O grafeno e seus desafios

     O primeiro centro de estudos dedicado ao grafeno no país vai reunir em São Paulo pesquisadores com experiência reconhecida internacionalmente nesse campo. A Universidade Presbiteriana Mackenzie inaugura em julho de 2014 seu Centro de Pesquisas Avançadas em Grafeno, Nanomateriais e Nanotecnologia (MackGraphe), que terá investimentos de R$ 20 milhões apenas na construção do prédio de 4.230 metros quadrados para abrigar laboratórios no bairro da Consolação, centro de São Paulo. Lá serão conduzidas as pesquisas do projeto temático Grafeno: fotônica e optoeletrônica, uma parceria entre a Universidade Mackenzie e o Centro de Pesquisa de Grafeno da Universidade Nacional de Cingapura, que recebe investimento de R$ 9,8 milhões da FAPESP.

     O projeto, que teve início em abril deste ano, faz parte do programa São Paulo Excellence Chairs (Spec) da Fundação, que busca estabelecer colaborações entre instituições do estado de São Paulo e pesquisadores de alto nível que trabalham fora do país. Nesse programa, o pesquisador segue vinculado a sua instituição de origem e se compromete a coordenar o projeto e a permanecer no Brasil durante pelo menos 12 semanas ao longo de cada um dos cinco anos mínimos de sua duração. Nesse período, ele colabora com pesquisadores da instituição anfitriã na orientação de um grupo de bolsistas da FAPESP, entre pós-doutores, doutores e alunos de iniciação científica. O programa Spec do grafeno é coordenado pelo físico brasileiro Antonio Hélio de Castro Neto, professor da Universidade de Boston, nos Estados Unidos, e diretor do centro de Cingapura desde 2010.

     Além de discussões quase diárias com os pesquisadores do MackGraphe que se encontram em Cingapura, Castro Neto está em contato semanal com pesquisadores daqui, por meio da internet, com o objetivo de acompanhar o cotidiano da evolução do projeto.

     Entre os objetivos da iniciativa estão a realização da síntese artificial do grafeno, a caracterização do material produzido e a construção de dispositivos optoeletrônicos aplicáveis no setor de comunicações ópticas. “Esperamos que num futuro não muito distante o MackGraphe lidere a pesquisa na área de optoeletrônica do grafeno”, diz Castro Neto, que desde 1991 está nos Estados Unidos, onde fez o doutorado em física na Universidade de Illinois e o pós-doutorado no Instituto de Física Teórica, em Santa Bárbara. Castro Neto foi fundamental para que o MackGraphe saísse do papel. O físico Eunézio Antônio Thoroh de Souza, professor da Universidade Mackenzie e responsável pelo centro, apresentou-o ao reitor da universidade, o engenheiro Benedito Guimarães Aguiar Neto, durante uma viagem à Cingapura. Do encontro, surgiu a ideia de criar no Brasil um centro irmão daquele coordenado pelo professor Castro Neto.

     As pesquisas são feitas provisoriamente em laboratórios de física e engenharia da Universidade Mackenzie, com amostras de grafeno cedidas pela equipe de Castro Neto. Quando o prédio do MackGraphe estiver pronto, os pesquisadores poderão produzir o grafeno – um material flexível, impermeável, extremamente resistente e capaz de conduzir 100 vezes mais eletricidade do que o cobre. Ele foi isolado pela primeira vez em 2004, o que deu aos pesquisadores russos Andre Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester, o Prêmio Nobel de Física em 2010.

Humor

Ultrassom não repele mosquitos

     Em 2012, uma campanha bastante inusitada rendeu o primeiro Grand Prix brasileiro, em Cannes, na categoria Rádio.

     A idealizadora da campanha foi a agência Talent, que criou um case para a edição nacional da revista Go Outside, direcionada ao público que gosta de esportes ao ar livre. A campanha focou em um dos principais problemas para tal público: os mosquitos.

     Durante todos os fins de semana do verão 2012, entre 17 horas e 19 horas, a rádio Band FM de São Paulo transmitiu um sinal de alta frequência (15 kHz), a mesma emitida por libélulas, uma predadora natural dos mosquitos. O sinal é praticamente inaudível ao ouvido humano, mas percebido por esses insetos.

     A ideia era que, ao ouvir o sinal, os mosquitos se afastassem da fonte de emissão. Em 15 dias de transmissão, três milhões de aparelhos sintonizaram o sinal. O trabalho ganhou destaque na premiação pela criatividade de uso do meio.

