Category Archives: Engenharia

Alan Turing é eleito o cientista do século 20 em pesquisa da BBC

No fim do ano, o canal BBC Two organizou enquete para o público escolher as personalidades mais influentes do século 20. A emissora britânica selecionou 28 personagens públicas em sete categorias: ativistas, atletas, artistas plásticos/escritores, líderes políticos, cientistas, exploradores e atores/cantores.
A BBC exibe desde 8 de janeiro um programa por categoria, apresentando os perfis dos quatro concorrentes. Ao fim de cada episódio, o público vota na personalidade favorita. O anúncio do vencedor é feito no dia seguinte. Em 5 de fevereiro, os vencedores de cada área “se enfrentam” numa votação ao vivo, que elegerá o mais influente de todos no último século.

Alan Turing é eleito o cientista do século 20 em pesquisa da BBC

Alan Turing é eleito o cientista do século 20 em pesquisa da BBC

Na categoria cientistas, disputaram o título o matemático britânico Alan Turing, a cientista polonesa e ganhadora do Nobel de Física e Química Marie Curie, o físico alemão e Nobel de Física Albert Einstein e a farmacóloga chinesa e Nobel de Medicina Tu Youyou. Veja o anúncio da emissora:

Alan Turing foi anunciado vencedor na terça-feira (15) e se junta aos demais selecionados: Nelson Mandela (líder político), Ernest Shackleton (explorador) e David Bowie (artista).
Vale destacar que, dos quatro concorrentes, três tinham ligação com a Matemática. Marie Curie era bacharel em Física e Matemática pela Universidade de Sourbonne; Albert Einstein era formado em Física e Matemática pela Escola Politécnica de Zurique; e, obviamente, Alan Turing,doutor em Matemática pela Universidade Princeton.

Perfil do vencedor
Pioneiro da ciência da computação teórica e da inteligência artificial, Turing, durante a 2ª Guerra Mundial, foi fundamental na quebra do código alemão Enigma em Bletchley Park, que levou à vitória dos Aliados sobre a Alemanha nazista.
Em 1945, o matemático britânico foi premiado com a Ordem do Império Britânico pelos serviços ao país. Em 1952, Turing denunciou um roubo à polícia, mas os oficiais descobriram que o ladrão era amigo deArnold Murray, companheiro do cientista. Em razão disso, Turing foi acusado de indecência — ser homossexual er a crime no Reino Unido —, mas evitou a prisão após aceitar a castração química, o que lhe causou sérios efeitos colaterais à saúde.

Alan Turing é eleito o cientista do século 20 em pesquisa da BBC

Alan Turing é eleito o cientista do século 20 em pesquisa da BBC

Em 7 de junho de 1954, Turing cometeu suicídio ao ingerir a maçã que envenenara com cianureto.  Perseguido por ser homossexual, perdeu o emprego e estava falido. Em 2009, o primeiro ministro do Reino Unido, Gordon Brown, pediu desculpas públicas em nome do governo britânico, pela perseguição a Turing.
As informações sobre a atuação de Turing no trabalho que resultou no desfecho da 2ª Guerra foram mantidas confidenciais até a década de 1970. As técnicas que ele usou para decodificar as mensagens nazistas só foram reveladas ao público em 2013, ano em que a acusação por indecência foi anulada.
A vida do matemático chegou às telas de cinema em 2014, na cinebiografia “O Jogo da Imitação”, vencedor do Oscar de melhor roteiro adaptado (2015).

https://impa.br/page-noticias/alan-turing-e-eleito-o-cientista-do-seculo-20-em-pesquisa-da-bbc/

 

Como limpar o perigoso ferro-velho espacial? Especialistas só têm ideias

Desde que a era espacial começou em 1957 com o lançamento do satélite russo Sputnik 1, o lixo no espaço não parou de crescer: calcula-se que hoje haja quase 30 mil objetos maiores do que uma laranja e 750 mil com um tamanho de entre 1cm e 10cm, além de milhões milimétricos.

Lixo espacial cresce desde 1957 e atingiu a contagem de centenas de milhares de objetos

Lixo espacial cresce desde 1957 e atingiu a contagem de centenas de milhares de objetos

Esta rede de resíduos, em qualquer tamanho, poderia causar danos a uma nave espacial em operação, e a partir disso é necessário buscar soluções para um problema que é global e que cada vez adquire maior dimensão e urgência, aponta a Agência Espacial Europeia (ESA), cujo escritório de Lixo Espacial teve em 2018 um “ano recorde”.

Os satélites operados pela ESA tiveram que fazer um total de 28 manobras para evitar o impacto de ferro-velho espacial.

E uma colisão de um objeto de dez centímetros poderia implicar em uma “fragmentação catastrófica” de um satélite, um de um centímetro poderia penetrar nos escudos da Estação Espacial Internacional (ISS) e um pedaço de apenas um milímetro destruiria subsistemas de satélites.

A maioria destes resíduos são resultado de explosões próprias dos satélites e foguetes e de colisões com outros objetos, e ambas as situações multiplicam o número de fragmentos.

É esperado, além disso, que o lixo aumente porque a corrida espacial segue se desenvolvendo e, sobretudo, porque o desenho de pequenos satélites e de baixo custo invadem o espaço.

As medições realizadas principalmente pelos sistemas de vigilância dos EUA e da Rússia permitem fazer um acompanhamento e catalogação de objetos de entre cinco e dez centímetros em órbitas baixas (a menos de 2 mil quilômetros do equador terrestre) e de entre 0,3 e um metro em altitude de órbita geoestacionária (a 36 mil quilômetros de altura).

Cada um destes objetos catalogados – ao redor de 21 mil – têm uma órbita conhecida e são “perseguidos” por estes sistemas, em colaboração com telescópios europeus; os objetos de até um centímetro podem ser observados, mas não é possível estabelecer suas órbitas com precisão.

A detecção destes ferro-velhos é muito importante e deve ser melhorada – a ESA começará a operar em 2020 desde a Sicília (Itália) o telescópio FlyEye que ajudará nisso -, e isto é só o princípio.

