quinta-feira, 24 de junho de 2010

Colisor de partículas é usado para fazer sons

Cientistas simularam o som de partículas subatômicas produzidas no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), na Suíça.
O objetivo é facilitar a identificação do bóson de Higgs, cuja existência ainda não foi confirmada, mas que, segundo teorias, daria massa a todas as outras.
bóson de higgs
© CERN (simulação da geração do bóson de Higgs)
A cientista Lily Asquith coordenou a equipe que desenvolveu o modelo que transforma dados do gigantesco experimento Atlas, no LHC, em sons. "Se a energia estiver perto de você, você ouve um som grave, e se estiver mais longe, mais agudo", disse Asquith.
O processo de transformar dados científicos em sons é chamado sonificação. Acesse: LHCsound para ouvir uma sonificação produzida no LHC através do experimento Atlas.
O experimento acontece em um túnel circular de 27 quilômetros de comprimento, repleto de imãs que conduzem as partículas de prótons pelo imenso anel. Em certos pontos do trajeto, os feixes de prótons mudam de trajetória e se chocam em quatro experimentos, que são minuciosamente monitorados pelos cientistas.
É nessas colisões que podem ser encontradas novas partículas subatômicas, como o bóson de Higgs, que ajudariam a entender a origem do Universo. A imagem a seguir mostra as partículas constituintes do modelo padrão.
partículas do modelo padrão
© AAAS (partículas do modelo padrão)
Atlas é um dos quatro experimentos do colisor. Um instrumento batizado de calorímetro é usado para medir energia e é composto de sete camadas concêntricas.
Cada uma dessas camadas é representada por um tom diferente, dependendo da quantidade de energia contida nele.
Até o momento, a equipe de Asquith criou diversas simulações baseadas em previsões do que aconteceria durante as colisões no LHC. Só agora, começaram a utilizar dados de experimentos reais.
"Quando você ouve as sonificações, na realidade, o que você está ouvindo são dados. Elas são fieis aos dados e dão informações sobre os dados que não seriam possíveis de se obter de qualquer outra maneira", disse Archer Endrich, um desenvolvedor de software que trabalha no projeto.
Pela sonificação, os cientistas esperam poder identificar diferenças sutis para detectar novas partículas.
Um compositor envolvido com o projeto, Richard Dobson, destacou ter ficado impressionado com a musicalidade das colisões.
"É possível ouvir estruturas claras nos sons, quase como se tivessem sido compostas. Cada uma parece contar uma pequena história. São tão dinâmicas e mudam o tempo todo, que se parecem muito com as composições contemporâneas", disse o músico.
Fonte: CERN (Centro Europeu de Pesquisa Nuclear)

quinta-feira, 17 de junho de 2010

"Laser escuro" permite que dados digitais viajem mais longe

Fibras ópticas podem transportar dados digitais a distâncias muito maiores sem distorção se esses dados forem codificados em pulsos de escuridão em lugar de pulsos de luz. Agora Steven Cundiff e sua equipe na Universidade do Colorado, em Boulder, desenvolveram um equipamento chamado de "laser escuro".
laser escuro
© Optics Express (evolução do pulso de laser escuro)
Um laser tradicional pode enviar milhões de pulsos rápidos a cada segundo separados por intervalos escuros mais prolongados. O laser escuro inverte essa ordem: gera longos pulsos de luz separados por intervalos mais curtos de escuridão.
O equipamento possui um material que emite luz quando uma corrente elétrica o atravessa. A luz é rebatida diversas vezes dentro de uma câmara com espelhos.
Até aí o laser escuro é como um laser tradicional. A diferença no laser escuro é que um dos espelhos possui uma cobertura de material que absorve a luz.
Nesse arranjo, com luz na frequência certa, a câmara emite pulsos curtos caracterizados por uma ausência em vez de presença de luz. Os pulsos, produzidos a uma taxa de até 400 milhões por segundo, são 70% menos intensos que a luz de fundo.
Este não é o primeiro laser capaz de transmitir pulsos escuros. Han Zhang e sua equipe da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, construíram seu laser ano passado. Mas Zhang nota que o laser de Cundiff produz pulsos a uma taxa muito maior.
Jeremy Baumberg, da Universidade de Cambridge, ressalta que é possível há algum tempo gerar pulsos escuros usando equipamentos anexados a um laser padrão. O que torna o trabalho de Cundiff interessante, diz Baumberg, é que os pulsos de laser escuro são gerados espontaneamente.
Baumberg, no entanto, não sabe como o novo laser poderia ser usado. Como no caso do laser original, trata-se de uma solução procurando por um problema, diz.
O novo laser pode ser útil em comunicações ópticas a longas distâncias. Há limites na distância em que pulsos de luz podem viajar dentro de uma fibra óptica sem que ocorra distorção, pois diferentes comprimentos de onda movem-se a velocidades diferentes. Isso não seria um problema, para um pulso definido pela ausência de luz.
Fonte: Optics Express

