27 de mar de 2012

Limite Cósmico

Medição independente mostra que neutrinos não excedem a velocidade da luz
Albert Einstein ainda pode estar certo. Tentativa de repetir experiência que mostrou uma partícula subatômica se movendo mais rápido que a velocidade da luz sugere que resultado anterior pode estar errado e que a famosa teoria especial da relatividade permanece intacta. Um grupo de físicos, em sua maioria europeus, que trabalham no experimento chamado Icarus anunciou o rastreamento de neutrinos viajando do Cern, laboratório de física de partículas nos arredores de Genebra, até o Laboratório Nacional de Gran Sasso, em uma montanha italiana. Trata-se da mesma travessia subterrânea internacional que os neutrinos fazem no experimento Opera.

Porém, diferente do Opera, que no ano passado relatou que os neutrinos chegaram à Itália 60 nanossegundos mais rápido que se viajassem no, supostamente insuperável, limite cósmico de velocidade, o Icarus descobriu que os neutrinos fizeram a viagem a uma velocidade indistinguível da velocidade da luz. Os detalhes da descoberta do Icarus foram postados no servidor de física de pré-publicação arXiv.org.  “Evidências começam a apontar para o resultado do Opera ser medição errônea”, afirmou o diretor de pesquisas do Cern, Sergio Bertolucci, em uma declaração oficial. Possíveis explicações para a medição do Opera surgiram no mês passado, quando pesquisadores do projeto anunciaram publicamente a descoberta de dois problemas com a sincronização do GPS.

Não foi esclarecido se apenas os problemas de GPS podem explicar a discrepância de 60 nanossegundos entre a medição e a teoria. Desde o início, os físicos que trabalham no Opera tiveram o cuidado de observar que essa medida era uma anomalia, muito possivelmente, com uma explicação simples. Em setembro, ao anunciarem as descobertas desconcertantes, eles se abstiveram de arriscar quaisquer interpretações, dizendo que gostariam primeiro que outros físicos ajudassem a investigar os dados. “Seja qual for o resultado, o grupo do experimento Opera comporta-se com integridade científica perfeita ao oferecer sua medição para ampla verificação e convidar medições independentes”, avaliou Bertolucci. “É assim que a ciência funciona.”
Fonte: Scientific American Brasil

Sonda espacial vai captar água de lua de Saturno

Cassini passará a 74 km da Enceladus, um dos principais focos na pesquisa sobre vida fora da Terra
Imagens mostram detalhes das fissuras e dos jatos expelidos pela lua de Saturno.Reprodução/BBC
A sonda espacial Cassini fará uma passagem e menos de cem quilômetros de altitude do pólo sul da Enceladus, uma lua de Saturno que aparentemente abriga um oceano. O voo, que será feito a uma altitude de 74 quilômetros, permitirá a sonda a captar alguns dos jatos de gelo e vapor d'água expelidos pelo satélite.  Pesquisadores reuniram diversas evidências de que esses jatos são alimentados por um oceano de água líquida, que está coberto pela crosta congelada da lua. O sobrevoo deve ocorrer por volta das 18h30 (horário de Brasília) desta terça-feira, 27.

Os cientistas usarão o espectômetro de íons e massa natural da Cassini para analisar a composição aquosa, sua densidade e a variabilidade dos elementos da Enceladus. Antes, foram detectados sais nesses jatos, o que sugerem que a camada submersa da lua está provavelmente em contato com seu núcleo rochoso. A descoberta coloca a Enceladus como um dos principais locais para pesquisa de vida dentro do Sistema Solar, já que as rochas poderiam jogar no oceano elementos essenciais para o desenvolvimento da vida.