     O único problema é que os cientistas o chamaram de “completa baboseira”.

     Como golpe publicitário, é muito convincente, de fato. Nada de repelentes, sprays, raquetes: tudo o que você precisa fazer é ouvir a Band FM.

     O problema aqui, de acordo com o entomologista Bart Knols, é que não há “nenhuma evidência científica” de que o ultrassom repele mosquitos.

     O equívoco de que mosquitos podem ser detidos por ultrassom tem rodado por quase 40 anos: pelo menos uma revisão científica de um repelente eletrônico foi publicada em 1974.

     Uma revisão de 10 estudos feita em 2010 concluiu que dispositivos ultrassônicos “não têm efeito na prevenção de picadas de mosquito”, e “não devem ser recomendados ou usados”. Isso porque podem levar a uma falsa ideia de proteção e, em países onde mosquitos transmitem malária, dengue, entre outras doenças, pode ser potencialmente perigoso para aqueles que estão achando que ouvir tal programa na rádio os deixa seguros.

     A revisão feita por diversos cientistas ainda alerta que sequer vale a pena estudar mais o assunto. É definitivo: ultrassom não repele mosquito.

     A campanha da Band FM foi baseada em um sinal de alta frequência de 15 kHz, emitido por libélulas, predadoras dos mosquitos. Na verdade, diz Knols, libélulas têm uma frequência de batimento de asa de entre 20 e 170 Hz, muito mais baixa do que 15 kHz. Ainda assim, esta frequência mais baixa é igualmente inútil em afastar mosquitos ou impedi-los de lhe morder.

     A Band FM não foi a primeira estação a transmitir frequências supostamente repelentes de mosquito, mas a ideia (felizmente) não pegou. Muito mais comuns, no entanto, são aparelhos eletrônicos de ultrassom, comercializados como repelentes em muitos países.

     Em 2005, a revista britânica “Holiday Which?” testou uma série de repelentes eletrônicos de mosquitos. Os quatro aparelhos testados foram descritos como “um desperdício de dinheiro” e foi dito que “deveriam ser retirados” das prateleiras.

Conjecturas de Goldbach

     Em 1742, o matemático Christian Goldbach escreveu uma carta para o também matemático Leonhard Euler, propondo dois problemas que, até pouco tempo atrás, tiveram pouco progresso. Em termos atuais, os problemas são chamados de conjectura forte de Goldbach e conjectura fraca de Goldbach. A conjectura forte é a afirmação de que todo número inteiro par maior do que 2 é a soma de dois números primos. Já a conjectura fraca (também conhecida como problema ternário de Goldbach) é a afirmação de que todo número inteiro ímpar maior do que 5 é a soma de três números primos. A conjectura é chamada de "fraca", pois, se a conjectura forte for provada, a conjectura fraca é automaticamente verdadeira.

Carta de Goldbach para Euler.

     Em 1923, G. H. Hardy e J. E. Littlewood mostraram que, considerando a hipótese generalizada de Riemann, a conjectura fraca de Goldbach é verdadeira para todos os números ímpares "suficientemente grandes". Em 1937, I. M. Vinogradov conseguiu eliminar a necessidade de considerar a hipótese generalizada de Riemann e provou diretamente que todos os números ímpares "suficientemente grandes" (n > C) podem ser expressos como a soma de três primos. Apesar de Vinogradov não ter sido capaz de especificar "suficientemente grande" numericamente, seu próprio aluno K. Borozdin provou, em 1939, que C = 3^14348907 é grande o suficiente. Este número tem mais de 6 milhões de dígitos. Dessa forma, verificar cada número menor que esse seria totalmente impraticável com a tecnologia da época (e com a atual).

Uma constante em mudança

     A constante gravitacional varia com o tempo? Uma nova medição desse número que influencia a força de atração entre os corpos reacendeu a questão, que interessa aos físicos, em especial aos que estudam a evolução do Universo. 
     A força de atração entre dois corpos é proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles. A chamada constante da gravitação universal (G) entra na equação e determina a magnitude dessa força. Seu valor oficial de 6,67384 ± 0,00080 x 10^-11 m³ kg^-1s^-2 foi calculado pelo Comitê de Dados para Ciência e Tecnologia a partir de uma média das medições feitas até 2010. 
     Agora a equipe de Terry Quinn, do Bureau Internacional de Pesos e Medidas, na França, determinou G com uma precisão recorde. Usando métodos independentes, chegou ao valor de 6,67545 ± 0,00018 x 10^-11 m³ kg^-1s^-2 (PRL, 5 de setembro). Ele é 240 milionésimos superior ao oficial e coincide com o de outra medição, feita em 2001 pelo grupo de Quinn. Os próprios autores suspeitam de algum erro que não conseguiram encontrar. 
     Alguns físicos teóricos torcem para que G não seja mesmo constante. Uma gravidade oscilante poderia explicar a misteriosa energia escura, que acelera a expansão do Universo.
(Fonte: http://revistapesquisa.fapesp.br/2013/10/17/uma-constante-em-mudanca)

