 1,19 milhões quilômetros a quase 1,26 milhões quilômetros – uma disparidade que gera marés que flexionam a superfície da lua, de acordo com Luciano Iess, cientista planetário da Sapienza University de Roma. Estimativas do tamanho dessas marés e de seus efeitos podem fornecer pistas sobre a estrutura interna da lua, explica ele.
Desde que começou a orbitar Saturno, em julho de 2004, a Cassini já passou por Titã mais de 80 vezes. Para esse estudo, Iess e seus colegas analisaram como a gravidade da lua fez a Cassini acelerar quando se aproximava de Titã e em seguida desacelerar enquanto recuava durante seis desses sobrevoos. Como Titã ocupava locais diferentes de sua órbita durante cada passagem, a equipe de pesquisadores poderia usar os dados dessas visitas para discernir variações sutis no campo gravitacional da lua enquanto ela se movia ao longo de sua órbita. Essas variações foram criadas por mudanças na forma de Titã – que, por sua vez, foram disparadas pelas flexões de maré na superfície da lua.
As análises da equipe sugerem que a superfície da lua pode subir e descer até 10 metros a cada órbita, aponta Iess. Esse nível de alteração sugere que o interior de Titã é relativamente deformável, relata a equipe na Science. Vários modelos da estrutura interna da lua sugerem essa flexibilidade – incluindo um modelo em que Titã é sólida, mas macia e escorregadia por dentro. Mas os pesquisadores discutem se o modelo mais provável de Titã é aquele em que uma camada de gelo com dezenas de quilômetros de espessura flutua sobre um oceano global. As descobertas da equipe, em conjunto com os resultados de estudos anteriores, sugerem que o oceano de Titã possa estar a não mais de 100 km da superfície do planeta.
Derretendo o meio
“Esse é um resultado empolgante, que coloca Titã firmemente no grupo de grandes satélites com oceanos”, comemora Robert Pappalardo, cientista planetário do Jet Propulsion Laboratory em Pasadena, na Califórnia. Cientistas já haviam inferido a presença de oceanos abaixo das superfícies geladas de vários satélites, incluindo Encélado, outra lua de Saturno, e Europa, que orbita Júpiter.
A flexão de maré da camada gelada de Titã não forneceria calor suficiente para manter a subsuperfície do oceano líquida, aponta Jonathan Lunine, cientista planetário da Cornell University em Ithaca, no estado de Nova York, e coautor do estudo. Mas a energia liberada pelo decaimento de elementos radioativos no núcleo da lua, as reações químicas que desidratam muitos dos silicatos ali presentes e as pequenas quantidades de amônia que podem manchar o oceano ajudariam a evitar que congelasse, ressalta o pesquisador.
Essa flexão de maré, porém, poderia servir de explicação para a presença de metano na atmosfera de Titã, mesmo que o gás seja normalmente destruído por reações químicas produzidas pela luz do Sol, pondera Lunine. Depósitos de gelo rico em metano nas porções superiores da crosta de Titã seriam aquecidos o suficiente pela flexão para liberarem o gás, assim reabastecendo as concentrações atmosféricas do gás dessa lua. Em seguida isso cairia na forma de chuva sobre lagos e oceanos de metano na superfície.
“Mas isso é apenas uma ideia, porque cientistas ainda não mediram concentrações de metano próximas da superfície [de Titã]”, destaca Lunine. “Não há indícios de sua localização”.
Essa evidência poderia estar disponível em breve. A missão Titan Mare Explorer (TiME), uma das três candidatas que a Nasa está considerando lançar no fim da década, liberaria uma cápsula flutuante e recheada de instrumentos em um dos grande mares de metano no hemisfério norte de Titã para estudar os processos químicos e físicos que acontecem por lá. “Até agora só vimos algo durante sobrevoos”, lembra Lunine.
Nasa
Fonte : SCIAM
Muito barulho por nada
A ciência se aproxima de descobrir por que existe algo em vez de nada
por Michael Shermer
Por que existe algo em vez de nada? Essa é uma daquelas questões profundas difíceis de responder. Ao longo de milênios, os humanos simplesmente disseram “Foi Deus quem fez”: um criador precedeu o Universo e o criou a partir do nada. Mas isso levanta a pergunta de quem criou Deus – e se Deus não precisar de um criador, a lógica dita que o Universo também não precisa. A ciência lida com causas naturais (não sobrenaturais) e por isso permite várias maneiras de explorar de onde é que o “algo” veio.
