agosto 2019
Ciência Na Frente
Do Infinitamente Pequeno ao Infinitamente Grande
Agosto de 2019
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| Tal como o gato de Schrödinger se encontra numa superposição de dois estados, os investigadores encontraram uma forma de detetar o início do processo, onde o sistema salta de um estado para outro. |
Em 1913, Niels Bohr apresentava o seu modelo de átomo composto por um núcleo, rodeado de eletrões com órbitas distintas, tendo cada uma delas uma energia bem definida. A revolucionária ideia do físico dinamarquês afirmava que apenas certos valores de energia eram autorizados para os eletrões. Estas partículas podiam, todavia, passar de uma órbita (ou estado) para outra, através de um «salto quântico», se absorvessem ou emitissem um fotão de energia, exatamente igual ao afastamento de energia entre os dois estados. Agora Zlatko Minev e os seus colegas, da universidade de Yale, nos E.U.A., desenvolveram uma experiência que permite estudar o que é que se passa durante esse tipo de salto quântico.
O modelo de Bohr prefigurava uma visão ainda mais radical, a da física quântica, desenvolvida durante os anos de 1920. Esta teoria estipula que um salto quântico se desencadeia de uma forma aleatória, mas os detalhes de um salto deste tipo, já muito debatidos na época de Bohr, continuaram obscuros até aos dias de hoje.
Com efeito, como é que se estuda um salto quântico quando a medição perturba inevitavelmente o sistema? A equipa da universidade de Yale concebeu um sistema baseado num «átomo artificial» constituído de elementos supercondutores. No plano matemático, o dispositivo é equivalente a um átomo que apresente três estados de energia: o estado fundamental (o de mais baixa energia), um estado dito «escuro» e um estado dito «brilhante». A escolhas destas palavras tem que ver com o facto do aparelho ser capaz de detetar quando o sistema está no estado brilhante. Esse sinal está associado a um «clic», comparável ao ruído que faz um contador Geiger.
No entanto, os físicos não podem saber diretamente se o sistema está no estado escuro. O seu dispositivo apenas lhes indica se o átomo está ou não no estado brilhante. Assim, no caso não brilhante, os investigadores preservam a mistura quântica entre os estados fundamental e escuro, não perturbando a dinâmica quando se dá um salto quântico entre estes dois níveis de energia.
Na experiência, o átomo artificial é colocado numa cavidade cheia de fotões microondas. Estes estimulam o sistema, fazendo-o passar, frequentemente, do estado fundamental para o estado brilhante. Quando o sistema está no estado brilhante, os investigadores gravam um clic, mais ou menos a todos os microssegundos. Mas por vezes, esses sinais interrompem-se, em cada 220 microssegundos , numa duração média de 31 microssegundos. Isto significa que o sistema efetuou um salto quântico do estado fundamental para o estado escuro, onde permanece algum tempo.
Dada a sua resolução temporal de 8 nanossegundos, o dispositivo experimental é suficientemente rápido para detetar o início de um período «silencioso». Os investigadores mediram então o que se passa precisamente durante o salto quântico para o estado escuro. Ao efetuarem medições em diferentes momentos do salto , em cerca de 7 milhões de saltos, os físicos constataram que o estado de superposição do sistema muda continuamente durante o salto, numa «trajetória» bem definida. Ele é dominado pela sua composição fundamental no início do salto, depois a parte escura aumenta progressivamente.
Se este resultado não é uma surpresa - ele estava previsto pela teoria -, é a primeira vez que se observa esta dinâmica durante o salto, a qual conserva o seu caráter aleatório, já que não se consegue antecipar quando é que ele se vai iniciar.
Sean Bailly (adaptado)
A fraca demografia neandertaliana
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| Uma reconstituição de uma das mulheres sobre quem recai a frágil demografia neandertaliana |
É um facto, : o Homo neanderthalensis desapareceu há alguns milénios, por volta dos 400 000 mil anos, na altura em que o H. sapiens fazia a sua irrupção no seu meio. Mas porquê? Os cenários que invocam fatores exteriores à espécie são numerosos e nem sempre plausíveis: genocídio, cancro de pele, choque bacteriano, etc. Com os seus colegas, Anna Degioanni, da universidade Aix-Marseille, pretendeu moderar este frenesim explicativo sublinhando a importância de um fator interno para o desaparecimento da espécie: a sua fragilidade demográfica.
Espalhados desde a Grã-Bretanha até à Sibéria, os Neandertais, seguindo um consenso largamente aceite, nunca ultrapassaram os 70000 indivíduos. Os investigadores construíram um modelo baseado nos métodos utilizados na ecologia para descrever a demografia de uma população animal e adaptaram-na ao caso destes caçadores-recoletores. Para o fazer, a sua primeira preocupação foi determinar o número de parâmetros - número de crianças por mulher, mortalidade, migrações... - pelos quais o modelo descreve a estabilidade da população. De seguida jogaram com os valores desses parâmetros seguindo vários cenários, com o objetivo de reproduzirem um desaparecimento em 10000, 6000 ou 4000 anos. Depois de afastarem as hipóteses pouco verosímeis (guerras, epidemias...) já que levam a um desaparecimento muito rápido, chegaram, depois de milhares de simulações, à conclusão que um muito ligeiro decréscimo na fertilidade das neandertalianas mais jovens é suficiente para levar ao desaparecimento da população no intervalo esperado. Ficam por examinar quais os fatores externos que poderão ter causado uma tal descida da fertilidade. Mais uma vez, as possibilidades são imensas: stress climático e portanto alimentar, concorrência com o H. sapiens, perturbação das redes conjugais neandertalianas...