Humor

Por que as "zebras" são comuns no Campeonato Brasileiro de Futebol?

     Antes do início da edição atual do Campeonato Brasileiro de Futebol (Brasileirão), no final de maio, grande parte dos comentaristas esportivos apontava como favoritos ao título os times do Atlético Mineiro, do Corinthians e do Internacional, pela quantidade superior de bons jogadores que haviam contratado. O Cruzeiro também havia ganhado reforços, mas muitos não esperavam que no fim de setembro a raposa mineira fosse a líder do Brasileirão, seguida na classificação por Grêmio, Atlético Paranaense e Botafogo. A diferença de pontos entre os primeiros colocados, porém, é pequena. Tudo pode mudar até o final do torneio, em dezembro.
     “Sabemos que nem sempre o melhor time ganha”, diz o físico Roberto da Silva, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). “No futebol há um grau de aleatoriedade muito alto.” Com a ajuda de colegas da UFRGS, Silva criou um modelo computacional que gera campeonatos virtuais com propriedades estatísticas idênticas àquelas das pontuações de campeonatos nacionais disputados por pontos corridos, como o brasileiro, o espanhol e o italiano. Seus resultados, publicados este ano na Computer Physics Communications e na Physical Review E, sugerem que as diferenças entre as habilidades dos times são importantes, mas que o que domina a dinâmica do futebol é mesmo a aleatoriedade, a tal "caixinha de surpresas".

     “Procurei na física um fenômeno aleatório que fosse similar”, Silva explica. Um dos processos aleatórios mais simples que existem é a difusão das moléculas de um soluto em um solvente, como acontece quando uma pitada de açúcar se dissolve num copo d’água. Silva tentou descrever a evolução das pontuações dos times com as mesmas equações que representam o movimento das moléculas na difusão. Nesse primeiro modelo, cada time seria uma molécula. O deslocamento de cada molécula corresponderia ao avanço das equipes ao longo do campeonato, que podia se dar por três tipos de passo: derrota, empate ou vitória.

Humor

     Continuando com os animais de Schrödinger...

Humor

     Para que gosta desse lance de mortos-vivos...

Prêmio Nobel de Química de 2013

     Martin Karplus (1930-), Michael Levitt (1947-) e Arieh Warshel (1940-) foram agraciados com o Prêmio Nobel de Química de 2013.
     Os métodos que começaram a ser desenvolvidos por eles, ainda na década de 1970, tornaram possível mapear os misteriosos caminhos de reações químicas, usando computadores. 
     Mapear e entender bem como ocorrem certas reações químicas pode ser imensamente importante para todos. Como exemplo, se você entender bem como acontece o processo de fotossíntese, pode vir a criar o mesmo processo artificialmente. A reação química que ocorre nas folhas reabastece a atmosfera de oxigênio e é um dos pré-requisitos para a vida na Terra. Se você consegue imitar a fotossíntese, certamente será capaz, entre outras coisas, de criar células solares mais eficientes.
     As moléculas de proteínas que governam o processo de fotossíntese são gigantescas, consistindo de dezenas de milhares de átomos. Em algum lugar no meio delas, há uma pequena região chamada de centro de reação. É lá onde as moléculas de água são divididas. No entanto, somente alguns átomos estão diretamente envolvidos na reação. E o que cada átomo faz? De algum modo, elétrons devem ser extraídos de cada molécula de água e prótons devem ir para algum lugar. O que acontece? Como acontece?
     Os detalhes desse processo são, virtualmente, impossíveis de serem mapeados usando métodos tradicionais de química. Muitas coisas acontecem em frações de milissegundos. Quando a luz do sol atinge uma folha, as proteínas se enchem de energia e toda a estrutura atômica é modificada. Para entender a reação química, você precisa saber como se parece esse “estado excitado” do sistema. Aí que entram os programas computacionais desenvolvidos pelos premiados desse ano. E o que há de tão especial nesses programas computacionais?

