Depois de quase seis meses de operação, as experiências no LHC estão começando a ver "sinais de efeitos potencialmente novos e interessantes".
Nos resultados divulgados pelos cientistas do experimento CMS, um dos quatro grandes detectores do LHC, foram observadas correlações até agora desconhecidas entre as partículas, que foram geradas durante colisões próton-próton realizadas a uma energia de 7 TeV.
Uma centena ou mais de partículas podem ser produzidas durante as colisões próton-próton. Os cientistas do CMS, aí incluído um grupo de brasileiros, estudam essas colisões medindo as correlações angulares entre as partículas conforme elas se espalham a partir do ponto de impacto - a foto mostra um "mapa" de um desses espalhamentos.
As análises revelaram que algumas das partículas se espalham seguindo o mesmo ângulo, o que pode demonstrar que elas estão intimamente interligadas, de uma forma nunca antes vista em colisões de prótons.
Em busca das explicações
O efeito é sutil e muitos cruzamentos e checagens tiveram que ser feitas para confirmar que ele é real.
Segundo os cientistas, o efeito, para o qual eles ainda não têm uma explicação, se parece com aqueles observados nas colisões de núcleos no laboratório RHIC, localizado no Laboratório Nacional Brookhaven, nos Estados Unidos - veja Descoberta antimatéria que cria nova tabela periódica e Descoberta partícula de antimatéria mais estranha já vista.
No entanto, durante uma apresentação feita pelos cientistas do CMS aos demais pesquisadores do CERN, eles destacaram que há várias explicações possíveis a serem consideradas.
A apresentação centrou-se em mostrar os resultados experimentais com o objetivo de promover uma discussão mais ampla sobre o assunto e, só então, apresentar explicações para essa "conexão" entre as partículas.
O LHC continuará acelerando e colidindo prótons até o final de outubro, acumulando mais dados que poderão ajudar a entender o fenômeno. No restante de 2010, o LHC irá colidir núcleos de chumbo.
Do que são feitos os quarks
Nessa nova etapa, será a vez do detector ALICE, otimizado para estudar colisões de núcleos. O principal objetivo do ALICE é estudar a matéria no estado quente e denso que teria existido apenas pequenas frações de segundo após o Big Bang.
Nesses experimentos, os cientistas esperam compreender como a matéria evoluiu para a matéria nuclear ordinária que compõe o Universo, sem sinais da antimatéria correspondente - presume-se que o Big Bang tenha criado quantidades iguais de matéria e de antimatéria.
Outro detector do colisor de partículas, chamado LHCb, recentemente detectou quarks excitados. Até agora acreditava-se que os quarks fossem os componentes mais básicos que formam todas as partículas conhecidas. Mas a presença de quarks excitados pode indicar que "subpartículas" estejam se rearranjando para alterar o estado de energia desses quarks.
O LHC, que é o maior laboratório científico do mundo, acelera partículas ao longo de seu anel de 27 km, arremessando-as umas contras as outras em busca de inúmeras respostas, mas de uma especificamente que parece desafiar o bom senso: de onde surge a massa das partículas - ou, dito de outro modo, o que faz com que a matéria seja matéria.
Nessa busca, contudo, ainda não foram encontrados nem mesmo "sinais potencialmente novos e interessantes". Por outro lado, em seu primeiro artigo científico, o LHC confirmou uma teoria do físico brasileiro Constatino Tsallis.
sábado, 25 de setembro de 2010
Árvores com antenas: etiquetas eletrônicas de papel rastreiam madeira
Pesquisadores alemães criaram um novo tipo de monitoramento sem fios, usando ondas de rádio, perfeitamente adaptado para a identificação e o rastreamento de árvores, estejam elas de pé na floresta ou já na forma de toras sendo levadas para a indústria.Rastreamento da madeira
Os engenheiros adaptaram a tecnologia de rastreamento sem fios - as chamadas etiquetas RFID - criando uma nova etiqueta inteligente feita inteiramente de papel e celulose.
Desta forma, o microtransmissor de rádio pode ser fixado na árvore e lá permanecer, inclusive entrando no processo produtivo da madeira sem representar um corpo estranho que atrapalhe o processo industrial.
