Las gotas del príncipe Rupert, también conocidas
como esferas de Rupert o lágrimas holandesas, entrañan una curiosidad
física que la comunidad científica llevaba queriendo resolver 400 años,
desde los albores del siglo XVI.
Estas enigmáticas gotas,
que se obtienen haciendo gotear vidrio fundido en agua fría, tienen la
cabeza grande y la cola fina. Las grandes fuerzas de compresión que una
gota del príncipe Rupert contiene en el exterior crean un fenómeno
insólito: mientras su extremo más ancho es capaz de soportar el golpe de un martillo sin romperse, si se daña la cola con el movimiento más ligero la gota entera se desintegra, junto con su resistente cabeza.
Este año un equipo de científicos de la Universidad Purdue
(Indiana, EE.UU.), la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y la
Universidad Técnica de Tallin (Estonia) ha logrado explicar por qué las
cabezas de estas gotas son tan resistentes y por qué no se rompen con
facilidad.
Su estudio continúa la investigación emprendida en 1994 por
el físico y matemático indio Subrahmanyan Chandrasekhar, que aquel año
empezó a estudiar estas gotas con ayuda de fotografía ultrarrápida.
Ahora los científicos han recurrido a nuevas tecnologías que permiten
estudiar con más detalle el proceso de ruptura de la gota y cómo la tensión se distribuye por ella.
Dicha tensión fue medida por los investigadores con un polariscopio y
una técnica conocida como la fotoelasticidad, que se usa para la
medición de esfuerzos y deformaciones en los objetos.
Los
resultados revelaron que las cabezas de la gota tienen mucha más
tensión compresiva en su superficie de lo que científicos pensaban. En
concreto 700 megapascales, lo que, aproximadamente, equivale a 7.000 veces más que la presión atmosférica,
mientras que la capa de compresión de la superficie es del alrededor
del 10% del diámetro de la cabeza de la gota. Por esa razón la cabeza
es tan fuerte y resistente, mientras que la gota en su totalidad siempre
se encuentra en un equilibrio inestable, explican los investigadores.
Curiosamente,
solo se puede perturbar este estado tocando su cola. ¿por qué ocurre
esto? Cuando se rompen objetos de vidrio se forman grietas que,
habitualmente, se extienden por su superficie, entrando en la zona de tensión.
Sin embargo, la zona de tensión de las gotas del príncipe Rupert no se
encuentran en la superficie, y solo cuando uno toca la cola de la gota
se genera un impulso que entra en la zona de tensión de la gota y la
rompe.
"El estudio ha explicado plenamente por qué la
cabeza es tan fuerte", asegura el físico Munawar Chaudhri, de la
Universidad de Cambridge, a Phys.org, añadiendo que cree que "la mayoría
de los principales aspectos de este ámbito han sido resueltos". Sin
embargo, el científico advierte que "nuevas preguntas pueden surgir inesperadamente". El estudio fue publicado en la revista Applied Physics Letters en 2016.
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energia escura como uma força de anti-gravidade
Observações de cerca de 200 mil galáxias resultam no estudo mais completo sobre a energia escura. Os dados endossam ideias de Einstein de que existe uma força no espaço agindo contra a gravidade, embora o físico a tenha postulado com outro universo em mente.
Astrônomos australianos, em parceria com a Nasa – agência espacial dos Estados Unidos –, acabam de anunciar que é muito provável que um tipo de antigravidade, conhecida como energia escura, exista e seja a responsável pela expansão acelerada do universo.
A conclusão é fruto do trabalho de 26 pesquisadores do projeto The WiggleZ Survey que, por cinco anos, vasculharam o céu com o Telescópio Anglo-Australiano à procura de dados sobre a natureza da energia escura, uma espécie de força invisível e misteriosa que responderia por 73% de toda a energia contida no universo.
“Nosso trabalho oferece as melhores provas independentes de que a energia escura é real”, afirma o líder do estudo, o astrônomo Chris Blake, da Universidade Swinburne de Tecnologia, na Austrália. “Einstein estava certo, realmente existe uma força antigravitacional”, ressalta o pesquisador, acrescentando que ela está provocando a expansão acelerada do universo.
