junho 2013
Ciência Na Frente
Do Infinitamente Pequeno ao Infinitamente Grande
No núcleo dos quarks
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| Os quarks conhecidos
O eletrão, os quarks e outras partículas são consideradas como objetos elementares e pontuais. Mas estas partículas poderão esconder uma estrutura interna constituída por elementos hipotéticos chamados preões.
O Universo é, à primeira vista, de uma enorme complexidade. Nele observamos fenómenos físicos muitos diversificados. Parece difícil ver, a priori, a ligação entre as emissões de ondas rádio, que nos permitem comunicar e os raios gama, que podem destruir irremediavelmente as moléculas do A.D.N.. Podemo-nos deslocar livremente no ar, enquanto somos incapazes de atravessar uma parede. Produz-se energia no núcleo do Sol mas também a produzimos nas centrais nucleares.
Aparentemente, estes fenómenos parecem não ter qualquer relação entre si, mas os físicos descobriram alguns princípios que os unem numa só teoria em que tudo isto é explicado, bem como muitas outras coisas. Esta teoria, o "modelo padrão da física de partículas", descreve ao mesmo tempo as forças eletromagnéticas, que fazem com que uma parede seja sólida, e as forças nucleares, que governam as reações de fusão no Sol e a fissão nas centrais nucleares.
O modelo padrão é uma das teorias mais eficazes alguma vez criadas. Essencialmente, ele postula que existem dois grupos de partículas de matéria: os quarks e os leptões. A associação de certos quarks constituem os protões e os neutrões dos núcleos atómicos. O leptão mais familiar é o eletrão. Todos os átomos são uma combinação de protões, neutrões e de eletrões. Estas partículas estão ligadas por quatro interações (ou forças) fundamentais, em que duas nos são familiares, a gravidade e o eletromagnetismo; e as outras duas, as interações forte e fraca, são menos conhecidas.
Com o objetivo de estudar a física das partículas e os problemas do modelo padrão, os físicos tentam sondar a matéria através de escalas cada vez mais pequenas. Para o conseguirem, construíram aceleradores onde as partículas chocam umas com as outras a velocidades próximas da velocidade da luz. Desde a descoberta dos quarks nos anos 70, do século XX, não existiam utensílios que nos permitissem "olhar" para o interior dos quarks. Mas, atualmente, o grande acelerador de hadrões do CERN (o LHC, de Large Hadron Collider - Grande Colisionador de Hadrões), próximo de Genebra, pode estar à altura dessa tarefa. O LHC já deu provas, em julho de 2012, ao revelar os primeiros indícios do bosão de Higgs (ver neste blogue a informação de outubro de 2012), a última partícula do modelo padrão que ainda não tinha sido observada.
Os primeiros sinais de uma estrutura interna nos quarks e nos leptões surgiu a partir das investigações sobre uma outra questão (ainda sem resposta) e que tem a ver com o número de quarks e leptões descobertos. O quadro dos quarks e dos leptões (ver a figura de cima) comporta três colunas chamadas gerações (a questão da multiplicidade das partículas é muitas vezes chamada "problema das gerações"). A primeira coluna da esquerda, inclui os quarks u e d, bem como o eletrão e o neutrino eletrónico, isto é, tudo aquilo que é necessário para explicar o Universo que nos é familiar. A segunda geração contem as versões mais maciças das mesmas partículas; a terceira geração é composta pelas partículas mais pesadas.
O modelo padrão trata os quarks e os leptões como partículas pontuais, desprovidas de estrutura interna. Todavia, a repetição das propriedades de uma geração para a outra, tal como com os elementos químicos, leva a pensar que os quarks e os leptões têm um estrutura subjacente.
Os físicos propuseram assim diversos modelos para aquilo a que chamaram preões (os tais elementos que suportam a estrutura subjacente referida no parágrafo anterior) e que são os constituintes hipotéticos dos quarks e de outras partículas do modelo padrão. Dois físicos, o israelita Haim Harari e o americano Michael Shupe, postularam a existência de dois tipos de preões - cada um com a sua antipartícula associada - e que poderiam constituir, ao mesmo tempo, as partículas da matéria (os quarks e os leptons, que são os fermiões) e as partículas mediadores de força (os bosões). Se estes preões existirem serão minúsculos. Eles estarão dentro de um quark que já é imensamente pequeno para caber dentro de um protão. Na verdade, todas as experiências realizadas, são, por agora, compatíveis com um quark de tamanho nulo, o que excluiria toda e qualquer subestrutura. Mas as futuras experiências vão sondar escalas ainda mais pequenas. Se se descobrisse um tamanho não nulo para o quark, a hipótese do preão sairia fortemente reforçada. Ficamos à espera...
