segunda-feira, 24 de novembro de 2014

Descoberta nova conexão entre eletricidade e magnetismo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/11/2014

Descoberta nova conexão entre eletricidade e magnetismo
A magnitude da eletricidade gerada e a dependência de um campo magnético externo permitirão o uso do fenômeno para detectar informações armazenadas magneticamente. [Imagem: Chiara Ciccarelli et al. - 10.1038/nnano.2014.252]
Bombeamento de carga
Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu um novo elo entre o magnetismo e a eletricidade que pode ter aplicações em eletrônica.
Eles demonstraram que é possível gerar uma corrente elétrica em um material magnético simplesmente rotacionando sua magnetização.
O fenômeno, chamado "bombeamento de carga", produz uma corrente alternada de alta frequência.
A geração e a modulação de correntes de alta frequência são elementos centrais nos aparelhos de comunicações via rádio, como telefones celulares, redes Wi-Fi, Bluetooth, e também estão sendo incluídas nos radares desenvolvidos para os carros sem motoristas.
O novo comportamento é um espelho da magnetoeletricidade, descoberta em 2010, na qual as propriedades magnéticas de um material podem ser controladas por um campo elétrico externo.
Spintrônica
Segundo a equipe, a magnitude da eletricidade gerada e a dependência de um campo magnético externo permitirão o uso do fenômeno para detectar informações armazenadas magneticamente.
O fenômeno poderá ser útil na transferência e manipulação de dados naspintrônica, uma tecnologia que armazena e processa dados usando o spin de elétrons individuais como bits.
A spintrônica vem sendo explorada no armazenamento de dados desde a descoberta da magnetorresistência gigante, em 1988, premiada com o Nobel de Física em 2007.
Descoberta nova conexão entre eletricidade e magnetismo
"O fenômeno é um resultado de uma ligação direta entre a eletricidade e o magnetismo," diz o professor Arne Brataas. [Imagem: Cortesia Arne Brataas/Gemini]
Ligação direta entre a eletricidade e o magnetismo
Já se sabe há algum tempo que rotacionar a magnetização em um material magnético pode gerar correntes de spin puras em condutores colocados juntos ao magneto - correntes de spin puras são correntes em direções opostas formadas por elétrons com spins para cima e para baixo, respectivamente.
Entretanto, não é possível detectar essas correntes de spin com um voltímetro comum porque elas são canceladas pelo fluxo de carga associado - a corrente comum de cargas elétricas - seguindo na mesma direção.
Por isso é necessário um elemento adicional, como um outro ímã ou uma forte interação spin-órbita, o que gera um efeito Hall de spin.
O que a equipe descobriu agora é que, em uma classe especial de materiais ferromagnéticos, a conversão spin-carga ocorre dentro do mesmo material, eliminando a necessidade do elemento secundário e viabilizando o aproveitamento prático do fenômeno.
Em termos simples, o material ferromagnético funciona como gerador de corrente alternada induzida pela rotação da magnetização - em termos menos simples, o material converte diretamente a corrente de spin em corrente de carga por meio da interação spin-órbita.
"O fenômeno é um resultado de uma ligação direta entre a eletricidade e o magnetismo. Ele abre a possibilidade de técnicas de detecção em nanoescala de informações magnéticas e a geração de correntes alternadas de frequências muito altas," disse Arne Brataas, da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia.
Bibliografia:

Magnonic charge pumping via spin–orbit coupling
Chiara Ciccarelli, Kjetil M. D. Hals, Andrew Irvine, Vit Novak, Yaroslav Tserkovnyak, Hidekazu Kurebayashi, Arne Brataas Andrew Ferguson
Nature Nanotechnology
Published online
DOI: 10.1038/nnano.2014.252