Prêmio Nobel de Física de 2013

     François Englert (1932-) e Peter Higgs (1929-) foram agraciados com o Prêmio Nobel de Física de 2013, pela teoria que explica como partículas adquirem massa. Em 1964, eles propuseram a teoria de modo independente (Englert publicou com o agora falecido colega Robert Brout, algumas semanas antes de Peter Higgs).
     Essa teoria previa a existência da partícula conhecida atualmente como bóson de Higgs, cuja existência fora confirmada em 2012, no CERN (leia mais em outra postagem). Por isso, Englert e Higgs eram considerados por muitos como favoritos para levarem o prêmio de 2013. Vale mencionar que o Prêmio Nobel só pode ser dividido por, no máximo, três pessoas (vivas). Dessa forma, outros cientistas envolvidos diretamente com o tema não puderam dividir o prêmio.

O bóson de Higgs completou o quebra-cabeça do Modelo Padrão, que, por sua vez, é somente uma peça de um quebra-cabeça maior.

     Os cientistas do CERN esperam obter mais descobertas extraordinárias nos próximos anos. Apesar de ter sido uma grande façanha ter encontrado o bóson de Higgs – a peça que faltava no quebra-cabeça do Modelo Padrão – o próprio Modelo Padrão não é a peça final do grande quebra-cabeça cósmico.
(Fonte:http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2013/popular-physicsprize2013.pdf)

Humor

Cientistas descobriram como fazer um sabre de luz?

     Cientistas descobriram uma forma completamente nova de matéria que se comporta do mesmo modo que os sabres de luz usados em “Star Wars”.
     A descoberta, reportada na Nature, foi feita por Mikhail Lukin, físico de Harvard, e por Vladan Vuletic, físico do MIT, após atirarem fótons (partículas de luz) através de uma nuvem de átomos de rubídio.
     “Enquanto o fóton entra na nuvem de átomos frios, sua energia excita átomos ao longo do seu caminho, fazendo com que o fóton desacelere drasticamente”, disse Lukin. Enquanto o fóton se move através da nuvem, essa energia é passada de átomo para átomo e, eventualmente, essa energia deixa a nuvem com o fóton.
     “É o mesmo efeito visto na refração da luz em um copo d’água”, explicou Lukin. “A luz entra na água, passa parte de sua energia para o meio e, dentro, existe como luz e matéria acopladas. Mas, quando sai, ainda é luz.”
     O processo que ocorre com os fótons na nuvem de átomos de rubídio é o mesmo, porém um pouco mais extremo: os fótons são desacelerados consideravelmente e muito mais energia é fornecida ao meio do que durante a refração da luz na água.

Novo elemento químico: número atômico 115

     Em agosto último, pesquisadores apresentaram evidência que confirma a existência do elemento químico de número atômico 115.
     O experimento foi conduzido em um laboratório na Alemanha e os resultados confirmaram medidas anteriores realizadas por grupos de pesquisa na Rússia.

Parte da tabela periódica oficial (IUPAC). Repare que, além do elemento 115, falta também o elemento 113, o qual ainda não foi descoberto.

     Além das observações do novo elemento químico, os pesquisadores tiveram acesso a dados que dão a eles uma visão mais profunda da estrutura e propriedades de núcleos atômicos superpesados.

     Bombardeando um filme fino de amerício com íons de cálcio, os pesquisadores foram capazes de medir fótons em conexão com o decaimento alfa do novo elemento. Certas energias dos fótons estavam de acordo com as energias esperadas para raios-X, que são “impressões digitais” de um dado elemento.

     O novo e superpesado elemento não possui nome ainda. Um comitê constituído de membros da “International Union of Pure and Applied Chemistry” (IUPAC) revisará os novos resultados e decidirá se recomenda ou não mais experimentos antes de reconhecer oficialmente a descoberta do novo elemento químico.
(Fontes: http://www.lunduniversity.lu.se/o.o.i.s?news_item=6082&id=24890 e http://www.iupac.org/fileadmin/user_upload/news/IUPAC_Periodic_Table-1May13.pdf)

