Teoria da Informação Quântica pode revelar a natureza real do mundo físico

Pergunte para qualquer físico quais são as duas principais teorias do século 20, e eles provavelmente vão dar a mesma resposta: a teoria da relatividade de Einstein e a mecânica quântica. Mas talvez uma terceira teoria, do século 21, entre para o hall da fama: a Teoria da Informação Quântica, ou Teoria Quântica da Informação. 

A mecânica quântica surgiu na década de 20, para descrever o estranho comportamento dos átomos e elétrons. Já a teoria da informação apareceu duas décadas depois, com fórmulas para quantificar a comunicação através de telefones. 

Ao contrário dos físicos quânticos, mais preocupados em desenvolver computadores super rápidos, os teóricos da informação quântica estão motivados a entender a realidade física, e entender melhor a mecânica quântica da natureza. 

No coração da ciência da informação quântica está um modelo de representação da informação, conhecido como qubit. Ele é análogo ao 1 e 0 , processados por computadores comuns – os bits. Mas um qubit está dentro do universo quântico, por isso pode ser o 1 e o 0 ao mesmo tempo. Essa superposição de identidade dá à informação quântica um poder extraordinário. 

Os qubits podem, por exemplo, transmitir mensagens codificadas super seguras, tipicamente na forma de fótons. Elas são seguras porque qualquer tentativa de alterar a mensagem seria notada. 

Esse tipo de sistema já é comercializado, e talvez um dia se torne uma necessidade de mercado devido à outra aplicação da Informação Quântica: a computação quântica. Computadores com qubtis poderiam resolver problemas que um supercomputador comum não conseguiria em milhões de anos. 

Aplicações? Você poderia usar um computador assim para prever o resultado de reações químicas, por exemplo, sem necessitar dos tubos de laboratório. Essa habilidade poderia melhorar a produção de materiais industriais e de medicamentos.

“Nós não prevemos que você vai usar um computador quântico para enviar um e-mail. Mas jogos quânticos seriam realmente incríveis”, afirma o físico John Preskill.

Além do mercado, os cientistas pretendem usar essas teorias para entrar nas fundações da realidade. A quântica poderia mostrar a interface entre a matemática e o mundo físico. 

Quebrar códigos, por exemplo, envolve solucionar o complicado problema matemático de encontrar os fatores primos de um número muito grande, com centenas de dígitos. Mas, como descoberto por Peter Shor, em 1994, algoritmos do computador quântico conseguem solucionar isso – e as implicações são grandes. 

“Fatores são um problema difícil clássico”, afirma Preskill. “Mas os algoritmos de Shor demonstram que isso é um problema fácil para a visão quântica”. Em outras palavras, o processamento de informações quânticas revela algo sobre a relação matemática com a realidade física, algo antes não imaginado. 

Mas alguns problemas matemáticos são difíceis até quanticamente. Entendê-los poderia nos dar uma noção de que tipos de computações matemáticas são possíveis no universo físico. 

Um desses problemas, que está sendo estudado pelo cientista Scott Aaronson, é a tese de Church-Turing. Ela basicamente indica que qualquer coisa que possa ser computada por um sistema físico também pode ser computada por um computador “universal” idealizado, chamado de máquina de Turing. 

“Isso é uma afirmação falsificada sobre as leis da física”, afirma Aaronson. “Ela expressa a crença de que se as leis da física forem como um código de computador, então qualquer linguagem de programação para as leis da natureza poderia emular qualquer outra”.

Mas as ideias de Shor atestam que os computadores quânticos poderiam fazer coisas que uma máquina de Turing não conseguiria. Nesse caso, ou a computação quântica é impossível (o que não é muito provável, já que isso implicaria que a mecânica quântica está errada), ou a tese de Church-Turing está incorreta no que tange o mundo físico, a não ser que exista uma maneira de um computador comum simular a física quântica. “Ninguém provou isso, mas seria uma incrível descoberta matemática”, afirma Aaronson. 

Uma descoberta igualmente incrível seria identificar o princípio físico que exige que a realidade obedeça às regas da mecânica quântica. No começo, os pioneiros quânticos visualizaram a matemática que funciona – e que exige o estranho conceito de múltiplas realidades possíveis. Mas a questão do por quê uma matemática tão bizarra funcionava tão bem era deixada de lado.

Mas, nos últimos tempos, a aventura em busca de um princípio físico pelo qual a mecânica quântica funciona tem ganhado força, e a informação quântica tem sido o motor disso. 

