Acelerador de Partículas Brasileiro

 

Acelerador de Partículas Brasileiro

Sirius: o que é e como funciona o acelerador de partículas brasileiro

O início da operação de uma estação de pesquisa do Sirius, em Campinas (SP), representa um grande salto das pesquisas científicas, que poderão utilizar recursos ainda inéditos no mundo

Ele é diferente, por exemplo, do Grande Colisor de Hádrons (LHC), na Suíça. Neste, as partículas são aceleradas à máxima potência a fim de criar colisões para se investigar o núcleo dos átomos, gerando condições análogas às que teriam criado o Universo, no Big Bang. Já o Sirius acelera elétrons próximo à velocidade da luz, numa via na qual todos caminham numa mesma direção sem um trombar no outro, e até uma energia fixa de 3 giga elétron-volt (GeV). O LHC, por sua vez, pode dar energia máxima de 7 mil GeV.

Para realizar curvas, são usados poderosos ímãs, chamados dipolos. Toda vez que entra em ação a força do dipolo, os elétrons se convertem em luz. A luz resultante desse processo é a luz síncrotron, de altíssimo brilho e que passa pela luz visível, ultravioleta, infravermelho e, especialmente, raios-x. Estes são a grande ferramenta para se investigar os átomos, a principal partícula buscada pelos pesquisadores.

Além dos dipolos, o Sirius tem ainda um conjunto adicional de ímãs chamados “onduladores”. Eles são uma sequência de ímãs que realizam zigue-zagues nos elétrons durante a curva e que colaboram para que a luz produzida seja 10 mil vezes mais intensa do que a gerada no UVX, o primeiro aparelho de luz síncrotron do país, inaugurado na década de 1990 e que foi desativado para dar lugar ao Sirius. “Era como tirar uma foto com baixa iluminação. O Sirius, por ter muito mais intensidade, consegue fazer isso de forma mais rápida, como se fosse um filme versus uma foto”, compara Antonio José Roque da Silva, diretor-geral do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) e do projeto Sirius. Outra comparação interessante é que o UVX era como uma lanterna, com baixa luminosidade espalhada em muitos ângulos; já o Sirius seria como uma ponteira a laser, com foco preciso e de alta intensidade.

O objetivo é criar um total de 38 linhas de pesquisa nos túneis para onde a luz síncrotron é canalizada e nos quais podem ser realizados diversos experimentos. Para ter ideia, um dos túneis chega a 145 metros de comprimento, espaço fechado a vácuo onde ficam diversos equipamentos extremamente sensíveis que captam a luz que difrata das amostras e controla energia e intensidade.

Como é possível mais de uma estação de pesquisa em algumas das linhas, haverá um total de 40 estações. Cada linha passa por um comissionamento técnico e um comissionamento científico. No primeiro caso, os equipamentos são testados sem experimentos; no segundo, pesquisadores que têm experiência com a extração de dados do acelerador são chamados a testar seus estudos. Até o início de

2021, cinco linhas devem entrar em processo de comissionamento técnico; e um total de 14 linhas devem ser entregues até o começo de 2022.

Fonte: CNPEM

                                                                             Fonte:CNPEM

Referência:

Sirius: o que é e como funciona o acelerador de partículas brasileiro.CNPEM,SP, 30/11/2020. Disponível em:Sirius: o que é e como funciona o acelerador de partículas brasileiro - CNPEM.  Acesso em: 30/07/2022.

Fonte: FAPESP

NASA

 

Sobre a NASA

A National Aeronautics and Space Administration é o programa espacial civil americano e líder global em exploração espacial. A agência tem uma força de trabalho diversificada de pouco menos de 18.000 funcionários públicos, e trabalha com muitos mais empreiteiros, academia e parceiros internacionais e comerciais dos EUA para explorar, descobrir e expandir o conhecimento em benefício da humanidade. Com um orçamento anual de US$ 23,2 bilhões no ano fiscal de 2021, o que representa menos de 0,5% do orçamento federal global dos EUA, a NASA apoia mais de 312.000 empregos nos Estados Unidos, gerando mais de US$ 64,3 bilhões em produção econômica total (Ano Fiscal de 2019).

