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Estou torcendo por você Eudes Batista!

Nesta semana fiquei feliz em ter recebido uma notícia de um ex aluno meu que hoje é universitário na área de ciências exatas, e o melhor... a notícia veio do Jornal de Fato que circula no Rio Grande do Norte.

Fico honrado em ser espelho para o seu sucesso, Como você mesmo mencionou no jornal. Fica aqui os meus votos para que encontre o seu lugar ao sol.
Fotos: De cima para baixo: Capa do jornal De Fato; Da esquerda para direita: Eudes Batista e Gilberto Pereira. Créditos: Jornal De Fato
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O grande colisor de Hádrons - Parte 6



As seis áreas ao longo da circunferência do LHC que recolherão dados e conduzirão experiências são conhecidas simplesmente como detectores. Algumas delas procurarão pelo mesmo tipo de informação, ainda que não da mesma maneira. Existem quatro grandes locais de detectores e dois O detector conhecido como A Toroidal LHC ApparatuS (ATLAS) é o maior do grupo. Mede 46 metros de comprimento por 25 de largura e 25 de altura. Em seu núcleo existe um aparelho chamado rastreador interno, que detecta e analisa o momento das partículas que passam pelo detector ATLAS. Cercando o rastreador interno existe um calorímetro. Calorímetros medem a energia de partículas ao absorvê-las. Os cientistas podem estudar o percurso tomado pelas partículas e extrapolar informações sobre elas.

O detector ATLAS conta também com um espectrômetro de múons. Os múons são partículas de carga negativa 200 vezes mais pesadas que os elétrons. Os múons conseguem atravessar um calorímetro sem parar - são a única espécie de partículas capaz de fazê-lo. O espectrômetro mede o momento de cada múon por meio de sensores de partículas carregadas. Esses sensores podem detectar flutuações no campo magnético do detector ATLAS.
O Solenóide Compacto de Múons (CMS) é outro dos grandes detectores. Como o detector ATLAS, o CMS é um detector de propósitos gerais que detectará e medirá as subpartículas liberadas durante as colisões. O detector fica dentro de um imenso ímã solenóide capaz de criar um campo magnético cerca de 100 mil vezes mais forte do que o da Terra [fonte: CMS (em inglês)].

Há também o ALICE, ou A Large Ion Collider Experiment. Os engenheiros projetaram o grande experimento de colisão de íons (ALICE) para estudar colisões entre íons de ferro. Ao promover colisões de íons de ferro de alta energia, os cientistas esperam recriar as condições que existiram logo depois do Big Bang. Esperam que os íons se desfaçam em uma mistura de quarks e glúons. Um dos principais componentes do ALICE é a Câmara de Projeção de Tempo (TPC), que examinará e reconstituirá as trajetórias das partículas. Como o ATLAS e o CMS, o detector ALICE conta também com um espectrômetro de múons.
A seguir temos o detector Large Hadron Collider beauty (LHCb). O propósito do LHCb é buscar indícios da antimatéria. Ele faz isso ao procurar por uma partícula conhecida como quark beauty. Uma série de subdetectores que cercam o ponto de colisão, estendem-se por uma distância de 20 metros. Os detectores podem ser movidos de maneiras minúsculas e precisas a fim de apanhar as partículas quark beauty, muito instáveis e que rapidamente decaem.

O experimento conhecido como TOTal Elastic and diffractive cross section Measurement (TOTEM) é um dos dois detectores menores do LHC. A medição elástica e difrativa total de seção de choque determinará o tamanho dos prótons e a luminosidade do LHC. Na física de partículas, luminosidade significa o grau de precisão com que um acelerador de partículas produz colisões.

Por fim, temos o detector Large Hadron Collider forward (LHCf). Esse experimento simula raios cósmicos em um ambiente controlado e seu objetivo é ajudar cientistas a desenvolver experimentos de grande área para estudar colisões entre raios cósmicos de ocorrência natural.

