Quinta força fundamental da natureza pode ter sido descoberta

O sinal da nova partícula, uma espécie de fóton com massa, é conhecida como anomalia do berílio 8 (⁸Be).[Imagem: Jonathan L. Feng et al.]

Revolucionário

Experimentos realizados por físicos húngaros em meados do ano passado podem ter descoberto uma nova partícula subatômica que revela a existência de uma quinta força fundamental da natureza.

"Se for verdade, é revolucionário," disse Jonathan Feng, da Universidade da Califórnia, nos EUA, cuja equipe está apresentando uma nova teoria para tentar explicar a anomalia encontrada pelos físicos húngaros.

"Há décadas nós conhecemos as quatro forças fundamentais: gravitação, eletromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca. Se for confirmada por outros experimentos, esta descoberta de uma possível quinta força vai mudar completamente a nossa compreensão do Universo, com consequências para a unificação das forças e para a matéria escura," acrescentou.

Nova partícula de luz

Em 2015, uma equipe da Academia de Ciências da Hungria estava à procura de "fótons escuros", partículas que poderiam explicar a elusiva matéria escura, que os físicos dizem que compõe cerca de 85% da massa do Universo.

Eles não encontraram exatamente o que procuravam, mas descobriram uma anomalia no decaimento radioativo que aponta para a existência de um fóton com massa, uma partícula de luz exatamente 30 vezes mais pesada do que um elétron.

"Os experimentalistas não foram capazes de afirmar que era uma nova força," disse Feng. "Eles simplesmente viram um excesso de eventos que indica uma nova partícula, mas não estava claro para eles se era uma partícula de matéria ou de uma partícula que transmite força".

O grupo de Feng então reuniu, além desses novos dados, todos os outros experimentos anteriores na área e demonstrou que as evidências desfavorecem fortemente tanto partículas de matéria quanto os fótons escuros.

Eles então propuseram uma nova teoria que sintetiza todos os dados existentes e determina que a descoberta pode indicar uma quinta força fundamental da natureza.

Vários experimentos já levantaram a possibilidade da existência de uma Quinta Força Fundamental da natureza. [Imagem: Marc Airhart (UTexas-Austin)/Steve Jacobsen (Northwestern University)]

Bóson X protofóbico

A nova teoria estabelece que, em vez de ser um fóton escuro, a nova partícula pode ser um "bóson X protofóbico". Enquanto a força elétrica normal age sobre elétrons e prótons, este bóson recém-descoberto interage apenas com elétrons e nêutrons - e em uma gama extremamente limitada.

"Não há nenhum outro bóson que tenhamos observado que tenha essa mesma característica. Nós simplesmente o chamamos de 'bóson X', onde X significa desconhecido," explicou Timothy Tait, coautor da nova teoria.

Feng destaca que novos experimentos são cruciais, o que não será difícil, já que a partícula não é muito pesada e há vários laboratórios ao redor do mundo que conseguem gerar a energia necessária para que ela apareça: "Mas a razão pela qual tem sido difícil encontrá-la é que suas interações são muito fracas. Como a nova partícula é tão leve, existem muitos grupos experimentais que trabalham em pequenos laboratórios ao redor do mundo que podem seguir as indicações iniciais, agora que eles sabem onde procurar".

Força mais fundamental e Setor Escuro

Como tantas outras descobertas científicas, esta abre campos inteiramente novos de investigação.

Uma possibilidade intrigante é que essa potencial quinta força fundamental pode se juntar às forças eletromagnética e nuclear forte e fraca como "manifestações de uma força maior, mais fundamental," defende Feng.

Citando o entendimento que os físicos têm do Modelo Padrão, ele especula que pode haver também um "setor escuro" inteiro, com sua própria matéria e suas próprias forças - englobando assim, a matéria escura e a energia escura.

"É possível que estes dois setores [o normal e o escuro] falem um com o outro e interajam através de interações de alguma forma veladas, mas fundamentais," propõe ele. "Esta força do setor escuro pode se manifestar como esta força protofóbica que estamos vendo como resultado do experimento húngaro. Num sentido mais amplo, ela se encaixa com a nossa pesquisa original para compreender a natureza da matéria escura."