terça-feira, 1 de junho de 2010

Os neutrinos possuem massa!

Cientistas europeus obtiveram pela primeira vez evidência direta de que neutrinos, partículas subatômicas com carga elétrica neutra e massa até agora considerada nula, podem mudar de tipo. Os neutrinos interagem somente muito raramente com a matéria.
vida de um múon
© New Scientist (vida de um múon)
O enorme fluxo de neutrinos solares que atravessa a Terra é suficiente para produzir apenas 1 interação por 1036 átomos alvo e cada interação produz somente alguns fótons ou um elemento transmutado. Existem três tipos de neutrinos: neutrinos do elétron, do tau e do múon. Acreditava-se que os neutrinos pudessem mudar de um tipo para outro, mas até agora não foi possível observar esse fenômeno.
Agora físicos do experimento Opera, localizado sob a montanha Gran Sasso, na Itália, dizem que ter detectado neutrinos do tau em um feixe de bilhões de neutrinos do múon emitidos em um centro do Cern (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares) a 730 quilômetros de distância.
O Laboratori Nazionali del Gran Sasso é um laboratório de física de partículas subterrâneo localizado entre as cidades de L'Aquila e Teramo, próximo à montanha Gran Sasso, quase abaixo do túnel Gran Sasso na Itália. O laboratório fica a cerca de 120 quilômetros de Roma, entre o Gran Sasso e o parque nacional de Monti della Laga. Ele é o maior laboratório de física de partículas subterrâneo do mundo, com cerca de 10,4 quilômetros de comprimento, e começou a operar nos anos da década de 1980 e sua expansão não é possível. 
O Gran Sasso possui três grandes áreas experimentais. Além de prédios de pesquisa na superfície esse laboratório de física de partículas tem extensas construções subterrâneas bem abaixo da montanha. Sua profundidade máxima é de 1400 metros.
Desde o final de agosto de 2006 o laboratório europeu de física de partículas CERN está dirigindo um feixe de neutrinos muônicos para o laboratório Gran Sasso, onde eles serão registrados por dois detectores, o OPERA e o ICARUS, em um estudo sobre oscilaçào de neutrinos.
O resultado confirma limitações no Modelo Padrão, teoria que descreve as interações entre partículas elementares. A teoria prevê que neutrinos não têm massa, mas neutrinos só podem oscilar entre um tipo e outro se tiverem massa.
Dados anteriores em favor da hipótese de oscilação eram indiretos. Em 1998, um grupo de físicos descobriu que alguns neutrinos dos tipos múon e elétron produzidos na atmosfera e no Sol desapareceram quando se dirigiam ao detector Super-Kamiokande, localizado no Japão.
 observatório kamioka
© Universidade de Tóquio (Super-Kamiokande)
Os dados do Opera, contudo, ainda permitem interpretações alternativas. Explicações envolvendo decaimento de neutrinos, por exemplo, não podem ser descartadas.
Fonte: New Scientist