Os jatos que são expelidos pelas fissuras da crosta de gelo são conhecidos como "listras de tigres". A Enceladus se move ao redor de Saturno em uma órbita oval, distorcida por causa da gravidade do planeta. Isso causa a volubilidade das fissuras, alterando a atividade geológica da lua. O voo mais próximo da Enceladus já feito pela Cassini ocorreu em outubro de 2008, quando a sonda chegou a apenas 25 quilômetros da superfície da Lua. Em outubro de 2015, a passagem deve se repetir.
Fonte: ESTADÃO

Messenger Fornece Novos Dados Sobre Mercúrio

Impressão de artista da sonda MESSENGER em órbita de Mercúrio.Crédito: NASA/JHU/APL
 
Desde que entrou em órbita de Mercúrio há pouco mais de um ano atrás, a sonda MESSENGER da NASA capturou quase 100.000 imagens e enviou dados que revelaram novas informações acerca do planeta, incluindo a sua topografia, a estrutura do seu núcleo e áreas de sombra permanente nos pólos que contêm depósitos misteriosos. Os achados mais recentes foram anunciados em dois artigos científicos publicados na revista online Science Express, e em 57 artigos apresentados a semana passada na 43.ª Conferência de Ciência Lunar e Planetária no estado americano do Texas.

Um núcleo surpreendente - Os instrumentos de rádio da MESSENGER permitiram à equipe científica desenvolver o primeiro modelo preciso do campo gravítico de Mercúrio que, quando combinado com dados topográficos e com o estado da rotação do planeta, fornecem dados acerca da estrutura interna do planeta, a espessura da sua crosta, o tamanho e o estado do seu núcleo, e a sua história tectónica e térmica. O núcleo de Mercúrio ocupa uma grande parte do planeta, cerca de 85% do raio do planeta, até maior que estimativas anteriores. Dado o pequeno tamanho do planeta, houve uma altura em que muitos cientistas pensavam que o interior devia ter arrefecido até ao ponto que o núcleo se tinha tornado sólido.

No entanto, movimentos dinâmicos subtis, medidos com radares terrestres, combinados com os recém-medidos parâmetros gravitacionais da MESSENGER e as características do campo magnético de Mercúrio que indicam um dínamo activo, sugerem que o núcleo do planeta é pelo menos parcialmente líquido. O núcleo de Mercúrio é diferente de qualquer outro núcleo planetário no Sistema Solar. A Terra tem um núcleo exterior líquido e metálico, situado por cima de um núcleo interior sólido. Mercúrio parece ter uma crosta sólida de silicatos e um manto que cobre um núcleo exterior de sulfeto de ferro, uma camada intermédia líquida mais profunda, e possivelmente um núcleo interior sólido. Estes resultados têm implicações na maneira como o campo magnético de Mercúrio é gerado na compreensão de como o planeta evoluiu termicamente.
 
O instrumento MLA funciona a um comprimento de onda de 1064 nm a um intervalo de 8 Hz. Até agora, fez 10,7 milhões de medições precisas da elevação do hemisfério norte de Mercúrio. Na imagem está uma projecção polar da topografia de Mercúrio, desde o pólo norte até 5ºS. Os círculos são grandes estruturas de impacto.Crédito: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins/Instituto Carnegie

Curiosidades topográficas - A topografia de um planeta pode revelar informações fundamentais acerca da sua estrutura interna e da sua evolução geológica e térmica. Observações com o instrumento MLA (Mercury Laser Altimeter) da MESSENGER providenciaram o primeiro modelo topográfico preciso do hemisfério norte do planeta e caracterizaram encostas e a rugosidade superficial ao longo de um intervalo de escalas espaciais. A partir da órbita quase polar e excêntrica da sonda, o MLA ilumina áreas da superfície desde 15 até 100 metros de largura, separadas por aproximadamente 400 metros. A propagação das elevações é consideravelmente mais pequena que aquelas em Marte ou na Lua.

A característica mais proeminente é uma grande área de terras-baixas a latitudes altas norte que contêm planícies vulcânicas. Dentro desta região de várzeas está uma ampla subida topográfica formada após as planícies vulcânicas. A latitudes médias, as planícies interiores da bacia de impacto Caloris - com 1550 km de diâmetro - foram modificadas de tal modo que parte do piso da bacia está agora mais elevado do que os rebordos. A porção elevada parece ser parte de uma elevação quási-linear que se prolonga por aproximadamente metade da circunferência planetária a latitudes médias. Estas características implicam mudanças a larga-escala na topografia de Mercúrio, que ocorreram após a era da formação da bacia de impacto e após a formação a larga-escala das planícies vulcânicas.
 