“Não só é tempo para falar, mas para tomar decisões”, resume Rolf Densing, chefe do Centro Europeu de Operações Espaciais em Darmstadt (a Alemanha), onde é realizada desde hoje uma conferência sobre segurança espacial com 250 especialistas.

Segundo Densing, ter um “espaço seguro é definitivamente ter um planeta seguro, com infraestruturas e satélites seguros”.

Mas o que fazer para limpar o espaço? Benjamin Bastida, engenheiro da oficina de Lixo Espacial da ESA, explicou à Agência Efe que a tecnologia necessária para apanhar e eliminar resíduos ainda está em desenvolvimento e existem protótipos em fase de testes.

Por exemplo, a missão RemoveDEBRIS da Universidade de Surrey (Reino Unido) na ISS pretende testar uma rede e um instrumento de pesca para capturar objetos e arrastá-los à atmosfera terrestre para sua desintegração.

No entanto, não só trata-se de tecnologia, mas de prioridades, indica Luisa Innocenti, responsável do escritório Espaço Limpo, para quem sempre é mais difícil encontrar dinheiro para “tirar lixo” do que para enviar satélites.

Neste sentido, lembra que a ESA chegou a ter entre seus planos uma missão (E.Deorbit) para capturar o satélite Envisat, que finalmente não conseguiu os apoios necessários.

A ESA não descarta um projeto deste tipo, mas agora está em conversas com a indústria para determinar quais pequenos satélites seriam retirados primeiro e se é possível alongar a vida de algum dos que estão a ponto de encerrar suas operações.

Mas não só é retirar lixo, mas programar naves para que não fiquem “abandonadas”: só 10% dos satélites e 25% dos foguetes são desintegrados na atmosfera, segundo Bastida, para quem o problema está sobretudo nos mais velhos.

No entanto, desde 2002 existem recomendações que podem melhorar estes números. Assim, os satélites em uma órbita de 36 mil quilômetros – em menor número – deveriam ao final de seus dias subir 250 quilômetros a mais até a “órbita cemitério”.

Os satélites abaixo de 2 mil quilômetros – supõem 75% do lixo espacial – e de mais de uma tonelada teriam que fazer uma manobra controlada para sua reentrada e para que aqueles fragmentos que “sobrevivam” à desintegração caiam ao oceano.

Os de menos de uma tonelada e menos perigosos fariam uma manobra para reduzir sua altura e se desintegrar na atmosfera em um tempo menor que 25 anos.

O lixo, a detecção e desvio de asteroides e meteorologia espacial serão alguns dos assuntos tratados e possivelmente aprovados no Conselho Ministerial da ESA de novembro em Sevilha (Espanha). EFE

NASA CAPTURA ÁUDIO DO VENTO DE MARTE EM MISSÃO NO PLANETA

NASA está há 13 dias em Martepor meio da sonda espacial InSight e foi capaz, pela primeira vez na história, de captar o som do vento diretamente do planeta vermelho. Ouça abaixo:
“A captura desse áudio não foi planejada, mas um dos objetivos da missão é medir a movimentação em Marte e isso inclui o movimento causado pelas ondas sonoras”, revelou Bruce Banerdt, que lidera a missão, em comunicado oficial. “Para mim, os sons realmente não são desse mundo. Eles soam como o vento ou talvez o oceano rugindo ao fundo. Mas também há uma sensação estranha”, descreveu.

O que a nova missão da Nasa deve revelar sobre Marte

O que a nova missão da Nasa deve revelar sobre Marte

Sonda Insight em centro da Nasa — Foto: Cássio Barbosa/

O que a nova missão da Nasa deve revelar sobre Marte

O objetivo da InSight não é encontrar vida extraterrestre, mas sim estudar o interior do planeta a fim de conhecer mais detalhes de sua composição e evolução.

Estamos preparados para a 4ª Revolução Industrial?

Nosso planeta está em festa. Está completando 4,5 bilhões de primaveras! Se considerarmos que o principal fator externo para a nossa existência é o Sol, ainda teremos ao menos uns 6 bilhões de anos de vida pela frente! Haja festa para comemorar. Dito isso, partimos daqui em diante com a premissa de que a Terra não vai acabar amanhã, ok? Desastres ambientais, superaquecimento, hiperpopulação, guerra nuclear, robôs do mal… não importa o quão grave sejam nossos problemas, eles provavelmente não nos levarão ao fim literal do mundo.

Relógio Geológico. Imagem por Fabricio Lemos – Grupo Seixas

Será que o futuro nos reserva mais ameaças ou oportunidades?

Estamos preparados para a 4ª Revolução Industrial?

Mas isso também não significa que não vamos mudar! O processo de evolução nos acompanha desde sempre, ou melhor, há exatos 4.500.000.000 de anos. Toda essa angústia que sentimos hoje está mais relacionada à velocidade de acesso à informação de que dispomos. Tudo evolui tão rápido que perdemos a noção do todo. Vou dar um exemplo: vamos imaginar que todo esse tempo de vida na Terra fosse representado em 24h, como na imagem abaixo. Nesta escala, a tão famosa Era dos Dinossauros aconteceria em pouco menos de 2 minutos. Incrível, não? E essa velocidade está realmente aumentando muito. Se analisarmos apenas os últimos 100 anos, atingimos progressos antes inimagináveis, como voar ou ir à Lua.

Mas você não viu nada ainda. Sente medo daquelas montanhas russas radicais, como a Kingda Ka, nos Estados unidos, que atinge 205 km/h em 3,5 segundos? Ela é “fichinha” perto do que está por vir. Por isso, quero mostrar 4 cenários futuros que vão certamente fazer você refletir.

O primeiro trata de inclusão digital versus exclusão social. Isso porque, apesar de os n.os sobre a pobreza absoluta mundial estarem melhorando, e o capitalismo ser provavelmente o melhor sistema econômico que inventamos, as distribuições de riqueza ainda são um problema a ser tratado. Menos de 1% da população mundial acumula mais de 80% da riqueza total da economia, e esse desequilíbrio nos leva a uma forte exclusão social. Mais uma vez: isso não é novo! O que está mudando agora — e que na minha opinião pode ser uma notícia muito boa — está relacionado à inclusão digital.