Universos múltiplos
Há muitas hipóteses de multiversos que nos mostram como o Universo poderia ter nascido a partir de outro. Nosso Universo pode ser, por exemplo, apenas um entre vários universos-bolha com diferentes leis naturais, que produziriam estrelas, com algumas delas colapsando em buracos negros e tendo peculiaridades que dariam origem a novos universos – de maneira similar à singularidade que os físicos acreditam ter dado origem ao Big Bang.
Teoria-M
No livro The Grand Design (O grande projeto), escrito em 2010 com Leonard Mlodinow, Stephen Hawking elege a “Teoria-M” (uma extensão da teoria de cordas que inclui 11 dimensões) como “a única candidata à teoria completa do universo. Se for finita – e isso ainda terá que ser provado – será o modelo de um universo que cria a si mesmo”.
Criação de espuma quântica
O “nada” do vácuo espacial na verdade é feito de turbulências espaço-temporais subatômicas em distâncias extremamente pequenas, mensuráveis na escala de Plank – a distância na qual a estrutura do espaço-tempo é dominada pela gravidade quântica. Nessa escala, o princípio da incerteza de Heisenberg permite que a energia decaia brevemente em partículas e antipartículas, produzindo “algo” a partir do “nada”. O nada é instável. Em seu novo livro, A Universe from Nothing, o cosmólogo Laurence M. Kraus tenta ligar a física quântica à teoria da relatividade geral de Einstein para explicar a origem de um Universo dessa maneira: “Na gravidade quântica, os universos podem aparecer espontaneamente, e de fato sempre o farão. Esses universos não precisam estar vazios, mas podem conter matéria e radiação desde que sua energia total, incluindo a energia negativa associada à gravidade (contrabalanceando a energia positiva da matéria), seja zero”. Além disso, “para universos fechados que podem ser criados a partir desses mecanismos para durar mais do que intervalos infinitesimais de tempo, algo como a inflação se faz necessário”. As observações mostram que o Universo é de fato plano (há matéria suficiente para desacelerar sua expansão, mas não detê-la), tem energia total zero e passou por uma rápida inflação, ou expansão, logo após o Big Bang, como descrito pela cosmologia inflacionária. “A gravidade quântica não apenas parece permitir que universos sejam criados a partir do nada – ou seja, da ausência de espaço e tempo –, ela pode precisar que seja assim. O ‘nada’ – nesse caso a ausência de espaço, de tempo, de tudo! – é instável”.
As outras hipóteses também são testáveis. A ideia de que novos universos possam surgir de buracos negros em colapso pode ser esclarecida a partir de conhecimentos adicionais sobre as propriedades de buracos negros, que estão sendo estudadas. Outros universos-bolha podem ser detectados nas sutis variações de temperatura da radiação cósmica de fundo deixada pelo Big Bang de nosso Universo. A Sonda Anisotrópica de Micro-ondas Wilkinson (WMAP, em inglês) está coletando dados sobre essa radiação. Além disso, o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO, em inglês) foi projetado para detectar ondas gravitacionais excepcionalmente fracas. Se existem outros universos, talvez rugas em ondas gravitacionais indiquem sua presença. Talvez a gravidade seja uma força relativamente tão fraca (se comparada ao eletromagnetismo e às forças nucleares) porque parte dela “vaza” para outros universos. Mesmo que Deus seja visto como o criador das leis da Natureza que fizeram o Universo (ou multiverso) surgir a partir do nada – se essas leis forem determinísticas –, então Deus não teve escolha na criação do Universo, e por isso não foi necessário. De qualquer forma, por que deveríamos nos voltar para o sobrenatural quando nossa compreensão do natural ainda está em seus estágios iniciais? Seríamos sábios ao seguir esse princípio cético: antes de dizer que algo não é deste mundo, certifique-se de que não seja deste mundo.
©Kevin Carden/ Shutterstock
Fonte : SCIAM
Graxa de prótons acelera máquinas moleculares 10 milhões de vezes
Lubrificação extrema
Os físicos alertam: antes de se aventurar pelos MEMS,nanomáquinas, micro e nano-robôs, é melhor prestar atenção na força de Casimir.
De fato, essa força se torna um problema quando os componentes começam a ser miniaturizados abaixo de determinadas dimensões, consumindo-se pelo atrito depois de poucos ciclos de operação.
Agora os químicos responderam: pisem fundo na miniaturização, que nós temos a solução: uma graxa de prótons.
Ken Shimizu e seus colegas da Universidade da Carolina do Sul descobriram como "lubrificar" máquinas moleculares usando prótons.
Essa "graxa" inusitada levou a lubrificação ao extremo, permitindo que um motor molecular aumentasse de rotação 10 milhões de vezes.
Motor molecular
O motor molecular é formado por anéis de quinolona e sucinimida conectados por um eixo formado por uma única ligação química.