Na década de 1910, o físico alemão Albert Einstein (1879-1955) postulou a existência de um tipo de força antigravitacional, mas não foi para provar a expansão do universo. Na verdade, Einstein estava convicto de que o universo era estático. Para isso, era preciso haver uma força que repelia os corpos e se equilibrava com a força da gravidade, fechando as contas para um universo ‘parado’. Assim, ele inseriu em suas equações a antigravidade, batizada em seguida de “constante cosmológica”.
Mesmo com a descoberta de que o universo se expande, feita pelo astrônomo estadunidense Edwin Hubble (1889-1953), em 1929, a antigravidade não foi invalidada, embora tenha sido deixada de lado – o próprio Einstein chegou a dizer que ela havia sido “o maior erro científico de sua vida”.
Anos depois, esse conceito ganhou o nome de energia escura e voltou ao cenário da física com o estudo de um grupo internacional de astrônomos em 1998. Na época, os cientistas descobriram que o universo não só se expandia, mas também o fazia de forma acelerada. Para explicar esse fenômeno, recorreram justamente à força antigravitacional de Einstein.
Olhando para o passado
Para provar o efeito da energia escura, os pesquisadores do The WiggleZ Survey criaram o mais completo mapa tridimensional já feito das galáxias, com a ajuda do satélite Galex, da Nasa. As galáxias observadas estão tão distantes da Terra que a luz que emitem revela uma história de sete bilhões de anos atrás, tempo que os raios luminosos levam para chegar até nós.
Com um espectrógrafo acoplado ao telescópio Anglo-Australiano, os astrônomos capturaram a luz emitida pelas galáxias. Esses dados foram usados para medir a distância entre elas e a velocidade com que se afastam da Terra.
O padrão de distribuição dessas estruturas e a velocidade de distanciamento revelaram que elas estão cada vez mais separadas entre si, o que sustenta a ideia de que há uma energia repelente que atua contra a força de atração da gravidade.
A ilustração mostra como os astrônomos mediram a expansão do universo. A luz emitida pelas galáxias das regiões mais remotas do espaço foi usada para medir as distâncias entre elas e determinar a velocidade com que se afastam umas das outras. (imagem: R. Hurt/ Nasa - JPL-Caltech)Os pesquisadores verificaram que os resultados obtidos coincidem com o modelo cosmológico clássico que incorpora a energia escura.
“Embora a gente ainda não conheça a origem da energia escura e o porquê de ela preencher o espaço, nosso trabalho motiva novos esforços de compreensão desse material”, afirma Blake.
Mesmo com o grande esforço e entusiasmo dos pesquisadores, que coletaram uma quantidade de dados sem precedentes, ainda não é possível afirmar categoricamente que a energia escura é real. Segundo o próprio astrônomo líder do estudo, é admissível que fatores como a poeira estelar tenham afetado os resultados da análise da luz emitida pelas galáxias.
De qualquer forma, o trabalho de Blake não termina por aqui. O pesquisador e sua equipe planejam continuar o mapeamento do universo até chegar a evidências da época de sua origem, há aproximadamente 13 bilhões de anos.
Segundo o astrônomo, o estudo da energia escura pode ainda ajudar a desvendar um dos grandes mistérios da física, que tenta explicar por que a mecânica quântica pode ser usada para descrever as quatro forças conhecidas – nuclear forte e fraca, eletromagnética e gravitacional –, exceto a última.
“O que há de errado com a gravidade?”, indaga. “Nós não sabemos, mas uma pista pode estar na observação da energia escura.”
fonte(ciencia hoje)
Astrônomos australianos, em parceria com a Nasa – agência espacial dos Estados Unidos –, acabam de anunciar que é muito provável que um tipo de antigravidade, conhecida como energia escura, exista e seja a responsável pela expansão acelerada do universo.