Tive a oportunidade de acompanhar 3 projetos que podem ilustrar essa tendência. Na Tanzânia, as cidades ainda sofrem com a escassez de energia, às vezes com menos de 5h de energia por dia. Vendedores de rua locais começaram a oferecer recarga de bateria de celular como serviço. Não estou falando de crédito, mas sim de bateria. No Brasil não é muito diferente. De modo geral, o acesso à telefonia celular é considerado um fenômeno mundial, mesmo com tantas disparidades observadas na nossa sociedade. Em julho desse ano, o mercado brasileiro contava com quase 235 milhões de linhas telefônicas ativas. Nos Estados Unidos, país mais rico do mundo, a grande maioria dos moradores de rua tem aparelhos celulares e está conectada à rede. Isso demonstra que mesmo as pessoas socialmente marginalizadas estão 100% inclusas digitalmente, o que torna muito mais fácil localizá-las e compreender suas reais necessidades para que possamos ajudá-las – desde que exista interesse por parte da sociedade organizada e vontade política para isso, claro.Estamos preparados para a 4ª Revolução Industrial?

O segundo cenário já começamos a discutir no meu último texto sobre Inteligência Artificial (AI). O mundo inteiro começa a debater em quais aplicações a AI será mais útil. Mas isso terá um custo, e não me refiro apenas ao custo para seu desenvolvimento, mas sim ao custo social. Voltemos ao exemplo do texto – ter um robô como Presidente da República. Após um longo período de calibragem e aprendizagem do algoritmo, nosso governante já estaria apto a achar soluções originais para diversos problemas. Seriam literalmente “ideias” ou decisões suas. Quanto mais tempo em funcionamento, mais “sábio” ele se tornaria. Meu questionamento aqui é: será que depois de todo o seu trabalho e contribuição dados neste processo de “evolução artificial” poderíamos simplesmente “desligá-lo da tomada”? Estamos evoluindo para um futuro no qual a sociedade será composta por homens (Homo sapiens), homens com partes biônicas ou com melhorias genéticas (Homo Cyborgs) e androides funcionando a partir de AI. A essa altura, será que esses androides, que não têm partes humanas mas raciocinam usando algoritmos baseados na realidade humana, não deverão ter os mesmos direitos básicos de decidir quanto à vida e à morte e de serem remunerados por seus trabalhos?

Já o terceiro cenário diz respeito à chamada Internet das Coisas (IOT), que também já discutimos em outros textos. Começo a reflexão por alguns números importantes: em 2008 o número de conexões digitais ultrapassou o número total de habitantes do planeta. Mais impressionante ainda: em 2020, estima-se que teremos mais de 50 bilhões de “coisas” conectadas. Isso inclui eu, vocês, seu vizinho, sua máquina de lavar, carro, relógio, o contador de luz de sua casa…. TUDO! Isso é a Internet of Everything, como já está sendo chamada. Além da abordagem do lixo eletrônico que discutimos no texto sobre IoTrash, já pensou no volume de dados que serão produzidos nas nossas cidades? Se os dados são realmente o novo petróleo, nossas cidades estão ricas!

Agora una esses cenários que vimos até agora a mais dois ou três ingredientes tecnológicos, como internet 5G e misture tudo. Sabe qual será o resultado? Um vibrante e energético cenário chamado de Quarta Revolução Industrial. Se lembra da impressora 3D de comida que discutimos durante minha participação no evento do MIT na França, no início de outubro? Ou dos drones-táxis, hyperloops, e veículos autônomos? Todas essas inovações são somente a ponta do iceberg. Sim, um novo mundo está surgindo e será modelado pela Quarta Revolução, e muitos acreditam que ela será a mais disruptiva de todas, ainda mais importante do que a Primeira Revolução, a Agrícola, que ocorreu há mais de 12 mil anos e foi a responsável por sedimentar o homem à terra. Graças a ela deixamos de ser nômades para começar a construir comunidades e cidades. Capisce?

Se no relógio geológico que observamos os dinossauros estiveram aqui há menos de 2 minutos, quem, ou o quê, está por chegar? Como essas mudanças influenciarão diretamente a sua vida? Como os setores tão tradicionais da indústria, como o automobilístico ou o de seguros, vão se adaptar para sobreviverem às mudanças? Qual o seu palpite? Deixem seus comentários abaixo, será um prazer discutir com vocês mais profundamente. Nos vemos no próximo texto!

rotor artificial mais rápido do mundo

Pesquisadores criaram o rotor artificial mais rápido do mundo, que acreditam que os ajudará a estudar mecânica quântica.

 rotor artificial mais rápido do mundo

rotor artificial mais rápido do mundo

Com mais de 60 bilhões de rotações por minuto, esta máquina é mais de 100.000 vezes mais rápida que uma furadeira de alta velocidade. Os resultados foram publicados na revista Physical Review Letters.

“Este estudo tem muitas aplicações, incluindo a ciência dos materiais. Nós podemos estudar as diferentes condições em que os materiais conseguem existir”, afirmou Tongcang Li, professor assistente da Universidade Purdue.

A equipe de Li sintetizou um minúsculo haltere de sílica e o levitou em alto vácuo usando um laser. O laser pode trabalhar em linha reta ou em um círculo – quando é linear, o haltere vibra e, quando é circular, o haltere gira.

Um haltere que gira funciona como um rotor, enquanto um haltere que vibra funciona como um instrumento para medir pequenas forças e torques.Esses dispositivos foram utilizados para estudar a constante gravitacional e a densidade da Terra, mas Li espera que elas se tornem mais avançadas e que permitam o estudo da mecânica quântica e das propriedades do vácuo.

“As pessoas dizem que não há nada no vácuo, mas na física, sabemos que o vácuo não é realmente vazio”, disse Li. “Há muitas partículas virtuais que podem sobrevivem por um curto período de tempo e depois desaparecer. Queremos saber o que realmente acontece ali, e é por isso que queremos um medidor de equilíbrio de torque mais sensível possível”, explica o pesquisador.