Monitorar a origem e a rota seguida por uma árvore extraída de uma floresta é algo essencial tanto para a indústria madeireira legalizada, que precisa monitorar e otimizar seus recursos e para organizações responsáveis pelo manejo sustentável de áreas florestais, quanto para o poder público, que deve fiscalizar e coibir a extração de madeira ilegal.
Cada etiqueta inteligente possui em sua memória um identificador único, uma espécie de número de identidade de cada árvore. Para verificar quais árvores foram cortadas, ou para fiscalizar a carga de um caminhão de madeira, tudo o que é necessário fazer é passar com o caminhão sob um portal de leitura.
O portal é na verdade uma grande antena, que lê os números de cada etiqueta, sem a necessidade do descarregamento de nenhuma tora da carga.
Isto facilita e acelera o processo produtivo, mantendo o ritmo necessário de transporte e descarregamento para a indústria, e permite que a fiscalização verifique toda a carga, inibindo o conhecido truque de colocar toras de madeira de lei, cuja extração normalmente é proibida, por debaixo de toras de madeira com extração autorizada.
RFID de papel
As etiquetas RFID propriamente ditas foram fabricadas inteiramente de papel e de lignina, uma parte integrante das plantas.
Isto é importante para reduzir o custo das etiquetas e para não interferir no processamento da madeira industrial, que é triturada e transformada em pasta para a fabricação de papel ou placas de madeira pré-moldadas.
A etiqueta RFID não precisa de bateria para funcionar: ela recebe do leitor a energia necessária para que a etiqueta transmita seu número de identificação.
Na verdade, esta antena é a única parte da etiqueta que é feita de metal, mas na forma de uma película flexível e tão fina que, segundo os engenheiros, não ultrapassa os níveis típicos de impurezas encontradas na superfície da madeira.
Quando é grudada na árvore, a etiqueta recebe o seu número individual. Ao mesmo tempo, uma base de dados compartilhada entre indústria e autoridades de fiscalização é atualizada, ligando aquele número a todas as informações sobre a árvore, incluindo espécie, coordenadas geográficas de localização, ano de plantio, autorização para corte etc.
quinta-feira, 23 de setembro de 2010
É Notícia: Kennedy Alencar entrevista Indio da Costa e Guilherme Leal
Indio da Costa (candidato à vice-Presidência pelo DEM) e Guilherme Leal (candidato à vice-Presidência pelo PV) participam deste É Notícia. Na primeira parte, Indio fala sobre sua vida e sobre o desempenho de Serra na corrida presidencial. Indio também fala sobre os casos de corrupção e da relação entre PT e as Farc (Forças Armadas Revolucionárias da Colômbia). Na segunda parte, Guilherme Leal também fala de sua vida e o empreendedorismo de sua carreira.
Fonte: Rede TV!
USP cria nariz eletrônico que identifica cocaína e maconha no ambiente
Cientistas da USP no campus de Ribeirão Preto criaram um equipamento que consegue identificar cocaína e maconha pelo ar em menos de um minuto.O equipamento, chamado de "nariz eletrônico, foi desenvolvido pelo químico Matheus Manoel Teles de Menezes, juntamente com o professor Marcelo Firmino de Oliveira.
Cheiro de cocaína e maconha
O aparelho é muito sensível, detectando cocaína e maconha mesmo em quantidades ínfimas, de até 10 nanogramas por centímetro cúbico de ar.
"A técnica utilizada funciona como um 'nariz eletrônico', identificando as drogas pelo ar. Os métodos atuais necessitam da abertura e coleta de uma porção da droga. Mas, com a nova técnica, é possível encontrar a droga escondida (num pacote, numa mala ou com a própria pessoa)", comenta Menezes.
Segundo o químico, o método é ideal para batidas policiais em locais onde houve manuseio das drogas. "O equipamento poderia dispensar o uso do cão farejador, que fica vulnerável aos riscos do trabalho", destaca. A técnica também pode ser utilizada em outros ambientes, como em aeroportos, nos contêineres embarcados em aviões de carga, onde muitas vezes são escondidas as drogas.