Bibliografia:
Particle Physics Models for the 17 MeV Anomaly in Beryllium Nuclear Decays
Jonathan L. Feng, Bartosz Fornal, Iftah Galon, Susan Gardner, Jordan Smolinsky, Tim M. P. Tait, Philip Tanedo
Physical Review Letters
DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.042501
http://arxiv.org/abs/1608.03591

Protophobic Fifth Force Interpretation of the Observed Anomaly in 8Be Nuclear Transitions
Jonathan L. Feng, Bartosz Fornal, Iftah Galon, Susan Gardner, Jordan Smolinsky, Tim M. P. Tait, Philip Tanedo
https://arxiv.org/abs/1604.07411

Observation of Anomalous Internal Pair Creation in 8Be: A Possible Signature of a Light, Neutral Boson
A. J. Krasznahorkay, M. Csatlós, L. Csige, Z. Gácsi, J. Gulyás, M. Hunyadi, T. J. Ketel, A. Krasznahorkay, I. Kuti, B. M. Nyakó, L. Stuhl, J. Timár, T. G. Tornyi, Zs. Vajta
Physical Review Letters
http://arxiv.org/abs/1504.01527

Nasce a Holografia Quântica

Esquema do experimento que gerou o primeiro holograma de um único fóton - um holograma quântico.[Imagem: FUW/dualcolor.pl/jch]

O que sabemos das leis naturais

Você se envolveria em uma pesquisa que pretendesse fazer algo que os livros-texto dizem contrariar as leis fundamentais da física?

Talvez sim, pelo menos se você fosse um dos cientistas que desbravam a natureza e ajudam a escrever as teorias que nós costumamos chamar de leis - mas que parecem nunca estar perfeitamente escritas.

Por exemplo, até agora os físicos acreditavam que criar um holograma de um único fóton era impossível devido às leis fundamentais da física porque fótons individuais obedecem às leis da mecânica quântica, enquanto os hologramas dependem de interferências de feixes de luz - formados por zilhões de fótons -, que seguem as leis da óptica clássica.

Mas agora você pode apagar todas essas "crenças", porque uma equipe de físicos da Universidade de Varsóvia, na Polônia, acaba de superar todos os desafios e aplicar os conceitos da holografia clássica para o mundo dos fenômenos quânticos - eles criaram o primeiro holograma quântico.

Como seria de se esperar, o impacto dessa realização está ribombando por todos os fundamentos da mecânica quântica, e certamente ajudará a reescrever muitos livros-texto de física.

Holografia clássica e holografia quântica

"Nós realizamos um experimento relativamente simples para medir e visualizar algo incrivelmente difícil de observar: o formato da frente de onda de um único fóton," resume o professor Radoslaw Chrapkiewicz.

Simples, mas espetacular.

Para começar, na fotografia os pontos individuais de uma imagem registram apenas a intensidade da luz. Já na holografia clássica o fenômeno de interferência registra também a fase das ondas de luz, que transporta informação sobre a profundidade da imagem.

Para criar um holograma, uma onda de luz de referência é sobreposta a uma outra onda do mesmo comprimento de onda, mas refletida de um objeto tridimensional - para essa superposição, os picos e vales das duas ondas são deslocados em diferentes graus para diferentes pontos da imagem.

Isto resulta em uma interferência, criando um complexo padrão de linhas devido às diferenças de fase entre as duas ondas. Basta então usar um feixe de luz de referência para iluminar o holograma e recriar a estrutura espacial das frentes das ondas da luz refletida, recriando assim a forma 3D do objeto.

O problema de ir reduzindo os feixes de luz até o mínimo possível, até um fóton apenas - para criar um holograma de um fóton individual - é que a fase dos fótons individuais continua a flutuar, o que torna a interferência clássica com outros fótons algo impossível.

Michal Jachura e Radoslaw Chrapkiewicz, principais idealizadores do experimento que levou ao nascimento da holografia quântica. [Imagem: FUW/Grzegorz Krzyewski]

Como fazer o impossível

Como a equipe polonesa decidiu enfrentar uma tarefa aparentemente impossível, eles abordaram a questão de forma diferente: em vez de usar a interferência clássica das ondas eletromagnéticas, eles tentaram registrar a interferência quântica quando as funções de onda dos fótons individuais interagem.