Ao observar este minúsculo spin do haltere mais rápido do que qualquer outra coisa, a equipe de Li também pode aprender coisas sobre o atrito e a gravidade no vácuo. Entender esses mecanismos é uma meta essencial para a geração moderna da física, disse Li.

Os pesquisadores de Purdue, da Universidade de Pequim, da Universidade de Tsinghua e do Centro de Inovação Colaborativa da Quantum Matter, em Pequim, também contribuíram para esse trabalho. O primeiro autor deste trabalho é Jonghoon Ahn, um estudante de pós-graduação do grupo de pesquisa de Li. A pesquisa de Li foi financiada pela National Science Foundation e pelo Office of Naval Research.

Artigo cientifico publicado na revista Physical Review Letters:

https://goo.gl/6hgVAa

Fonte: https://goo.gl/5jcfaE

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos

Caçadores da “partícula fantasma”

Por ser tão leve, neutro e pequeno, o neutrino, uma das mais abundantes partículas do Universo, atravessa tudo a todo momento sem ser notado. E aí estava um grande desafio da ciência. Para detectar um neutrino que chegou na Terra vindo de uma galáxia distante, foi necessário construir um experimento espantoso. Os cientistas instalaram 5.160 sensores do tamanho de holofotes de navio em um cubo de gelo de um quilômetro cúbico, enterrado a um quilômetro e meio de profundidade no coração da Antártida.

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Em 2013, um neutrino vindo de uma distante galáxia foi detectado no grande cubo de gelo. A caçada de partículas de mais de um século começava a chegar ao fim, explicou o físico americano Francis Halzen, líder das pesquisas no IceCube. Ele esteve em São Paulo em outubro, quando foi apresentado como integrante do Comitê Internacional do Instituto Principia — um centro brasileiro recém-inaugurado de produção e difusão científica.

A busca pela origem dos raios cósmicos

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

A história dessa caçada remonta a uma experiência um tanto divertida, realizada em 1912. Os cientistas não sabiam o que fazia com que certos materiais na Terra ganhassem ou perdessem elétrons –a chamada ionização. E ficavam surpresos ao perceberem que o fenômeno ganhava intensidade diferente em locais altos, como no topo da torre Eiffel.

Para desvendar o mistério, o físico austríaco Victor Hess subiu aos céus em um balão levando sensores de radiação. Quanto mais subia, mais forte ficava a radiação captada. A conclusão de Hess foi que existiam partículas ionizantes vindo do espaço. Ele as batizou de raios cósmicos. “Os cientistas têm procurado de onde essas partículas partem há mais de um século”, conta Francis Halzen.

Que tiro foi esse?

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Os raios cósmicos são as partículas com as mais altas energias já observadas pelos cientistas. Grande parte é gerada em explosões de estrelas na Via Láctea. Mas aqueles com energias mais altas só podem ser produzidos em eventos cataclísmicos fora da Via Láctea, como explosões de supernovas e choques de galáxias.

Uma chuva de raios cósmicos, composta por prótons, elétrons, neutrinos, raios gama e outras partículas, cai constantemente sobre a Terra, mas nenhum cientista fazia ideia ao certo de onde vinham e o que os disparavam. “A forma que temos para conhecer o Universo é detectando a radiação que chega até nós”, explica Halzen. Os telescópios permitem observar as ondas eletromagnéticas que alcançam a Terra de diferentes formas — em luz visível, infravermelho, raios-x, ondas de rádio, etc.

“Mas os raios cósmicos que nos atingem chegam na forma de partículas”, completa o físico americano.

Entram aí algumas dificuldades: primeiro, qual instrumento utilizar para visualizar esses raios, uma vez que os telescópios não os captam. Outro problema é qual partícula observar. Prótons e elétrons são desviados de um lado para o outro, o que dificulta rastrear a origem.

Para encontrar a fonte dos raios cósmicos, portanto, seria necessário achar algo que viajasse até a Terra em linha reta. O pequeníssimo e invisível neutrino, quem diria, era a solução.

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

 

Caçadores da “partícula fantasma”

Caçadores da "partícula fantasma"

Caçadores da “partícula fantasma”

O apelido “partícula fantasma” não é exagero. Neutrinos são levíssimos — algumas centenas de vezes mais leves que o elétron –, não têm carga elétrica e quase não possuem massa. De tão pequenos, atravessam astros e campos magnéticos sem se desviar, interagindo muito debilmente com a matéria. Bilhões dessas “partículas fantasmas” perpassam cada centímetro quadrado da Terra (e de nossos corpos) a cada segundo, vindas do espaço.

Os neutrinos existem em abundância no Universo conhecido, perdendo em número apenas para o fóton, a partícula de luz. Além de comporem os raios cósmicos, também são produzidos no Sol e surgem em reatores nucleares e aceleradores de partículas na Terra. A diferença é que os neutrinos dos raios cósmicos possuem energias altíssimas.

“A busca [por neutrinos] passou a fazer parte de uma das maiores questões da física e da astronomia: qual é a origem dos raios cósmicos?”, disse Halzen. Como viajam de suas fontes sem serem bloqueados e sem desvios, eram a pista certeira que os cientistas queriam. Mas como observar uma partícula praticamente invisível?

Diferentes experimentos já foram realizados para tentar flagrar neutrinos. Um deles, o Super-Kamiokande, construído no Japão em 1983, consiste numa piscina cilíndrica com 50 mil toneladas de água rodeada por 11.200 sensores de luz. Outro experimento feito na década de 1990 demonstrou que o gelo extremamente claro da Antártida podia interagir com neutrinos.

Essas armadilhas de neutrinos precisam ser grandes o suficiente para aumentar a probabilidade de captura de uma entre bilhões de “partículas fantasmas”. O neutrino não é observado diretamente, mas a partir de partículas secundárias eletricamente carregadas que são produzidas quando ele atravessa a água ou o gelo. “O IceCube foi construído para fazer exatamente isso”, conta Halzen.