Imagem da região polar sul de Mercúrio, obtida com o instrumento MDIS (Mercury Dual Imaging System) ao longo de um dia mercuriano completo.Crédito: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins/Instituto Carnegie

Sombras polares - Um dos grandes objectivos da missão primária da MESSENGER é compreender a natureza dos depósitos brilhantes em radar nos pólos de Mercúrio. A proposta mais convincente desde a sua descoberta afirma que este material brilhante no radar consiste predominantemente de água gelada. Os cientistas nunca tiveram imagens disponíveis para ver a superfície onde estas características estão localizadas. Mas as imagens obtidas pela sonda mostram que todas as características brilhantes através de radar perto do pólo sul estão localizadas em áreas de sombra permanente, e perto do pólo norte de Mercúrio estes depósitos também são apenas observados em regiões à sombra. Estes resultados são consistentes com a hipótese de água gelada mas não constituem provas definitivas. Mas as imagens, combinadas com análises em curso, irão fornecer uma imagem mais completa da natureza dos depósitos.
Fonte: http://www.ccvalg.pt/astronomia/

Telescópio Gigante Magalhães deve ficar pronto em 2020

Nesta última sexta, iniciaram os trabalhos de preparação do terreno onde o GMT será instalado, nas montanhas chilenas; aparelho terá área de luz 4,54 vezes maior à de qualquer outro
Representação do telescópio GMT, que será um dos mais potentes do mundo
Com a detonação de uma carga de explosivos no topo da montanha Las Campanas, no norte do Chile, foram iniciados nesta última sexta, 23, os trabalhos de preparação do terreno onde será instalado o Telescópio Gigante Magalhães, informou a Embaixada dos Estados Unidos em Santiago. Às 12h59 locais (mesmo horário de Brasília), destacadas personalidades políticas e científicas do Chile e dos Estados Unidos presenciaram a explosão que simboliza o primeiro passo para o início deste instrumento astronômico que, na próxima década, se transformará na terceira maior lente do mundo. O Telescópio Gigante Magalhães (GMT, na sigla em inglês), que está sendo construído na Universidade do Arizona (EUA), terá 25 metros de diâmetro, com uma área de luz 4,54 vezes maior à de qualquer outro telescópio atual. Uma característica única do projeto é o uso de sete segmentos de espelho, cada um deles com 8,4 metros de diâmetro, localizados de modo que criarão uma só superfície ótica e o transformará em um dos telescópios mais potentes do mundo. Essa potência permitirá que os cientistas obtenham imagens mais claras de planetas que orbitam ao redor de estrelas, da física dos buracos negros e da natureza da matéria escura. Calcula-se que o GMT terá um custo aproximado de US$ 700 milhões e começará a operar no Chile em 2020. O complexo do Observatório Las Campanas, situado cerca de 700 quilômetros ao norte de Santiago, na montanha de mesmo nome, é um dos três centros de pesquisas astronômicas no Chile que recebem financiamento dos Estados Unidos e que operam sob acordos com a Universidade do Chile. O observatório opera há mais de quatro décadas e hoje conta com quatro grandes telescópios, entre os quais figuram dois telescópios Magalhães de 6,5 metros de diâmetro.
Fonte: ESTADÃO

11 estranhas partículas da física

Das mais impressionantes pesquisas sobre o universo, nos últimos tempos, quase todas têm participação de alguma partícula ainda não conhecida pela física, teorizada recentente. Até o Modelo Padrão da Física (teoria criada em 1973 que prevê a existência de partículas como o quark, neutrinos e antineutrinos) já está sendo revisado em vários pontos para incluir novas descobertas. Para o estudo de questões físicas complicadas, tais como antimatéria, matéria escura e gravitação, os cientistas estão “criando” novas partículas, em um catálogo de constante atualização. Elas seriam satisfatórias para resolver vários problemas da física moderna, mas infelizmente a existência de nenhuma delas foi comprovada na prática. Conheça onze destas partículas:

