News on quantum gravity, strings and other interesting stuff in physics.
Novidades em gravitação quântica, cordas e outras coisas interessantes em física.
Novos resultados mostram que os neutrinos continuam os mesmos. A colaboração MINOS estuda a oscilação de neutrinos desde 2005. Conhecemos três tipos de neutrinos: o neutrino do elétron, do múon e do tau, que podem se transformar entre si, fenômeno conhecido por oscilação de neutrinos. A experiência feita busca detectar a transformação do neutrino do múon num neutrino estéril, um tipo de neutrino hipotético, que não interage através das forças do modelo padrão das partículas elementares, e seria, portanto, muito difícil de ser detectado diretamente. Os resultados anunciados hoje mostram mostram que nada foi encontrado pelo MINOS.
Noutra frente de batalha, procura-se descobrir que tipo de férmion que o neutrino é. Férmions aparecem em três tipos: Weyl, quando não possuem massa, e quando são massivos podem ser Majorana, se o férmion for igual à sua anti-partícula, ou Dirac se for distinto de sua anti-partícula. O experimento EXO estuda o decaimento beta duplo do xênon-136. O decaimento beta desse núcleo instável do xênon produz dois neutrinos. O que se procura no experimento é um decaimento sem neutrinos. Se tais decaimentos forem detectados indicaria que os neutrinos seriam férmions de Majorana, isto é, o neutrino e seu anti-neutrino seriam idênticos. Os resultados anunciados são negativos de forma que os neutrinos continuam sendo férmions de Dirac.
Qual a visão da Terra que um astronauta tem quando está na estação espacial internacional? Câmeras instaladas na ISS transmitem ao vivo as imagens da Terra. Se a imagem estiver preta é porque é noite na região sobre a qual a estação está passando. Se estiver cinza, pode estar havendo uma troca de câmeras ou a conexão da ISS com a Terra está interrompida. Como a ISS completa uma órbita a cada 90 minutos metade desse tempo não temos imagens. Confira!
As vezes é possível ver a ISS a olho nu, de manhãzinha ou ao entardecer, bem baixo no horizonte. É muito mais brilhante do que qualquer outra estrela e é fácil de se localizar. É possível saber exatamente o horário em que estará visível consultando este site na NASA e clicando em São Paulo ou inserindo o nome da cidade em que você está. Até 28 de maio não será visível em São Paulo.
Hoje foi anunciada a descoberta de ondas gravitacionais primordiais pela colaboração BICEP2, que mede a radiação cósmica de fundo no polo sul. A teoria da relatividade geral de Einstein prevê que quando corpos muito massivos, como estrelas de nêutrons ou buracos negros, gravitam um ao redor do outro, o espaço-tempo ao redor é deformado e geram ondas no campo gravitacional. Em 1974 foi descoberto um sistema com duas estrelas cujas órbitas estavam se aproximando e a perda de energia se dava através da emissão de ondas gravitacionais. Em 1993 ganharam o prêmio Nobel. Desde então vem-se tentando detectar ondas gravitacionais com detectores que envolvem diferentes tecnologias. Mas não foi esse tipo de onda de onda gravitacional que foi anunciado hoje. O universo inflacionário prevê que logo após o Big Bang as ondas gravitacionais então existentes foram amplificadas pela inflação a ponto de influenciar a polarização das ondas de luz que gerariam a radiação cósmica de fundo. Essas são as ondas gravitacionais primordiais que foram detectadas. Análises anteriores sugeriam que esses efeitos da polarização seriam pequenos demais para serem descobertos e isso levou ao abandono dos modelos inflacionários mais simples. A descoberta do BICEP2 é surpreendente e confirma não só que a inflação é real mas que os modelos descartados devem ser reconsiderados. Espera-se que a análise dos dados do satélite Planck que devem ser anunciados no final do ano, confirmem a descoberta da polarização da radiação cósmica de fundo feita pelo BICEP2. Estes resultados também dão suporte às teorias de grande unificação, na qual as três forças fundamentais (forte, fraca e eletromagnética) são unificadas numa única força à altas energias. Além disso, também mostram que efeitos quânticos geraram ondas gravitacionais, reforçando a hipótese da existência de uma teoria quântica da gravitação. Uma discussão mais detalhada deste assunto pode ser encontrada aqui. Vamos aguardar a confirmação de outros experimentos.