A armadilha na Antártida

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Caçadores da “partícula fantasma”

Não foi fácil construir a engenhoca. O frio do polo Sul proíbe trabalhar no inverno, quando as temperaturas chegam a -80°C. Assim, foram necessários sete verões, entre 2004 e 2010, para perfurar e instrumentalizar 86 poços que chegavam a 2.450 metros de profundidade — ponto em que ficam os sensores que estão no pé do grande cubo de gelo.

Para ganhar tempo e aproveitar bem a luz do Sol que nunca se põe nessa época, os mais de 300 engenheiros, técnicos e cientistas se revezavam ao longo de 24 horas, todos os dias. Os sensores precisavam ser instalados rapidamente nos buracos de gelo derretido, antes que a água voltasse a congelar.

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

A construção do IceCube contou com a colaboração de mais de 40 instituições de pesquisa de todo o mundo e o investimento de 279 milhões de dólares (cerca de R$ 1 bilhão), a maior parte feita pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA. Após 2,1 milhões de quilos de carga levadas para a Antártida, as obras do Ice Cube chegaram ao fim, “concluídas no prazo, dentro do orçamento e excedendo significativamente as especificações de desempenho”, como diz relatório do observatório.

Era importante saber exatamente o que havia no gelo. Qualquer interferência no momento da detecção de um neutrino precisaria ser compreendida. Halzen explica que supercomputadores radiografaram e mapearam cada grão de poeira ali congelado. Calibrada a armadilha, bastava esperar a presa aparecer.

A montagem no IceCube

Laboratório custou 279 milhões de dólares (R$ 1 bilhão) e foi finalizado sem atrasos

Flagra e delação

Flagra e delação.

Flagra e delação.

Em 2013, os caçadores de neutrinos liderados por Halzen observaram uma extraordinária luminosidade azul dentro do cubo gelado. Tratava-se do efeito chamado Cherenkov, que ocorre quando uma partícula carregada eletricamente atravessa um meio como o gelo em velocidade superior à da luz nesse meio (no gelo, a luz pode se deslocar em velocidade mais baixa e inferior a de outros elementos).

Essa radiação eletromagnética era fruto de múons produzidos pela interação entre o gelo e uma outra partícula que havia adentrado o cubo. Eureca! Um neutrino de alta energia passava por ali. Com cerca de 300 teraelétrons-volts (TeV), quase 50 vezes a energia de partículas aceleradas no LHC (o maior acelerador de partículas do mundo), era certo que vinha de fora da Via Láctea.

Os sensores do IceCube registraram todos os dados das ondas de luz geradas. E os computadores do laboratório traçaram as coordenadas da trajetória da “partícula fantasma” dentro do cubo. O que o neutrino acabara de contar aos cientistas era a direção exata de sua trajetória de bilhões de anos-luz até a Terra. Mas nada mais do que isso. “Você vê os neutrinos cósmicos vindo do céu, mas ainda não sabe de onde estão vindo”, conta Halzen sobre a alegria misturada com frustração do momento da descoberta.

Como desvendar o mistério? Os cientistas sabem que o neutrino viaja praticamente na velocidade da luz. E se, com a direção do neutrino em mãos, eles olhassem para o céu e tentassem localizar alguma luz no ponto de onde ele veio? É elementar, diria um Sherlock Holmes da ciência.

Nasa

Operação mundial e fim do mistério

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Operação mundial e fim do mistério…

Existem diversos telescópios e detectores de ondas eletromagnéticas espalhados pela Terra e em órbita no espaço. Em 22 de setembro de 2017, no exato momento em que detectou um novo neutrino de alta energia, o IceCube emitiu um alerta para a comunidade astronômica internacional. Mais de 20 observatórios voltaram imediatamente suas lentes e sensores para o céu na direção que o neutrino do IceCube apontava.

A ideia era encontrar qualquer sinal que estivesse partindo daquela fonte. As observações começaram a ser feitas simultaneamente por times que totalizavam mais de mil cientistas de diferentes países. Até que um primeiro sinal foi identificado pelo telescópio espacial Fermi, da Nasa: um forte clarão em forma de raios gama, ao lado do ombro esquerdo da constelação Orion no céu noturno.

Tratava-se do blazar TXS 0506+056, localizada a 4 bilhões de anos-luz da Terra. Esse objeto celestial concentra grande quantidade de energia e está associado a um buraco negro. O Fermi sabia de sua existência há 10 anos, mas nunca tinha visto um brilho tão intenso vindo de sua direção. Depois do Fermi, o observatório Magic, situado nas Ilhas Canárias, também detectou o blazar. E outros observatórios viram o clarão. Bingo, era aquela a fonte.

Para Halzen, a operação conjunta marcou o início de uma nova era na astronomia. “A capacidade de fazer com que telescópios espalhados pelo globo realizem uma descoberta em cooperação com um detector de neutrinos é um marco do que os cientistas estão chamando de astronomia de múltiplas mensagens”, diz o cientista.

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Operação mundial e fim do mistério…

Hoje, diversos neutrinos são detectados no Ice Cube a todo momento, e o laboratório tornou-se um importante centro de estudos de ponta. Ali são feitas pesquisas em astrofísica, glaciologia, tomografia da Terra, física quântica e partículas exóticas, dentre outras áreas. Há a expectativa de que descobertas sobre a matéria escura possam vir de lá.

Quanto aos raios cósmicos e os neutrinos, Halzen ressalta que eles continuam atingindo a Terra a todo instante, sem que saibamos de onde partem todas as gotas dessas tempestades. O que há de surpreendente então na saga da caçada de neutrinos?

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

A surpresa é que nós conseguimos solucionar o problema de mais de um século, e de uma maneira totalmente inesperada. Nós sabemos agora qual é uma das fontes dos raios cósmicos

Francis Halzen, cientista líder do IceCube

Como cientistas criaram armadilha de gelo na Antártida para descobrir uma fonte de raios cósmicos.

Francis Halzen, cientista líder do IceCube.

