agosto 2017
Ciência Na Frente
Do Infinitamente Pequeno ao Infinitamente Grande
A corrida para desacelerar a luz
Desde há quase vinte anos que os físicos sabem desacelerar a luz, quase pará-la. Atualmente este curioso fenómeno tem algumas aplicações em laboratório.
A 299 792 458 metros por segundo, a luz dá uma volta à Terra antes que Usain Bolt tenha deixado os blocos de partida. Contudo, em certas circunstâncias, podemos abrandar a luz a um ritmo de tartaruga, ou mesmo pará-la completamente!
É preciso relembrar que o valor mencionado em cima (à volta dos 300 000 Km por segundo) é válido no vazio. Num meio material, a luz propaga-se mais lentamente. Isto porque ela interage com a matéria pondo a vibrar os eletrões dos átomos, criando uma «onda de polarização». Esta onda age, ao voltar para trás, sobre a luz perdendo esta à volta de 30% da sua velocidade. O índice de refração , que é dado pela proporção entre a velocidade da luz no vazio e a sua velocidade num meio considerado, quantifica esse abrandamento. Todavia, mesmo com este efeito, a luz permanece ultra-rápida.
Até agora, os cientistas têm-se concentrado nas cristas e nas concavidades da onda luminosa, de um dado comprimento de onda, que se desloca numa determinada velocidade, aquilo a que se chama a velocidade de fase. Mas as impulsões luminosas, por outras palavras, as ondas luminosas limitadas no tempo, são sempre o conjunto de vários comprimentos de onda. Estas diferentes ondas sobrepõem-se, somando-se ou anulado-se. Isto dá à impulsão uma espécie de conjunto, em que a velocidade é chamada velocidade de grupo.
A velocidade de grupo distingue-se da velocidade de fase quando as ondas que compõem a impulsão se deslocam a velocidades diferentes. Isto não acontece no vazio, mas ocorre frequentemente em meios materiais, ditos meios dispersivos: o índice de refração depende então do comprimento de onda. Mais precisamente, a velocidade de grupo varia drasticamente em cima ou em baixo da onda, quando o índice de refração muda rapidamente de um comprimento de onda para outro. Então, a velocidade da luz pode cair com um fator de vários milhões de vezes.
Estes fenómenos físicos são os responsáveis por estas janelas de abrandamento. Assim, a luz foi abrandada pela primeira vez em 1999, num gás de átomos frios, graças a um processo de transparência eletromagnética induzida. Com uma velocidade de 61 Km/h, teria sido ultrapassada pelos velocistas da Volta a Portugal. Depois disso, a luz foi abrandada com cristais de rubi, fibras óticas ou materiais nano-estruturados.
Há quinze anos, estas experiências foram pensadas para aplicações de redes totalmente óticas ou para antenas de telecomunicações. «Foi a euforia dos caloiros. Mas a luz lenta coloca inevitáveis problemas de distorção. À parte alguns nichos onde se pode aplicar, esta possibilidade permanece uma curiosidade de laboratório», afirma Luc Thévenaz, da EPFL (Escola Politécnica Federal de Lausana), e cuja equipa já não trabalha sobre este assunto. Em contrapartida, este fenómeno é utilizado pelas memórias quânticas: a luz, completamente parada pelo material, transfere a sua informação aos átomos que a podem restituir, alguns instantes depois, de uma forma idêntica. Contudo, a implantação destas memórias em redes quânticas de grande tamanho ainda levará o seu tempo.
É preciso relembrar que o valor mencionado em cima (à volta dos 300 000 Km por segundo) é válido no vazio. Num meio material, a luz propaga-se mais lentamente. Isto porque ela interage com a matéria pondo a vibrar os eletrões dos átomos, criando uma «onda de polarização». Esta onda age, ao voltar para trás, sobre a luz perdendo esta à volta de 30% da sua velocidade. O índice de refração , que é dado pela proporção entre a velocidade da luz no vazio e a sua velocidade num meio considerado, quantifica esse abrandamento. Todavia, mesmo com este efeito, a luz permanece ultra-rápida.
Até agora, os cientistas têm-se concentrado nas cristas e nas concavidades da onda luminosa, de um dado comprimento de onda, que se desloca numa determinada velocidade, aquilo a que se chama a velocidade de fase. Mas as impulsões luminosas, por outras palavras, as ondas luminosas limitadas no tempo, são sempre o conjunto de vários comprimentos de onda. Estas diferentes ondas sobrepõem-se, somando-se ou anulado-se. Isto dá à impulsão uma espécie de conjunto, em que a velocidade é chamada velocidade de grupo.