A conclusão é fruto do trabalho de 26 pesquisadores do projeto The WiggleZ Survey que, por cinco anos, vasculharam o céu com o Telescópio Anglo-Australiano à procura de dados sobre a natureza da energia escura, uma espécie de força invisível e misteriosa que responderia por 73% de toda a energia contida no universo.
“Nosso trabalho oferece as melhores provas independentes de que a energia escura é real”, afirma o líder do estudo, o astrônomo Chris Blake, da Universidade Swinburne de Tecnologia, na Austrália. “Einstein estava certo, realmente existe uma força antigravitacional”, ressalta o pesquisador, acrescentando que ela está provocando a expansão acelerada do universo.
Na década de 1910, o físico alemão Albert Einstein (1879-1955) postulou a existência de um tipo de força antigravitacional, mas não foi para provar a expansão do universo. Na verdade, Einstein estava convicto de que o universo era estático. Para isso, era preciso haver uma força que repelia os corpos e se equilibrava com a força da gravidade, fechando as contas para um universo ‘parado’. Assim, ele inseriu em suas equações a antigravidade, batizada em seguida de “constante cosmológica”.
Mesmo com a descoberta de que o universo se expande, feita pelo astrônomo estadunidense Edwin Hubble (1889-1953), em 1929, a antigravidade não foi invalidada, embora tenha sido deixada de lado – o próprio Einstein chegou a dizer que ela havia sido “o maior erro científico de sua vida”.
Anos depois, esse conceito ganhou o nome de energia escura e voltou ao cenário da física com o estudo de um grupo internacional de astrônomos em 1998. Na época, os cientistas descobriram que o universo não só se expandia, mas também o fazia de forma acelerada. Para explicar esse fenômeno, recorreram justamente à força antigravitacional de Einstein.
Olhando para o passado
Para provar o efeito da energia escura, os pesquisadores do The WiggleZ Survey criaram o mais completo mapa tridimensional já feito das galáxias, com a ajuda do satélite Galex, da Nasa. As galáxias observadas estão tão distantes da Terra que a luz que emitem revela uma história de sete bilhões de anos atrás, tempo que os raios luminosos levam para chegar até nós.
Com um espectrógrafo acoplado ao telescópio Anglo-Australiano, os astrônomos capturaram a luz emitida pelas galáxias. Esses dados foram usados para medir a distância entre elas e a velocidade com que se afastam da Terra.
O padrão de distribuição dessas estruturas e a velocidade de distanciamento revelaram que elas estão cada vez mais separadas entre si, o que sustenta a ideia de que há uma energia repelente que atua contra a força de atração da gravidade.
A ilustração mostra como os astrônomos mediram a expansão do universo. A luz emitida pelas galáxias das regiões mais remotas do espaço foi usada para medir as distâncias entre elas e determinar a velocidade com que se afastam umas das outras. (imagem: R. Hurt/ Nasa - JPL-Caltech)Os pesquisadores verificaram que os resultados obtidos coincidem com o modelo cosmológico clássico que incorpora a energia escura.
“Embora a gente ainda não conheça a origem da energia escura e o porquê de ela preencher o espaço, nosso trabalho motiva novos esforços de compreensão desse material”, afirma Blake.
Mesmo com o grande esforço e entusiasmo dos pesquisadores, que coletaram uma quantidade de dados sem precedentes, ainda não é possível afirmar categoricamente que a energia escura é real. Segundo o próprio astrônomo líder do estudo, é admissível que fatores como a poeira estelar tenham afetado os resultados da análise da luz emitida pelas galáxias.
De qualquer forma, o trabalho de Blake não termina por aqui. O pesquisador e sua equipe planejam continuar o mapeamento do universo até chegar a evidências da época de sua origem, há aproximadamente 13 bilhões de anos.
Segundo o astrônomo, o estudo da energia escura pode ainda ajudar a desvendar um dos grandes mistérios da física, que tenta explicar por que a mecânica quântica pode ser usada para descrever as quatro forças conhecidas – nuclear forte e fraca, eletromagnética e gravitacional –, exceto a última.