Menezes lançará futuramente um protótipo que deverá ter dimensões entre 10 centímetros (cm) e 15 cm de largura e entre 15cm e 20 cm de altura (mais ou menos o formato de uma caixa de giz), equipado com sensores específicos para cada droga. Apesar de que protótipos deste tipo já existam para outras finalidades, este será o primeiro desenvolvido no Brasil para drogas de abuso.
"O estudo possui uma aplicação direta na sociedade. Há uma crescente preocupação com o uso de drogas entre as várias faixas sociais e uma deficiência muito grande no estudo de metodologias que forneçam parâmetros seguros para a polícia", afirma Menezes.
Sensores de drogas
Os sensores utilizados no trabalho são constituídos por uma finíssima lâmina de quartzo que é parcialmente recoberta por uma película de ouro, que funciona como eletrodo.
É nesse eletrodo que o modificador químico - a substância orgânica que captura as drogas de interesse - é depositado.
O segredo da técnica consiste exatamente no modificador químico, que reage com as moléculas da cocaína e da maconha. Em seguida, um instrumento medidor de frequência aponta uma alteração no valor da frequência, fruto do contato das moléculas das drogas com o modificador.
"A substância do modificador químico 'prenderá' as moléculas da droga. Durante este processo, a frequência de vibração do cristal muda, até que um novo patamar de frequência seja atingido. Isto sugere que o modificador químico encontra-se saturado pela droga", explica Menezes.
Chip de celular
Esse mecanismo funciona independentemente para cocaína e para maconha, já que cada droga exige um sensor com um modificador químico diferente.
O sensor de cocaína detecta diretamente as suas moléculas, destacando-as de substâncias que normalmente são misturados à droga, como a xilocaína, estricnina, cafeína e anfetaminas.
Já o sensor da maconha reconhece alguns dos canabinoides, substâncias que compõem a planta da maconha, e o &tetha;9-THC, principal canabinoide responsável pelas alterações no sistema nervoso central humano.
"Os sensores para cada droga funcionam como os chips de um celular: eles são diferentes para cada operadora, mas podem ser usados no mesmo celular", ilustra o químico.
Agora Menezes pretende aprofundar sua pesquisa em sua tese de doutorado. "A próxima etapa visa aperfeiçoar os estudos relacionados à cocaína e seus interferentes."
Redução na velocidade da luz é obtida dentro de um chip de silício
A informática é ávida por aumentos de velocidade. Mas, para obter a velocidade definitiva, tornando os chips ópticos uma realidade, com a substituição da eletricidade pela luz, uma redução na velocidade da luz pode ser um passo muito útil.E foi justamente isso o que fizeram cientistas da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, nos Estados Unidos.
O grupo do professor Holger Schmidt criou um pequeno dispositivo óptico capaz de reduzir a velocidade da luz em 1.200 vezes, a menor taxa de propagação da luz obtida em um chip de silício até hoje - e, pela primeira vez, operando a temperatura ambiente.
Controle da velocidade da luz
Embora as fibras ópticas transmitam dados à velocidade da luz, o roteamento e as operações de processamento de dados ainda precisam converter os sinais de luz em sinais eletrônicos.
O processamento totalmente óptico de dados vai exigir equipamentos compactos e confiáveis capazes de retardar, armazenar e processar pulsos de luz. E neste ponto que o novo chip avança.
A capacidade de controlar os pulsos de luz dentro de um chip é um grande passo para tornar realidade as redes de comunicações quânticas totalmente ópticas, com vastas melhorias na velocidade e no consumo de energia na transmissão de dados.
"Diminuir a velocidade da luz e outros efeitos de coerência quântica já são conhecidos há algum tempo, mas para utilizá-los em aplicações práticas temos de ser capazes de aplicá-los em uma plataforma que possa ser produzida em massa e funcione a temperatura ambiente ou mais alta, e é isso o que os nossos chips obtiveram," disse Schmidt.
Como a velocidade da luz é diminuída
A base do novo chip é um equipamento de espectroscopia atômica totalmente integrado, criado pela mesma equipe em 2007.
A manipulação da luz é feita por uma nuvem de vapor de átomos de rubídio, colocada dentro do espaço oco de um guia de ondas óptico.
