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Teletransporte de átomosEditar

23/01/2009


Um grupo de pesquisadores dos EUA anunciou em 22 de janeiro deste ano o sucesso de um experimento com teletransporte que, pela primeira vez, conseguiu transmitir matéria entre dois locais. A técnica já tinha tido sucesso com o teletransporte de luz, mas um estudo na edição de hoje da revista Science, assinado por físicos da Universidade de Maryland, descreve o teletransporte de um átomo (na verdade um íon, átomo eletricamente carregado) do metal itérbio pelo espaço de um metro: uma distância enorme, em termos quânticos.

Para decepção dos fãs de ficção científica, porém, não é ainda um dispositivo como o da espaçonave da série de TV Jornada nas Estrelas que fazia a tripulação se desmaterializar em um lugar e se materializar em outro, do nada. O que os cientistas fizeram agora foi transportar características físicas de uma partícula de itérbio para outra, instantaneamente.

Não é pouca coisa, se considerarmos que aquilo que define a essência dos átomos que compõem as pessoas também são essas características, que os físicos chamam de “estados quânticos’’. Em teoria, é possível teletransportar um grupo maior de átomos, mas as dificuldades técnicas crescem exponencialmente com o tamanho e complexidade do objeto a ser transmitido.

A principal perspectiva de aplicação da técnica, porém, não é mesmo o transporte público. O teletransporte de átomos individuais, por enquanto, acena como um modo de armazenar e transmitir informações em computadores quânticos -máquinas com poder de cálculo imenso, que por enquanto só existem mesmo em teoria.

Com o sucesso do experimento, os cientistas já falam agora na possibilidade de criar uma “internet quântica’’. “Os íons atômicos usados no experimento servem como excelente ‘memória quântica’, para guardar informação, algo que seria difícil fazer usando apenas fótons’’, disse Steven Olmschenk, físico que liderou o experimento. “O protocolo de teletransporte que demonstramos aqui pode ser um componente vital de computadores quânticos”.

O teletransporte de partículas foi concebido em teoria em 1993 e realizado pela primeira vez em 1997. Outro grupo dos EUA teletransportou fótons -partículas de luz- entre dois pontos.


Bateria quântica: físicos exploram uma nova fonte de energiaEditar

12/03/2009

Bateria spintrônicaEditar

Pesquisadores conseguiram comprovar o funcionamento de uma "bateria spintrônica", ou bateria quântica, um tipo totalmente novo de bateria que armazena e libera energia explorando a propriedade quântica do spin dos elétrons.

Em vez de armazenar e disponibilizar energia por meio de reações químicas, a bateria spintrônica armazena energia em minúsculos ímãs. Da mesma forma que se dá corda em um carrinho de brinquedo, pode-se "dar corda" na bateria de spin - ou seja, recarregá-la - mediante a aplicação de um campo magnético externo, sem nenhuma reação química envolvida.

Superior a tudo que se conheceEditar

O novo tipo de bateria, radicalmente diferente de todas as tecnologias de armazenamento de energia disponíveis hoje, foi criada por físicos das universidades de Tóquio e Tohoku, no Japão, da Universidade de Miami, nos Estados Unidos, coordenados pelo professor Stewart E. Barnes.

Além de inovador, o novo tipo de bateria, segundo o professor Barnes, é potencialmente melhor do que qualquer coisa conhecida até hoje.

"Nós tínhamos antecipado o efeito, porém o dispositivo produziu uma tensão mais de 100 vezes maior e por dezenas de minutos, em vez dos milissegundos que esperávamos", disse Barnes. "O fato de isso ser contraintuitivo é o que levou à nossa explicação teórica do que estava acontecendo".

NanomagnetosEditar

O segredo por trás da bateria quântica é o uso de nanomagnetos para induzir uma força eletromotriz. Ela usa os mesmos princípios presentes em uma bateria convencional, mas funciona de maneira mais direta.

A energia armazenada em uma bateria atual, seja em um iPod ou em um carro elétrico, encontra-se armazenada na forma de energia química. Quando algo é ligado à bateria, ocorre uma reação química que produz a energia elétrica necessária ao funcionamento do circuito que acaba de ser ligado.

A nova tecnologia converte a energia magnética diretamente em energia elétrica, sem uma reação química. A corrente elétrica gerada neste processo é chamada de corrente de spin polarizado e terá uso em uma nova área emergente de pesquisas chamada spintrônica.