Cientistas buscam ‘Santo Graal’ do plástico: um descartável que se autodestrua

O químico Adam Feinberg coloca uma amostra de plástico em luz ultravioleta

Adam Feinberg havia acabado de fazer uma folha fina de plástico amarelo quando começou a rasgá-la em pequenos pedados.

O químico Adam Feinberg coloca uma amostra de plástico em luz ultravioleta.

Cientistas buscam ‘Santo Graal’ do plástico: um descartável que se autodestrua

Ele escolheu um molde em formato de “I” para o logotipo da Universidade de Illinois, em Urbana-Champaign (EUA), onde trabalha como químico. Então, encheu-o com os pedacinhos de plástico e colocou-o em um forno quente.

“Abri o molde e ali estava aquele lindo ‘I’ amarelo”, conta ele.

Seu novo plástico tinha passado no primeiro teste. Podia ser moldado com o calor como um plástico comum. Havia outro passo importante, porém, no caminho de repensar o mundo de plásticos duráveis.

Feinberg colocou o “I” sob uma luz branca e, cinco minutos depois, apenas metade dele permanecia ali. A outra metade havia caído no chão.

Quando juntou as duas partes, o “I” tinha um buraco no meio e em seu lugar havia uma gosma amarela.

O plástico não havia apenas derretido. Seus blocos de formação, os polímeros sintéticos dentro dele, tinham se revertido a suas unidades moleculares. “Foi uma sensação fenomenal”, conta ele sobre o sucesso da experiência.

A maioria dos polímeros sintéticos não é projetada para desintegrar ou desaparecer. Ao contrário, eles foram feitos para durar o máximo de tempo possível desde que começaram a substituir metais e vidros em coisas duradouras, como automóveis e aviões.

Os polímeros sintéticos, no entanto, tornaram-se tão populares e adaptáveis que, décadas mais tarde, são a raiz do problema dos bilhões de toneladas de resíduos plásticos do planeta. Os mais recentes vilões das campanhas ambientais são os produtos descartáveis desse material formados de polímeros sintéticos: canudos, filtros de cigarros, tampas de copos de café etc.

Adam Feinberg segura amostra criada em laboratório nos EUA.

Cientistas buscam ‘Santo Graal’ do plástico: um descartável que se autodestrua

A chave, segundo Ramani Narayan, químico de polímeros da Universidade Estadual do Michigan, é ter ambientes de descarte claros e bem definidos para qualquer objeto que tenha chegado ao fim de sua vida útil.

Indiscutivelmente, plásticos biodegradáveis também possuem um mecanismo de autodestruição, desde que acabem no lugar certo com o tipo específico de micróbios.

Para isso, Narayan está liderando um esforço para a produção de plásticos que possam ser transformados em composto, a começar por utensílios descartáveis e embalagens de alimentos de sua empresa, a Natur-Tec. O composto poderia redirecionar não apenas os plásticos de uso único associados à comida, mas também o desperdício de alimentos.

“Ao usar a palavra ‘compostável’, definimos o ambiente”, diz ele, e isso, para os consumidores que estão procurando a lixeira certa, é muito importante.

Além de reciclar, os polímeros que se descompactam podem permitir novos usos como entrega de medicamentos e materiais que “curam” automaticamente, segundo Moore.

Embora a produção de implantes biomédicos autodestrutivos ou eletrônicos ainda seja algo do futuro, cientistas como Gillies já estão fazendo embalagens inteligentes com polímeros que se descompactam. Não para carregar mercadorias, mas para coisas úteis como medicamentos de câncer que podem ser liberados nos tumores ou fertilizantes ativados apenas quanto forem necessários no campo.

Para esses usos, as unidades precisam ser seguras e benignas. Um candidato em potencial é o glioxilato, segundo Gillies, uma molécula que existe naturalmente em microrganismos do solo. A equipe de Gilles produziu polímeros que se descompactam a partir de unidades de glioxilato e os envolveu com materiais diferentes para que pudessem ser implantados em diversas situações.

“Temos uma espinha dorsal universal e podemos apenas mudar a tampa final para fazer com que responda a coisas diferentes”, diz Gilles, como luz nos campos ou um ambiente de pouco oxigênio nos tumores.

Para Moore, o objetivo é fazer materiais que possam curar.

Cientistas buscam 'Santo Graal' do plástico: um descartável que se autodestrua

Cientistas buscam ‘Santo Graal’ do plástico: um descartável que se autodestrua

Sua ideia é encher minúsculas cápsulas feitas de polímeros que se descompactam com “agentes de cura” e depois embuti-las em revestimentos. Eles poderão responder à luz, diz, de modo que quando o revestimento de um celular quebrar, por exemplo, a luz penetrando na tela provocará a degradação da cápsula. Então, os agentes de cura vão se derramar para preencher as rachaduras. O revestimento ficará automaticamente bom, como se fosse novo, reduzindo a necessidade de obter um novo equipamento.

Enquanto esperamos o surgimento dessa nova geração de polímeros, os plásticos comerciais atuais continuam sendo produzidos em uma escala de 400 milhões de toneladas métricas por ano. E sempre com a intenção de serem fortes, robustos e durarem o maior tempo possível, conta Garcia.

“Projetar polímeros novos será absolutamente importante e necessário”, afirma Garcia. Um problema maior, no entanto, segundo ela, é aprender a decompor o legado de polímeros de resíduos de plástico, de uma maneira parecida, em seus componentes. “É quase como procurar o Santo Graal.”

Com acelerador de partículas, brasileiros observam neurônios em 3D

Visualização da estrutura pode auxiliar no estudo de alzheimer e parkinson

Um neurônio em três dimensões. Foi o que cientistas brasileiros obtiveram ao unir microtomografia de raio X feita a partir de um acelerador de partículas.

Neurônios em 3D

Neurônios em 3D

O resultado do trabalho pode, futuramente, impactar a compreensão da neurodegeneração e de doenças como alzheimer e parkinson.