Até agora, não havia um método experimental simples para obter informações sobre a fase da função de onda de um fóton individual. Embora a mecânica quântica tenha muitas aplicações, e venha sendo checada inúmeras vezes com um grande grau de precisão crescente, ainda não somos capazes de explicar o que de fato são as funções de onda: serão elas simplesmente uma ferramenta matemática útil, ou são algo real?

Assim, o experimento "simples" da equipe é um importante passo para melhorar nossa compreensão dos princípios fundamentais da mecânica quântica.

"Nosso experimento é um dos primeiros a permitir observar diretamente um dos parâmetros fundamentais da função de onda do fóton - a sua fase - nos levando um passo mais perto de compreender o que a função de onda realmente é," disse Michal Jachura, principal idealizador do holograma quântico.

Holograma de um único fóton: reconstruído a partir de medições experimentais (à esquerda) e previsto teoricamente (à direita). [Imagem: FUW]

Primeiro holograma quântico

O experimento começou com um par de fótons, com frentes de onda planas e polarizações perpendiculares. A polarização diferente tornou possível separar os fótons em um cristal e tornar um deles "desconhecido" curvando sua frente de onda com uma lente cilíndrica.

Os fótons foram então refletidos por espelhos e direcionados para um divisor de feixe, um cristal de calcita, que não altera o sentido dos fótons polarizados verticalmente, mas desloca os fótons polarizados horizontalmente - a fim de fazer com que cada direção fosse igualmente provável, e para certificar-se de que o cristal funcionava mesmo como um divisor de feixe, os planos de polarização dos fótons foram inclinados em 45 graus antes de entrarem no divisor.

Repetindo as medições várias vezes, os físicos obtiveram uma imagem de interferência correspondente ao holograma do fóton desconhecido visto a partir de um único ponto no espaço - surgia diante de seus olhos, ou de seus instrumentos, o primeiro holograma de um único fóton, um holograma quântico.

Aplicações surpreendentes

Agora que conseguiu reconstruir a função de onda de um fóton individual, a equipe pretende projetar outros experimentos para recriar funções de onda de objetos quânticos mais complexos, tais como átomos.

Mas será que a holografia quântica irá encontrar aplicações além do laboratório, de forma semelhante à holografia clássica, que é rotineiramente utilizada em segurança (hologramas são difíceis de falsificar), entretenimento, transportes (em escâneres de medição das dimensões de cargas), imagens de microscopia, armazenamento de dados ópticos e tecnologias de processamento?

"É difícil responder a esta pergunta hoje. Todos nós - eu me refiro aos físicos - devemos primeiro botar nossas cabeças para funcionar para entender esta nova ferramenta. É provável que aplicações reais da holografia quântica não apareçam por algumas décadas ainda, mas se há uma coisa que podemos ter certeza é que elas serão surpreendentes," disse o professor Konrad Banaszek.

Bibliografia:

Hologram of a Single Photon
Radoslaw Chrapkiewicz, Michal Jachura, Konrad Banaszek, Wojciech Wasilewski
Nature Photonics
DOI: 10.1038/nphoton.2016.129

Super liga metálica quatro vezes mais dura que titânio

A fase alfa da liga Ti-Au fica mais mole - o ouro é muito mais maleável do que o titânio. Mas a fase beta é quatro vezes mais dura do que o titânio puro.[Imagem: Eteri Svanidze et al. - 10.1126/sciadv.1600319]

Liga de titânio e ouro

Uma liga metálica superdura - quatro vezes mais dura do que o titânio puro - promete revolucionar o campo das próteses e implantes médicos.

O titânio domina o campo médico, em implantes para as articulações do joelho e do quadril, entre outros, porque ele é duro, resistente ao desgaste e é biocompatível.

Contudo, uma análise inesperada, e de certa forma surpreendente, mostrou que esse padrão-ouro para os implantes médicos pode ser melhorado - e muito melhorado.

Para isso, basta adicional ao titânio um outro metal biocompatível, o ouro, misturando os dois metais na proporção correta - 3 partes de titânio para 1 parte de ouro - e na temperatura adequada.