Humor

Físicos veem novos indícios de que o Universo pode ser cíclico

     Dizem que o Big Bang foi o princípio do Universo. Mas, segundo Roger Penrose, prestigiado físico da Universidade de Oxford, ele também foi o fim de um outro universo que existia antes deste. E, melhor, o britânico diz ter agora evidências concretas sobre esse ciclo cosmológico.
     Trabalhando em parceria com o armênio Vahe Gurzadyan, da Universidade Estadual de Yerevan, Penrose analisa a série de dados do satélite WMAP há três anos. A sonda americana foi projetada para fazer um mapeamento universal da radiação cósmica de fundo - um "eco" do Big Bang gerado quando o Universo tinha menos de 400 mil anos de existência, detectado pelo satélite na forma de micro-ondas. Hoje, o cosmo tem 13,8 bilhões de anos.
     Penrose e Gurzadyan vêm dizendo, desde 2010, que conseguiram detectar pequenas flutuações na radiação cósmica de fundo, na forma de círculos concêntricos.
     Isso, segundo eles, seria resultado da colisão de buracos negros gigantes numa época que precedeu o Big Bang. Ou seja, seria implicação de que o Universo já existia, em outra forma, antes do período de expansão que conhecemos e observamos hoje.

A ciência brasileira não é feita por cientistas

     Nos últimos anos, o Brasil vem acumulando bons resultados em rankings de produção científica. No último levantamento feito pela consultoria Thomson Reuters, entre 2007 e 2011, o país correspondeu a 2,6% da produção científica global. No entanto, esses artigos, que ultrapassam a barreira das 25 mil publicações por ano, não são feitos por cientistas, mas sim por professores.
     A avaliação foi feita pela neurocientista e professora do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Suzana Herculano-Houzel. Para ela, o fato de não haver regulamentação da profissão de cientista atrasa o desenvolvimento tecnológico do Brasil.
     “Não posso dizer que neurocientista é minha profissão, porque a minha profissão de cientista não existe no Brasil. Não está na tabela das profissões regulamentadas pelo Ministério do Trabalho (MTE). Para poder atuar como cientista, eu atuo como professora de nível superior, eu literalmente faço ciência nas horas vagas”, expôs.

Atalho para a computação quântica

     Quatro equipes internacionais de pesquisadores criaram, de maneira independente, uma calculadora que funciona por meio das estranhas propriedades quânticas da luz. A versão dessa calculadora quântica executada com a participação de brasileiros, por exemplo, resolve uma operação matemática depois que milhares de trios de fótons (partículas de luz) percorrem um pequeno chip de vidro, do tamanho de uma lâmina de microscópio.

     Esses aparatos fazem parte de mais uma tentativa de comprovar na prática que a computação quântica tem capacidade de superar a convencional – por enquanto, algo previsto em teoria. As calculadoras criadas por esses grupos são na verdade o que os físicos vêm chamando de computadores quânticos restritos. Planejados para realizar um tipo específico de cálculo, eles são uma versão simplificada dos sonhados computadores quânticos universais, que, em princípio, poderiam fazer qualquer tipo de operação matemática. Enquanto esses últimos devem demorar décadas para superar o desempenho dos computadores clássicos, os físicos acreditam que, em pouco mais de 10 anos, os computadores quânticos restritos realizarão cálculos impossíveis até mesmo para o mais poderoso dos supercomputadores atuais.

     Os aparatos projetados e desenvolvidos pelas quatro equipes, por enquanto, demoram duas semanas para completar uma operação matemática complicada envolvendo matrizes que, embora não seja trivial, qualquer laptop caseiro resolveria em segundos. Ainda que não impressionem por sua velocidade, esses dispositivos estão empolgando os físicos porque versões um pouco mais aprimoradas podem em breve desafiar os limites da computação clássica.

Leia mais em: http://revistapesquisa.fapesp.br/2013/07/12/atalho-para-a-computacao-quantica/

Observação direta de ligações covalentes em moléculas antes e após reações químicas

     O sonho de todo químico é tirar fotografias em escala atômica de uma substância química antes e após ela reagir. Isso agora se tornou real, graças a uma nova técnica desenvolvida por químicos e físicos na Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos.

     Usando um microscópio de força atômica estado-da-arte, pesquisadores tiraram as primeiras fotografias de moléculas, átomo por átomo, incluindo imagens das ligações químicas interatômicas, retratando claramente como a estrutura da molécula mudou durante uma reação. Até agora, os cientistas só eram capazes de inferir esse tipo de informação a partir de análises espectroscópicas.

(A,B,C): imagens obtidas com microscopia de tunelamento por varredura (scanning tunneling microscopy - STM); (E,F,G): imagens obtidas com a nova técnica de microscopia de força atômica (atomic force microscopy - AFM); (I,J,K): representações esquemáticas das estruturas moleculares.