Cada detector tem uma equipe de pesquisadores que varia de algumas dezenas a mais de mil cientistas. Em alguns casos, esses cientistas estarão procurando pelas mesmas informações. Para eles, é uma corrida para realizar a próxima descoberta revolucionária na física.
Como os cientistas lidarão com todos os dados que esses detectores recolherão? Mais sobre isso na próxima seção.
Fotos: De cima para baixo - Desenho mostrando um dos gráficos aguardados pela comunidade científica,Peter Higgs, cujo nome foi perpetuado no bóson de Higgs, em visitaao LHC. Créditos: CERN.

Primavera!!! No hemisfério sul.




Quando o inverno chegar
Eu quero estar junto a ti
Pode o outono voltar
Eu quero estar junto a ti
Porque (é primavera)
Te amo (é primavera)
Te amo meu amor

Trago esta rosa (para te dar)
Trago esta rosa (para te dar)
Trago esta rosa (para te dar)
Meu amor...
Hoje o céu está tão lindo (sai chuva)
Hoje o céu está tão lindo (meu amor)


Começamos a primavera no Hemisfério sul e nada melhor do que iniciar com a música do Tim Maia acima. E o início desta estação se deu Exatamente às 12h44 desta segunda-feira. Um interessante evento astronômico volta a ocorrer pela segunda vez no ano. Trata-se do equinócio de setembro, um dos dois momentos anuais em que o Sol cruza o plano do equador celeste, a linha imaginária do equador projetada na abóbada do céu. O momento tem significado especial, pois marca o início da Primavera no hemisfério sul.
Equinócio é uma palavra que tem origem no Latim e significa "noite igual", já que nos dias em que ocorrem, as noites e os dias têm a mesma duração. Além de setembro, o equinócio acontece também em 20 de março, quando tem início o outono no hemisfério Sul.


Estações
Durante sua translação ao redor do Sol a Terra passa por quatro momentos bem definidos e que marcam o início das estações do ano. Os solstícios marcam o início do Verão e do inverno enquanto os equinócios marcam a primavera e o outono.
A Terra não gira sobre seu eixo no mesmo plano da translação e sim com uma inclinação acentuada de 23.5 graus. Essa inclinação é a responsável direta pelas diferentes estações do ano, pois faz com que os raios de Sol atinjam o planeta de forma diferente em cada uma das estações, alterando significativamente o clima.

Cruzamento Equatorial
Aqui da Terra, diariamente o Sol aparenta se deslocar do leste para o oeste, sobre uma linha imaginária denominada eclíptica.

Se imaginarmos a linha do equador da Terra projetada na abóbada celeste, veríamos que durante o Solstício de Inverno o Sol estaria exatamente 23.5 graus ao Sul dessa linha, enquanto no Solstício de Verão aparentaria estar a 23.5 graus ao Norte. Nos equinócios, entretanto, o astro-rei é visto exatamente sobre ela, como mostra a figura no topo da página.

O grande colisor de Hádrons - Parte 5



O princípio que embasa o LHC é bastante simples. Primeiro, você dispara dois feixes de partículas por dois percursos, um horário e um anti-horário. Os dois feixes são acelerados até perto da velocidade da luz. Depois, você dirige ambos os feixes um contra o outro e observa o que acontece.
O equipamento necessário para realizar esse objetivo é muito mais complexo. o LHC é apenas uma parte do complexo de aceleração de partículas mais amplo do CERN(em inglês). Antes que quaisquer prótons ou íons entrem no LHC, eles já passaram por uma série de etapas.
Vamos observar o que acontece na vida de um próton à medida que ele atravessa o processo do LHC. Primeiro, os cientistas precisam eliminar os elétrons dos átomos para produzir prótons. Em seguida, os prótons entram no LINAC 2, uma máquina que dispara feixes de prótons para um acelerador chamado PS Booster. Essas máquinas usam aparelhos conhecidos como cavidades de radiofreqüência para acelerar os prótons. As cavidades contêm um campo elétrico de radiofreqüência que acelera os feixes de prótons a velocidades ainda maiores. Ímãs gigantes produzem os campos magnéticos necessários para manter os feixes de prótons na rota. Em termos automobilísticos, pense nas cavidades de radiofreqüência como um acelerador e nos ímãs como o volante.
Assim que um feixe de prótons atinge o nível de energia requerido, o PS Booster o injeta em um novo acelerador chamado Síncotron de Superprótons (SPS). Os feixes continuam a ganhar velocidade. A essa altura, os feixes se dividiram em porções. Cada porção contém 1,1 x 1011 prótons e existem 2.808 porções por feixe [fonte: CERN (em inglês)]. O SPS injeta os feixes no LHC, um feixe viajando no sentido horário e outro no sentido anti-horário.