Jamie Edwards, um estudante inglês de 13 anos, é a pessoa mais jovem a construir um reator de fusão nuclear. O projeto de £ 2.000 foi custeada pela própria escola. Ele utilizou o processo de confinamento
eletrostático inercial, conhecido desde a década de 60. Quando um gás é submetido a alta voltagem cria pequenos pacotes que são mais quentes que a superfície do sol. Alguns átomos de hidrogênio podem então se fundir produzindo núcleos de hélio e alguns nêutrons. O processo não é auto sustentável e não pode ser usado para se construir um reator que produza energia. O record anterior era do americano Taylor Wilson que construiu seu reator em 2008 quando tinha 14 anos. Seria possível fazer isso em alguma escola no Brasil?
Uma supernova localizada na galáxia M82 foi descoberta por acaso durante uma aula de astronomia do University College de Londres dada no Observatório da Universidade de Londres. Na foto ao lado vemos a M82 antes e depois do aparecimento da supernova. A supernova, batizada de SN 2014J, está a 12 milhões de anos-luz de nós, e foi vista pela primeira vez no dia 21 de janeiro. É uma supernova do tipo IA e sua luminosidade deverá aumentar nas próximas duas semanas. É uma das supernovas mais próximas da Terra já detectadas nos últimos 20 anos. Infelizmente só pode ser observada no hemisfério norte. Mais detalhes na BBC.
Após aproximar-se do Sol, o núcleo do cometa Ison não suportou a enorme força gravitacional. A poeira que resta pode ser vista na foto abaixo. O disco central oculta a imensa luminosidade do Sol, e o círculo branco indica a posição do Sol. Na foto à direita, o cometa Ison é visto aproximando-se do Sol na parte inferior. Depois de quase seis horas e meia, à esquerda, vê-se o que restou do cometa na parte superior da foto. Apenas um rabicho com os fragmentos do Ison.
Amanhã, dia 28, o Cometa Ison deverá passar pertinho do Sol, a cerca de 1.800.000 Km de distância de seu centro. Se o núcleo do cometa não for desintegrado após esse encontro deveremos ter um belo espetáculo nos dias seguintes. Por enquanto, podemos apreciar este vídeo feito no Observatório Teide nas Ilhas Canárias no dia 22 de novembro.
Veritasium é formado por "veritas", verdade em Latim, e "ium", a terminação de vários elementos químicos, portanto é um elemento de verdade. Seu número atômico é "i", a identidade imaginária, já que tal elemento não existe. Sua massa atômica é 42, que é a resposta para a pergunta fundamental sobre a vida, o universo e todo o resto em "O Guia do Mochileiro das Galáxias".
Na verdade, é o logo de uma canal educacional sobre ciência no YouTube que procura explicar o que acontece quando efeitos não intuitivos de fato acontecem. Também traz vídeos com dramatizações, músicas e entrevistas com cientistas. Um vídeo interessante é sobre o que acontece quando você solta uma mola que está pendurada na vertical e esticada por causa do campo gravitacional. Quando a extremidade superior da mola é solta, quando é que a extremidade inferior começa a cair? No mesmo instante ou depois? O problema é apresentado no vídeo abaixo (Slinky Drop); quando o vídeo terminar clique no vídeo de cima à esquerda (Slinky Drop Answer) para ver o que acontece. Vale a pena conferir. (Tudo em inglês!)
O Ice Cube Neutrino Observatory é o maior detector de partículas do mundo. Ele é feito de um quilometro cúbico de gelo, na Antártica, circundado por mais de cinco mil detectores, pendurados em 86 cabos de aço, que detectam fraquíssimos lampejos de luz produzidos pela colisão dos neutrinos. Hoje foi anunciada a detecção de 28 neutrinos com energias maiores do que 30 TeV. A descoberta de dois neutrinos com mais de 1.000 TeV já havia sido feita em abril de 2012 e agora o número de eventos de altíssima energia passa para 28. Ainda não é possível detectar sua origem mas sabe-se que neutrinos originários de explosões de supernovas, como a 1987A, produziu neutrinos com muito menos energia. O anúncio oficial encontra-se aqui.
