Research Blogging - Physics - Portuguese

Enxergando o que é Escuro

2012-07-09T14:11:50Z

Olá pessoas, Random Man falando! Depois de toda a inquietação quanto a descoberta de uma partícula compatível com o Bóson de Higgs, temos essa semana outra notícia quente na Física. Foi publicado na Nature[1] um trabalho onde foi feita a detecção de um “filamento” de matéria escura. A matéria escura, assim como a energia escura, [...]...

Dietrich JP, Werner N, Clowe D, Finoguenov A, Kitching T, Miller L, & Simionescu A. (2012) A filament of dark matter between two clusters of galaxies. Nature. DOI: 10.1038/nature11224

Física, baleias, correntes marinhas e cocô de pombo

2012-05-23T15:27:17Z

Já pensou ser um cientista buscando respostas sobre física de partículas e acabar descobrindo coisas sobre biologia ou oceanografia? Nem sempre descobertas científicas acontecem como planejado. Muitas vezes uma grande descoberta passa longe do esquema de método científico aprendido em escolas (Problema -> Hipótese -> Experimento -> Teoria). Um ótimo exemplo foi a descoberta da Radiação [...]...

Rubino, A., Falcini, F., Zanchettin, D., Bouche, V., Salusti, E., Bensi, M., Riccobene, G., De Bonis, G., Masullo, R., Simeone, F.... (2012) Abyssal undular vortices in the Eastern Mediterranean basin. Nature Communications, 834. DOI: 10.1038/ncomms1836

Nosengo, N. (2009) Underwater acoustics: The neutrino and the whale. Nature, 462(7273), 560-561. DOI: 10.1038/462560a

Só uma teoria: Relatividade Geral e o método científico

2011-07-15T10:05:00Z

Existem determinados equívocos que são cometidos pelo público leigo (ou, em determinados casos, pelo público intelectualmente desonesto) acerca de como a ciência funciona. Um já muito comentado é sobre a velha mania de chamar uma teoria científica (i.e., um corpo sólido teórico de conhecimento que é suportado por evidências e constitui um modelo de um determinado fenômeno ou conjunto de fenômenos observáveis e previsíveis no universo) de “só uma teoria” – numa alusão ao uso não específico e cotidiano do termo “teoria”, que deveria mais rigorosamente ser substituído por “hipótese”. ResearchBlogging.org Este texto tenta mais uma vez demonstrar o significado formal, dentro do escopo científico, do termo “teoria” e desconstruir o mito de que teorias científicas são, por serem “apenas teorias”, desligadas de significado prático ou real, constituindo apenas uma opinião de pesquisadores. Um exemplo recente de confirmação empírica de um corpo teórico, que comprova as previsões de uma teoria pouco inteligível – a da Relatividade Geral, de Einstein – é fornecido....

Suppe, F. (1978) The Structure of Scientific Theories. Systematic Zoology, 27(3), 386. DOI: 10.2307/2412897

Everitt, C., DeBra, D., Parkinson, B., Turneaure, J., Conklin, J., Heifetz, M., Keiser, G., Silbergleit, A., Holmes, T., Kolodziejczak, J.... (2011) Gravity Probe B: Final Results of a Space Experiment to Test General Relativity. Physical Review Letters, 106(22). DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.221101