Dentro do LHC os feixes continuam acelerando. Isso leva aproximadamente 20 minutos. Na velocidade máxima os feixes fazem 11.245 viagens por segundo ao redor do LHC. Os dois feixes convergem para um dos seis detectores ao longo do LHC. Naquela posição, haverá 600 milhões de colisões por segundo [fonte: CERN (em inglês)].

Quando dois prótons colidem, dividem-se em partículas ainda menores. Isso inclui partículas subatômicas chamadas quarks e uma força que as mitiga chamada glúon. Os quarks são altamente instáveis e decaem em uma fração de segundo. Os detectores coletam informações acompanhando a rota das partículas subatômicas. Depois, eles enviam os dados a uma grade de sistemas de computador.
Nem todo próton colide com outro próton. Mesmo em uma máquina avançada como o LHC, é impossível dirigir feixes de partículas pequenas como os prótons de modo a garantir que cada partícula colida com outra. Os prótons que não colidem continuarão no feixe, até uma seção de contenção de feixes. Essas seções são capazes de absorver feixes se algo errado acontecer no interior do LHC (para aprender mais sobre a mecânica dos aceleradores de partículas, leia Como funcionam os aceleradores de partículas).

O LHC tem seis detectores posicionados ao longo de sua circunferência. O que esses ­detectores fazem e como trabalham? Descubra na próxima seção.
Fotos: De cima para baixo - Desenho mostrando um dos gráficos aguardados pela comunidade científica, o bóson de Higgs; Um modelo do grande colisor de hádrons no centro de visitantes do CERN, em Genebra. Créditos: CERN

O grande colisor de Hádrons - Parte 4


O grande colisor de hádrons é uma máquina imensa e poderosa. Consiste em oito setores. Cada setor é um arco limitado em um extremo por uma seção conhecida como inserção. O perímetro da circunferência do LHC é de 27 quilômetros. Os tubos do acelerador e as câmeras de colisão ficam 100 metros abaixo do solo. Cientistas e engenheiros têm acesso ao túnel de serviço em que a maquinaria está instalada por meio de elevadores e escadas localizados em diversos pontos ao longo da circunferência do LHC. A CERN(em inglês) está construindo estruturas de superfície nas quais cientistas podem coletar e analisar os dados gerados pelo LHC.
O LHC usa ímãs para conduzir feixes de prótons que viajam a 99,99% da velocidade da luz. Eles são enormes, muitos pesando várias toneladas. Os ímãs são refrigerados a gélidos -271,25 ºC (1,9 K), o que é mais frio que o vácuo do espaço exterior.

Falando de vácuo, os feixes de prótons no interior do LHC viajam por tubos naquilo que o CERN define como "vácuo ultra-alto". A razão para criar tal vácuo é evitar introduzir partículas contra as quais os prótons possam colidir antes de atingir os pontos de colisão devidos. Mesmo uma única molécula de gás poderia causar o fracasso de uma experiência. Existem seis áreas ao longo da circunferência do LHC nas quais engenheiros poderão conduzir experiências. Pense nessas áreas como se fossem gigantescos microscópios equipados com câmeras digitais - a experiência ATLAS é um dispositivo com 45 metros de comprimento, 25 metros de altura e peso de 5.443 toneladas. O LHC e as experiências a ele conectadas abrigam cerca de 150 milhões de sensores. Os sensores coletarão dados e os enviarão a diversos sistemas de computação.
De acordo com o CERN, o volume de dados coletados durante as experiências será de 700 megabytes por segundo (MB/s). Em base anual, isso significa que o LHC recolherá 15 petabytes de dados. Um petabyte equivale a um milhão de gigabytes. Esse volume de informação equivale ao conteúdo de 100 mil DVDs. Operar o LHC consome muita energia. O CERN estima que o consumo anual de energia do colisor será de cerca de 800 mil megawatts hora (MWh). Poderia ser muito maior, mas as instalações ficarão fechadas nos meses de inverno. De acordo com o CERN, o preço dessa energia toda atingirá salgados 19 milhões de euros. Isso equivale a quase US$ 30 milhões ao ano em contas de eletricidade.
O que exatamente acontece durante uma experiência? Continue lendo para descobrir.