Sob a ação combinada de dois lasers (um laser de sinal e um laser de controle), os elétrons nos átomos de rubídio são postos em uma superposição coerente de dois estados quânticos.
No estranho mundo da física quântica, esses elétrons passam a existir em dois estados diferentes ao mesmo tempo. Um dos resultados disso é um efeito conhecido como a transparência eletromagneticamente induzida, que é fundamental para diminuir a velocidade da luz.
"Normalmente, o vapor de rubídio absorve a luz do laser de sinal, não deixando passar nada. Então você liga o laser de controle e voilá, o material torna-se transparente e o pulso do laser de sinal não apenas atravessa, mas também se move muito mais lentamente," explica Schmidt.
Interações entre a luz e a matéria
Ao utilizar o avanço anterior do chip de espectroscopia atômica, a equipe obteve efeitos quânticos que permitem não apenas tornar a luz mais lenta, mas também outras interações entre a luz e a matéria que abrem a possibilidade de novos dispositivos ópticos radicalmente novos, voltados para a computação quântica e para os sistemas de comunicação quântica.
Além disso, segundo Schmidt, o sistema é mais fácil de ser ligado e desligado e ajusta-se à velocidade de luz com que se deseja trabalhar. "Mudando a potência de um laser de controle nós podemos mudar a velocidade da luz - apenas girando o botão de controle de potência."
"[Nosso chip] tem implicações para estudos efeitos ópticos não-lineares muito além de diminuir a velocidade da luz", continua ele. "Nós podemos usá-lo para criar chaves totalmente ópticas, detectores de fótons únicos, dispositivos de memória quântica, e várias outras possibilidades entusiasmantes."
Avanços na fotônica
Em 2005, cientistas da IBM conseguiram frear a luz no interior de um chip de silício, obtendo então uma redução de 300 vezes, mas em um aparato funcionando em temperatura criogênica.
Outro passo importante no campo da fotônica foi a criação de uma memória óptica que armazena e recupera pulsos de luz individuais.
Radiação solar está causando redução da termosfera terrestre
Grandes mudanças na produção de energia no Sol estão causando flutuações dramáticas na camada externa da atmosfera da Terra.Influências do Sol
Um estudo recém-publicado na revista Geophysical Research Letters, financiado pela NASA e pela National Science Foundation (NSF), faz uma associação direta entre um encolhimento recente de uma camada da alta atmosfera da Terra com uma queda acentuada nos níveis de radiação ultravioleta emitidas pelo Sol.
A pesquisa indica que o ciclo magnético solar, que produz números variáveis de manchas solares ao longo de ciclos de cerca de 11 anos, pode variar mais do que se pensava anteriormente.
"Esta pesquisa apresenta um argumento convincente para a necessidade de se estudar o sistema acoplado Sol-Terra", afirmou Farzad Kamalabadi, da NSF, "e ilustra a importância da influência solar sobre o nosso ambiente terrestre, com implicações fundamentais tanto científicas quanto em termos de consequências sociais."
Navegação espacial
As descobertas podem ter implicações para os satélites em órbita, bem como para a Estação Espacial Internacional.
Por um lado, o fato de que a camada superior da atmosfera, conhecida como termosfera, se encolhe e fica menos densa, significa que os satélites podem manter mais facilmente suas órbitas, permanecendo no espaço por mais tempo e desfrutando de uma vida útil maior.
Por outro lado, isso indica que o lixo espacial e outros objetos que apresentam riscos para a "navegação espacial" também podem ficar por mais tempo na termosfera do que se calculava.
Termosfera
Os dados demonstraram que o que se convencionou chamar de "mínimo solar" não é uma situação padrão, mas varia de um ciclo para outro. Ou seja, os mínimos solares não são iguais entre si.
A produção de energia no Sol caiu a níveis anormalmente baixos entre 2007 e 2009, um mínimo solar particularmente prolongado, durante o qual praticamente não ocorreram manchas solares ou tempestades solares.
Durante esse período de baixa atividade solar, a termosfera terrestre encolheu mais do que em qualquer momento desde que ela é monitorada, ao longo dos últimos 43 anos da chamada era espacial.