Estrela de neutrons tem superfluido em seu interior

2011-03-08T14:18:36Z

Astrofísicos descobriram uma evidência clara de que no núcleo dos objetos estáveis mais densos do universo, as estrelas de nêutrons, a matéria existe em um dos estados mais bizarros já observados, o da superfluidez. Formadas durante explosões conhecidas como supernovas, a partir da implosão do núcleo de uma estrela muito massiva, as estrelas de nêutrons concentram a massa de até dois sóis (ou seja, 660 mil vezes a massa da Terra) em uma esfera com uns 20 quilômetros de diâmetro. A matéria em seu interior, principalmente em seu núcleo, é tão espremida que os núcleos dos átomos se desfazem e formam uma sopa quente de neutrons. Uma colher de chá dessa sopa de temperatura de milhões de graus pesa seis bilhões de toneladas.As estrelas de neutrons foram estudadas teoricamente desde os anos 1930 e, desde 1967, mais de duas mil delas já foram detectadas, conta Nicholas Chamel, da Universidade Livre de Bruxelas, que escreveu um comentário sobre a descoberta no site Physics. Uma delas foi identificada pelo telescópio espacial Chandra de raios X em 1999, a 11 mil anos-luz de distância, no centro do remanescente da supernova Cassiopeia A -- uma explosão que teria sido vista na Terra há 330 anos. A imagem abaixo mostra uma composição da Cassiopeia A vista em luz visível e em raios X, com uma ilustração artística de estrela de neutrons inserida, marcando sua localização: Crédito:raios X: NASA/CXC/UNAM/Ioffe/D.Page,P.Shternin et al; luz visível: NASA/STScI; ilustração: NASA/CXC/M.Weiss As estrelas de neutrons nascem bem quentes, com temperaturas de milhares de bilhões de graus Kelvin, mas esfriam ao longo de suas primeiras décadas de vida até chegarem a temperaturas da ordem de milhões de graus. Os principais responsáveis por esse resfriamento são partículas de massa quase inexistente chamadas de neutrinos. Elas são produzidas em reações nucleares no interior dessas estrelas [uma delas é "o processo Urca", descoberta pelo físico brasileiro Mário Schenberg (1914-1990)] e rapidamente escapam para o espaço, levando energia consigo, o que com o tempo diminui a temperatura da estrela.Ano passado, Craig Heinke, da Universidade de Alberta, Canadá, e Wynn Ho, da Universidade de Southampton, Reino Unido, analisaram as observações da estrela de neutrons em Cassiopeia A feitas pelo Chandra entre 1999 e 2009. Deduzindo a temperatura da estrela por sua emissão de raios X, eles notaram uma queda de 4% da temperatura em dez anos. Logo ficou claro que essa taxa era alta demais para ser explicada apenas pelos processos de emissão de neutrinos mais conhecidos. Agora, no final de fevereiro, dois grupos de pesquisadores independentes anunciaram que chegaram a uma mesma solução para esse mistério. Um grupo publicou seus resultados em um artigo na Physical Review Letters, assinado por Dany Page, da Universidade Nacional Autônoma do México, e colegas. O outro grupo, liderado por Peter Shternin, do Instituto Técnico Físico Ioffe, na Rússia, e do qual Heinke e Ho fazem parte, publicará seu artigo na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Ambos grupos de pesquisadores conseguiram explicar as observações de Heinke e Ho, assumindo que há um século mais ou menos depois de nascer, quando o interior da estrela alcançou uma certa temperatura crítica, os seus nêutrons começaram a se organizar em pares. Quando dois nêutrons formam um par, eles emitem um par de neutrinos. Seriam esses neutrinos extras os responsáveis pelo rápido resfriamento da estrela. De acordo com o modelo teórico, o resfriamento rápido acontece em uma fase da vida bem específica da estrela de nêutrons, durante algumas décadas, e depois continua mais lentamente. Se a explicação estiver correta, foi um lance de sorte encontrar uma estrela de neutrons jovem o suficiente e no momento certo para observar o fenômeno. Uma consequência do pareamento dos nêutrons é que, pelas leis da mecânica quântica, o comportamento coletivo deles se transforma radicalmente. A sopa de nêutrons passa a se comportar como um superfluido, um fluido que, diferente da água ou de outro líquido normal, não tem viscosidade. Isso significa que ele flui sem oferecer nenhuma resistência. Aqui na Terra, os físicos encontraram o fenômeno da superfluidez pela primeira vez em 1938, resfriando hélio de peso atômico 4 líquido até alcançar meros 2,17 graus acima do zero absoluto, como neste vídeo: Como visto no vídeo, entre outras bizarrices a ausência de viscosidade permite que o superfluido vaze por qualquer canal, não importa o quão pequena seja a sua espessura. Permite também que o líquido superfluido em um recipiente aberto vaze dele escalando a superfície molhada de suas paredes! Enquanto que a superfluidez do hélio-4 nos laboratórios aqui na Terra depende das interações entre os átomos resfriados quase ao zero absoluto, a superfluidez dos pares de nêutrons no interior das estrelas de neutrons depende da força nuclear forte, a interação da natureza que mantêm os núcleos atômicos coesos. Como os detalhes da força nuclear forte nas condições extremas de densidade e temperatura das estrelas de nêutrons são ainda incertos, estudar melhor o resfriamento rápido observado pode ajudar a testar os modelos atuais de como se comporta a matéria nuclear superdensa.Se essa explicação para o fenômeno de Cassiopeia A estiver correta, os pesquisadores prevêm que o Chandra deve observar a mesma tendência de resfriamento pelas próximas décadas. Se a tendência não se confirmar e o resfriamento rápido parar abruptamente, sua causa pode ser algo mais simples, como a colisão de material remanescente da supernova com a estrela.Referência:Page, D., Prakash, M., Lattimer, J., & Steiner, A. (2011). Rapid Cooling of the Neutron Star in Cassiopeia A Triggered by Neutron Superfluidity in Dense Matter, Physical Review Letters, 106 (8) DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.081101 Read the comments on this post......