Em seus 20 centros e instalações em todo o país – e o único Laboratório Nacional no espaço – a NASA estuda a Terra, incluindo seu clima, nosso Sol e nosso sistema solar e além. Realizamos pesquisas, testes e desenvolvimento para avançar na aeronáutica, incluindo propulsão elétrica e voo supersônico. Desenvolvemos e financiamos tecnologias espaciais que permitirão a exploração futura e beneficiarão a vida na Terra.

A NASA também lidera uma abordagem de exploração da Lua a Marte, que inclui trabalhar com a indústria dos EUA, parceiros internacionais e academia para desenvolver novas tecnologias, e enviar pesquisas científicas e, em breve, humanos para explorar a Lua em missões Artemis que ajudarão a se preparar para a exploração humana do Planeta Vermelho. Além dessas grandes missões, a agência compartilha o que aprende para que suas informações possam tornar a vida melhor para as pessoas em todo o mundo. Por exemplo, as empresas usam descobertas e tecnologias da NASA para criar novos produtos para o público. Para garantir o sucesso futuro para a agência e para a nação, a NASA também apoia os esforços de educação em STEM com ênfase no aumento da diversidade em nossa futura força de trabalho.

Fonte: Nasa

Referencias:

NASA. .Sobre a Nasa, Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço, Página Última atualização: Feb 11, 2022,Editora de Página: Sarah Loff, Oficial da NASA: Brian Dunbar, Disponível em: About NASA | NASA  . Acesso em: 29 - 07 - 2022 .

O que é a luz?

 

O que é a luz?

“E Deus disse: “Haja luz”, e houve luz.” Génesis 1:3 

“Para o resto da minha vida, vou refletir sobre o que é a luz.” Albert Einstein, 1917

Conforme Masters (2015), a luz é um pré-requisito para a vida, uma vez que é a melhor fonte de energia para os nossos alimentos. A luz é essencial à religião, às histórias sobre a criação, à poesia, à literatura, à língua e à cultura. Luz é a beleza atmosférica, do amanhecer até ao entardecer, o arco-íris, a aurora boreal e a aurora austral. A luz é necessária para a visão. Na verdade, as teorias da luz e da visão têm uma história de namoro complicada desde os filósofos gregos e árabes. A visão requer luz e dispositivos ópticos, tais como óculos e lentes de contato, e a cirurgia refrativa com o laser pode melhorar a acuidade visual. A luz pode diagnosticar e tratar as doenças dos olhos. A interação da luz com os eletrões dos átomos ou das moléculas é a forma como é detectada. Isto é verdade quer para os fotorreceptores da nossa retina quer para os semicondutores que constituem os sensores (detetores) das nossas máquinas fotográficas digitais. As cores enriquecem o nosso meio ambiente, estimulam e encantam as pessoas de todo o mundo, e acrescenta beleza às nossas casas, às nossas cidades e às nossas vidas.

Historicamente, a luz pode ser compreendida como uma onda, uma partícula quântica e um campo quântico. Complicado? Sim! Na verdade, a pergunta “O que é a luz?” é muitas vezes adiada para a pergunta: “Como é que a luz se comporta?”. Mais especificamente, a questão “O que é a luz?” é muitas vezes substituída pela pergunta: “Como é que a luz se propaga e interage com a matéria?”