11 – Stringbal - lA teoria das cordas prevê que as partículas quânticas, como elétrons e quarks, estão dispostas no universo vibrando como cordas de energia. Esta linha de pensamento, que não vê a partícula como um agente estático sem dimensão, satisfaz o modelo padrão e responde questões como a ação da gravidade em grandes distâncias cósmicas. Se as partículas de fato vibram como cordas, esta teoria também conceitua algumas anomalias. Uma delas, estudada pelo acelerador de partículas LHC, seria a possível existência de buracos negros em miniatura. Outra seria um momento em que duas partículas abandonam a condição de corda e se chocam uma com a outra, formando o que se chama de “Stringball” (literalmente, “esfera de cordas”), o que deve dar origem a mais dimensões além das três que conhecemos. O que faria as cordas saírem de seu estado natural e formarem esferas é uma grande quantidade de energia. Dessa maneira, os cientistas teorizam que seria possível criar tais esferas em um dispositivo como o LHC.

10 – Tetraquark - Esta partícula seria basicamente o que diz o nome: um aglomerado de quatro quarks. Em um modelo mais avançado, existiria um “pentaquark”, que inclui na conta um antiquark cujo peso seria a metade de um próton. Um próton, segundo o modelo padrão, é composto por três quarks juntos, ou um quark e um antiquark (proveniente da antimatéria). Os pesquisadores defendem, contudo, que possam existir agrupamentos maiores de quarks, que superam um próton. A tentativa que chegou mais perto de comprovar sua existência, experimentalmente, aconteceu em 2005, mas falhou.

9 – Glueball - A existência dessa partícula, que ainda não possui tradução específica para o português (seria algo como uma “esfera de glúon”), também se baseia na teoria das cordas. Dentro de um próton, os quarks não são estáveis: a todo momento, são criados e eliminados. Um quark possui carga elétrica negativa, positiva, e uma terceira, hipotética, chamada de “carga de cor”. Para que os quarks possam se manter juntos em um próton, é preciso haver uma força de atração. Esta força, conforme essa teoria, seria proporcionada porque partículas transitam entre os quarks carregados com a tal carga de cor. Tais partículas, por sua vez, seriam os glúons (cujo nome lembra a ideia de colar, de unir). Como os glúons também têm carga própria, pesquisadores defendem que eles poderiam se unir por si próprios e compor matéria, formando um novo tipo de partícula. Estas partículas seriam as “glueballs”.

8 – Inflatão - Especialistas em astrofísica debatem intensamente o que teria acontecido logo após o Big Bang. Se uma única explosão foi responsável por criar o universo, como é que ele conseguiu se expandir desse jeito? As teorias mais aceitas propõem que seria necessária uma força de campo energético que espalhou os elementos pelo espaço em uma velocidade superior à da luz. A teoria quântica defende que todo campo está associado a uma partícula. Neste caso, seria o inflatão. Seguindo a mesma teoria de expansão do universo, o inflatão teria sido responsável por expandir o universo logo após o ponto inicial, mas eventualmente estas partículas seriam dissolvidas em outros tipo de matéria e radiação, até sumir. Com isso, recriar um inflatão demandaria um acelerador de partículas um trilhão de vezes mais potente que o LHC.

7 – Pomerão - Caso as glueballs (partículas originárias dos glúons, que mantêm os quarks unidos) realmente existam, comprová-las na prática é uma tarefa muito difícil, pois exige que se “isole” um momento de atração entre quarks. O mais próximo que se imagina disso é conseguir capturar o instante em que as glueballs são convertidas em pacotes de energia, dentro do próton (O LHC já consegue forjar uma situação semelhante). Tais pacotes seriam o que se chama de pomerão. Já se concebe a existência do pomerão há um bom tempo, desde antes do modelo padrão de 1973. Antigamente, no entanto, ele era visto como um possível componente fixo na atração energética interna dos prótons. Hoje, com a teoria das cordas, a abordagem mudou. O pomerão é tido como algo criado a partir de uma colisão de partículas resultante da existência de mais de três dimensões.