Page, D., Prakash, M., Lattimer, J., & Steiner, A. (2011) Rapid Cooling of the Neutron Star in Cassiopeia A Triggered by Neutron Superfluidity in Dense Matter. Physical Review Letters, 106(8). DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.081101

O puzzle da assimetria do W

2011-03-02T05:31:54Z

Quero contar uma historia interessante que não tem recebido muita atenção. Eu já falei aqui de diversas medidas de assimetrias: a assimetria na produção de múons de mesmo sinal, que é função da fase de violação de CP, a assimetria na produção de pares top anti-top, que pode ser gerada por novas partículas, e agora [...]...

Abazov, V., Abbott, B., Abolins, M., Acharya, B., Adams, M., Adams, T., Aguilo, E., Ahsan, M., Alexeev, G., Alkhazov, G.... (2008) Measurement of the Electron Charge Asymmetry in pp¯→W X→eν X Events at s. Physical Review Letters, 101(21). DOI: 10.1103/PhysRevLett.101.211801

Ecossistemas, Casualidade e Evolucionismo: Ruído 1/f e Equilíbrio Pontuado

2011-02-27T23:50:00Z

O texto anterior "Caos, Complexidade e Evolução: Mais uma Ponte entre Termodinâmica e...", tratou dos princípios do caráter estocástico de ecossistemas. O Ruído 1/f é um processo aleatório não-estacionário apropriado para a modelagem de sistemas evolutivos ou de desenvolvimento (Keshner, 1982)....

Halley, J. (1996) Ecology, evolution and ?-noise. Trends in Ecology , 11(1), 33-37. DOI: 10.1016/0169-5347(96)81067-6

Keshner, M. (1982) 1/f noise. Proceedings of the IEEE, 70(3), 212-218. DOI: 10.1109/PROC.1982.12282

Mandelbrot, B., & Wallis, J. (1969) Some long-run properties of geophysical records. Water Resources Research, 5(2), 321. DOI: 10.1029/WR005i002p00321

Marinari, E., Parisi, G., Ruelle, D., & Windey, P. (1983) On the interpretation of 1/f noise. Communications in Mathematical Physics, 89(1), 1-12. DOI: 10.1007/BF01219521

MICHAELIAN, K. (2005) Thermodynamic stability of ecosystems. Journal of Theoretical Biology, 237(3), 323-335. DOI: 10.1016/j.jtbi.2005.04.019