"[Esta liga] é cerca de 3 a 4 vezes mais dura do que a maioria dos aços," disse Emilia Morosan, da Universidade Rice, nos EUA. "Quando tentamos moer uma amostra de titânio-ouro, não conseguimos. Eu até comprei uma ferramenta revestida de diamante, e nós ainda assim não conseguimos triturá-lo."

Estrutura cristalina cúbica

O que é inesperado e surpreendente neste material é que ligas Ti-Au são muito conhecidas, e até muito fáceis de se fabricar.

Mas parece que ninguém havia dado atenção a esta combinação, eventualmente acreditando que adicionar um terço de ouro teria um impacto forte demais no custo final da liga. Ela certamente custará um pouco mais do que o titânio puro, mas quatro vezes melhor é algo pelo qual vale a pena pagar um adicional, sobretudo se isso significa eliminar a necessidade de novas cirurgias no futuro.

A estrutura atômica do material, com seus átomos densamente agrupados em uma estrutura cristalina cúbica - normalmente associada com dureza - já era conhecida. O que Morosan e seus alunos fizeram foi sintetizar uma versão da liga Ti-Au conhecida como "beta" - eles não alegam ter sido os primeiros a sintetizá-la, mas foram os primeiros a documentar as propriedades notáveis do material.

Titânio-ouro beta

A forma cristalina quase pura - essa versão beta da liga de titânio-ouro - foi obtida fundindo o material em temperaturas muito elevadas - muito acima das necessárias para fundir os dois metais -, o que gerou uma estrutura cristalina com uma tenacidade (toughness) quatro vezes maior que a do titânio.

A temperaturas mais baixas, os átomos tendem a se organizar em outra estrutura cúbica - a forma alfa do titânio-3-ouro. A estrutura alfa é um pouco mais mole do que o titânio puro, o que é típico quando se adiciona um metal mais maleável, como o ouro, a outro.

O que parece ter acontecido é que as equipes que trabalharam com o material anteriormente haviam lidado com amostras que tipicamente tinham o arranjo alfa de átomos. E adicionar ouro para obter um material mais mole do que o original de fato não chama a atenção de ninguém.

Bibliografia:
High hardness in the biocompatible intermetallic compound ß-Ti3Au
Eteri Svanidze, Tiglet Besara, M. Fevsi Ozaydin, Chandra Sekhar Tiwary, Jiakui K. Wang, Sruthi Radhakrishnan, Sendurai Mani, Yan Xin, Ke Han, Hong Liang, Theo Siegrist, Pulickel M. Ajayan, E. Morosan
Science Advances
Vol.: 2, no. 7, e1600319
DOI: 10.1126/sciadv.1600319

Menor HD do mundo realiza sonho da nanotecnologia

Há realmente muito espaço aqui embaixo: a memória atômica de 1 kb tem 96 nanômetros de largura e 126 nanômetros de altura.[Imagem: TUDelft]

Sonho de Feynman

Pesquisadores holandeses conseguiram uma façanha histórica, levando ao limite a tecnologia de armazenamento de dados: eles construíram uma memória de 1 kilobyte (8.000 bits) onde cada bit é representado pela posição de um único átomo de cloro.

Em 1959, o físico Richard Feynman desafiou a comunidade científica a abrir caminho para as hoje conhecidas nanociências e nanotecnologias. Em sua famosa palestra "Há muito espaço lá embaixo", ele especulou que, se tivéssemos uma plataforma que nos permitisse organizar átomos individuais em um padrão ordenado exato, seria possível armazenar um bit de informação por átomo.

Floris Kalff e seus colegas da Universidade de Delft acabam de transformar em realidade essa previsão visionária. E, para homenagear Feynman, eles codificaram uma seção de sua palestra em uma área de 100 nanômetros de largura.

O dispositivo alcançou uma densidade de armazenamento de 500 terabits por polegada quadrada, 500 vezes mais do que o melhor disco rígido atualmente disponível.

"Em teoria, esta densidade de armazenamento permitiria que todos os livros já criados pelo homem sejam escritos em um único selo postal," disse o professor Sander Otte.

Dados gravados em átomos

A memória consiste em linhas traçadas sobre uma superfície de cobre, na qual existem "buracos" onde os átomos de cloro podem ser deslizados para lá e para cá usando a ponta de um microscópio de tunelamento.