A velocidade de grupo distingue-se da velocidade de fase quando as ondas que compõem a impulsão se deslocam a velocidades diferentes. Isto não acontece no vazio, mas ocorre frequentemente em meios materiais, ditos meios dispersivos: o índice de refração depende então do comprimento de onda. Mais precisamente, a velocidade de grupo varia drasticamente em cima ou em baixo da onda, quando o índice de refração muda rapidamente de um comprimento de onda para outro. Então, a velocidade da luz pode cair com um fator de vários milhões de vezes.
Estes fenómenos físicos são os responsáveis por estas janelas de abrandamento. Assim, a luz foi abrandada pela primeira vez em 1999, num gás de átomos frios, graças a um processo de transparência eletromagnética induzida. Com uma velocidade de 61 Km/h, teria sido ultrapassada pelos velocistas da Volta a Portugal. Depois disso, a luz foi abrandada com cristais de rubi, fibras óticas ou materiais nano-estruturados.
Há quinze anos, estas experiências foram pensadas para aplicações de redes totalmente óticas ou para antenas de telecomunicações. «Foi a euforia dos caloiros. Mas a luz lenta coloca inevitáveis problemas de distorção. À parte alguns nichos onde se pode aplicar, esta possibilidade permanece uma curiosidade de laboratório», afirma Luc Thévenaz, da EPFL (Escola Politécnica Federal de Lausana), e cuja equipa já não trabalha sobre este assunto. Em contrapartida, este fenómeno é utilizado pelas memórias quânticas: a luz, completamente parada pelo material, transfere a sua informação aos átomos que a podem restituir, alguns instantes depois, de uma forma idêntica. Contudo, a implantação destas memórias em redes quânticas de grande tamanho ainda levará o seu tempo.
Distância recorde para a intrincação quântica
A intrincação quântica é esse fenómeno espantoso pelo qual duas partículas, por exemplo dois fotões, formam um sistema ligado, mesmo quando ambos estão muito afastados. Este efeito já foi demonstrado várias vezes e com distâncias cada vez maiores. O recorde estava nos 144 quilómetros. Este recorde acaba de ser pulverizado por Juan Yin, da Universidade das Ciências e Tecnologias de Hefei, na China.
As experiências precedentes estavam limitadas pela dispersão das ondas e perda de coerência nas fibras óticas. Com estes recursos, os físicos não podiam esperar fazer melhor. Mas, pelo contrário, com um satélite... Usou-se o satélite Quess (Quantum Experiments at Space Scale), também conhecido por Mozi e que foi colocado em órbita em 2016, a 500 quilómetros de altitude. O aparelho está equipado com um dispositivo que envia para a Terra fluxos de fotões intrincados. Este estado foi realmente medido no solo, em estações que estão separadas 1203 quilómetros. Uma situa-se em Delingha, no norte do planalto tibetano, a outra fica no observatório Gaomeigu, em Lijiang. Neste caso, os fotões circulam essencialmente no vazio e não são, assim, perturbados pelo meio por onde passam.
Estes resultados são um primeiro passo, enorme, na constituição de redes de comunicação quântica intercontinentais. A ideia é que a informação circule de forma ultra-segura: a sua interceção não passaria despercebida.
As experiências precedentes estavam limitadas pela dispersão das ondas e perda de coerência nas fibras óticas. Com estes recursos, os físicos não podiam esperar fazer melhor. Mas, pelo contrário, com um satélite... Usou-se o satélite Quess (Quantum Experiments at Space Scale), também conhecido por Mozi e que foi colocado em órbita em 2016, a 500 quilómetros de altitude. O aparelho está equipado com um dispositivo que envia para a Terra fluxos de fotões intrincados. Este estado foi realmente medido no solo, em estações que estão separadas 1203 quilómetros. Uma situa-se em Delingha, no norte do planalto tibetano, a outra fica no observatório Gaomeigu, em Lijiang. Neste caso, os fotões circulam essencialmente no vazio e não são, assim, perturbados pelo meio por onde passam.
Estes resultados são um primeiro passo, enorme, na constituição de redes de comunicação quântica intercontinentais. A ideia é que a informação circule de forma ultra-segura: a sua interceção não passaria despercebida.
O que posso observar no céu de agosto?