Fotos: De cima para baixo - Desenho mostrando um dos gráficos aguardados pela comunidade científica o bóson de Higgs; Núcleo do ímã do LHC; zista geral dos experimentos do LHC. Créditos: CERN.

O grande colisor de Hádrons - Parte 3


Se não bastassem partículas teóricas, antimatéria e energia negra, alguns cientistas acreditam que o LHC possa revelar indícios de outras dimensões. Estamos acostumados a viver em um mundo de quatro dimensões - as três do espaço e o tempo. Mas alguns físicos teorizam que podem existir outras dimensões que não podemos perceber. Algumas teorias só fazem sentido caso existam diversas outras dimensões no universo. Por exemplo, uma versão da teoria das cordas requereria a existência de não menos que 11 dimensões.
Os proponentes da teoria das cordas esperam que o LHC possa fornecer evidências que sustentem o modelo que propõem para o universo. A teoria das cordas afirma que o bloco básico de construção do universo não é uma partícula, mas uma corda. As cordas podem ter formas abertas ou fechadas. Também podem vibrar, de maneira semelhante à da corda de um violão quando dedilhado. Diferentes vibrações fazem com que as cordas pareçam diferentes coisas. Uma corda vibrando de determinada maneira seria como um elétron. Outra corda vibrando de maneira diferente seria um neutrino.

Alguns cientistas criticam a teoria das cordas, dizendo que não existem indícios que a sustentem. Ela incorpora a gravidade ao modelo padrão - algo que os cientistas não conseguem fazer sem uma teoria adicional. Ela concilia a Teoria da Relatividade Geral de Einstein com a Teoria Quântica. Mas não há provas de que as cordas existam, até agora. Elas são pequenas demais para que se possa observá-las e atualmente não existe forma de testar sua presença. Isso levou alguns cientistas a considerar a teoria das cordas mais como filosofia do que como ciência. Alguns teóricos esperam que o LHC faça com que os críticos mudem de idéia. Eles estão em busca de sinais de supersimetria De acordo com Modelo Padrão, cada partícula tem uma antipartícula. Por exemplo, a antipartícula do elétron (que tem carga negativa) é um pósitron. A supersimetria propõe que as partículas têm superparceiras, que por sua vez têm contrapartes próprias. Isso significa que cada partícula teria três contrapartículas. Ainda que não tenhamos visto qualquer indicação de superparceiras na natureza, os teóricos esperam que o LHC prove que elas existem de fato. As superpartículas têm o potencial de explicar a matéria negra ou de ajudar a enquadrar a gravidade ao Modelo Padrão.
Qual é o tamanho do LHC? Quanta energia consumirá? Qual foi seu custo de construção? Descubra na próxima seção.
Fotos: De cima para baixo: Desenho mostrando um dos gráficos aguardados pela comunidade científica o bóson de Higgs (partícula de Deus); Edifício que abriga as instalações de pesquisa 100 metros acima do detector solenóide compacto de múons. Créditos: CERN

Imagem da semana feita pela NASA

Furacão Ike invadindo Cuba nesta imagem
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O Grande colisor de Hádrons - Parte 2




Em uma tentativa de compreender o nosso universo, incluindo a maneira como ele funciona e sua estrutura efetiva, os cientistas propuseram uma teoria conhecida como Modelo Padrão. Essa teoria tenta definir e explicar as partículas fundamentais que tornam o universo aquilo que ele é. Ela combina elementos da Teoria da Relatividade de Einstein e da Teoria Quântica. Também lida com três das quatro forças básicas do universo: a interação nuclear forte, a interação nuclear fraca e a força eletromagnética. A teoria não trata dos efeitos da gravidade, a quarta força fundamental.
O Modelo Padrão faz diversas previsões sobre o universo, muitas das quais parecem ser verdadeiras, de acordo com diversos experimentos. Mas há outros aspectos do modelo que continuam não comprovados. Um deles é uma partícula teórica conhecida como bóson de Higgs.