Em abril deste ano o CDMS (Cryogenic Dark Matter Search) anunciou a detecção de três eventos que poderiam ser atribuídos à partículas de matéria escura de massa pequena. Esses resultados, entretanto, estavam em contradição com os obtidos pelo XENON100 (Dark Matter Seacrh Experiment) de 2012.
O detector LUX
Todos aguardavam ansiosos pelos resultados do LUX (Large Underground Xenon Detector) que deveria observar mais de 1600 eventos caso os dados do CDMS fossem corretos. Ontem foi feita a divulgação dos dados do LUX e infelizmente nada foi detectado. O LUX continuará operando e espera-se que com sua grande sensibilidade possa encontrar algo a medida que mais dados sejam colhidos. Vamos aguardar. Para mais detalhes sobre os resultados do LUX veja aqui.
Como esperado, o premio Nobel de física deste ano está relacionado à descoberta do bóson de Higgs em julho de 2012. Muitos teóricos estão relacionados à concepção e ao desenvolvimento das idéias de como gerar massa para campos de gauge de massa nula, e um número muito maior de experimentais estão relacionados à construção dos equipamentos instalados no CERN que finalmente comprovaram a existência do bóson de Higgs. O comitê do Nobel certamente estava num dilema de como premiar a descoberta do Higgs. Optaram pela escolha mínima: premiou os dois teóricos que geraram as idéias iniciais, François Englert e Peter Higgs. O primeiro trabalho a propor o que é conhecido atualmente como o mecanismo de Higgs foi publicado em 1964 por dois físicos belgas, Robert Brout e François Englert. Logo a seguir, ainda em 1964, o físico inglês Peter Higgs publica um trabalho com idéias semelhantes. Os belgas explicam como o mecanismo pode operar para a força fraca, responsável pelo decaimento beta, e Peter Higgs mostra que é necessário que exista uma partícula com certas propriedades, que agora leva seu nome. Um terceiro trabalho, feito pelos americanos Gerald Guralnik e Carl Hagen e pelo inglês Tom Kibble, contribuiram para o desenvolvimento dessas idéias que hoje em dia fazem parte do modelo padrão das partículas elementares. O bóson de Higgs foi encontrado no LHC nos experimentos do CMS e do ATLAS em 2012, mas antes disso foram descobertas outras partículas que também fazem parte do mecanismo de Higgs como os bósons W e Z, que possuem massa geradas pelo bóson de Higgs. Como o Nobel não é concedido postumamente Robert Brout não foi condecorado. Guralnik, Hagen e Kibble são reconhecidos pelas suas constribuições mas como o Nobel é concedido no máximo para três pessoas eles ficaram de fora. Talvez o CMS e ATLAS ainda ganhem o Nobel pela descoberta de 2012. Vamos aguardar.
Um estudante de mestrado em teoria de cordas produziu um vídeo musical envolvendo os termos técnicos utilizados em teoria de cordas. E o fez de maneira inteligente e cientificamente correta. Vale a pena dar uma olhada mesmo se você não você não tem familiaridade com a linguagem das cordas.
Yesterday was an atypical day in Brazil. It all started on June 1st with a rise in the bus fare in almost all major cities. The fare rose about 7%, the inflation since the last fare rise. On June 6 some people in São Paulo organized the first rally against the fare rise and called it PASSE LIVRE, free fare. Not many people showed up. They walked along some main streets causing troubles for the local traffic. The police tried to repress the demonstration and they came into conflict resulting in violence from both sides. The next day some more people showed up and the same violence happened again. Other cities in Brazil started doing the same. On June 13 the fourth demonstration in São Paulo was too violent. The riot police was blamed and accused of violence, vandalism and intolerance. It was then agreed that the police would not interfere with the fifth demonstration which happened yesterday.