A técnica, que parece complexa, pode ser resumida de uma forma simples. Trata-se de girar uma amostra do cérebro em frente a um feixe de raios X. Depois, como em um quebra-cabeças, as 2.048 imagens obtidas são montadas com matemática e computação. Assim forma-se a imagem do cérebro e
dos neurônios em 3D

Uma das principais vantagens do método é sua praticidade. “Conseguimos uma imagem da célula no estado íntegro dela. Ela está ali no órgão, não tivemos que fazer nenhum outro tipo de manipulação”, diz Matheus Fonseca, pesquisador do LNBio (Laboratório Nacional de Biociências, parte do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais, Cnpem) e um dos autores do estudo.

Nos procedimentos atuais mais comuns há necessidade de limpeza e fatiamento —sim, literalmente— do cérebro objeto de estudo, de acordo com Fonseca.

Enquanto isso, na metodologia desenvolvida pelos pesquisadores brasileiros, basta mergulhar o órgão numa solução de mercúrio e obter as imagens a partir da microtomografia.

É aqui que entra o acelerador de partículas do LNLS (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron), em Campinas (SP). Os cientistas do centro de pesquisas usaram a radiação do acelerador para criar
as imagens em 3D.

 https://tv.uol/17CLV

“É exatamente a mesma tomografia que fazemos no hospital”, diz Nathaly Archilha, do LNLS e líder da estação de pesquisa de microtomografia de raios X. “A principal diferença é que conseguimos fazer isso numa resolução altíssima”, diz a pesquisadora

Segundo a cientista, em sua estação de microtomografia, ela consegue produzir visualizações de até 1 micrômetro. “É como se você pegasse um fio de cabelo e dividisse por 50 partes”, afirma.

Com acelerador de partículas, brasileiros observam neurônios em 3D Visualização da estrutura pode auxiliar no estudo de alzheimer e parkinson

Com acelerador de partículas, brasileiros observam neurônios em 3D
Visualização da estrutura pode auxiliar no estudo de alzheimer e parkinson

A amostra de Fonseca, por exemplo, tinha poucos centímetros (o cérebro inetiro do camundongo) e os neurônios mediam cerca de 10 micrômetros.

Assim que o Sirius —segunda fonte de luz síncrotron (radiação produzida com a aceleração de partículas, daí o nome do laboratório) de quarta geração no planeta, em construção também em Campinas— entrar em atividade, espera-se que seja possível obter resoluções até dez vezes superiores ao que se tem hoje, ou seja, alcançar a escala dos 100 nanômetros

“Essa tecnologia também vai permitir uma tomografia interior. Você faz uma imagem em baixa resolução e dá zoom exatamente na área de interesse”, afirma a pesquisadora do LNLS.

A imagem é muito bonita, é legal ver partes internas do corpo que só conhecemos por ilustrações de livros escolares, mas talvez você se pergunte: qual a relevância disso?

Fonseca diz que entender como os neurônios se comunicam e como a estrutura neural está montada para exercer determinadas funções —área de estudo conhecida como conectômica— é importante para compreendermos as doenças neurodegenerativas, como alzheimer e parkinson.

Com acelerador de partículas, brasileiros observam neurônios em 3D Visualização da estrutura pode auxiliar no estudo de alzheimer e parkinson

Com acelerador de partículas, brasileiros observam neurônios em 3D
Visualização da estrutura pode auxiliar no estudo de alzheimer e parkinson

“Através dessa técnica conseguimos ver o neurônio inteiro e entender os processos de neurodegeneração em diversas doenças”, afirma o pesquisador do LNBio. “Entendemos muito bem os mecanismos dessas doenças. Mas o que acontece, em nível celular, numa célula de um cérebro intacto? Como ela morre, onde ela morre?”

O cientista cita a doença de Parkinson como exemplo, na qual há acúmulo da proteína alfa-sinucleína. “Será que existe localização preferencial de acúmulo dessa proteína dentro da célula? Essas são perguntas para serem respondidas, principalmente se conseguirmos visualizar isso em três dimensões.”

Além disso, com o conhecimento detalhado das estruturas neurais —o mapa neural em desenvolvimento— é possível imaginar a criação de drogas que tenham ação específica em determinadas áreas de interesse para doenças.

Segundo Fonseca, uma colaboração com a Unifesp (Universidade Federal de São Paulo) será realizada para que o estudo seja feito também com cérebros humanos.

O estudo foi publicado na segunda (13), na revista Scientific Reports, do grupo Nature.

Nasa deve lançar nave que vai ‘tocar’ o Sol no dia 11

Nasa deve lançar nave que vai 'tocar' o Sol no dia 11

Nasa deve lançar nave que vai ‘tocar’ o Sol no dia 11

A Nasa, que há uma semana completou 60 anos de existência, está finalizando os preparativos para uma das missões espaciais mais audaciosas de sua história. Na madrugada do próximo sábado, um dos mais poderosos foguetes do mundo, o Delta IV Heavy, deverá iluminar os céus de Cabo Canaveral, na Flórida, levando em sua cápsula a nave Parker Solar Probe (PSP), que será o primeiro artefato humano a “tocar” o Sol.

Nasa deve lançar nave que vai 'tocar' o Sol no dia 11

Nasa deve lançar nave que vai ‘tocar’ o Sol no dia 11

No fim dessa aventura inédita, programada para durar sete anos, a PSP chegará a 6,3 milhões de quilômetros de distância da superfície do Sol, um sobrevoo muito próximo, considerando os mais de 150 milhões de quilômetros de distância que separam a Terra de sua estrela. Suportando temperaturas e níveis de radiação nunca enfrentados por outra espaçonave, a PSP tem o objetivo de desvendar uma série de mistérios científicos que intrigam astrofísicos há décadas.

Com custo de cerca de U$S 1,5 bilhão (aproximadamente R$ 5,5 bilhões), a missão deverá mudar radicalmente a compreensão sobre o Sol e sobre sua influência no clima espacial – incluindo as tempestades solares que afetam os sistemas de satélites e as redes de eletricidade na Terra, de acordo com Nicola Fox, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins (EUA), que desenvolveu a missão PSP para a Nasa.