Fonte: http://www.sciencenews.org/

Os 10 maiores mistérios da evolução humana

Teóricos antigos, Charles Darwin, a genética e a ciência moderna ainda não foram capazes de solucionar completamente os mistérios relacionados à nossa evolução. 

Existe sólido conhecimento produzido sobre os conceitos de evolução, mas o senso comum ainda desconhece a maior parte deles.

Confira uma lista com dez destes pontos obscuros.

10 – Por que não somos mais parecidos com os macacos?

Coloque lado a lado o DNA do homem e o do chimpanzé e você descobrirá que existe uma diferença de pouco mais de 1% entre nós e eles. Até as cadeias de cromossomos de ratos e camundongos, por exemplo, têm menos em comum entre si do que nós e os outros primatas. Apesar disso, somos muito diferentes.

A principal razão para isso é a própria genética. Quando se trata de cadeias de DNA, uma ínfima mudança de ordem pode incorrer em uma grande alteração no fenótipo. Apenas 1% difere entre chimpanzés e humanos, mas estas alterações se espalham por 80% dos nossos cerca de 30 mil genes. Dessa maneira, fica fácil haver duas espécies completamente distintas.

9 – Por que nos tornamos bípedes?

Os ancestrais do homem são bípedes há muito mais tempo do que se imagina. Darwin sugeriu que o ser humano passou a caminhar sobre duas pernas com o intuito biológico de deixar as mãos livres para a confecção de ferramentas. Cientistas posteriores, no entanto, derrubaram essa tese ao afirmar que o bipedalismo é 4 milhões de anos mais antigo que as primeiras ferramentas, logo, uma coisa está desvinculada da outra.

Um exame evolutivo mais apurado, feito por vários pesquisadores, mostra que há várias razões para que nós tenhamos deixado de ser quadrúpedes. Em parte, pode haver vínculo com a velha seleção natural, em que os bípedes levavam vantagem entre brigar melhor, economia de energia ao se movimentar, etc. O bipedalismo teria começado em árvores ou outros ambientes em que os quadrúpedes precisam de maior habilidade de locomoção. 

8 – Por que o desenvolvimento tecnológico foi tão lento?

Uma descoberta relativamente recente (há cerca de duas décadas), em Afar, na Etiópia, mudou o modo como os cientistas enxergam a evolução dos instrumentos manuais. Lascas de pedra neste local foram datadas de 2,6 milhões de anos, muito mais antigamente do que se imaginava. A nova questão a intrigar os pesquisadores passou a ser o motivo de a revolução tecnológica seguinte levar tanto tempo para acontecer. 

Uma das razões foi o lento amadurecimento do sistema nervoso central. Nos dois milhões de anos posteriores ao aparecimento das primeiras ferramentas, o cérebro humano dobrou de volume, atingindo 900 centímetros cúbicos. Entre os ganhos neste aumento, incluem-se as capacidades motoras, o que propiciou a evolução.

7 – Quando desenvolvemos a linguagem?

Anatomicamente falando, o Homo sapiens não foi a única espécie do mundo a ter habilidade para a fala. Os Neandertais tinham língua e estrutruras vocais e respiratórias próprias para a função de se comunicar, e indícios apontam para a existência de fala na espécie há cerca de 500 mil anos. O pontapé inicial da comunicação pode estar por volta desta época.

Apesar de não propriamente falarem, no entanto, hominídeos que teriam vivido na Terra algumas centenas de milhares de anos antes já gesticulavam. Ainda antes da fala em si, seu corpo já apresentava um órgão primitivo que se assemelhava a uma “caixa de voz”, e permitia a emissão de sons altos.

6 – Por que nosso cérebro é tão grande?

Alguns primatas, durante sua linha evolutiva, desenvolveram fortes músculos na mandíbula. Isso amplia a pressão sobre o crânio, inibindo o desenvolvimento físico do cérebro. O ancestral do ser humano, há cerca de dois milhões de anos, tomou o sentido contrário: uma mutação genética favoreceu o crescimento do cérebro.

Pouca gente imagina, mas um cérebro bem desenvolvido é literalmente faminto, ou seja, foi preciso que os hominídeos desenvolvessem uma dieta mais rica em vários nutrientes (derivados da carne, inclusive) para ampliar o próprio potencial.

5 – Por que somos pelados?