2 - Lua no apogeu - 19:00
7 - Eclipse parcial da Lua (visível em Portuga)
12/13 - Atividade máxima das Perseidas - entre as 14:00 das 02:30
18 - Lua no perigeu - 14:00
19 - Vénus a 2ºN da Lua - 06:00
20 - Lua a 0,4ºN de Aldebarã - 01:00
21 - Eclipse total do Sol: visível parcialmente em Portugal - 17:00
30 - Lua no apogeu - 12:00
7 - Eclipse parcial da Lua (visível em Portuga)
12/13 - Atividade máxima das Perseidas - entre as 14:00 das 02:30
18 - Lua no perigeu - 14:00
19 - Vénus a 2ºN da Lua - 06:00
20 - Lua a 0,4ºN de Aldebarã - 01:00
21 - Eclipse total do Sol: visível parcialmente em Portugal - 17:00
30 - Lua no apogeu - 12:00
Fases da Lua em agosto
21 - às 19h 30min - nova
30 - às 16h 23min - crescente
07 - às 19h 11min - cheia
30 - às 16h 23min - crescente
07 - às 19h 11min - cheia
15 - às 02h 15min - minguante
Planetas visíveis a olho nu em agosto
MERCÚRIO - Poderá ser visto somente próximo do horizonte, a leste, antes do nascimento do Sol ou a oeste, depois do ocaso do Sol. Será visível, de tarde, por volta do instante do fim do crepúsculo civil, a partir de 29 de junho até 20 de agosto.
VÉNUS - Poderá ser facilmente identificado pelo seu grande brilho. Durante todo o mês será visível como estrela da manhã.
MARTE - Encontra-se muito próximo do sol para observação e reaparecerá em meados de setembro.
JÚPITER - Neste mês só será visível ao anoitecer.
SATURNO - Pode ser visto na constelação de Ofiúco.
VÉNUS - Poderá ser facilmente identificado pelo seu grande brilho. Durante todo o mês será visível como estrela da manhã.
MARTE - Encontra-se muito próximo do sol para observação e reaparecerá em meados de setembro.
JÚPITER - Neste mês só será visível ao anoitecer.
SATURNO - Pode ser visto na constelação de Ofiúco.
Fonte: Observatório Astronómico de Lisboa
Visibilidade da Estação Espacial Internacional
(para localizações aproximadas de 41.1756ºN, 8.5493ºW)
| Data | Magnitude | Início | Ponto mais alto | Fim | Tipo da passagem | ||||||
| (mag) | Hora | Alt. | Az. | Hora | Alt. | Az. | Hora | Alt. | Az. | ||
| 10-8 | -3,1 | 21:07:58 | 10° | NO | 21:11:07 | 44° | NNE | 21:14:15 | 10° | ESE | visível |
| 10-8 | -1,9 | 22:44:52 | 10° | O | 22:47:09 | 21° | SO | 22:47:09 | 21° | SO | visível |
| 11-8 | -2,9 | 21:52:12 | 10° | ONO | 21:55:16 | 40° | SO | 21:56:58 | 22° | SSE | visível |
| 13-8 | -1,4 | 21:44:46 | 10° | O | 21:46:57 | 17° | SO | 21:49:08 | 10° | S | visível |
Como usar esta grelha:
Coluna Data - data da passagem da Estação;
Coluna Brilho/Luminosidade (magnitude) - Luminosidade da Estação (quanto mais negativo for o número maior é o brilho);
Coluna Hora - hora de início, do ponto mais alto e do fim da passagem;
Coluna Altitude - altitude medida em graus tendo o horizonte como ponto de partida 0º;
Coluna Azimute - a direção da Estação tendo o Norte geográfico como ponto de partida.
Coluna Azimute - a direção da Estação tendo o Norte geográfico como ponto de partida.
Fonte: http://www.heavens-above.com/
Vídeo do Mês
No topo do mundo: Matemática
(como a matemática pode resolver problemas práticos do nosso mundo)
(como a matemática pode resolver problemas práticos do nosso mundo)
Imagem do Mês
A Via Láctea sobre Monument Valley
Não têm de ir a Monument Valley para ver o arco da Via Láctea através do céu... mas ajuda muito. Nesta imagem obtida há um mês, podemos ver no horizonte uma luz esverdeada. Em cima estende-se uma banda de luz difusa que é o centro do disco da nossa galáxia espiral, a Via Láctea. Esta faixa da Via Láctea pode ser vista quase em todo o lado, em quase todas as noites limpas e quando estamos o suficientemente afastados das brilhantes luzes das cidades, mas é necessário uma câmara digital sensível para se obter estas cores num céu escuro.
Fonte: www.nasa.gov
Fonte: www.nasa.gov
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