So in a plain Monday, a regular working day, it happened. More than 65.000 people were protesting not only against the rise in the bus fare, but also against the services provided by the state. Poor education system, bad health services, lack of security. Others were protesting against corruption, mainly governmental corruption which seems endless. And there were even people complaining about the expenses with the next FIFA World Cup and Olympics which will happen in a few years time in Brazil. The demonstration started at 5 pm and went on during the night luckily without any violence. But that is not all. Demonstrations happened in many other cities all over Brazil also asking for the same. Unfortunately some were much more violent than in São Paulo. In Rio de Janeiro the city assembly was attacked while in Brasília people got to the roof of the congress building. Altogether about A QUARTER OF A MILLION people were in the streets yesterday! Brazilians are awakening at last and asking for their rights!
If you google PASSE LIVRE or go to YouTube you can see what happened in several cities. But there is video which explains it all. It seems it was recorded before yesterday´s demonstration.
Na natureza os quarks sempre aparecem em combinações de três quarks formando bárions (como o próton e o nêutron) ou num par quar-anti-quark formando mésons (como o píon). Em 2005 foi descoberta uma partícula exótica chamada de Y(4260) que parece ser composta de dois quarks e um glúon (a partícula responsável pela força forte). Para tentar compreender a estrutura dessa partícula dois grupos, BELLE (no Japão) e BESIII (na China), estudaram o decaimento do Y(4260) e descobriram uma nova partícula, denominada Zc(3900) e que parece ser ainda mais exótica que a Y(4260). A nova partícula possui carga elétrica e um quark charmoso e anti-quark charmoso e parece conter mais dois quarks, um quark up e um anti-quark down, uma partícula com quatro quarks! Anos atrás outros grupos experimentais encontraram evidências de tetra quarks mas este é o primeiro resultado experimental com resultados mais sólidos. Porém, outras interpretações não estão excluídas ainda. A Zc(3900) poderia ser um estado ligado de dois mésons formando uma molécula hadrônica, um proposta teórica que nunca foi detectada experimentalmente. Outra interpretação menos excitante é que poderia ser apenas um estado com dois mésons porém sem formar uma molécula hadrônica. Mais dados são necessários para compreender essa partículas. Vamos aguardar. Os dois trabalhos foram publicados no Physical Review Letters desta semana.
O experimento CDMS (Cryogenic Dark Matter Search) está sendo realizado na mina de Soudan no estado de Minnesota nos Estados Unidos. Ele possui detectores de silício para descobrir colisões de partículas de matéria escura com matéria normal, mais especificamente, para detectar WIMPs (weakly interacting massive particles), partículas massivas que interagem fracamente. Nesta semana, anunciaram a detecção de três eventos que podem ser de WIMPs. Vale a pena recordar que em 2010 anunciaram coisa semelhante mas depois descobriu-se que se tratava de colisões entre matéria normal e não matéria escura. Novamente teremos que esperar mais dados para confirmar a descoberta da matéria escura. Outros comentários podem ser encontrados aqui e aqui.
A colaboração AMS (Alpha Magnetic Spectrometer) projetou e construiu um poderoso espectrômetro para coletar e identificar raios cósmicos vindos das profundezas do espaço. Um protótipo o AMS-01, foi para o espaço a bordo do ônibus espacial Discovery em junho de 1998. Logo em seguida foi construído o AMS-02, que foi levado para estação espacial em maio de 2011, e já coletou dados de 25 bilhões de raios cósmicos. Hoje, os primeiros resultados foram anunciados no CERN. Um nota para a imprensa também foi divulgado
AMS-02 instalado na estação espacial
O universo é composto predominantemente por matéria mas pequenas quantidades de antimatéria são geradas pelas colisões de raios cósmicos muito energéticos com o meio interestelar, por campos magnéticos extremamente fortes em pulsares (estrelas de nêutrons em rotação), ou pela aniquilação de matéria escura no centro de nossa galáxia. Em particular, a matéria escura produziria um excesso de pósitrons de alta energia comparado com outros processos de origem astrofísica, caso esses processos sejam bem conhecidos. Daí a busca, em vários experimentos, por excesso de pósitrons como um indicativo da existência da matéria escura.