Fonte; Inovação tecnológica

Campo elétrico

https://www.dropbox.com/s/ahgdxhwb9oi17nz/campo%20eletrico5.pdf?dl=0

sábado, 15 de novembro de 2014

Metade das estrelas pode estar fora das galáxias

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/11/2014

Estrelas fora das galáxias
Este gráfico ilustra como a equipe mediu um brilho difuso de infravermelho preenchendo de luz os espaços entre as galáxias. Em primeiro lugar, imagens do céu foram coletadas em vários voos de foguetes - uma pequena parte da imagem é mostrada à esquerda. O próximo passo foi remover todas as estrelas e galáxias conhecidas. Os dados restantes revelam padrões de grande escala de luz com aglomerados que são maiores do que as próprias galáxias (centro). Suavizando os dados, é possível ver os padrões de grande escala (à direita).[Imagem: NASA/JPL-Caltech]
Luz de Fundo Extragaláctica
Astrônomos acreditam ter encontrado indícios de que metade das estrelas do Universo não faz parte de galáxias, vagando isoladas pelo enorme espaço intergaláctico.
Há muito se debate a origem da "Luz de Fundo Extragaláctica" (LFE) - as galáxias conhecidas não emitem luz suficiente para explicar todo o brilho que é captado quando observamos o céu - essa radiação fica na faixa infravermelha do espectro.
Há cerca de 10 anos, uma equipe usou dados do telescópio espacial Spitzer para concluir que esse brilho de fundo tinha sido emitido pelas galáxias primordiais, há muito tempo destruídas ou fundidas para formar a atual população de galáxias conhecidas.
Estrelas sem galáxias
Agora, usando telescópios especiais a bordo de dois foguetes de sondagem da NASA, Michael Zemcov e seus colegas verificaram que a luz de fundo extragaláctica é azul demais para poder ser atribuída às galáxias muito antigas - nesse caso, o desvio para o vermelho deveria ser muito maior.
Segundo eles, a melhor explicação para os novos dados é que esse brilho se origina de estrelas que foram arrancadas de suas galáxias originais por colisões e fusões, e agora flutuam soltas pelo espaço intergaláctico.
Essas estrelas não são diretamente observáveis porque estrelas são muito pequenas em comparação com as galáxias que povoam o céu. Apesar disso, "a luz total produzida por essas estrelas desgarradas é mais ou menos igual à luz de fundo que obtemos contando as galáxias individualmente," disse o professor Jamie Bock, membro da equipe.
Em outras palavras, se você calcular a luz produzida individualmente por todas as galáxias conhecidas, a soma será menor do que a luz de fundo extragaláctica. Com base nessa intensidade do brilho captado, a equipe conclui que há tantas estrelas desgarradas quanto estrelas reunidas em galáxias.
A ideia não é totalmente estranha, uma vez que já se conhecem vários planetas sem estrelas, vagando soltos pelas galáxias, assim como estrelas hipervelozes ejetadas da Via Láctea. E isto sem levar em conta o processo de fusões e choques entre galáxias, que podem deixar muitas estrelas órfãs.
Estrelas fora das galáxias
As estrelas desgarradas são pequenas demais para serem vistas individualmente, para se manifestam na forma de um suave brilho, que é muito maior do que o emitido pelas próprias galáxias. [Imagem: NASA/JPL-Caltech]
Redefinição de galáxia
"As descobertas redefinem o que os cientistas imaginam ser galáxias. Galáxias podem não ter um conjunto delimitado de estrelas, mas em vez disso se espalharem por grandes distâncias, formando um vasto mar interconectado de estrelas," disse a NASA em comunicado.
O experimento CIBER (Cosmic Infrared Background Experiment) consistiu em lançar telescópios com enorme campo de visão - várias vezes a área coberta pela Lua cheia - para observar diferentes partes do céu em diferentes momentos, o que permitiu eliminar a influência da luz zodiacal, o reflexo do brilho do Sol sobre partículas de poeira espalhadas pelo Sistema Solar.
Como o processamento dos dados foi extremamente delicado e trabalhoso, envolvendo identificar e remover outras fontes, como as geradas pelo próprio instrumento, pelo Sistema Solar, pelas estrelas, pela Via Láctea e por todas as demais galáxias, vários astrônomos não envolvidos no estudo receberam os resultados com cautela, talvez escaldados pelos casos recentes dos neutrinos superluminais e pela detecção de ondas gravitacionais.
Mas muitos concordam que há um problema com os dados observacionais - as galáxias conhecidas não geram a quantidade de radiação detectada - e a equipe forneceu uma explicação possível.
"Embora tenhamos projetado nosso experimento para procurar pela emissão das primeiras estrelas e galáxias, essa explicação não se encaixa muito bem nos nossos dados. A melhor interpretação é que estamos vendo a luz de estrelas fora das galáxias, mas nos mesmos halos de matéria escura. As estrelas foram arrancadas das suas galáxias-mãe por interações gravitacionais - que sabemos acontecer a partir de imagens de galáxias interagindo - e arremessadas a grandes distâncias," defende Zemcov.
Bibliografia:

On the origin of near-infrared extragalactic background light anisotropy
Michael Zemcov, Joseph Smidt, Toshiaki Arai, James Bock, Asantha Cooray, Yan Gong, Min Gyu Kim, Phillip Korngut, Anson Lam, Dae Hee Lee, Toshio Matsumoto, Shuji Matsuura, Uk Won Nam, Gael Roudier, Kohji Tsumura, Takehiko Wada
Science
Vol.: 346, Issue 6210, 732-735
DOI: 10.1126/science.1258168

Disponível em:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=estrelas-fora-das-galaxias&id=020130141107