Rikvold, P., & Zia, R. (2003) Punctuated equilibria and 1/f noise in a biological coevolution model with individual-based dynamics. Physical Review E, 68(3). DOI: 10.1103/PhysRevE.68.031913

Lin, M., & Chen, T. (2005) Self-organized criticality in a simple model of neurons based on small-world networks. Physical Review E, 71(1). DOI: 10.1103/PhysRevE.71.016133

Sole, R., Alonso, D., & McKane, A. (2002) Self-organized instability in complex ecosystems. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 357(1421), 667-681. DOI: 10.1098/rstb.2001.0992

Mandelbrot, B., & Wallis, J. (1969) Robustness of the rescaled range R/S in the measurement of noncyclic long run statistical dependence. Water Resources Research, 5(5), 967. DOI: 10.1029/WR005i005p00967

Bak, P., Tang, C., & Wiesenfeld, K. (1987) Self-organized criticality: An explanation of the 1/f noise. Physical Review Letters, 59(4), 381-384. DOI: 10.1103/PhysRevLett.59.381

Voss, R. (1978) ’’1/f noise’’ in music: Music from 1/f noise. The Journal of the Acoustical Society of America, 63(1), 258. DOI: 10.1121/1.381721

Romanelli, E., & Tushman, M. (1994) Organizational Transformation as Punctuated Equilibrium: An Empirical Test. The Academy of Management Journal, 37(5), 1141. DOI: 10.2307/256669

Gersick, C. (1991) Revolutionary Change Theories: A Multilevel Exploration of the Punctuated Equilibrium Paradigm. The Academy of Management Review, 16(1), 10. DOI: 10.2307/258605

WAKE, D., ROTH, G., & WAKE, M. (1983) On the problem of stasis in organismal evolution. Journal of Theoretical Biology, 101(2), 211-224. DOI: 10.1016/0022-5193(83)90335-1

Hooge, F. (1976) 1/f noise. Physica B C, 83(1), 14-23. DOI: 10.1016/0378-4363(76)90089-9

Caos, Complexidade e Evolução: Mais uma Ponte entre Termodinâmica e Evolucionismo

2011-02-22T17:07:00Z

Este texto trata de Termodinâmica, comportamento caótico de ecossistemas e Evolucionismo....

May, R. (1974) Biological Populations with Nonoverlapping Generations: Stable Points, Stable Cycles, and Chaos. Science, 186(4164), 645-647. DOI: 10.1126/science.186.4164.645