"Você pode compará-la com um quebra-cabeças de deslizar," explica Otte. "Cada bit é constituído por duas posições sobre a superfície de átomos de cobre e um átomo de cloro, que pode deslizar para trás e para a frente entre as duas posições. Se o átomo de cloro está na posição de cima, existe um buraco abaixo dele - chamamos isto de 1. Se o buraco está na posição superior e o átomo de cloro está, por conseguinte, na parte inferior, então o bit é um 0."

Como os átomos de cloro são cercados por outros átomos de cloro, exceto perto dos buracos, eles se mantêm mutuamente no lugar. É por isso que este método é muito mais estável do que as técnicas com átomos soltos já demonstradas anteriormente, e mais adequado para o armazenamento de dados.

Mas não espere encontrar um "HD atômico" para comprar tão já: embora seja uma demonstração histórica e tecnicamente muito interessante, o processo de escrita é muito lento, com cada bit exigindo vários minutos para ser gravado. E o HD só mantém os dados estáveis enquanto estiver resfriado por nitrogênio líquido, a -196º C.

Bibliografia:

A kilobyte rewritable atomic memory
F. E. Kalff, M. P. Rebergen, E. Fahrenfort, J. Girovsky, R. Toskovic, J. L. Lado, J. Fernández-Rossier, A. F. Otte
Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/nnano.2016.131

Brasil concentra 20% da água do mundo, mas menos da metade da população tem acesso a saneamento

Apenas 39% das residências têm seus rejeitos tratados adequadamente. Falta de tratamento afeta saúde da população e polui fontes de recursos hídricos. No Brasil, água é fundamental para agricultura e setor de energia.

Existem 100 milhões de pessoas sem acesso a sistemas adequados de saneamento na América Latina e 70 milhões não têm água encanada, segundo dados da ONU. No Brasil, menos da metade da população tem acesso a redes de esgoto. Foto: EBC

O Brasil abriga um quinto das reservas hídricas do mundo, mas a abundância não significa acesso universal a água própria para o consumo, nem a saneamento. Menos da metade — cerca de 48,6% — da população brasileira é atendida por serviços de esgoto e apenas 39% das residências têm seus rejeitos tratados.

Os números são do Banco Mundial, que alertou na quarta-feira (3) para as desigualdades na distribuição de água entre a população, a indústria e a agricultura no Brasil, além de detalhar a importância dos recursos hídricos para a economia brasileira.

Embora 82,5% dos brasileiros tenham acesso a água, apenas 43% dos domicílios entre os 40% mais pobres do país têm vasos sanitários ligados à rede de esgoto, segundo dados de 2013.

A falta de tratamento faz com que poluentes sejam jogados diretamente na água ou processados em tanques sépticos desregulados, com graves consequências para a qualidade dos recursos hídricos, bem como para o bem-estar da população.

O Banco Mundial chama atenção ainda para o desperdício registrado nas empresas de abastecimento — perdas chegam a 37%.

De acordo com a agência da ONU, o financiamento e subsídios do setor são baseados em uma estrutura tarifária ultrapassada que, somada ao excesso de pessoa e elevados custos operacionais, encarecem a oferta para os consumidores.

Os gastos com a produção inviabilizam novos investimentos, capazes de tornar a infraestrutura mais resistente a eventos climáticos extremos como secas e inundações.

Economia brasileira depende da água

O organismo financeiro destaca que 62% da energia do país é gerada em usinas hidrelétricas e 72% da água disponível para o consumo é destinada à irrigação na agricultura.

O Banco Mundial lembra que o Brasil é o segundo maior exportador de alimentos do mundo — sendo a agricultura e o agronegócio responsáveis por 8,4% do Produto Interno Bruto (PIB). Atualmente, apenas pouco menos de 20% da área de terras irrigáveis não contam com sistemas de água para o cultivo.

Segundo a agência da ONU, mesmo com a diversificação das fontes de energia prevista para as próximas duas décadas, as usinas hidrelétricas continuarão entregando 57% da eletricidade usada no Brasil.