“O que há de errado com a gravidade?”, indaga. “Nós não sabemos, mas uma pista pode estar na observação da energia escura.”
fonte(ciencia hoje)
Cientistas do Cern anunciam ter encontrado pistas para a localização do bóson de Higgs
Usando amostras de dados de colisões de prótons coletados até o final de 2011 por meio do Grande Colisor de Hádrons e dos dois principais projetores do Cern, denominados Atlas e CMS, os pesquisadores conseguiram excluir a hipótese da existência do bóson de Higgs em uma ampla gama de possíveis valores para as massas da partícula. Com isso, “as buscas” pelo bóson de Higgs poderão passar a ser concentradas agora em uma região de massa muito menor.
“Os resultados são muito animadores. Agora há uma pequena região onde é possível o bóson de Higgs estar localizado. Porém, é preciso ter cautela, porque os resultados ainda não são conclusivos”, disse Sérgio Novaes, professor da Universidade Estadual Paulista (Unesp), à Agência FAPESP.
Novaes é membro de um dos dois grupos de cientistas que procuram pelo bóson de Higgs no Cern, o Compact Muon Solenoid (CMS), e coordenador do projeto temático Sprace, realizado com apoio da FAPESP.
Por meio do projeto Sprace, os pesquisadores brasileiros operam uma rede de processamento de dados e participam da análise de dados produzidos pelo CMS.
“Nós temos diversos estudantes realizando pesquisas de mestrado e doutorado no Cern. A nossa ideia, agora, é começar a participar de uma forma mais consistente na parte de hardware do CMS e ampliar a nossa participação no experimento como um todo”, disse Novaes.
Usando a amostra de dados de colisões de prótons coletadas até agora no Cern, os pesquisadores do grupo CMS anunciaram hoje que, se o bóson de Higgs existir, há 95% de chances de ele não ser encontrado no intervalo de massa entre 127 e 600 GeV (gigaelétron-volt, termo utilizado na física para quantificar os campos de energia das partículas), e que os maiores indícios da localização da partícula estão na faixa de massa entre 115 e 127 GeV.
Resultados similares ao do CMS foram obtidos pelo grupo Atlas. Trabalhando de forma totalmente independente do CMS, sem nenhuma forma de interação entre os grupos, os cientistas do Atlas excluíram a possibilidade de encontrar o bóson de Higgs entre partículas com massa entre 141 e 476 GeV e indicaram que a partícula pode ter massa entre 116 e 130 GeV.
“É absolutamente surpreendente que dois experimentos realizados de forma independente, sem um grupo ter acesso aos dados do outro, chegarem a resultados tão similares”, avaliou Novaes.
Agora, os dois grupos de pesquisa deverão publicar seus resultados e, posteriormente, se reunirem para combinarem seus dados.
Segundo as estimativas dos pesquisadores do Cern, só será possível estabelecer claramente a existência ou não do bóson de Higgs na região de massa delimitada pelos grupos CMS e Atlas no final de 2012, quando um maior número de amostras de dados de colisões de prótons será coletado.
De acordo com eles, para se chegar a uma conclusão sólida, é preciso dispor de, pelo menos, o dobro de dados de que possuem até o momento.
“A questão agora é segurar só mais um pouco a ansiedade, que vem se acumulando durante os últimos 45 anos, para provar ou não a existência do bóson Higgs. Eu acho que a resposta final está próxima”, disse Novaes.
A partícula foi postulada em 1964 pelo britânico Peter Higgs, que propôs juntamente com outros diversos físicos um mecanismo teórico que tornaria possível que as partículas tivessem massa.
Posteriormente, em 1967, o mecanismo teórico foi incorporado pelo físico norte-americano Steven Weinberg em uma teoria para explicar as partículas elementares do Universo, denominada Modelo-Padrão. Segundo essa tese, o universo foi resfriado após o Big Bang, quando uma força invisível, conhecida como Campo de Higgs, formou-se junto de partículas associadas, os bósons de Higgs, transferindo massa para outras partículas fundamentais.