Discos rígidos sem partes móveisEditar

Contudo, a utilização mais imediata da descoberta é na criação de discos rígidos sem partes móveis para computadores, que seriam muito mais rápidos, mais baratos e com menor consumo de energia do que os atuais. No futuro, mediante novos desenvolvimentos, a nova bateria poderá ganhar escala e robustez suficiente para alimentar automóveis elétricos, que poderão ser viabilizados definitivamente.

Junção de túnel magnéticoEditar

A nova descoberta da bateria quântica, ou spintrônica, aperfeiçoa o entendimento que os cientistas têm sobre como os magnetos funcionam. Agora eles sabem, por exemplo, que a nova bateria armazena carga mediante a aplicação de um grande campo magnético a nanomagnetos presentes no interior do material, em um componente chamado de junção de túnel magnético (MTJ - Magnetic Tunnel Junction).

"Existem ímãs escondidos em muitas coisas. Por exemplo, existem muitos deles em um telefone celular, muitos em um automóvel e são eles que mantêm sua geladeira fechada", explica o professor Barnes. "Existem tantos deles que mesmo uma pequena mudança no nosso entendimento de como eles funcionam, que possa levar somente a um pequeno melhoramento nas máquinas do futuro, terá um impacto significativo tanto em termos energéticos quanto financeiros."

AplicaçõesEditar

Segundo os pesquisadores, a aplicação mais imediata da descoberta será o emprego das MTJs como componentes eletrônicos que funcionam de forma muito diferente dos transistores tradicionais. Ainda que a aplicação no armazenamento digital de dados seja natural, é impossível prever todas as utilizações práticas desses componentes magnetoelétricos.

Embora o dispositivo real tenha o diâmetro de um fio de cabelo humano e não consiga alimentar sequer um LED, a energia que pode ser armazenada desta forma pode, potencialmente, alimentar um automóvel por muitos quilômetros. Segundo Barnes, as possibilidades são ilimitadas.

Herschel e Planck já estão a caminho das origens do UniversoEditar

15/05/2009


As duas mais ambiciosas missões científicas já feitas para tentar desvendar os pontos mais escuros, mais frios e mais antigos do Universo foram lançadas com sucesso a partir do Espaçoporto Europeu na Guiana Francesa, a bordo de um foguete Ariane 5.

Pouco menos de 40 minutos depois do lançamento, os telescópios Herschel e Planck enviaram seus primeiros sinais de rádio para a Terra, confirmando que eles se separaram corretamente do foguete e um do outro.

Separações em sequênciaEditar

O Herschel foi o primeiro a se separar do último estágio do Ariane 5, quando o conjunto se encontrava a uma altitude de 1.150 km sobre a costa oeste da África. Cerca de 1,5 minuto depois, o suporte do Herschel, que servia também de capa de proteção para o Planck, foi ejetada. Mais 30 segundos e foi a vez do próprio telescópio Planck se separar, a uma altitude de 1.700 km, quando voava sobre a costa leste da África.

Os dois telescópios ligaram seus controles de altitude e seus sistemas de telecomunicações logo depois da separação e imediatamente fizeram a primeira verificação de rota para seguir corretamente rumo ao seu destino. Os primeiros sinais de rádio foram enviados a seguir e captados por uma antena de 35 metros de diâmetro localizada em Nova Norcia, na Austrália.

Ponto de Lagrange L2Editar

Agora os dois telescópios seguem independentemente rumo às suas órbitas, ao redor do ponto de Lagrange L2.

Pontos de Lagrange são localidades especiais no espaço onde as forças gravitacionais e o movimento orbital de um corpo, como um telescópio espacial, por exemplo, se contrabalançam. Esses pontos foram descobertos pelo matemático francês Louis Lagrange em 1772.

Há cinco pontos de Lagrange no sistema Sol-Terra. Os pontos lagrangianos L1, L2 e L3 localizam-se ao longo de uma reta imaginária que atravessa o centro de massa do Sol e da Terra, enquanto os pontos L4 e L5 situam-se na extremidade de dois triângulos equiláteros formados entre a Terra e o Sol.

Órbitas de LissajousEditar

O ponto L2, o alvo tanto do Planck quanto do Herschel, está localizado a 1,5 milhão de quilômetros da Terra, no lado oposto ao Sol. Apesar de ser um ponto, no sentido matemático, o ponto de Lagrange tem uma enorme área de influência.

Contudo, apesar de se aproximarem do ponto de estabilidade gravitacional, os dois telescópios ficarão em órbitas conhecidas como órbitas de Lissajous, que são inerentemente instáveis. Isso exigirá que eles façam ajustes de órbita, acionando seus motores para manterem suas posições, ao menos uma vez por mês.

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