Tamanha dependência significa que, em tempos de crise – como a vivida por São Paulo em 2014 e 2015 –, a produtividade de diversos setores econômicos pode ser ameaçada.

“Em São Paulo, por alguns meses, não ficou claro se as indústrias, como a de alumínio, grande consumidora de água, poderiam continuar produzindo no ritmo anterior à crise hídrica”, lembra o líder do programa de desenvolvimento sustentável do Banco Mundial no Brasil, Gregor Wolf.

Fonte: ONU

IBM lança chip biológico para diagnosticar doenças

Nanopilares separam as biopartículas por tamanho (esquerda). À direita, protótipo do microlaboratório. [Imagem: IBM Research]

Chips microfluídicos

A IBM apresentou uma novidade no campo dos biochips que promete detectar doenças como o câncer antes que os sintomas apareçam.

O pequeno aparelho de diagnóstico está pronto para começar a ser testado, o que será feito com pacientes com suspeita de câncer de próstata.

Biochips são microlaboratórios do tamanho dos chips de computador, feitos com a mesma tecnologia e usando os mesmos materiais - cristais de silício.

A diferença é que, em vez de fios para condução de eletricidade, como nos microprocessadores, os biochips usam uma tecnologia chamada microfluídica, usada para guiar quantidades minúsculas de fluidos através de canais até transistores especiais que funcionam como sensores, capazes de detectar a presença de moléculas específicas - como as moléculas, ou biomarcadores, indicadoras de alguma doença.

DNA, vírus e exossomas

O biochip consegue separar e ordenar por tamanho partículas biológicas de até 20 nanômetros de diâmetro, uma dimensão que inclui moléculas de DNA, vírus e exossomas - grupos de proteínas envolvidos no processamento do RNA. Até agora, os biochips conseguiam lidar com precisão apenas com partículas cerca de 50 vezes maiores.

Os exossomas, por exemplo, presentes em biópsias líquidas, variam de 20 a 140 nanômetros de diâmetro e contêm informações sobre a saúde da célula de onde foram liberados. A determinação do seu tamanho, das proteínas em sua superfície e da carga de ácido nucleico que eles transportam traz informações essenciais sobre a presença e o estado de desenvolvimento do câncer e outras doenças.

Uma vez separadas, as partículas podem ser detectadas e analisadas com maior precisão. Alvejando células e moléculas indicadoras de determinadas doenças, o biochip torna-se um microlaboratório capaz de fazer exames com uma precisão inédita.

O biochip separa partículas com dimensões que só podem ser vistas por microscópios eletrônicos. [Imagem: IBM Research]

Deslocamento lateral determinístico

Em vez dos canais tradicionalmente usados nos biochips, Benjamin Wunsch e Joshua Smith desenvolveram um labirinto formado por nanopilares dispostos assimetricamente, cobrindo a superfície de um chip de 2 centímetros quadrados.

As partículas são separadas por tamanho conforme fluem em meio líquido pelo labirinto e se chocam com os pilares, assumindo trajetórias que as levam pelos caminhos condizentes com suas dimensões - a equipe chama isto de "deslocamento lateral determinístico".

É mais ou menos como uma rodovia que possua um túnel por onde só podem passar os carros, enquanto os caminhões são direcionados para um desvio: as partículas maiores são desviadas conforme se chocam com os pilares, enquanto as menores fluem pelos espaçamentos entre os pilares, o que permite separar o "tráfego" pelo tamanho, sem interromper o fluxo do líquido.

O processo é tão eficiente que consegue dividir uma mistura de partículas de vários tamanhos diferentes em uma série de fluxos, de forma muito parecida com um prisma dividindo a luz branca nas diferentes cores. Essa natureza de fluxo contínuo elimina o processamento em lotes, ou bateladas, típicos das técnicas de separação convencionais, facilitando a operação e aumentando a rapidez do exame.

Fonte:IBM; Bibliografia:

Nanoscale Lateral Displacement Arrays for Separation of Exosomes and Colloids Down to 20nm
Benjamin H. Wunsch, Joshua T. Smith, Stacey M. Gifford, Chao Wang, Markus Brink, Robert Bruce, Robert H. Austin, Gustavo Stolovitzky, Yann Astier
Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/NNANO.2016.134

Bairros "verdes" tornam adolescentes menos agressivos

Mais do que embelezar a paisagem urbana e filtrar poluentes nocivos à saúde, as áreas verdes podem ser poderosas aliadas no combate à agressividade de adolescentes. É o que aponta uma pesquisa recente publicada na revista científica da Academia Americana de Psiquiatria da Infância e Adolescência.