A termosfera, que compreende uma faixa entre 90 e 500 km com altitude, é uma camada de gás rarefeita na fronteira com o espaço exterior. É lá que se dá o primeiro contato da radiação solar com a atmosfera da Terra.
Ela geralmente esfria e se torna menos densa durante períodos de atividade solar muito baixa.
Mas a magnitude da queda de densidade da termosfera durante o mínimo solar mais recente foi cerca de 30 por cento maior do que seria de se esperar mesmo com a baixíssima atividade solar verificada.
Influência do CO2
O estudo também mostrou que a variação da termosfera sofre pouca influência do nível de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera terrestre. Os cálculos anteriores estimavam que o gás de efeito estufa estaria reduzindo a densidade da camada externa da atmosfera entre 2 e 5 por cento por década.
Estudando um período de 13 anos (1996 a 2008, inclusive), eles verificaram que a termosfera esfriou 41 kelvin (K) no período, com apenas 2 K atribuíveis ao aumento do dióxido de carbono.
Quando à densidade da termosfera, os resultados mostraram uma diminuição de 31 por cento, com apenas 3 por cento atribuídos ao dióxido de carbono.
"Agora está claro que o recorde de baixa temperatura e densidade foram primariamente causados por níveis anormalmente baixos de radiação solar na faixa do ultravioleta extremo," diz Stanley Solomon, um dos autores do estudo.
Super mínimos
Os pesquisadores também afirmam que seus dados indicam que o Sol pode estar passando por um período de atividade relativamente baixa de longo prazo, semelhantes aos períodos verificados no início dos séculos 19 e 20.
"Então esperamos ter ciclos solares menos intensos nos próximos 10 a 30 anos," disse Thomas Woods, coautor do trabalho.
Esta conclusão está de acordo com dados de outra pesquisa publicada nesta semana, segundo a qual as manchas solares poderão desaparecer a partir de 2016.
Fonte: Com informações da NSF
Dados criptografados são processados sem serem decifrados
Imagine a solução definitiva da criptografia: você poder responder a uma pergunta sem saber a própria pergunta.
De forma mais simples, suponha que alguém pense em dois números e, em seguida, peça a outra pessoa para somar ou multiplicar os dois, sem que essa pessoa saiba quais são os dois números.
Isso já é possível desde que a pessoa receba um código criptografado dos dois números - mesmo não conhecendo a senha para decifrá-los.
A técnica tornará possível, por exemplo, que uma empresa envie seus dados criptografados para processamento em um computador de terceiros, sem correr o risco de que seus dados sejam lidos.
Computação em dados criptografados
O último passo para transformar essa possibilidade técnica em uma realidade prática foi dado por Nigel Smart, da Universidade de Bristol, no Reino Unido, e Frederik Vercauteren, da Universidade Católica de Leuven, na Bélgica.
Os dois pesquisadores acabam de dar um passo importante rumo a um sistema totalmente prático que permita computar dados criptografados sem precisar decifrá-los.
"Nosso sistema permite que os cálculos sejam executados em dados criptografados, o que poderá permitir a criação de sistemas nos quais você armazena os dados remotamente de uma forma segura e ainda é capaz de acessá-los," diz Smart.
Segundo o pesquisador, quando totalmente desenvolvido, o trabalho terá um impacto muito abrangente, em áreas tão diversas como o acesso a banco de dados, leilões eletrônicos e até urnas eletrônicas.
Um sistema assim será ideal também para acessar prontuários médicos durante pesquisas científicas. Os pesquisadores poderão executar cálculos estatísticos sobre ocorrências de enfermidades sem a necessidade de revelar informações sobre os pacientes individuais.
Criptografia homomórfica
Em outro exemplo, imagine uma pessoa que está participando de um leilão online, mas não quer o leiloeiro saiba sua oferta para não incentivar lances mais altos.
Lances criptografados poderão ser enviados para o leiloeiro e, em seguida, usando um esquema totalmente homomórfico, o leiloeiro poderá saber quem ganhou e qual foi a proposta vencedora mesmo sem conhecer os demais lances.