Uma ideia já levantada para o fato de os hominídeos terem perdido os pelos foi o fato de entrarem mais na água (em rios e lagos). Com a mudança de adaptação à temperatura externa, teríamos perdido a necessidade de tanta “cobertura”. A teoria mais aceita, no entanto, defende que nos livramos dos pelos porque estávamos superaquecendo, e não nos resfriando.

Enquanto nos restringimos a florestas tropicais, onde a temperatura é amena devido à cobertura vegetal, ser peludo não era problema. Mas a partir do momento em que nossos ancestrais passaram a habitar áreas abertas e com a mesma alta temperatura, o único artifício para resfriamento corporal era o suor. Nesta etapa, os pelos se tornaram um entrave evolutivo, e foram pouco a pouco descartados.

4 – Como aconteceu nossa diáspora?

Já é famosa a postulação de que os hominídeos partiram da África em direção a outras regiões do planeta. Há cerca de 1,8 milhões de anos houve ancestrais na Ásia e há uns 800 mil na Europa, mas estas espécies primitivas foram extintas. O ser humano se expandiu a partir do continente africano há cerca de 65 mil anos, um feito inédito para qualquer espécie animal.

Uma das explicações para a diáspora foi a instabilidade climática que a África vivenciava naquela época. O que estimulou o crescimento populacional foram as conquistas materiais dos hominídeos, tais como o domínio do fogo e tecnologias rudimentares de defesa, transporte e obtenção de alimento. O fato de andar, conforme explicam os cientistas, não era suficiente. Era preciso saber transformar os novos ambientes conquistados.

3 – Alguns humanos podem ser “híbridos”

A ideia de que todos os humanos de hoje possuem uma genética descendente de um ancestral único parece ser um erro. Estudos recentes mostram que os melanésios (etnia que habita ilhas no Pacífico Sul) têm 7% dos genes derivados do Hominídeo de Denisova, espécie primitiva descoberta recentemente, que teria sido extinta na região onde hoje está a Sibéria, na Rússia.

Isso significa que diferentes espécies ancestrais do homem teriam acasalado entre si, e algumas diferenças de DNA permanecem até hoje. Dessa maneira, a grosso modo, nem todos seríamos completamente Homo sapiens. Mas estas teorias nunca foram completamente confirmadas e ainda enfrentam grande contestação da comunidade científica.

2 – Ainda há outros hominídeos vivos hoje?

Provavelmente não. Embora haja lendas tais como o “Pé Grande” ou o Iéti (abominável homem das neves), de criaturas que lembram humanos, nada passou perto de ser comprovado. As supostas pegadas do Pé Grande (que habitaria a América do Norte), por exemplo, parecem ter sido simplesmente impressas por ursos, de acordo com pesquisas recentes.

Apesar disso, alguns sinais apontam para a ideia de que certas espécies coexistiram com o Homo sapiens mesmo depois que ele já havia superado os estágios evolutivos e as espécies primitivas “clássicas”, como o Homo erectus, já estavam extintas há muito tempo. Uma delas, o Homo florensis, foi descoberta da Ilha de Flores, na Indonésia, e teria vivido há até 18 mil anos atrás.

1 – Nós matamos os Neandertais?

Aparentemente, a culpa para a extinçao dos Neandertais recai justamente sobre os ancestrais do Homo sapiens moderno. Os Neandertais teriam se instalado há mais de cem mil anos em cavernas da Rocha de Gibraltar, na Espanha, e de lá se espalharam pela Europa e Ásia. Quando chegou a nossa vez de se expandir a partir da África, no entando, teríamos levado doenças que dizimaram pouco a pouco os Neandertais, até sua extinção há cerca de 24 mil anos.

O cérebro deles, conforme apontam os estudos, era de tamanho semelhante ao nosso. O que determinou nossa “vitória” sobre eles na face da Terra, no entanto, teria sido diferentes atribuições da massa cerebral: enquanto eles dedicavam boa parte a habilidades como a visão noturna, nosso cérebro foi programado para tarefas mais versáteis em termos de adaptação. Dessa maneira, eles sucumbiram. 

Fonte: http://www.newscientist.com/

O remédio milagroso que mata todo tipo de câncer

Um único remédio conseguiu diminuir ou até matar cânceres de ovário, cólon, cérebro, fígado e bexiga transplantados para ratos. 

O tratamento consiste em um anticorpo que bloqueia um sinal – que engana o sistema imunológico – das células cancerosas.