     “O microscópio de força atômica nos dá novas informações sobre as ligações químicas, o que é incrivelmente útil para entender como diferentes estruturas moleculares se conectam e como podem se transformar de uma forma em outra,” diz Michael Crommie, um dos coautores do trabalho. “Isso deve nos ajudar a construir novas nanoestruturas, tais como redes interligadas de átomos que teriam forma e estrutura particulares para serem utilizadas em dispositivos eletrônicos.”

(Fontes:http://www.sciencedaily.com/releases/2013/05/130530142007.htm e http://www.sciencemag.org/content/340/6139/1434)

Pesquisadores realizaram a primeira medida direta da força de van der Waals

     Pesquisadores de duas instituições francesas mediram diretamente a força de van der Waals entre dois átomos pela primeira vez. Em seu artigo publicado no periódico Physical Review Letters, a equipe descreve como utilizaram lasers para prender dois átomos de Rydberg e mediram a força em função da distância entre esses átomos.
     A força de van der Waals entre átomos, moléculas e superfícies faz parte da vida cotidiana de vários modos diferentes. Aranhas e lagartixas contam com essa força para escalarem paredes lisas, por exemplo; e essa força faz com que proteínas em nosso corpo se dobrem em formas complexas. 
     O nome dessa força foi dado em homenagem ao físico holandês Johannes Diderik van der Waals (1837-1923), que a propôs, em 1873, para explicar o comportamento de gases. Essa é uma força muito fraca, a qual se torna relevante somente quando átomos e moléculas estão muito próximos entre si. Flutuações na nuvem eletrônica de um átomo acarretam em um momento de dipolo instantâneo. Isso pode induzir um momento de dipolo em um átomo próximo, resultando em uma interação dipolo-dipolo atrativa.

Novos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) apoiados pela FAPESP

     Ao longo dos próximos 11 anos, serão investidos cerca de R$ 1,4 bilhão no financiamento dos novos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) – R$ 760 milhões da FAPESP e R$ 640 milhões estimados em salários pagos pelas instituições sede aos pesquisadores e técnicos. A iniciativa envolve 499 cientistas do Estado de São Paulo e 68 de outros países, como pesquisadores principais ou associados.

     “Os primeiros 11 CEPIDs tiveram um impacto importante para o avanço do conhecimento no Estado de São Paulo. Agora, eles são 17, com o expressivo número de dez em cidades do interior, o que representa um processo harmônico de descentralização da geração de conhecimento”, ressaltou o presidente da FAPESP, Celso Lafer.
     “Os CEPIDs, pelos valores financeiros que envolvem e pela extensão de tempo garantida a seu trabalho, são uma expressão da densidade do conhecimento produzido no Estado de São Paulo e estão ligados à infraestrutura de pesquisa que existe aqui em nossas universidades e nossos institutos de pesquisa”, disse Lafer.

Humor

Surpresas supercondutoras

     Uma nova e promissora classe de materiais supercondutores foi descrita em artigo publicado em maio na revista Physical Review B. Em condições normais, o composto diboreto de zircônio (ZrB₂) não é supercondutor. Mas o doutorando Sérgio Renosto, orientado pelo engenheiro de materiais Jefferson Machado, da Escola de Engenharia de Lorena da USP, descobriu que o ZrB₂ se transforma em um supercondutor de propriedades extraordinárias, quando 0,4% do zircônio é substituído por átomos de vanádio. Sua supercondutividade se manifesta a uma temperatura considerada alta pelos pesquisadores (−264,3ºC). 
     O mais interessante, porém, é que os valores de energia dos elétrons do material não conseguem ser descritos pela teoria mais aceita. 
     “Isso se deve a outro mecanismo ainda não explicado”, diz Machado. 
     Outra propriedade incomum é o campo magnético crítico superior do novo material. Quanto mais alto seu valor, menos do material é necessário para gerar campos magnéticos elevados. Seu campo crítico é de 16,5 teslas, maior que os 10 teslas das ligas supercondutoras de nióbio e titânio empregadas em bobinas das máquinas de ressonância magnética.
(Fonte:http://revistapesquisa.fapesp.br/2013/06/05/surpresas-supercondutoras/)

Matemática do amor

     Não espere ver nesta postagem nenhuma explicação matemática para o amor; muito menos como ter seu amado (ou sua amada) de volta em poucos dias, usando teoria dos números.     