Os cientistas já estudam, há tempos, como nosso comportamento é influenciado pela família onde crescemos, as amizades que fazemos e até mesmo o lugar onde trabalhamos - o chamado ambiente social -, mas agora eles também estão estudando como o ambiente externo e elementos da natureza - como a arborização de uma região - afetam o nosso comportamento.

No estudo em questão, os pesquisadores buscavam entender o efeito que as áreas verdes podem ter sobre o comportamento dos jovens. Eles avaliaram a conduta de 1 287 adolescentes, de 9 anos a 18 anos, a cada dois ou três anos, perguntando aos pais se seu(s) filho(s) tinham ameaçado ou atacado fisicamente outras pessoas, se haviam destruído coisas ou apresentado outros comportamentos agressivos no período.

Os pesquisadores, então, cruzaram os endereços residenciais dos adolescentes com dados de satélite para verificar os níveis de vegetação em seus bairros. A constatação: os jovens que viviam em lugares com mais vegetação apresentavam comportamentos significativamente menos agressivos do que aqueles que vivem em bairros com menos vegetação.

Mesmo exposições de curto prazo a áreas verdes (de um a seis meses, por exemplo) em um raio de um quilômetro da residência já eram suficientes para influenciar positivamente o comportamento, segundo a pesquisa.

Com base nos achados do estudo, focado na Califórnia, os pesquisadores estimam que o aumento dos níveis de vegetação comumente vista em ambientes urbanos resulte em uma diminuição de 12 por cento em casos clínicos de comportamento agressivo em adolescentes que vivem em áreas urbanas do estado americano. 

O estudo também descobriu que fatores como idade, sexo, etnia, status socioeconômico, escolaridade dos pais, ocupação, nível de renda ou estado civil, ou se a mãe fumava durante a gravidez ou estava deprimida, não afetaram tanto os resultados.

Além disso, esses benefícios foram verificados tanto para meninos e meninas, de todas as idades e entre as populações de diferentes origens socioeconômicas.

"Identificar medidas eficazes para reduzir comportamentos agressivos e violentos de adolescentes é uma questão urgente nas sociedades em todo o mundo", disse Diana Younan, doutoranda e uma das autoras da pesquisa.

"Nosso estudo fornece novas evidências de que o aumento da vegetação no bairro pode ser uma estratégia de intervenção alternativa eficaz para uma abordagem de saúde pública ambiental que não foi considerada ainda", finalizou. 

Fote: Superinteressante  

Agrotóxicos ameaçam colônias de aves da Antártica

Os poluentes orgânicos são persistentes no meio ambiente, têm ação cancerígena, além de causar disfunção hormonal e problemas reprodutivos nas aves.

Estudo identifica contaminantes orgânicos no sangue de petréis-gigantes. Na foto, colônia de petréis gigantes na ilha Elefante, no arquipélago das Shetland do Sul, na Península Antártica – Foto: Fernanda Imperatrice Colabuono

Pesquisadores confirmaram a presença de contaminantes orgânicos no sangue de petréis-gigantes do sul de diversas colônias na Península Antártica. Estudos de carcaças e outros tecidos já tinham dado sinais da contaminação, agora confirmados a partir de amostras de sangue em que foi detectada a presença de diversas substâncias nocivas, entre as quais o DDT, pesticida banido nos Estados Unidos em 1972, quando se constatou que seu uso ameaçava a sobrevivência de diversas espécies de aves de rapina.

A pesquisa foi realizada pela bióloga Fernanda Imperatrice Colabuono, do Instituto Oceanográfico (IO) da USP. Ela estudou os animais das colônias de petréis-gigantes das ilhas Elefante e Livingston, no arquipélago das Shetland do Sul, na Península Antártica, com bolsa de pós-doutorado e bolsa de estágio de pesquisa no exterior da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

A pesquisa teve apoio também da Universidade do Vale do Rio dos Sinos e do National Institute of Standards and Technology dos Estados Unidos, com o apoio logístico do Programa Antártico Brasileiro.