Por quase 30 anos esse tem sido o sonho da criptografia: chegar a um esquema que permita "somar" e "multiplicar" mensagens cifradas - o chamado esquema totalmente homomórfico.
Tão logo seja possível somar e multiplicar, torna-se possível realizar qualquer outra função.
Ao longo dos anos, foram propostos vários esquemas de criptografia nesse caminho, que possuem as operações de soma ou de multiplicação, mas nunca as duas.
Operações em textos cifrados
Em 2009, Craig Gentry, então na Universidade de Stanford e ligado à IBM, sugeriu o primeiro esquema capaz de tanto somar quanto multiplicar mensagens cifradas.
Contudo, embora seja uma descoberta teórica surpreendente, o sistema de Gentry não é prático.
Agora, Smart e Vercauteren descobriram uma maneira de simplificar o sistema de Gentry, tornando-o um pouco mais prático.
Embora ainda não seja eficiente o suficiente para ser usado no dia-a-dia, a realização é um passo importante nesse sentido, mostrando que a criptografia homomórfica é bem mais do que uma curiosidade técnica.
De forma mais simples, suponha que alguém pense em dois números e, em seguida, peça a outra pessoa para somar ou multiplicar os dois, sem que essa pessoa saiba quais são os dois números.
Isso já é possível desde que a pessoa receba um código criptografado dos dois números - mesmo não conhecendo a senha para decifrá-los.
A técnica tornará possível, por exemplo, que uma empresa envie seus dados criptografados para processamento em um computador de terceiros, sem correr o risco de que seus dados sejam lidos.
Computação em dados criptografados
O último passo para transformar essa possibilidade técnica em uma realidade prática foi dado por Nigel Smart, da Universidade de Bristol, no Reino Unido, e Frederik Vercauteren, da Universidade Católica de Leuven, na Bélgica.
Os dois pesquisadores acabam de dar um passo importante rumo a um sistema totalmente prático que permita computar dados criptografados sem precisar decifrá-los.
"Nosso sistema permite que os cálculos sejam executados em dados criptografados, o que poderá permitir a criação de sistemas nos quais você armazena os dados remotamente de uma forma segura e ainda é capaz de acessá-los," diz Smart.
Segundo o pesquisador, quando totalmente desenvolvido, o trabalho terá um impacto muito abrangente, em áreas tão diversas como o acesso a banco de dados, leilões eletrônicos e até urnas eletrônicas.
Um sistema assim será ideal também para acessar prontuários médicos durante pesquisas científicas. Os pesquisadores poderão executar cálculos estatísticos sobre ocorrências de enfermidades sem a necessidade de revelar informações sobre os pacientes individuais.
Criptografia homomórfica
Em outro exemplo, imagine uma pessoa que está participando de um leilão online, mas não quer o leiloeiro saiba sua oferta para não incentivar lances mais altos.
Lances criptografados poderão ser enviados para o leiloeiro e, em seguida, usando um esquema totalmente homomórfico, o leiloeiro poderá saber quem ganhou e qual foi a proposta vencedora mesmo sem conhecer os demais lances.
Por quase 30 anos esse tem sido o sonho da criptografia: chegar a um esquema que permita "somar" e "multiplicar" mensagens cifradas - o chamado esquema totalmente homomórfico.
Tão logo seja possível somar e multiplicar, torna-se possível realizar qualquer outra função.
Ao longo dos anos, foram propostos vários esquemas de criptografia nesse caminho, que possuem as operações de soma ou de multiplicação, mas nunca as duas.
Operações em textos cifrados
Em 2009, Craig Gentry, então na Universidade de Stanford e ligado à IBM, sugeriu o primeiro esquema capaz de tanto somar quanto multiplicar mensagens cifradas.
Contudo, embora seja uma descoberta teórica surpreendente, o sistema de Gentry não é prático.
Agora, Smart e Vercauteren descobriram uma maneira de simplificar o sistema de Gentry, tornando-o um pouco mais prático.
Embora ainda não seja eficiente o suficiente para ser usado no dia-a-dia, a realização é um passo importante nesse sentido, mostrando que a criptografia homomórfica é bem mais do que uma curiosidade técnica.
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