Deslizamentos de Terra: reais e simulados

2011-02-08T17:02:42Z

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) divulgou ontem o impressionante vídeo acima, mostrando uma animação em 3D baseada em imagens de satélite dos trágicos deslizamentos de terra que aconteceram no estado do Rio de Janeiro, no começo do ano (soube via O Eco). Acho que não tenho muito a acrescentar ao que já se comentou sobre aquela que talvez tenha sido a maior catástrofe climática que o Brasil já sofreu. As causas são óbvias e foram apontadas repetidamente pelos meios de comunicação (veja o Planeta Sustentável, por exemplo): pessoas vivendo em encostas íngremes ou em áreas próximas delas, o deflorestamento que deixa essas encostas vulneráveis à erosão, a ausência do poder público para impedir tudo isso, combinado com o excesso de chuvas torrenciais, cada vez mais frequentes em um mundo passando por um aquecimento global.Ao que parece, o governo percebeu a importância das informações científicas para a prevenção de desastres naturais e vai investir na criação de um plano nacional de monitoramento coordenado por Carlos Nobre, climatólogo do Inpe.Vou então me ater a apresentar um resultado científico recente e muito interessante sobre deslizamentos. LiquefaçãoDá para notar no vídeo do Inpe, o que o especialista em deslizamentos Dave Petley, da Universidade Durham, no Reino Unido, apontou ao comentar fotos do desastre em seu blog: "A maioria desses deslizamentos são compridos e estreitos, se estendendo pela maior parte do declive. Em deslizamentos induzidos pelas chuvas, isso é característico de colapsos que envolvem liquefação estática, a qual induz rápido colapso e altas taxas de movimento." LINKPetley refere-se ao mecanismo básico dos deslizamentos de terra provocado por chuvas. A chuva encharca uma porção de solo em uma encosta. O solo se liquefaz, perdendo a coesão, e a gravidade o faz despencar morro abaixo. Durante a queda, o solo arrasta mais solo, resultando em uma avalanche de terra que pode chegar a uma velocidade superior a 10 metros por segundo. Para testar essa ideia qualitativa de como acontece um deslizamento, o grupo de pesquisa do hidrólogo Richard Iverson, do Serviço Geológico dos EUA, provocou seus próprios deslizamentos de terra controlados, usando o tobogã de concreto da foto abaixo, que tem 2 metros de largura, 107 metros de extensão e uma inclinação de 31 graus. (Veja o vídeo dos deslizamentos no Science NOW).Os pesquisadores cobriam o tobogã de terra e lançavam lá do alto uma descarga de 6 metros cúbicos de terra para ver o que acontecia. Eles controlavam a umidade dessa terra toda por um sistema de irrigação e iam testando diferentes graus de liquefação da lama. Monitoravam os deslizamentos por meio de câmeras de vídeo e sensores ao longo do tobogã.Assim, Iverson e seus colegas conseguiram pela primeira vez quantificar o deslocamento de terra e entender melhor como a avalanche ganha velocidade, medindo o chamado "fluxo de momento" do deslizamento. Eles descobriram que a descarga de terra inicial que cai pelo tobogã pressiona a camada de terra molhada logo abaixo e a frente dela. Essa pressão faz a terra ficar mais liquefeita e fluir, se agregando à descarga inicial, aumentando o poder da avalanche. As conclusões do estudo foram publicadas em um artigo na revista Nature Geoscience, dezembro passado. Referência:Iverson, R., Reid, M., Logan, M., LaHusen, R., Godt, J., & Griswold, J. (2010). Positive feedback and momentum growth during debris-flow entrainment of wet bed sediment Nature Geoscience, 4 (2), 116-121 DOI: 10.1038/ngeo1040 Read the comments on this post......

Iverson, R., Reid, M., Logan, M., LaHusen, R., Godt, J., & Griswold, J. (2010) Positive feedback and momentum growth during debris-flow entrainment of wet bed sediment. Nature Geoscience, 4(2), 116-121. DOI: 10.1038/ngeo1040

Robust Discretization Schemes…

2011-01-26T18:47:35Z

Today, the following article came up on the arXivs: “Perfect discretization of reparametrization invariant path integrals” (arXiv:1101.4775 [gr-qc]). This is all fine and dandy… but my question is: “How does this paper (above) compare to the following”: Discrete gauge theory: from lattices to TQFT, Discrete Differential Forms, Gauge Theory, and Regge Calculus (PDF). That is, [...]...

Robert Oeckl. (2005) DISCRETE GAUGE THEORY: From Lattices to TQFT. World Scientific eBooks, 1-216. DOI: 10.1142/9781860947377

Neurociência e o Projeto Ersätz-Brain…

2010-12-08T21:57:34Z

Bom pessoal, como anunciado anteriormente, vamos falar um pouco sobre um certo aspecto da Neurociência: o da modelagem de redes neurais via sistemas dinâmicos, modelo de Potts e, por que não, teorias de gauge (cf. What is a gauge?, Gauge theories (scholarpedia), Preparation for Gauge Theory e Gauge Theory (José Figueroa-O’Farrill)). O nome-do-jogo, aqui, é [...]...

Żak, S., Lillo, W., & Hui, S. (1996) Learning and Forgetting in Generalized Brain-state-in-a-box (BSB) Neural Associative Memories. Neural Networks, 9(5), 845-854. DOI: 10.1016/0893-6080(95)00101-8