Desde o lançamento da teoria, os cientistas vêm buscando descobrir a partícula, cujos sinais da presença dela são extraídos de uma grande quantidade de dados similares e a partir da produção de um grande número de eventos para se certificar da descoberta.
“É como tentar encontrar, literalmente, uma agulha no palheiro. É extremamente complexo extrair o sinal da existência da partícula de bóson Higgs”, disse Novaes.
De acordo com ele, a busca pela partícula só está sendo possível ser realizada graças ao desenvolvimento de novas tecnologias por cientistas e engenheiros de diversas instituições de pesquisa em todo mundo, que estão se propagando para outras áreas do conhecimento, como a medicina e a computação.
referencia: agencia fapesp
Neutrinos com velocidade superior à velocidade da luz
Um dos principais postulados da Teoria da Relatividade Especial de Einstein, a de que nada pode viajar mais rápido que a luz, acaba de ser posto em xeque. Um grupo de cientistas europeus divulgou nesta quinta-feira ter flagrado neutrinos, um tipo de partícula subatômica quase sem massa e pouco interativa, ultrapassando o limite de velocidade do Universo. Caso a experiência seja comprovada, isso exigirá a revisão de grande parte da física moderna.
Os dados foram obtidos de um detector de partículas de 1,8 mil toneladas instalado no laboratório subterrâneo italiano de Gran Sasso. Batizado Opera, o equipamento detecta neutrinos lançados pelas experiências no Grande Colisor de Hádrons (LHC), acelerador de partículas do Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (Cern), a cerca de 730 quilômetros de distância.
Nos últimos três anos, os pesquisadores do Opera cronometraram a viagem de aproximadamente 16 mil neutrinos entre o Cern e o detector italiano e verificaram que, em média, eles cobriram a distância 60 nanosegundos mais rápido do que se estivessem viajando à velocidade da luz (um nanosegundo equivale a um bilionésimo de segundo).
- É uma simples medição de tempo de voo - diz Antonio Ereditato, físico da Universidade de Berna e porta-voz do Opera, que conta com a colaboração de 160 cientistas. - Nós medimos a distância e o tempo e tiramos a razão entre os dois para chegar à velocidade, como todos aprendemos na escola - defende ele, acrescentando que a incerteza nas medições é de apenas dez nanosegundos.
Embora seja muito pequena, a simples notícia de uma violação do limite fixado pela teoria de Einstein está provocando polêmica no meio científico. Para muitos, o mais provável é que o experimento dos pesquisadores do Opera esteja errado e o próprio Ereditato reconhece que ainda é muito cedo para dizer que Einstein estava enganado.
Os dados foram obtidos de um detector de partículas de 1,8 mil toneladas instalado no laboratório subterrâneo italiano de Gran Sasso. Batizado Opera, o equipamento detecta neutrinos lançados pelas experiências no Grande Colisor de Hádrons (LHC), acelerador de partículas do Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (Cern), a cerca de 730 quilômetros de distância.
Nos últimos três anos, os pesquisadores do Opera cronometraram a viagem de aproximadamente 16 mil neutrinos entre o Cern e o detector italiano e verificaram que, em média, eles cobriram a distância 60 nanosegundos mais rápido do que se estivessem viajando à velocidade da luz (um nanosegundo equivale a um bilionésimo de segundo).
- É uma simples medição de tempo de voo - diz Antonio Ereditato, físico da Universidade de Berna e porta-voz do Opera, que conta com a colaboração de 160 cientistas. - Nós medimos a distância e o tempo e tiramos a razão entre os dois para chegar à velocidade, como todos aprendemos na escola - defende ele, acrescentando que a incerteza nas medições é de apenas dez nanosegundos.