Uma década atrás, o biólogo Irving Weissman, da Universidade de Stanford, descobriu que as células de leucemia produziam altos níveis da proteína CD47. Essa proteína também está presente em células sanguíneas saudáveis, servindo como um sinalizador para não serem destruídas. Dessa maneira, o câncer consegue enganar nosso sistema imunológico. 

“O que revelamos é que a CD47 não é importante apenas em leucemias e linfomas”, afirma Weissman. “Está em todo tumor humano primário que testamos”. O laboratório de Weissman acabou descobrindo que todas as células cancerígenas possuem mais da proteína do que as saudáveis. 

A equipe transplantou tumores humanos para as patas de ratos, onde eles poderiam ser facilmente monitorados. Quando os animais receberam remédios anti-CD47, os tumores encolheram e não se espalharam pelo resto do corpo. 

Em todos os ratos que receberam tumores humanos de bexiga, por exemplo, o câncer se espalhou para o sistema linfático. No caso dos que receberam o tratamento, apenas um em cada 10 apresentou sinais do câncer ter se espalhado nesse sistema. No geral, o tumor implantando ficou menor após o tratamento. No caso de cinco ratos com células cancerígenas de mama, os animais ficaram sem sinais de câncer até quatro meses após o fim do tratamento. 

“Nós mostramos que mesmo quando o tumor já tomou conta, o anticorpo pode curar o tumor ou diminuir seu crescimento, prevenindo a metástase”, afirma Weissman.

Uma questão importante, que surge agora, é como os anticorpos de CD47 vão complementar os tratamentos existentes. Quando usados em conjunto com a quimioterapia, por exemplo, isso pode ser contraprodutivo, já que o stress desse tratamento poderia fazer com que as células normais produzam mais CD47 do que o comum. 

“Nós já temos dados suficientes para afirmar que nós vamos passar para a fase de testes em humanos”, afirma Weissman. 

Fonte: http://news.sciencemag.org/sciencenow/

Esquisitice quântica: moléculas se comportando como ondas surpreendem cientistas

Você já ouviu falar na Experiência da Dupla Fenda (“double-slit experiment”, em inglês)? É um famoso experimento desenvolvido pelo físico Thomas Young no início do século XIX. Ele provou que a luz é de fato uma onda e não um conjunto de partículas, mas acabou mostrando também que em alguns casos as partículas podem se comportar como ondas. 

Cientistas austríacos, da universidade de Viena, registraram em vídeo o momento em que este fenômeno foi observado com moléculas de grande porte, como nunca havia sido visto. O princípio do experimento era simples: fazer um feixe de luz ou um conjunto de moléculas passar por uma placa com duas fendas, e verificar como as partículas passam por elas.

No antigo experimento de Thomas Young, o feixe de luz era lançado nas fendas e mostrava uma diferença clara. Quando as cristas de duas ondas se sobrepunham nas fendas, a tela que ficava atrás recebia um raio luminoso. Se, ao contrário, uma crista fosse sobreposta por um vale de onda, a tela ficava escura. 

Testes posteriores mostraram que este padrão também poderia ser observado em moléculas, que podem agrupar e reagrupar átomos como se fossem ondas através do experimento. E foi isso que fizeram os pesquisadores da Áustria: enviaram moléculas com 58 ou 114 átomos através das fendas, para que cumprissem o papel da “crista” ou do “vale” da onda.

Apesar de se tratar de moléculas complexas e de grande porte, o que se observou no vídeo foi exatamente o efeito da experiência da dupla fenda: as moléculas se agruparam como se fossem ondas, da mesma forma que já havia sido registrado em outros experimentos atômicos. 

A física quântica moderna ainda debate sobre os exatos motivos pelos quais uma molécula pode se comportar como uma onda, tal como visto nas fendas. Uma teoria muito discutida afirma, simplesmente, que as moléculas no estado em que conhecemos existem em um estado de instabilidade. 

Isso significa que nem sempre são encontradas em um local específico e determinado, como se espera de tudo o que é considerado matéria. Mas, como muitas coisas no mundo da ciência, ainda estamos longe de chegar a um consenso sobre esta questão. 

Fonte: http://www.livescience.com/

O que é vento supergaláctico?

Na constelação de Ursa Maior, a meros 12 milhões de anos-luz da Terra, encontra-se a galáxia Cigar (ou M82). De sua galáxia vizinha, a M81, partiu um estranho fenômeno que causou a perturbação retratada na imagem acima. 

Os tons em vermelho brilhante mostram nada mais do que um filamento de gás expandido a partir da M81, que foi distorcido pelo que os cientistas chamam de “vento supergalático”.