Em 2008 a colaboração PAMELA encontrou um aumento na fração de pósitrons entre 10 e 100 GeV. Em 2010 o telescópio Fermi confirmou que tal excesso se estende até 200 GeV. O AMS anunciou hoje que o aumento na fração de pósitrons continua até 250 GeV. Tais resultados podem ser explicados pela existência de partículas de matéria escura, talvez supersimétricas, mas também poderiam ter origem em quasares no plano galáctico. Ainda não é possível distinguir a origem do excesso de pósitrons mas a grande contribuição do AMS-02 é mostrar que o resultado é sólido já que o experimento foi feito com grande precisão.
Na apresentação de hoje no CERN nem todos os dados foram apresentados. Apenas os eventos com energia até 250 GeV aparecem no gráfico. Vamos aguardar o que acontece acima desse valor. Talvez tenhamos alguma surpresa. Abaixo, um vídeo curto e interessante sobre o assunto no YouTube.
Os primeiros dados coletados pelo observatório Planck foram apresentados na semana passada. O satélite foi lançado pela Agência Espacial Européia com a finalidade de estudar as anisotropias da radiação cósmica de fundo. O lançamento ocorreu em 2009 e agora os primeiros resultados foram anunciados.
A radiação detectada pelo Planck foi gerada quando o Universo tinha 380.000 anos de idade e era composto por um plasma de elétrons e fótons à uma temperatura de 2.700 graus Celsius. Hoje em dia, devido a expansão do Universo, essa radiação tem uma temperatura de 2.7 graus acima do zero absoluto. O mapa de temperaturas do céu gerado pelo Planck está na figura abaixo.
RCM dtetectada pelo Planck
Analisando os dados gerados pelo Planck descobrimos que o Universo é 100 milhões de anos mais velho do que se estimava, e que tem um pouco mais de matéria escura e um pouco menos de energia escura do que se acreditava anteriormente. Portanto, a idade do Universo é de 13.8 bilhões de anos e seu conteúdo é composto de 4,9% de matéria ordinária, 26,8% de matéria escura e e 68,3% de energia escura. Os dados também mostram a existência de apenas 3 neutrinos (já conhecidos) e excluem a possibilidade de um quarto neutrino.
Para se ter uma ideia da qualidade dos dados coletados pelo Planck basta comparar com os dados do COBE (lançado em 1989) e WMAP (lançado em 2001) na foto ao lado. Realmente um grande progresso. Pena que nada de excepcional tenha sido encontrado. Assim como no LHC...
Novos resultados mostram que os neutrinos continuam os mesmos. A colaboração MINOS estuda a oscilação de neutrinos desde 2005. Conhecemos três tipos de neutrinos: o neutrino do elétron, do múon e do tau, que podem se transformar entre si, fenômeno conhecido por oscilação de neutrinos. A experiência feita busca detectar a transformação do neutrino do múon num neutrino estéril, um tipo de neutrino hipotético, que não interage através das forças do modelo padrão das partículas elementares, e seria, portanto, muito difícil de ser detectado diretamente. Os resultados anunciados hoje mostram mostram que nada foi encontrado pelo MINOS.
Noutra frente de batalha, procura-se descobrir que tipo de férmion que o neutrino é. Férmions aparecem em três tipos: Weyl, quando não possuem massa, e quando são massivos podem ser Majorana, se o férmion for igual à sua anti-partícula, ou Dirac se for distinto de sua anti-partícula. O experimento EXO estuda o decaimento beta duplo do xênon-136. O decaimento beta desse núcleo instável do xênon produz dois neutrinos. O que se procura no experimento é um decaimento sem neutrinos. Se tais decaimentos forem detectados indicaria que os neutrinos seriam férmions de Majorana, isto é, o neutrino e seu anti-neutrino seriam idênticos. Os resultados anunciados são negativos de forma que os neutrinos continuam sendo férmions de Dirac.