O petrel-gigante-do-sul (Macronectes giganteus) é um animal magnífico e um importante predador de topo no Atlântico Sul e Oceano Austral. Com envergadura de asas de cerca de 2 metros, é uma das maiores aves voadoras do planeta, menor apenas que o albatroz e o condor. São também longevos. Petréis-gigantes podem viver mais de 50 anos. Passam a vida nos céus dos mares do Sul do planeta, à procura de comida.

Na época do acasalamento, durante o verão antártico, os petréis-gigantes retornam à mesma colônia onde nasceram. Para os biólogos, essa é uma vantagem para o estudo da espécie. Uma vez identificado e marcado, um indivíduo pode ter sua vida estudada por vários anos.

Nos verões antárticos de 2011/2012 e 2012/2013, Colabuono coletou amostras de sangue de 113 indivíduos e constatou a presença de contaminantes orgânicos como bifenilos policlorados (PCBs), hexaclorobenzeno (HCB), pentaclorobenzeno (PeCB), diclorodifeniltricloroetano (DDTs) e derivados, o pesticida clordano (banido nos Estados Unidos em 1988) e o formicida Mirex (banido nos Estados Unidos em 1978 e recentemente no Brasil).

Segundo Colabuono, todos esses poluentes orgânicos são persistentes no meio ambiente, têm ação cancerígena, causam disfunção hormonal e problemas reprodutivos. Os resultados foram publicados num artigo em Environmental Pollution.

Colabuono afirma que, comparado aos níveis de contaminação nas aves do hemisfério norte, os níveis de contaminação detectados nas colônias de petreis na Península Antártica ainda são baixos. O objetivo agora é monitorá-los no longo prazo, para se “ter um indicativo da tendência de aumento ou decréscimo desses contaminantes ao longo dos anos no ambiente em que estas aves vivem”, diz a bióloga.

Cadeia de contaminação

O DDT é transportado pelo ar e pela chuva. Uma vez em rios e lagos, se acumula na cadeia alimentar. Os insetos contaminados são comidos por peixes e estes por outros predadores. Em cada patamar da cadeia alimentar o nível de acúmulo de DDT nos tecidos aumenta.

Seus efeitos nocivos se tornam mais visíveis quando se atinge o ápice da cadeia, nos predadores de topo. O petrel-gigante é um deles. Ele se alimenta de peixes, lulas e até de carcaças de outras aves. Ou seja, no trajeto de uma longa vida, ao comer centenas de quilos de peixes contaminados, a quantidade de contaminantes nos tecidos do petrel sempre aumenta.

Foi o que aconteceu nos Estados Unidos com os falcões-peregrinos e os condores da Califórnia. Nos anos 1960, suas populações começaram a declinar dramaticamente. Os condores chegaram a contar apenas umas poucas centenas de indivíduos. Estavam a um passo da completa extinção.

Foi quando se descobriu o papel do DDT naquela tragédia. Ao se acumular no corpo das fêmeas adultas, o DDT era repassado à casca de seus ovos, que se tornavam finas e frágeis, partindo com grande frequência. A reprodução da espécie estava ameaçada. Em 1972, a produção, comercialização e o uso do DDT foram banidos nos Estados Unidos. Com o tempo, as populações de falcões e condores começaram a se recuperar.

O Brasil é atualmente o maior consumidor mundial de agrotóxicos. O uso proibido do DDT foi proibido pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) apenas em 2009 – mas, como ele persiste no meio ambiente, sua presença ainda é detectada nos tecidos de animais como o petrel. A preocupação de Colabuono em acompanhar a vida de seus petréis-gigantes tem fundamento.

O artigo de Fernanda I. Colabuono, Stacy S. Vander Pol, Kevin M. Huncik, Satie Taniguchi, Maria V. Petry, John R. Kucklick, Rosalinda C. Montone, Persistent organic pollutants in blood samples of Southern Giant Petrels (Macronectes giganteus) from the South Shetland Islands, Antarcticafoi publicado em Environmental Pollution.

Peter Moon/ Agência Fapesp