Evidências recentes, baseadas nesta e em outras observações, indicam que as estrelas produzem, em conjunto, ventos provenientes de suas partículas. Sob determinadas condições cósmicas, este “conjunto de ventos” é direcionado ao mesmo local, formando uma corrente que tem força o bastante para alterar o estado de uma outra galáxia, como foi o caso.

A área retratada na foto é gigantesca. Estes filamentos de hidrogênio em vermelho se estendem por dez mil anos-luz. Em um telescópio infravermelho, esta é galáxia mais brilhante que pode ser observada; basta focar na constelação de Ursa Maior. 

Fonte: http://apod.nasa.gov/

Galáxia ‘cospe’ planetas a 48 milhões de km/h

Planetas com órbitas muito próximas a estrelas que são ejetadas da nossa galáxia podem ser “cuspidos” da Via Láctea a velocidades de até 48 milhões de quilômetros por hora (km/h). 

“Fora os fótons e partículas como os raios cósmicos, esses planetas estão entre os objetos mais rápidos da galáxia”, afirma Avi Loeb, que está estudando o assunto. “Em termos de objetos sólidos e grandes, eles são os mais rápidos. Levariam 10 segundos para cruzar o diâmetro da Terra”. 

Os pesquisadores criaram simulações para examinar o que aconteceria se cada estrela ejetada da galáxia tivesse pelo menos um planeta orbitando perto. Eles descobriram que cerca de 10% dos planetas poderia ser atirado junto com a estrela. 

Uma estrela que for capturada por um buraco negro, que antes puxava gravitacionalmente outra estrela, também poderia ter seu planeta “ejetado”, e ele sairia “viajando” pela galáxia a enormes velocidades. 

Eventualmente, esses planetas de hipervelocidade vão escapar da Via Láctea e viajar pelo espaço interestelar. 

“Essa é a primeira vez que alguém fala sobre procurar por planetas ao redor de estrelas em hipervelocidade”, afirma Loeb. “Isso é possível usando grandes telescópios, mas os observatórios precisam colocar isso nos seus planos ainda”.

Fonte: http://www.livescience.com/

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 – Stringball

 

A 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: http://www.newscientist.com/

Telescópio detecta buracos negros e galáxias que estavam 'escondidos'

 

 

Ao captar comprimentos de onda ligados ao calor dos astros, o Wise, da Nasa, conseguiu enxergar pela primeira vez alguns corpos celestes 

 

      NASA/JPL-Caltech/UCLA

Um telescópio especial detectou milhões de buracos negros supermaciços e galáxias com temperaturas extremamente altas, que estavam "escondidos" atrás de uma nuvem de poeira interestelar.

O Wide-Field Infrared Survey Explorer (Wise), telescópio da agência espacial americana Nasa, conseguiu captar comprimentos de ondas ligados ao calor dos astros, o que fez com que eles conseguissem enxergar e mapear pela primeira vez alguns dos objetos mais iluminados do Universo.

A expectativa dos cientistas é de que a descoberta os ajude a entender como as galáxias e buracos negros se formam.

Os astrônomos já sabiam que a maioria das galáxias possuem buracos negros no seu centro, que são "alimentados" com gases, poeira e estrelas ao seu redor.

Às vezes, os buracos negros soltam energia suficiente para impedir a formação de estrelas. A forma como estrelas e buracos negros evoluem juntos, no entanto, continua sendo um mistério para os cientistas. 

A esperança é que os dados do telescópio Wise possibilitem novas descobertas neste ramo. O Wise tem capacidade de detectar comprimentos de onda que ficam muito além do campo de visão dos telescópios atuais. Isso permite ao equipamento fazer diversas descobertas inéditas na ciência. 

O telescópio ganhou a fama de "caçador de buracos negros". "Nós encurralamos os buracos negros", diz Daniel Stern, do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL), um dos autores dos três estudos que foram apresentados nesta quarta-feira (29).

Stern e seus colegas usaram outro telescópio (Nustar) para analisar os dados dos buracos negros captados pelo Wise e apresentaram os dados em um artigo que será publicado na revista científica Astrophysical Journal.

Outros dois estudos detalham galáxias com temperaturas extremamente altas e com brilho intenso, que até recentemente não conseguiam ser detectadas. O termo em inglês para essas galáxias é "hot dust-obscured galaxies", ou na sigla, Hot-Dogs (que significa "cachorro-quente", em inglês).