Espalhados desde a Grã-Bretanha até à Sibéria, os Neandertais, seguindo um consenso largamente aceite, nunca ultrapassaram os 70000 indivíduos. Os investigadores construíram um modelo baseado nos métodos utilizados na ecologia para descrever a demografia de uma população animal e adaptaram-na ao caso destes caçadores-recoletores. Para o fazer, a sua primeira preocupação foi determinar o número de parâmetros - número de crianças por mulher, mortalidade, migrações... - pelos quais o modelo descreve a estabilidade da população. De seguida jogaram com os valores desses parâmetros seguindo vários cenários, com o objetivo de reproduzirem um desaparecimento em 10000, 6000 ou 4000 anos. Depois de afastarem as hipóteses pouco verosímeis (guerras, epidemias...) já que levam a um desaparecimento muito rápido, chegaram, depois de milhares de simulações, à conclusão que um muito ligeiro decréscimo na fertilidade das neandertalianas mais jovens é suficiente para levar ao desaparecimento da população no intervalo esperado. Ficam por examinar quais os fatores externos que poderão ter causado uma tal descida da fertilidade. Mais uma vez, as possibilidades são imensas: stress climático e portanto alimentar, concorrência com o H. sapiens, perturbação das redes conjugais neandertalianas...
O que posso observar no céu de agosto?
2 - Lua no perigeu a 359 399 Km da Terra - 08:11
5 - Lua a 9ºS de Pollux - 23:00
10 - Lua a 2ºN de Júpiter - 00:00
13 - Pico da chuva de meteoros das Perseídas
17 - Lua no apogeu a 406 245 Km da Terra - 11:49
30 - Lua no perigeu a 357 176 Km da Terra - 16:53
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| Fig. 1 – Céu visível às 22:00 horas do dia 1 de agosto em Lisboa mostrando os planetas Júpiter e Saturno. |
Fig. 2 – Céu visível às 06:00 horas do dia 15 de agosto em Lisboa mostrando o planeta Mercúrio.
Fases da Lua em agosto
01 - às 04h 12min - nova
07 - às 18h 31min - crescente
15 - 13h 29min - cheia
07 - às 18h 31min - crescente
15 - 13h 29min - cheia
23 - às 15h 26min - 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 manhã, por volta do instante do começo do crepúsculo civil, entre 1 e 26 de agosto.
VÉNUS - Não poderá ser observado por se encontrar demasiado próximo do Sol. A partir de meados de setembro reaparecerá como estrela da tarde.
MARTE - Não pode ser observador por se encontrar muito próximo do Sol. Só reaparecerá na terceira semana de outubro.
JÚPITER - Neste mês estará visível durante toda a noite.
SATURNO - É visível toda a noite, na constelação de Sagitário.
VÉNUS - Não poderá ser observado por se encontrar demasiado próximo do Sol. A partir de meados de setembro reaparecerá como estrela da tarde.
MARTE - Não pode ser observador por se encontrar muito próximo do Sol. Só reaparecerá na terceira semana de outubro.
JÚPITER - Neste mês estará visível durante toda a noite.
SATURNO - É visível toda a noite, na constelação de Sagitário.
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
O que é um salto quântico
(Quando necessário, para ativar as legendas automáticas proceder do seguinte modo: no canto inferior direito clicar no símbolo "roda dentada"; abrem-se as Definições; clicar aí e escolher Legendas; depois clicar em Traduzir Automaticamente; finalmente escolher Português na lista.)
(Quando necessário, para ativar as legendas automáticas proceder do seguinte modo: no canto inferior direito clicar no símbolo "roda dentada"; abrem-se as Definições; clicar aí e escolher Legendas; depois clicar em Traduzir Automaticamente; finalmente escolher Português na lista.)
Imagem do Mês
IC 1795: A Nebulosa da Cabeça de Peixe
Para alguns, esta nebulosa assemelha-se com a cabeça de um peixe. No entanto, este retrato cósmico colorido apresenta na realidade gás brilhante e poeiras escuras de poeira da IC 1795, uma região de formação estelar na constelação de Cassiopeia. As cores da nebulosa foram criadas pela adoção de uma paleta de cores falsas, como as usadas pelo Hubble, para mapear emissões em banda estreita dos átomos de oxigénio, hidrogénio e enxofre nas cores azul, verde e vermelho, e combina ainda os dados com imagens da região obtidas através de filtros de banda larga. Não muito longe no céu do famoso Aglomerado Duplo em Perseu, IC 1795 está localizado junto a IC 1805, a nebulosa do Coração, como parte de um complexo de regiões de formação de estrelas que se encontram à beira de uma grande nuvem molecular. Localizado a pouco mais de 6.000 anos-luz de distância, o grande complexo de formação estelar estende-se ao longo do braço espiral de Perseu da nossa Via Láctea. A essa distância, esta imagem abrange cerca de 70 anos-luz ao longo de IC 1795.
Fonte: www.nasa.gov
Fonte: www.nasa.gov
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