A hipótese do quantum de luz de Einstein explica o efeito fotoelétrico

Einstein aplicou o seu conceito de quantum de luz para explicar o efeito fotoelétrico que a teoria de onda de Maxwell não conseguia explicar. Einstein escreveu: “Se radiação monocromática se comporta… como se a radiação fosse um meio descontínuo que consiste num quanta de energia com magnitude hν, então parece razoável investigar se as leis que regem a emissão e transformação da luz também têm por base que a luz consiste nesse tipo de quanta de energia.”. Einstein assumiu que a luz interage com a matéria através da absorção ou emissão dos seus sugeridos quantum de luz e postulou um novo mecanismo para este fenómeno. Einstein descreveu a sua teoria sobre o efeito fotoelétrico, tal como se segue. Os quanta de luz penetram na camada superficial do material, e a sua energia é convertida em energia cinética dos eletrões. Um quantum de luz transfere toda a sua energia para um único eletrão. Einstein escreveu: “um eletrão no interior do material terá perdido parte da sua energia cinética até ao momento em que alcança a superfície”. Além disso, assumiu que o eletrão na superfície do metal deve executar trabalho, Φ, (uma função de cada material, chamada de função trabalho), para ultrapassar as forças de atração que o prendem ao material, a fim de deixar a superfície, e a energia cinética máxima desses eletrões é hν–Φ. Em notação moderna: eV hν–Φ, onde e é a carga do electrão e V é o potencial de paragem. Esta é a primeira equação na teoria quântica das interações entre matéria-radiação. A confirmação do efeito fotoelétrico postulado por Einstein surgiu em 1912, quando Arthur L. Hughes mediu a velocidade máxima dos fotoeletrões para vários metais e verificou a equação fotoelétrica de Einstein.

Fonte: hipercultura

Leia a obra 👉 O que é a luz? | International Commission for Optics (uminho.pt)

Referência:

COSTA, Manuel FM. O que é a luz?. 2015.

O BURACO NEGRO COLOQUIAL

 O BURACO NEGRO COLOQUIAL.

Conforme Soares (2022), o adjetivo “coloquial” significa “De maneira informal, descontraída, (. . . )” . Conhecidos fíısicos teóricos, especialistas ou não em buracos negros, definem de forma informal este objeto. Como poderá ser apreciado, todas elas são extremamente vagas e passíveis de profundos questionamentos, os quais não serão feitos aqui, por fugirem do escopo do presente trabalho. 

J. A. Wheeler (1911-2008): criador do termo “buraco negro”. Ele afirma em [8, pag. GL-3]: “In this book, any structure with a horizon and surrounded at a great distance by flat spacetime.” (“Neste livro, qualquer estrutura com um horizonte e rodeada, a uma grande distância, por um espaço-tempo plano.”)

 K.S. Thorne: discípulo fervoroso de Wheeler. Ele afirma em [9, pag. 548]: “An object (created by the implosion of a star) down which things can fall but out of which nothing can ever escape.” [“Um objeto (criado pela implosão de uma estrela) no qual as coisas podem cair, mas do qual nada pode escapar.”] 

S.W. Hawking (1942-2018): desenvolvedor de vários conceitos teorico especulativos sobre buracos negros, ele escreve em [10, pag. 194]: “region of space-time from which nothing, not even light, can escape, because gravity is so strong.” (“Uma região de espaço-tempo da qual nada, nem mesmo a luz, pode escapar, porque a gravidade ́é muito forte.”)

W. Rindler (1924-2019): físico teórico que trabalhou intensamente em vários aspectos da TRG, introduziu, entre outros, o conceito de “horizonte de evento”. Ele escreve em [11, pag. 262]: “The outward light front emitted at the horizon remains stuck there for ever and outward light fronts emitted later contract immediately. No more communication with the outside is possible: a black hole has been formed.” (“A frente de luz emitida para fora no horizont] permanece presa ali para sempre e as frentes de luz emitidas posteriormente para fora contraem imediatamente. N˜ao ´e mais poss´ıvel a comunica¸c˜ao com o exterior: formou-se um buraco negro.”)