Sua deficiência é que um oxigênio da sucinimida é repelido pelo nitrogênio da quinolona.
Isso significa que os dois anéis do motor repelem-se mutuamente quando seus planos começam a se alinhar, o que faz com que o motor gire muito lentamente.
O íon hidrogênio funciona como lubrificante das duas metades do motor molecular. [Imagem: JACS]
Entra então em cena o que os cientistas chamaram de "graxa de prótons", que também poderia ser batizada de graxa de hidrogênio.
Os hidrogênios extras, fornecidos por meio da acidificação do meio onde o motor molecular fica imerso, interage com o oxigênio, diminuindo drasticamente o efeito de repulsão, o que resulta em uma incrível aceleração do motor.
Controle das máquinas moleculares
A solução é ainda mais interessante porque o giro do motor pode ser controlado dosando-se a adição de hidrogênio. Para brecá-lo, basta adicionar uma base à mistura.
Embora as máquinas moleculares ainda estejam distantes de aplicações práticas, com a demonstração prática de nanocarros, nanotrens, e até de um nanomotor a pistão, é cada vez maior o entusiasmo entre os nanotecnologistas de que será possível, em um futuro não tão distante, construir nanofábricas moleculares.
Bibliografia:
Proton Grease: An Acid Accelerated Molecular Rotor
Brent E. Dial, Perry J. Pellechia, Mark D. Smith, Ken D. Shimizu
Journal of the American Chemical Society
Vol.: 134 (8), pp 3675-3678
DOI: 10.1021/ja2120184
Os hidrogênios extras diminuem drasticamente o efeito de repulsão entre os blocos do motor, o que resulta em uma aceleração de 10 milhões de vezes. [Imagem: Dial et al./JACS]
Fonte : Inovação Tecnológica
Todos a bordo: Expresso Buraco de Minhoca vai partir
Matéria com energia negativa
Todos a bordo do Expresso Buraco de Minhoca, rumo à primeira viagem realmente espacial da espécie humana.
Calma, não precisa correr, porque as passagens ainda não estão à venda.
A novidade é que parece que não é tão difícil quanto se imaginava construir esses túneis que unem localidades diferentes do espaçotempo – ou abrir portas para outros universos.
Estima-se que quem entrar em um buraco de minhoca poderá reaparecer instantaneamente perto de Plutão, ou na galáxia de Andrômeda, ou em qualquer outro lugar do Universo, ou mesmo em outro universo – sem a chatice da viagem.
Por enquanto, os buracos de minhoca estão apenas nos livros de teoria: ninguém nunca detectou um e nem tampouco existe um projeto para construir um deles.
E não é por acaso: a mesma teoria que garante que eles são possíveis afirma que eles são intrinsecamente instáveis, e costumam se fechar antes que você embarque em sua nave espacial.
A única saída é alimentá-los com uma forma exótica de matéria com energia negativa, algo cuja existência é posta em dúvida por muitos físicos.
Buraco de minhoca factível
Mas, agora, tudo mudou – esclareça-se, tudo mudou na teoria.
Um físico grego e dois alemães demonstraram que pode ser possível construir um buraco de minhoca sem usar nem um só saco desse cimento esquisito chamado matéria com energia negativa.
"Você não vai precisar nem mesmo de matéria normal, com energia positiva," garante Burkhard Kleihaus, da Universidade de Oldemburgo, na Alemanha. "Buracos de minhoca podem ser mantidos aberto sem precisar de nada."
Se isto estiver correto, significa então que pode ser possível encontrar buracos de minhoca pelo espaço. Civilizações mais avançadas do que a nossa já podem até mesmo estar indo para lá e para cá nesse metrô galáctico construído com buracos de minhoca.
E, eventualmente, até mesmo poderemos construir nossos próprios túneis espaçotemporais, como portais para outras paragens, o que inclui, muito provavelmente, outros universos, com suas próprias galáxias, estrelas e planetas.
Os cientistas não têm como testar qual das respostas que a Teoria das Cordas e a Teoria-M dão é a "correta". Na verdade, todas elas podem estar corretas e talvez vivamos em um Universo entre um número infinito de universos. [Imagem: quintic/Wikipedia]
Sempre Einstein
A ideia de um buraco de minhoca se sustenta na teoria de Einstein, que mostra que a gravidade nada mais é do que uma dobradura invisível do espaçotempo causada pela energia – a massa-energia de grandes corpos celestes, por exemplo.
Foi o austríaco Ludwig Flamm que, em 1916, descobriu que dobraduras suficientemente dobradas poderiam funcionar como conduítes através do espaço e do tempo.