6 – Leptoquark - O modelo padrão trabalha com a ideia de que o elétron tem partículas “opositoras”: lépton, múon e tau. Estas três já foram comprovadas na prática e estão incluídas no modelo padrão. O múon, mais pesado que o elétron, era tido como uma partícula “independente”, mas em 1994 um experimento na Alemanha conseguiu converter um elétron em múon a partir de colisões. Seria preciso, portanto, uma partícula híbrida, um intermediário entre elétron e múon. Baseados no modelo padrão, que classifica o próton como um conjunto unificado de quarks, os cientistas traçaram um paralelo em que léptons são de alguma forma atraídos na formação de elétrons, e o leptoquark desempenharia um papel fundamental nesse sentido.

5 – Winos - A teoria da supersimetria, que tem sido bem aceita nos meios astrofísicos nos últimos anos, enuncia que cada partícula no universo possui uma partícula equivalente para lhe fazer oposição, geralmente com peso diferente, afim de proporcionar equilíbrio. De acordo com as teorias de interações entre partículas, existe o Bóson W (abreviatura de Weak, fraco em inglês), que trabalha com os conceitos de força forte e força fraca. O equivalente pesado às partículas Bóson W seriam os Winos, responsáveis por proporcionar força de atração nuclear nestas situações. O LHC tem feito estudos tomando como base a teoria da supersimetria, e os Winos entram nestas suposições.
4 – Ânions - Elétrons e quarks são partículas subatômicas agrupadas em uma classe chamada de férmions, que seriam opositores dos bósons. Nas interações dimensionais entre estas duas, existiria um terceiro tipo de partícula, o ânion. Na teoria mais aceita, o ânion sempre carrega parte da energia de uma partícula subatômica durante uma interação com outra partícula, e isso seria a chave para entender algumas relações entre elas.

3 – Galileons - Einstein enunciou que a força gravitacional funciona sob o mesmo padrão em todos os pontos do universo. Dentro do sistema solar, que é até onde a ciência já pôde testar esta tese, o apontamento do físico alemão se mostrou correto. Mas, se isso é verdade, como existem as supernovas, explosões estelares que surgem justamente a partir de uma perturbação gravitacional? A solução hipotética para este problema seriam as partículas chamadas de Galileons. De maneira geral, tratam-se partículas subatômicas originadas da formação de vácuos quânticos, que seriam responsáveis por enfraquecer a gravidade em determinados pontos do universo. O efeito destas partículas só seria sentido em regiões de baixa densidade no universo, o que não é o caso do sistema solar.

2 – Partículas Majorana - Uma partícula é geralmente idêntica à sua antipartícula, exceto por uma diferença: elas possuem cargas elétricas opostas. Em um estudo mais avançado nesse campo, o cientista italiano Ettore Majorana concebeu uma ideia aparentemente absurda: uma partícula cuja carga é zero, assim como a sua opositora, que na verdade é ela mesma. Logo, uma única partícula seria também sua antipartícula. A concepção desta ideia ganhou força após a expansão da teoria da supersimetria, em que se defende a existência de um equivalente para cada partícula do universo. O conceito de antimatéria, por exemplo, é satisfeito com essa explicação. Dessa forma, poderiam haver vários tipos de partículas Majorana, todas tendo carga neutra e sendo a antimatéria de si mesmas.

1 – Wimpzilla - Mais de 80% da matéria existente no universo, segundo estimativas, é invisível aos nossos telescópios. Trata-se da matéria escura, objeto de estudo dos cientistas há décadas. A composição básica da matéria escura seriam as chamadas “Partículas Massivas de Interação Fraca” (WIMP, na sigla em inglês). Estas partículas, que pesariam de 10 a 100 vezes mais do que um próton, teriam surgido após o Big Bang e se espalhado paulatinamente pelo universo. Existe, no entanto, a questão da expansão do universo a partir do início dos tempos. Durante a interação entre matéria e vácuo nesse período, algumas partículas podem ter se desprendido do fluxo da expansão em “pedaços” maiores. Seriam partículas WIMP gigantescas, bilhões de vezes mais pesadas que as originais. O nome, dado por um dos físicos que teorizou as WIMPs, faz mesmo alusão ao gigantesco monstro Godzilla.
Fonte: hypescience.com
 [New Scientist]