Mais de mil galáxias já descobertas são mais de cem vezes mais brilhantes que o Sol da Via Láctea. Os dados da missão Wise estão sendo disponibilizados ao público, para que todos os cientistas possam contribuir nas pesquisas espaciais.

Grande massa de água profunda e fria está desaparecendo misteriosamente

A água mais fria que flui ao redor da Antártica, no Oceano Antártico, está desaparecendo misteriosamente a um ritmo elevado ao longo das últimas décadas.

Esta massa de água é chamada Água Antártica de Fundo, e é formada em alguns locais distintos onde a água do mar é esfriada pelo ar e mais salgada pela formação de gelo (que deixa o sal na água descongelada). 

A água fria e salgada é mais densa que a água em torno dela, fazendo-a descer ao fundo do mar onde se espalha para o norte, enchendo a maior parte do oceano profundo em todo o mundo conforme lentamente se mistura com águas mais quentes acima dela.

Correntes do oceano profundo do mundo todo desempenham um papel fundamental no transporte de calor e carbono ao redor do planeta, o que ajuda a regular o clima da Terra.

Estudos anteriores indicaram que esta água profunda tornou-se mais quente e menos salgada ao longo das últimas décadas.

Agora, um novo estudo revelou que significativamente menos água desse tipo se formou durante este tempo também.

Oceanógrafos analisaram dados de temperatura coletados entre 1980 e 2011 a intervalos de 10 anos por um programa internacional de pesquisas oceanográficas no Oceano Antártico.

Eles descobriram que Água Antártica de Fundo foi desaparecendo a uma taxa média de cerca de 8 milhões de toneladas por segundo ao longo das últimas décadas. 

O que está causando a redução e o que ela significa são coisas que os pesquisadores ainda não sabem. “Não temos certeza se a taxa de redução é parte de uma tendência de longo prazo ou de um ciclo”, disse o coautor do estudo, o oceanógrafo Gregory C. Johnson.

Alterações na temperatura, teor de sal, oxigênio dissolvido e dióxido de carbono dissolvido dessa massa de água proeminente tem implicações importantes para o clima da Terra, incluindo as contribuições para o aumento do nível do mar e taxa de absorção de calor da Terra.

“Precisamos continuar a medir a profundidade dos oceanos, incluindo as águas profundas do oceano, para avaliar o papel e a importância que essas mudanças desempenham no clima da Terra”, disse Johnson.

Fonte: http://hypescience.com/

Descoberta nova pintura de Van Gogh

“Natureza morta com rosas e flores do campo”. Esse é o nome da nova pintura de Van Gohg, que não está assinada. Após nove anos de intensa pesquisa, os cientistas finalmente descobriram o autor do quadro, usando raios-X fluorescentes. 

É uma pintura um tanto incomum para Van Gogh. Primeiro, o tamanho é estranho – muito grande, 100 por 80 centímetros. Suas flores nunca foram feitas tão grandes em seu período parisiense, quando esse quadro foi pintado. E ele é um tanto exuberante para o holandês. 

A história desse quadro começou em novembro de 1885. Foi quando Van Gogh chegou em Antuérpia, na Bélgica, para entrar na Academia local. Van Gogh havia comentado com seu irmão Theo, através de suas famosas cartas, que ele estava pintando algo “grande com dois torsos nus, dois lutadores”.

Em fevereiro do outro ano ele viajou para Paris, para ficar com seu irmão. Na época, ele estava muito mal de dinheiro, e acabou usando a tela dos torsos para pintar algo em cima (coisa que ele sempre fazia). O novo quadro é o resultado disso. 

Essa pintura reapareceu em 1974, após passar por muitas coleções particulares, mas sem ninguém ter certeza da sua autoria. Em 1998, exames simples usando raios-X mostraram os torsos fantasmas, o que levou alguns a associá-la com as cartas de Van Gogh para Theo. Como a evidência era muito fraca, a pintura foi oficialmente classificada como “anônima” em 2003. 

Agora, nove anos depois, os pesquisadores conseguiram descobrir a verdade. Primeiro, eles obtiveram detalhes do trabalho dos torsos, na Academia de Antuérpia. A análise das flores levou a uma conclusão idêntica, apesar do tamanho e da composição inusitada.

Agora, a pintura ficará permanentemente em exposição no Museu Kröller-Müller, na Holanda, entre outros trabalhos do pintor.

Fonte: http://hypescience.com/