E.R. Harrison (1919-2007): astrônomo e cosmólogo, conhecido pelas suas contribuições em cosmologia teórica e em ensino de cosmologia; ´e reconhecido também como o autor da melhor explicação para o chamado “paradoxo de Olbers” [12]. Em [13, pag.246] escreve a respeito de uma estrela de massa muito grande, que est´a nos estágios finais de colapso gravitacional: “As the star approaches a critical size, known as the Schwarzschild radius, the redshift approaches infinity. (. . . )  Nothing, not even light, can now escape to the outside world (according to classical theory). Within the collapsing star itself doom lies only a fraction of a second away. To a distant observer, however, the star is a black hole (. . . ).” (“A medida que a estrela se aproxima de um tamanho crítico, conhecido como raio de Schwarzschild, o desvio para o vermelho se aproxima do infinito. (. . . ) Nada, nem mesmo a luz, pode agora escapar para o mundo exterior (de acordo com a teoria clássica). Dentro da própria estrela em colapso, a aniquilação está a apenas uma fração de segundo de distˆancia. Para um observador distante, no entanto, a estrela ´e um buraco negro (. . . ).”) 

Fonte: G1

link do documento, leia a obra 👉(PDF) Que é buraco negro? (researchgate.net)

 

REFERÊNCIAS:

SOARES, Domingos. Que é buraco negro?.

CURTINDO CIÊNCIAS FÍSICAS

                            

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Iremos postar matérias relacionadas aqueles que curtem Ciências Físicas.

ENTÃO VAMOS COMEÇAR!!!!

TEORIAS SOBRE A ORIGEM DO UNIVERSO

Conforme Monde (2018?), as primeiras tentativas do Homem para entender a origem do planeta em que vivia - e do seu entorno - remontam aos primórdios da civilização. Com o avanço do conhecimento não apenas sobre o nosso mundo, mas também sobre o Cosmos, e ainda graças à criação e aperfeiçoamento de instrumentos para auxiliá-lo nesta tarefa, teorias foram elaboradas para, em um primeiro momento, explicar o surgimento da Terra e, logo após, do sistema no qual ela se inseria: o Sistema Solar. Por mais de 200 anos diversas e curiosas sugestões foram feitas com o objetivo de elucidar a origem do nosso Sol e de seu sistema planetário. Contudo, as sucessivas descobertas sobre a Via Láctea onde não apenas se localiza nosso sistema solar, mas muitíssimos outros sistemas solares semelhantes, resultaram na criação e posterior substituição de vários paradigmas. 

1. Teoria Nebular 

Idealizadores: Immanuel Kant (filósofo e metafísico alemão, 1724- 1804) e Pierre-Simon Laplace (matemático, astrônomo e físico francês, 1749-1827).

Segundo os autores, nos primórdios, há 4,6 bilhões de anos, a matéria estaria dispersa no espaço na forma de uma imensa nebulosa de gás e poeira cósmica, esférica, com altíssima temperatura e mesma velocidade angular. Essa nebulosa que rotacionava devido a sua composição molecular e continha forças atrativas e repulsivas, teria extensão maior do que as órbitas dos planetas de nosso Sistema Solar. As forças atrativas faziam com que as partículas mais densas concentrassem ao seu redor matéria menos densa, formando núcleos. Através da atração universal, os núcleos se uniram formando o Sol

2. Teoria da Catástrofe 

Idealizadores: Thomas Chrowder Chamberlain (geólogo e educador americano, 1843-1928), Forest Ray Moulton (astrônomo americano, 1872-1952), James Hopwod Jeans (físico, astrônomo e matemático inglês, 1877-1946), Jules Henri Poincaré (matemático astrônomo e filósofo francês, 1854-1912) e Harold Jeffreys (matemático, astrônomo e geofísico inglês, 1891-1989).