     Com o dia dos namorados se aproximando, resolvi mostrar exemplos de expressões matemáticas que, quando representadas graficamente, possuem formatos de coração. Uma matemática romântica, eu diria, para esses dias. Somente isso.

     Antes de mostrar os exemplos, é interessante mencionar que, desde 2011, o "grande sábio" Google é capaz de exibir gráficos de funções que colocamos em sua barra de buscas. Desde que, obviamente, as funções sejam escritas de modo apropriado.

Diamantes imperfeitos são promessa de sensores perfeitos

     Desde o cérebro, passando pelo coração e chegando ao estômago, os corpos dos animais geram campos magnéticos fracos que um detector ultrassensível poderia usar para descobrir doenças, rastrear drogas e, quem sabe, até ler mentes. Sensores do tamanho da unha do polegar poderiam mapear depósitos de gás no subsolo, analisar substâncias químicas e descobrir explosivos que poderiam se esconder de outras sondas.

     Agora, os cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), do Departamento de Energia e da Universidade da California em Berkeley, em conjunto com seus colegas da Universidade Harvard, conseguiram aumentar o desempenho de um dos mais potentes possíveis sensores de campos magnéticos em nanoescala – um defeito em um diamante do tamanho de um par de átomos, chamado de “centro de nitrogênio-vacância” (CNV).

     As descobertas da equipe de pesquisadores podem, eventualmente, permitir a fabricação de relógios menores que um chip de computador e, ainda assim, com precisão de milionésimo de bilionésimo de segundo (10^-15 s), ou sensores de rotação mais rápidos e com maior tolerância a temperaturas extremas do que os giroscópios em smartphones. Em pouco tempo, um chip barato de diamante pode ser capaz de acomodar um computador quântico. A equipe relata seus resultados em Nature Communications (http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n4/full/ncomms2771.html).

Sirius: a nova fonte de luz síncrotron brasileira

     O maior projeto da história da ciência brasileira está prestes a sair do papel. Com um anel de mais de 500 metros de circunferência, instalado num prédio de 250 metros de diâmetro – do tamanho de um estádio de futebol – o novo acelerador de partículas do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em Campinas, será cinco vezes maior e muito mais avançada do que o atual, que será desmontado.

     O custo total do projeto, batizado como Sirius (nome da estrela mais brilhante no céu), é estimado em R$ 650 milhões, com o primeiro feixe de luz previsto para 2016. Outro grande projeto federal, do Reator Multipropósito Brasileiro, a ser construído em Iperó (também no interior paulista), tem um orçamento maior, de R$ 850 milhões, mas sua missão principal será a produção de radioisótopos para uso médico e industrial, e não a produção de ciência. “Se você pensar numa infraestrutura dedicada exclusivamente à pesquisa, o Sirius certamente é o maior”, diz o físico Antonio José Roque da Silva, diretor do LNLS.

     A expectativa na comunidade científica é igualmente grande. A luz síncrotron (uma radiação eletromagnética de amplo espectro, que abrange desde o infravermelho até os raios X) é usada em várias áreas de pesquisa, como física, química, biologia, geologia, nanotecnologia, engenharia de materiais e até paleontologia. O acelerador funciona como um gigantesco microscópio, que os cientistas utilizam para enxergar a estrutura atômica e molecular de diferentes materiais, iluminando-os com os diferentes tipos de radiação presentes na luz síncrotron. Pode ser uma rocha, uma proteína, uma amostra de solo, um dente de dinossauro, um cabo de aço usado em plataformas de petróleo, um fio de cabelo tratado com diferentes tipos de xampu, ou qualquer outra coisa que se queira conhecer nos mínimos detalhes.

     “É o sonho de entender materiais, tanto do ponto de vista estrutural quanto funcional”, afirma Roque. Com a luz síncrotron, é possível saber, por exemplo, que tipos de átomos e moléculas fazem parte de um material, qual é a distância entre eles, como eles interagem entre si, quais são suas propriedades magnéticas e várias outras coisas. São “olhos microscópicos”, nas palavras do diretor científico do LNLS, o brasileiro Harry Westfahl.

A pedra com alma - sugestão de livro

     Faço aqui minha primeira sugestão de livro científico. E para começar, a obra sugerida é obrigatória para todos os especialistas em magnetismo. E também ótima para os leigos interessados no assunto. A pedra com alma: a fascinante história do magnetismo é um excelente livro de autoria do Dr. Alberto Passos Guimarães. Na verdade, uma tradução do seu próprio livro publicado outrora em inglês, cujo título é From lodestone to supermagnets: understanding magnetic phenomena.