“A missão responderá questões sobre a física solar que têm nos deixado confusos por mais de seis décadas. É uma espaçonave carregada com inovações tecnológicas que resolverão muitos dos principais mistérios sobre a nossa estrela. Um dos objetivos centrais é descobrir por que a corona (parte externa da atmosfera) do Sol é tão mais quente que a superfície solar”, disse Fox.

Formada por plasma ultra-aquecido a milhões de graus, a corona envolve todo o Sol e consiste na parte externa de sua atmosfera – e ninguém sabe até hoje como ela pode ser milhares de vezes mais quente que a superfície e o interior do Sol. A corona também é, segundo cientistas, a origem do vento solar – um fluxo supersônico de partículas que o astro lança em todas as direções e afeta todo o Sistema Solar.

“Não sabemos como o vento solar se acelera tão rapidamente na corona, chegando a milhões de quilômetros por hora”, diz o diretor da divisão de ciência heliofísica da Nasa, Alex Young.

Para observar a origem dos ventos solares, a PSP vai “mergulhar” na corona. A nave deverá trazer mais informações sobre a corona e os ventos solares do que qualquer outro recurso científico já utilizado.

“Estamos nesse ambiente incrivelmente dinâmico do Sol e somos atingidos pelos ventos solares, que podem afetar não apenas a saúde de astronautas que trabalham no espaço, mas também nossos satélites, as telecomunicações e, em casos extremos, pode derrubar os sistemas de energia na Terra”, disse Young.

Caça da Boeing que faria Brasil-Japão em 3h só será viável em 10 a 20 anos.

Caça da Boeing que faria Brasil-Japão em 3h só será viável em 10 a 20 anos.

Conceito do novo caça hipersônico, que poderá atingir 6.120 km/h (Divulgação)

Conceito do novo caça hipersônico, que poderá atingir 6.120 km/h (Divulgação)

A Boeing iniciou os estudos para o desenvolvimento de um novo caça hipersônico, capaz de voar a cinco vezes a velocidade do som, o equivalente a 6.120 km/h. O novo avião, no entanto, ainda deve demorar de 10 a 20 anos para se tornar viável, afirmou a Boeing em comunicado enviado ao blog Todos a Bordo. Caso realmente seja desenvolvido, o novo caça deverá ser o avião mais rápido já produzido na história da aviação.

Teoricamente conseguiria viajar entre São Paulo e Tóquio (Japão) em três horas. A fabricante norte-americana, no entanto, ainda não divulgou qual seria a autonomia de voo do avião em velocidade hipersônica nem se ele seria capaz de voar por três horas a essa velocidade.

O projeto do caça hipersônico foi apresentado no início do mês durante o fórum do Instituto Americano de Aeronáutica e Astronáutica, realizado em Orlando, nos Estados Unidos. “Recentemente, desenvolvemos o design conceitual de uma aeronave de demonstração hipersônica. Uma versão operacional do conceito de aeronave poderia ser usada para inteligência, vigilância, reconhecimento e missões de ataque”, afirma a empresa.

A Boeing tem investido em novas tecnologias para desenvolver o caça hipersônico, especialmente em questões aerodinâmicas e no funcionamento dos motores para conseguir atingir velocidades cinco vezes maior que a do som. Na parte aerodinâmica, por exemplo, as principais mudança estão no desenho da fuselagem, das asas e da cauda do avião.

“Vemos a forma da fuselagem sendo projetada com ângulos de baixo impacto. As asas e as caudas terão bordas de ataque que avançarão em direção ao trecho traseiro do veículo em ângulos relativamente grandes. Ambas as características reduzem o arrasto aerodinâmico [resistência do ar]”, diz a empresa.

Motores inovadores

A Boeing também trabalha em um sistema de funcionamento dos motores chamado de ciclo combinado baseado em turbina (TBCC). O novo conceito abandona a propulsão baseada em foguete para utilizar motores scramjet, que permite funcionar em velocidades hipersônicas.

Com isso, no estágio inicial do voo, os motores usariam o sistema tradicional de turbinas. Após atingir a velocidade do som, o avião adotaria um sistema que trabalha com o ar a velocidades supersônicas dentro do motor do avião. Na desaceleração para o pouso, o caça voltaria a usar o sistema tradicional de turbinas.

A Boeing também trabalha em um sistema de funcionamento dos motores chamado de ciclo combinado baseado em turbina (TBCC). O novo conceito abandona a propulsão baseada em foguete para utilizar motores scramjet, que permite funcionar em velocidades hipersônicas.

Com isso, no estágio inicial do voo, os motores usariam o sistema tradicional de turbinas. Após atingir a velocidade do som, o avião adotaria um sistema que trabalha com o ar a velocidades supersônicas dentro do motor do avião. Na desaceleração para o pouso, o caça voltaria a usar o sistema tradicional de turbinas.

Ainda não há dinheiro disponível.

Uma imagem divulgada pela própria Boeing mostra como deverá ser o novo avião. No entanto, apesar dos avanços nas pesquisas, ainda não há recursos disponíveis dentro da empresa para a criação do caça hipersônico. A empresa ainda estuda novas tecnologias que poderão ser agregadas ao projeto.

“Um demonstrador de avião hipersônico reutilizável não está sendo construído atualmente e não há planos concretos ou recursos alocados para fazê-lo, mas continuamos buscando mais oportunidades de pesquisa junto a agências parceiras a fim de avançar no design e nas tecnologias que darão origem a um eventual demonstrador de aeronave hipersônica reutilizável. Seria prematuro especular quando um veículo de voo hipersônico operacional poderá se uma tornar realidade, mas é justo dizer que poderia ser viável dentro de 10 a 20 anos”, diz a Boeing.

A Boeing já teve um avião experimental não-tripulado que superou em 5,1 vezes a velocidade do som (6.242 km/h). O X-51 Waverider foi lançado de um caça bombardeiro B-52 Stratofortress e voou a essa velocidade por 3,5 minutos antes de cair no mar já sem combustível.