Fonte: Pour La Science - junho 2013 - n.º 428, p.18
Duas super Terras na zona habitável
Demasiado próximo da sua estrela, um planeta semelhante à Terra teria temperaturas extremas. Demasiado afastado, não seria mais do que um corpo gelado. Entre estas duas distâncias encontra-se a zona que se costuma chamar de habitável, onde o calor fornecido pela estrela é suficientemente moderado para permitir a existência de água líquida sobre o planeta. A partir dos dados do telescópio espacial Kepler, William Borucki e os seu colaboradores identificaram cinco planetas em órbita da estrela Kepler-62, situada a 1200 anos-luz da Terra. Os dois planetas mais afastados da estrela encontrar-se-ão na zona habitável.
O princípio de deteção de planetas do telescópio Kepler é o do "trânsito". Quando um planeta passa em frente da sua estrela oculta parte da sua luz. O telescópio regista estas diminuições de luminosidade e os astrofísicos tiram daí diversas informações: o número de planetas a orbitar a estrela, o seu tamanho e o seu período de revolução. À volta da Kepler-62, os exoplanetas mais afastados - Kepler-62e e Kepler-62f (ver imagem) - podem conter água no estado líquido. Estes planetas são chamados de super Terras por serem maiores que a nossa Terra - 1,61 e 1,41 vezes maiores - embora sejam os exoplanetas mais pequenos descobertos na zona habitável de uma estrela.
Fonte: Pour La Science - junho 2013 - n.º 428, p.12
O que posso observar no céu de junho?
O nome do mês de junho vem da deusa romana Juno, deusa do casamento e do parto e considerada a protetora das mulheres, especialmente das esposas legítimas.
9 - Lua no apogeu - 22h 40'
11 - Lua passa a 6º S de Mercúrio - 00h
12 - Elongação Este de Mercúrio - 18h 12 - Mercúrio aparece o mais alto no céu este ano
18 - Lua passa a 0,1º N de Espiga - 21h
20 - Lua passa a 1,9º S de Mercúrio - 19h 21 - Solstício de Verão (início do Verão) - 06h 04' 23 - Vénus passa a 5º S de Pollux - 2h
23 - Lua no perigeu - 12h 12'
Fases da Lua em Junho
08 - às 16h 56min - nova
16 - às 18h 24min - crescente
23 - às 12h 32min - cheia
30 - às 05h 54min - minguante Planetas visíveis a olho nu em junho
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, cerca do começo do crepúsculo civil, como "estrela da tarde" durante todo o mês. Terá movimento retrógrado a partir de 25 de junho.
VÉNUS - Durante este mês surgirá como "estrela da tarde". Estará em conjunção com Mercúrio em 20 de junho. MARTE - Vai reaparecer na 2ª quinzena de junho, durante a manhã, na constelação de Touro. JÚPITER - A partir da 1ª semana de junho deixa de ser visível por se encontrar na direção do Sol.. SATURNO - Nasce pouco depois da meia-noite na constelação da Virgem.
Fonte: Observatório Astronómico de Lisboa
Visibilidade da Estação Espacial Internacional
(para localizações aproximadas de 41.1756ºN, 8.5493ºW)
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 inicio, 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.
Vídeo do Mês
O Universo de Stephen HawkingImagem do Mês
NGC 6960: a Nebulosa da Vassoura de Bruxa
Há dez mil anos atrás, antes de haver registos humanos, de repente uma nova luz apareceu no céu noturno e desapareceu após algumas semanas. Hoje sabemos que esta luz veio de uma supernova ou explosão de uma estrela, e registámos os seus detritos em expansão, o que restou da supernova, como a Nebulosa do Véu. Esta detalhada imagem está centrada no segmento ocidental da Nebulosa do Véu, catalogada como NGC 6960, mas informalmente conhecida como a Nebulosa da Vassoura de Bruxa. Destruída pela explosão cataclísmica, a onda de choque formada lançou a matéria para o espaço interestelar. Esta imagem trabalhada com filtros de banda estreita, mostra-nos os filamentos de matéria que são como rugas numa folha de papel e estão notavelmente separados em hidrogénio atómico (a vermelho) e gás de oxigénio (azul-verde). Os restos completos da supernova estão a 1400 anos-luz na direção da constelação do Cisne. Atualmente, esta vassoura de bruxa estende-se por 35 anos-luz. A estrela mais brilhante da imagem é a Cisne 52, que pode ser vista , da Terra, a olho nu a partir de uma área escura, não tendo nada a ver com esta supernova. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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