     Com uma linguagem clara e concisa, Guimarães traça uma evolução do estudo do magnetismo, cobrindo um período de quase três mil anos. Dos gregos, responsáveis pelos primeiros registros do magnetismo, até os dias de hoje, com discos rígidos e ressonância magnética, Guimarães mostra como a compreensão das forças magnéticas resulta na capacidade de manipular os campos magnéticos que definem o mundo moderno.

Estrela e buraco negro orbitando com velocidade estonteante

     O telescópio espacial XMM-Newton da Agência Espacial Europeia (ESA) ajudou a identificar uma estrela e um buraco negro que orbitam seu centro de massa comum uma vez a cada 2,4 horas, quebrando o recorde anterior em quase uma hora.

     O buraco negro desse sistema binário, conhecido como MAXI J1659-152, é pelo menos três vezes mais massivo que o nosso Sol, enquanto sua estrela companheira, uma anã vermelha, tem uma massa de apenas 20% da massa do Sol. O par está separado por aproximadamente um milhão de quilômetros. É interessante mencionar que essa distância é somente 2,6 vezes maior que a distância entre a Terra e a Lua.

Reator Multipropósito Brasileiro dará impulso à área nuclear no país

     Está em desenvolvimento um projeto que dará novo impulso à área nuclear no País. Trata-se do Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), empreendimento a cargo da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). Um dos objetivos é tornar o Brasil autossuficiente na produção de radioisótopos, substâncias essenciais na medicina nuclear, especialidade que possibilita as maiores chances de diagnóstico preciso e tratamento de doenças relevantes, como o câncer, entre diversas outras aplicações. 
     Com um custo total estimando em cerca de R$ 850 milhões, a iniciativa tem a FINEP como um dos financiadores. O reator deverá entrar em funcionamento em 2017, em Iperó, interior de São Paulo. A área cedida pelo governo do Estado de São Paulo, de 800 mil metros quadrados, se soma a 1,2 milhão de metros quadrados cedidos pela Marinha, totalizando os dois milhões de metros quadrados que o RMB irá ocupar. Desse total, 600 mil metros quadrados são formados por área preservada.

Refrigerador Quântico

     Pesquisadores do National Institute of Standards and Technology (NIST), nos EUA, desenvolveram um refrigerador de estado sólido que usa a física quântica em micro e nanoestruturas para refrigerar um objeto muito maior em temperaturas baixíssimas, próximas do zero absoluto (0 Kelvin).
     Embora existam inúmeros aparatos capazes de resfriar objetos em laboratório até temperaturas que se aproximam do zero absoluto, o novo equipamento permitirá que os cientistas coloquem e retirem qualquer objeto apropriado na zona de resfriamento da mesma forma que se manipula os alimentos em uma geladeira doméstica.

Mosquito da dengue criou resistência a repelente, diz pesquisa

     A substância, conhecida como DEET, ou dietiltoluamida, é largamente empregada em repelente contra insetos, combatendo mosquitos, pernilongos, muriçocas e borrachudos. O composto age interferindo nos receptores sensoriais desses animais, inibindo seu desejo de picar o usuário.

     O estudo, divulgado pela publicação científica Plos One, analisou a reação de mosquitos da espécie Aedes aegypti, vetores da dengue e da febre amarela, à substância. Os cientistas concluíram que, ainda que inicialmente repelidos pelo composto químico, os insetos depois o ignoraram.

     Eles recomendaram que governos e laboratórios farmacêuticos realizem mais pesquisas para encontrar alternativas à DEET.

     Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), a dengue é hoje a doença tropical que se propaga mais rapidamente no mundo. Nos últimos 50 anos, sua incidência aumentou 30 vezes, o que pode transformá-la em uma pandemia, advertiu o órgão.

     Para provar a eficácia da DEET os cientistas pediram a voluntários que aplicassem repelente com DEET em um braço e soltaram mosquitos.

     Como esperado, o repelente afastou os insetos. No entanto, poucas horas depois, quando ofereceram aos mesmos mosquitos uma nova oportunidade de picarem a pele, os cientistas constataram que a substância se mostrou menos eficiente.

     Para investigar os motivos da ineficácia da DEET, os pesquisadores puseram eletrodos na antena dos insetos.