Os idealizadores imaginaram que, no princípio, gases teriam se desdobrado em bolas gasosas gigantescas que seriam as galáxias. Nelas, condensações secundárias originariam as estrelas. Posteriormente, uma outra estrela aproximou-se de nosso Sol, fazendo com que porções de seus gases fossem arrancadas e passassem a ter um giro próprio. Essa matéria extraída de nosso Sol condensou-se e deu origem a corpúsculos sólidos ou planetesimais, isto é, aos planetas de nosso Sistema Solar. As mais longas seções da hipotética ponte gasosa estabelecida entre as duas estrelas formaram Júpiter e Saturno. Já os planetas menores teriam se constituído dentro da órbita de Júpiter e além da órbita de Saturno. 

3. Teoria da Turbulência ou das Poeiras Cósmicas

Idealizadores: Subrahmanyan Chandrasekhar (físico indiano-americano, 1910-1995) e Gerard Peter Kuiper (astrônomo neerlandês-americano, 1905-1973).

Segundo Chandrasekhar e Kuiper, as poeiras interestrelares são distribuídas desuniformemente, apresentando condensações variadas e gigantescas, denominadas nuvens. Nestas nuvens de pó cósmico ocorrem outras em forma de manchas arredondadas, escassamente transparentes, denominadas glóbulos. Dos glóbulos se formariam as estrelas e planetas. 

4. Teoria do Big Bang Idealizadores:

 Georges-Henri Joseph Édourd Lemaître (padre, engenheiro civil e astrofísico belga, 1894-1966), Aleksander Alexandrovich Friedmann (matemático e físico russo, 1888-1925), George Antony Gamow (físico e cosmólogo russo, 1904-1968), Albert Einstein (filósofo e físico alemão-suíço-austríaco-americano, 1879- 1955), Edwin Powell Hubble (astrônomo americano, 1889-1953), Arno Allan Penzias (físico alemão-americano, 1933- ), Robert Woodrow Wilson (radioastrônomo americano, 1936- ), Phillip James Edwin Peebles (físico e cosmólogo canadense-americano, 1935- ).

As ideias de Einstein se alicerçaram sobre bases as quais Friedman elaborou seu “princípio cosmológico”, um estudo das equações da relatividade geral, que concluiu: a) o espaço tridimensional expande-se a partir de uma singularidade (ponto zero) e b) existem três formas possíveis para a expansão, denominadas “universo fechado” (finito e curvo como a superfície bidimensional de uma esfera), onde a expansão declina com o tempo, segue-se uma reversão e o universo colapsa, dando início a um novo ciclo expansivo, “universo crítico” (infinito, geometria plana) quando a expansão cessa devido ao esgotamento da matéria e da energia, o que ocorrerá apenas quando o tamanho do universo for excepcionalmente grande e, finalmente, “universo aberto” (infinito, geometria semelhante a superfície bidimensional de uma sela de cavalo), onde a taxa de expansão diminuirá, mas nunca cessará. 

Em 1927, Lamaître, deduziu que certos desvios espectrais observados em nebulosas se deviam a expansão do universo como resultado da explosão do “átomo ou ovo primordial”, onde tudo se comprimia. Em certo momento, uma gigantesca explosão fragmentou o ovo, dando origem ao espaço, aos átomos e aos compostos, a toda a matéria e antimatéria, aos astros celestes e as galáxias. Sua teoria, denominada Teoria do Universo Inflacionário, sofreu sérias críticas sendo, porém, defendida ardorosamente por Gamov, um cientista muito respeitado no meio acadêmico da época.

Em 1949, o astrônomo britânico Fred Hoyle (1915-2001), designou a teoria inflacionária pejorativamente de Teoria do Big Bang (Grande Estrondo), com o objetivo de chamar a atenção para o postulado que defendia: a do “universo estacionário” (imutável). Não imaginava estar ele “batizando” a teoria que se tornaria a mais aceita pela comunidade científica para explicar o início do universo, cuja expansão, segundo seus criadores, continua. 

  

Fonte: Slideshare

REFERÊNCIA:

DU MONDE, Exposition du Système. TEORIAS SOBRE A ORIGEM DO UNIVERSO.