Quatro maneiras para você observar o Multiverso

Com informações da New Scientist - 14/11/2014

Quatro maneiras para você observar o Multiverso
Em dimensões cosmológicas, os astrofísicos procuram pormundos paralelos observando se há algum vazamento de energia de outro universo para o nosso.[Imagem: MIT]
Teoria dos multiversos
Para alguns, a pergunta se existe vida em outros universos é fácil de ser respondida, uma vez que os múltiplos universos seriam nada menos do que réplicas deste nosso universo, em cada um dos quais ocorreria uma das inúmeras possibilidades de eventos que são tão caras à mecânica quântica.
Nessa interpretação, toda vez que você faz uma escolha, você influencia uma infinidade de universos, o que inclui uma infinidade de outros "vocês" - alguns deles levando vidas muito diferentes da sua porque suas decisões "colapsaram" de forma diferente.
Isso pode soar como um conceito vindo de uma imaginação febril, mas muitos físicos acreditam que o multiverso é real.
E eles apresentam seus indícios. Aqui estão quatro deles, quatro maneiras que o multiverso pode estar se manifestando em nosso mundo cotidiano.
A função de onda
Ela nasceu como uma entidade matemática, embora alguns físicos defendam que a função de onda é uma entidade real.
A função de onda descreve as propriedades de qualquer sistema quântico. Essas propriedades - a direção do spin de um átomo, por exemplo - podem assumir vários valores de uma só vez, no que é conhecido como superposição quântica. Mas quando medimos uma dessas propriedades, ela tem sempre um único valor - no caso de spin, esse valor é expresso como "para cima" ou "para baixo".
Na tradicional interpretação de Copenhague da mecânica quântica, diz-se que a função de onda "colapsa" quando a medição é feita, mas não está claro como isso acontece. O famoso gato de Schrodinger, nem vivo nem morto até que alguém olhe dentro de sua caixa, ilustra isso.
Na teoria dos multiversos, a função de onda nunca colapsa. Em vez disso, ela descreve a propriedade ao longo de vários universos. Neste universo o spin do átomo está para cima; em outro universo, ele está para baixo. Quando você fizer a medição, "infalivelmente" encontrará o valor da propriedade que vale para este universo.
Dualidade onda-partícula
No experimento de referência para explicitar a dualidade onda-partícula, foram enviados fótons, um de cada vez, por um par de fendas, com uma tela fosforescente atrás delas. A medição em cada uma das fendas registra fótons individuais, que passam como partículas por uma ou por outra fenda.
Mas deixe o aparelho funcionando e um padrão de interferência irá se acumular na tela, como se cada fóton tivesse passado pelas duas fendas ao mesmo tempo e difratado em cada delas, como uma onda clássica.
Esta dualidade tem sido descrita como o "mistério central" da mecânica quântica. Na interpretação de Copenhague, ela é devida ao colapso da função de onda. Deixado à própria sorte, cada fóton vai passar pelas duas fendas ao mesmo tempo: é a medição que os força a "escolher" uma das fendas.
Na teoria dos multiversos, contudo, cada fóton só passa por uma das fendas. O padrão de interferência emerge quando um fóton interage com seu clone que está passando pela outra fenda em um universo paralelo.
Quatro maneiras para você observar o Multiverso
O fenômeno do entrelaçamento quântico já foi demonstrado em 103 dimensões. [Imagem: Mario Krenn et al./Pnas]
Computação quântica
Embora os computadores quânticos ainda estejam em sua infância, eles são, em teoria, incrivelmente poderosos, capazes de resolver problemas complexos muito mais rapidamente do que qualquer computador clássico.
Na interpretação de Copenhague, isto ocorre porque o computador quântico está trabalhando com qubits entrelaçados e superpostos, que podem assumir muitos mais estados do que os valores binários disponíveis para os bits usados pelos computadores clássicos.
Na interpretação dos multiversos, os computadores quânticos são rápidos porque realizam seus cálculos em muitos universos ao mesmo tempo, com as partículas trocando dados de um universo para outro.
Se isso parece muito estranho, lembre-se que, na tradição mais aceita, essaspartículas influenciam-se mutuamente mesmo que estejam em extremos opostos da galáxia, tudo instantaneamente - ninguém sabe como.
Einstein chamou isso de ação fantasmagórica à distância, enquanto alguns físicos já defendem que existem influências escondidas além do espaço-tempo.
Quatro maneiras para você observar o Multiverso
Se as propriedades quânticas não fossem estranhas o suficiente, físicos já separaram uma partícula de suas propriedades. [Imagem: Vienna University of Technology]
Roleta russa quântica
Isto equivale a interpretar você mesmo o papel de gato de Schrodinger.
Você vai precisar de uma arma cujo disparo seja controlado por uma propriedade quântica, como o spin de um átomo, que tem dois estados possíveis quando medido.
Se a interpretação de Copenhague está certa, você tem os familiares 50% de chance de sobrevivência. Quanto mais vezes você "jogar", menos provável será que você sobreviva.
Se o multiverso for real, por outro lado, sempre haverá um universo em que "você" estará vivo, não importa quanto tempo você jogar. Além do mais, você pode sempre acabar nele, graças ao elevado status do "observador" na mecânica quântica. Você vai apenas ouvir uma série de cliques, já que o disparo da arma vai falhar todas as vezes.
Em outras palavras, "você" vai perceber que é essencialmente imortal - o problema é que não é exatamente esse "você" que agora você chama de eu.
Assim, talvez seja melhor não tentar, mesmo porque tudo isto são hipóteses ou teorias - ou interpretações de hipóteses e teorias.
Disponível em:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=quatro-maneiras-voce-observar-multiverso&id=010130141114&ebol=sim#.VGgLtzTF9Ko