Embora seja muito pequena, a simples notícia de uma violação do limite fixado pela teoria de Einstein está provocando polêmica no meio científico. Para muitos, o mais provável é que o experimento dos pesquisadores do Opera esteja errado e o próprio Ereditato reconhece que ainda é muito cedo para dizer que Einstein estava enganado.
centro de massa: curiosidades
um experimento interessante, onde a natureza aparentemente brinca de magica
O fisico John Wheeler morreu o dia 14 de abril
ele foi ums dos fisicos que participaram da fabricação da bomba atomica, no famoso projeto dos Alamos, em plena segunda guerra mundial. Aquela bomba cruel e despiadada que foi lançada pelos estados unidos numa população civil. foi o maior genocido feito em tao poco tempo e ao olhar de tudo mundo.
este cientifico tambem foi quem introduz o termo buraco negro=black hole ao se referir ao colpaso de uma estrela no seu interior, devido a sua massa significativa, impedindo inclusive que a luz possa escapar dela
ele foi ums dos fisicos que participaram da fabricação da bomba atomica, no famoso projeto dos Alamos, em plena segunda guerra mundial. Aquela bomba cruel e despiadada que foi lançada pelos estados unidos numa população civil. foi o maior genocido feito em tao poco tempo e ao olhar de tudo mundo.
este cientifico tambem foi quem introduz o termo buraco negro=black hole ao se referir ao colpaso de uma estrela no seu interior, devido a sua massa significativa, impedindo inclusive que a luz possa escapar dela
Novo barion descoberto no Fermilab
Uma equipe de Físicos internacionais descobriram uma nova partícula bariónica, formada por um quark Down (d), um quark Strange (s) e um quark Bottom (b). È o primeiro barion formado por os tres tipos de quark que pertencem às tres diferentes gerações, respectivamente. Mais informações aqui (em castellano)
Físicos afirman, haber visto nacimiento vida y muerte de un fotón
Physicists trapped light in a box for long enough to watch the birth, life and death of a photon. The box has walls made from superconducting mirrors (Image: Michel Brune)En 1927, Albert Einstein concibió un experimiento teórico consistente en una caja pequeña que atrapase la luz (específicamente atrapar la particula de luz más ligera, denominada foton), esto para medir la relación entre la masa y la energía. Ochenta años despues, los físicos franceses dicen que han creado la caja de Einstein: un dispositivo apenas 2.7 centímetros de tamaño que atrapa un fotón, permitiéndole ser supervisado desde el nacimiento hasta su muerte. Publicaron su trabajo en la última edicion de la revista nature. Usualmente nosotros detectamos a los fotones, ella al interactuar con nuestra retina desaparece al perder toda su energia que transportaba, en cierta forma es una detección post-morte, porque será la unica ves que vimos aquel fotón, afirman los investigadores.
Lo que ellos hicieron es acompañar el nacimiento vida ymuerte de este foton.
La caja es una cavidad con las paredes hechas de los espejos ultra-reflexivos, superconductores capaces de atrapar un fotón por alrededor de un séptimo de un segundo. No parece mucho tiempo, pero ese tiempo es suficiente para viajar un décimo de la distancia de la tierra a la luna si el fotón estuviera libre ( recordando que en el vacio, la luz viaja a una velocidad de 300,000km por segundo).
Una de las aplicaciones seria que tenemos a la mano nueva manera de contar fotones
La manera convencional de contar es usar un detector que absorve la energia de los fotones que impactan sobre el detector, pero el impacto destruye los fotones inevitablemente; entonces necesitamos un contador en cierta forma "transparente", es decir que no destruya.
El equipo francés dice que ha encontrado la respuesta, usando una corriente de los átomos de rubidio, que cruzan la caja en la cual se atrapa el fotón. Los fotones tienen un campo eléctrico que cambie levemente los niveles de energía del átomo, pero en este caso no dejarán a los átomos absorber energía del campo elétrico del foton.
Algunos investigadores afirman que ésta técnica puede servir inclusive en computacion cuántica.
más informaciones aqui.
Desenvuelven pelicula de material más fino del mundo
fisico de alemania y reino unido, en forma conjunta desenvuelven una pelicula de material más fina del mundo, practicamente tiene un solo atomo por cada camada de grosor, esto puede revolucionar la fabricación de medicamentos nanoscópicos de última generacion.Mas informaciones en nature.
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