Isso chamou a atenção do próprio Einstein, que estudou a possibilidade juntamente com Nathan Rosen. Mas eles concluíram que a única conexão que um buraco de minhoca oferecia seria para um universo paralelo, o que os dois consideraram algo impensável.
Só em 1955, John Wheeler demonstrou que é possível conectar duas regiões do nosso próprio Universo – foi ele quem cunhou o termo buraco de minhoca, assim como ele mesmo já havia batizado os buracos negros.
Mas, claro, coube a Carl Sagan tirar essa curiosidade dos livros de física e usá-la para atiçar o interesse na ciência do público em geral. Um buraco de minhoca foi usado em sua obra Contato.
A tal da matéria com energia negativa seria necessária porque essa matéria teria uma espécie de anti-gravidade, o que seria necessário para que o buraco de minhoca abrisse sua boca e nos deixasse passar.
Embora a teoria de Einstein tenha resistido a todos os testes feitos até agora, os cientistas acreditam que ela talvez seja uma aproximação de uma teoria mais geral, por duas razões: a primeira é que ela não se coaduna com a mecânica quântica, e esta tampouco cede a todos os experimentos possíveis. E, segundo, porque a teoria de Einstein colapsa no centro de um buraco negro, na chamada singularidade.
O observatório Integral recentemente alterou os parâmetros de busca da chamada física pós-Einstein. [Imagem: ESA/SPI Team/ECF]
Indo além de Einstein
Já em 1921, Theodor Kaluza e Oskar Klein tentaram ir além da teoria da relatividade.
Inspirados em Einstein, que mostrou que a gravidade é a curvatura de um tecido que une as três dimensões do espaço mais o tempo, Kaluza e Klein propuseram que tanto a gravidade quanto a força eletromagnética podem ser explicadas pela curvatura de um espaçotempo de cinco dimensões.
Hoje, os teóricos da teoria das cordasafirmam que todas as quatro forças fundamentais podem ser explicadas pelas dobraduras de um espaçotempo de 10 dimensões.
Mas essas teorias são complexas demais até mesmo para os físicos teóricos.
E aqui entram Kleihaus, Panagiota Kanti e Jutta Kunz, os três intrépidos proponentes de uma versão mais simples dos buracos de minhoca.
O fundamento é que, se existem outras dimensões, nós não as percebemos porque elas são pequenas demais.
O processo de compactar as seis dimensões que não percebemos – aquelas que completam o quadro de 10 dimensões da teoria das cordas – cria vários novos campos de força, um deles chamado campo dilaton.
Da mesma forma que a gravidade na teoria da relatividade depende da curvatura do espaçotempo, nessas novas teorias a gravidade depende da curvatura mais a curvatura elevada a uma potência.
Os três pesquisadores usaram esse termo extra para propor um buraco de minhoca que não precisa de antigravidade.
Recentemente cientistas propuseram uma forma para testar a ideia do Big Flash, um irmão mais novo do Big Bang, uma explosão de radiação que teria mudado a estrutura do espaçotempo nos primórdios do nosso Universo. [Imagem: Getty Images]
Procurando buracos de minhoca no espaço
O resultado assustaria Einstein, porque o buraco de minhoca resultante do novo estudo não pode nos levar para Plutão ou Andrômeda, mas apenas para outros universos.
Desafiador, mas altamente especulativo.
A menos que alguém possa encontrar indícios de que tal estrutura exista no nosso Universo, pairando por aí em algum lugar.
Os três pesquisadores acreditam que é possível.
É bom lembrar que estávamos falando de dimensões submicroscópicas, quando estamos interessados em algo por onde possa menos pelo menos uma nave espacial.
Os cientistas afirmam que a inflação do Universo pode ter espichado esses buracos de minhoca a ponto de eles superarem as dimensões humanas, como um ponto de tinta colocado sobre uma bexiga vai aumentando conforme a bexiga se enche.
"A inflação [do Universo] pode ter inchado os minúsculos buracos negros que permeiam o tecido submicroscópico do espaço," propõe Kleihaus.
Como encontrá-los? Olhando para o Universo, já que a presença de um buraco de minhoca macroscópico deverá representar uma mudança radical no campo de visão dos telescópios.
"Afinal de contas, a boca do buraco de minhoca é uma janela para outro universo," propõe o cientista.
Desde, é claro, que o buraco de minhoca esteja com a boca precisamente virada para a Terra.
Bibliografia:
Stable Lorentzian Wormholes in Dilatonic Einstein-Gauss-Bonnet Theory
Panagiota Kanti, Burkhard Kleihaus, Jutta Kunz
arXiv
http://arxiv.org/abs/1111.4049
Fonte : Inovação Tecnológica