O bóson de Higgs é uma partícula que poderia responder a diversas questões sobre massa. Por que a matéria tem massa? Os cientistas identificaram partículas que não têm massa, como os neutrinos. Por que um tipo de partícula teria massa e outra não? Os cientistas propuseram diversas idéias para a existência de massa. A mais simples delas é o mecanismo de Higgs. Essa teoria diz que pode haver uma partícula e uma força de mediação correspondente, que explicariam porque algumas partículas têm massa. A partícula teórica jamais foi observada e pode nem mesmo existir. Alguns cientistas esperam que os eventos criados pelo LHC também revelem indícios quanto à existência do bóson de Higgs. Outros esperam que os eventos ofereçam indícios de novas informações que ainda não foram consideradas.


Outra questão que os cientistas discutem sobre a matéria se refere às condições iniciais do universo. Nos primeiros momentos do universo, matéria e energia estavam acopladas. Logo depois que matéria e energia se separaram, partículas de matéria e de antimatéria aniquilaram umas às outras. Se houvesse quantidade igual de matéria e antimatéria, as duas espécies de partículas teriam se cancelado mutuamente. Mas felizmente, para nós, havia um pouco mais de matéria do que de antimatéria no universo. Os cientistas esperam que seja possível observar a antimatéria durante eventos do LHC. Isso poderia nos ajudar a compreender por que existia essa minúscula diferença quando o universo começou.

A matéria negra (mais conhecida como matéria escura) também pode desempenhar papel importante nas pesquisas do LHC. Nossa atual compreensão do universo sugere que a matéria que somos capazes de observar corresponde a cerca de 4% do total de matéria que existe. Quando observamos o movimento de galáxias e de outros corpos celestiais, vemos que sua trajetória sugere que existe muito mais matéria no universo do que podemos detectar. Os cientistas chamam essa matéria não detectável de matéria negra. Juntas, a matéria visível e a matéria negra podem responder por cerca de 25% do universo. O restante viria de uma força chamada de energia negra (ou energia escura), uma energia hipotética que contribui para a expansão do universo. Os cientistas esperam que suas experiências ofereçam novas evidência da existência da matéria negra e da energia negra ou indícios que sustentem uma teoria alternativa.
Mas essa é a apenas a ponta do iceberg da física de partículas. Há coisas ainda mais exóticas e difíceis de imaginar que o LHC poderia proporcionar. O que por exemplo? Descubra na próxima seção.
Fotos: De cima para baixo - Gráfico mostrando um dos gráficos aguardados pela comunidade científica o bóson de Higgs (partícula de Deus); Técnico trabalhando na construção do LHC.
Créditos: CERN

O grande colisor de Hádrons: PARTE 1


Muitos alunos me perguntam o que é o colisor de Hádrons, decidi então fazer um conjunto de artigos que descrevem este colisor começando com a grande pergunta; COMO ELE FUNCIONA?
Bem, a cerca de 100 metros de profundidade, sob a fronteira entre a França e a Suíça, existe uma máquina circular que pode nos revelar os segredos do universo. Ou, de acordo com algumas pessoas, poderia destruir toda a vida na Terra. De uma maneira ou de outra, trata-se da maior máquina do mundo e examinará as mais ínfimas partículas do universo. Estamos falando do Grande Colisor de Hádrons ou LHC (Large Hadron Collider).
O LHC é parte de um projeto conduzido pela Organização Européia de Pesquisa Nuclear, também conhecida como CERN (em inglês). O LHC é mais um componente do complexo de aceleradores do CERN nas cercanias de Genebra, Suíça. Assim que for acionado, o LHC produzirá feixes de prótons e íons em velocidades que se aproximam da velocidade da luz. Ele fará com que os feixes colidam uns com os outros e em seguida registrará os eventos resultantes dessa colisão. Os cientistas esperam que esses eventos possam nos dizer mais sobre como o universo começou e o que o compõe.