Hubble espia a galáxia UFO

O telescópio espacial Hubble registrou uma imagem da Galáxia UFO. A galáxia UFO, a NGC 2683, é uma galáxia espiral que é observada desde a Terra quase que completamente de lado, dando a ela uma forma clássica das naves alienígenas vistas em filmes. E esse é o motivo mais do que justificável para os astrônomos terem dado a ela esse interessante apelido. Enquanto galáxias que estão de frente para nós e que são fotografadas pelo Hubble nos dão uma visão detalhada da sua estrutura, uma imagem de uma galáxia de lado como essa tem suas particularidades. Por exemplo, esse tipo de imagem fornece a grande oportunidade de observar as delicadas linhas de poeira dos braços espirais que têm suas silhuetas projetadas contra o núcleo dourado da galáxia. Talvez de forma surpreendente, imagens de galáxias que se apresentam de lado como essa não impedem de deduzir suas estruturas. Estudos das propriedades da luz vinda da NGC 2683 sugerem que essa é uma galáxia espiral barrada mesmo que o ângulo de visão dela não nos permita ver diretamente essa característica. A NGC 2683 foi descoberta em 5 de Fevereiro de 1788, pelo famoso astrônomo William Herschel, e localiza-se na constelação do norte, Lynx. Essa constelação de forma interessante tem esse nome pois lembra o felino lince, mas pelo caso de ser muito apagada ela necessita realmente de olhos de lince para que possa ser identificada. E quando você consegue identificá-la e observá-la em detalhe, tesouros escondidos como esse fazem valer cada segundo de busca. Essa imagem foi produzida a partir de dois campos adjacentes observados na luz visível e na luz infravermelha pela Advanced Camera for Surveys do Hubble. Uma estreita listra que aparece difusa e cruzando grande parte da imagem de forma horizontal é o resultado da lacuna entre os detectores do Hubble. Essa listra foi preenchida usando imagens dessa galáxia feitas por telescópios baseados em Terra que mostram muito menos detalhes.Fonte: http://www.esa.int

Buracos negros famintos comem dois pratos de uma vez

Quase todas as galáxias conhecidas no universo abrigam em seu centro um buraco negro supermaciço. Eles têm aumentado sua massa, já milhões de vezes superior à do sol, desde o Big Bang. Mas como eles conseguem acumular tanta matéria? Em um modelo simples de buraco negro, o modo de expandir a massa seria atraindo gás através de suas bordas. Este gás formaria, naturalmente, um disco espiralado ao redor do buraco negro. Entretanto, por questões físicas gravitacionais, esse procedimento levaria trilhões de anos para acumular massa. Astrônomos da Universidade de Leicester (Inglaterra) defendem que a formação de um único disco gasoso seria inviável: os buracos negros precisam arrumar algum outro jeito de engolir matéria tão rapidamente.

Pensando nisso, os cientistas criaram um modelo que compreende não um, mas dois discos rotatórios à volta do buraco negro. Um deles, menor, estaria orbitando bem junto à borda do buraco negro, e o externo orbitaria por fora do primeiro. Além de estarem em posições distintas, os discos orbitam em eixos opostos e ângulos diferentes. Dessa forma, o gás contido em ambas as “órbitas” tende a colidir, devido à força centrífuga. O buraco negro, por sua vez, aproveita essas colisões para “se alimentar”, engolindo matéria de ambos os discos. Segundo as simulações computadorizadas dos astrônomos, o fato de haver dois discos aumenta em mais de mil vezes o potencial de atração de um buraco negro. São duas fontes fornecendo matéria para o buraco em escala exponencial. Falta determinar, no entanto, como exatamente tal matéria é direcionada para o interior do buraco.
Fonte: Hypescience.com
[NewScientist]
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