O LHC é o mais ambicioso e o mais poderoso acelerador de partículas construído até hoje. Milhares de cientistas de dezenas de países estão trabalhando juntos - e competindo uns com os outros - para realizar novas descobertas. Seis locais ao longo da circunferência do LHC recolhem os dados das diferentes experiências. Algumas dessas experiências se sobrepõem e os cientistas estarão tentando ser os primeiros a descobrir novas e importantes informações.
O propósito do grande colisor de hádrons é ampliar o conhecimento humano sobre o universo. Embora as futuras descobertas dos cientistas possam conduzir a aplicações práticas, não é essa a razão para que centenas de cientistas e engenheiros estejam construindo o LHC. Essa máquina foi construída para ampliar o nosso conhecimento. Considerando os custos de bilhões de dólares e a necessária cooperação de numerosos países para criá-la, a ausência conspícua de uma aplicação prática pode ser surpreendente.

O que os cientistas esperam descobrir usando o LHC? Descubra na próxima seção.

Fotos: Na seqüência de cima para baixo - gráfico mostrando um dos gráficos aguardados pela comunidade científica o bóson de Higgs (partícula de Deus); Localização e extensão do LHC; Técnico fazendo soldas no dispositivo. Créditos: CERN.

Notícias diretamente de Marte: Jipe Opportunity deixa a cratera Vitória

Após um ano de exploração, o jipe-robô norte-americano Opportunity finalmente deixou o interior da cratera Vitória e retornou à planície do Planeta Vermelho. De acordo com o JPL, Laboratório de Propulsão a Jato, da Nasa, o explorador subiu a encosta íngreme pelo mesmo caminho que fez para chegar ao fundo.

"O explorador já está em terreno plano", disse Paolo Belluta, engenheiro do JPL que conduziu a navegação do robô. Opportunity completou a tarefa de retorno em 30 dias, desde que a equipe do JPL resolveu finalizar o trabalho no interior da cratera. No total o explorador caminhou por 50 metros até a borda. "Estamos prontos pra a próxima nas planícies de Meridiani", disse o diretor-geral para as missões Opportunity e Spirit, John Callas. "Entramos com segurança no interior da cratera e realizamos todas as tarefas propostas. Nossa preocupação era de que alguma falha nas rodas do jipe pudesse impedir que saísse de lá, mas Opportunity é uma máquina"
LONGA MISSÃO:
A missão Opportunity tem estudado os arredores da cratera Vitória durante mais da metade dos 55 meses desde que o jipe-robô pousou em Meridini Planum, no equador marciano. Vitória tem aproximadamente 800 metros de diâmetro e suas rochas mantém as características desde que se formaram com o impacto de um objeto. A equipe selecionou a cratera desde que o jipe Opportunity deixou o interior da pequena cratera Endurance em 2004. Durante os 22 meses em que percorreu as vizinhanças de Vitória, Opportunity fez diversas pausas para realização de estudos e evitar armadilhas de areia que pudessem danificar seus componentes. Em setembro de 2007 o explorador atingiu a borda da cratera e por quase 1 ano fez o levantamento das rotas que usaria para descer a encosta.O próximo passo do JPL será usar o braço robótico do Opportunity para examinar algumas pedras espalhadas na região, algumas do tamanho de um punho fechado. Segundo os cientistas essas rochas foram arremessadas por impactos que ocorreram à longa distância, muito longe para o robô alcançar.
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IMAGEM DA SEMANA FEITA PELA NASA

COLISÃO DE AGLOMERADOS DE GALÁXIAS

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Quem sou eu

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Sou professor da rede privada de ensino lecionando as disciplinas Física, Química, Matemática e Ciências no COLÉGIO EFETIVO/MARTINS - RN. Graduado em Ciências com habilitação em Matemática - Licenciatura Plena - pela Universidade do Estado do Rio Grande do Norte - UERN -, graduado em Física - Licenciatura Plena - pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN. Professor de Física aplicada a radiologia, física aplicada ao petróleo e gás e Desenho técnico de cursos técnicos ministrados pela CENPE cursos, unidade Patu RN

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