 |
| Imagem de radar da região onde a Apolo 15 pousou em 1971, com resolução de 5 metros. A formação que lembra uma cobra é o Hadley Rille, um resquício de atividade vulcânica antiga. A cratera no topo, ao lado do canal, é chamada de Hadley C e tem cerca de 6 quilômetros de diâmetro. [Imagem: NRAO/GBO/Raytheon/NSF/AUI] Radar espacial Astrônomos e engenheiros deram um passo decisivo para tornar o radar uma ferramenta de observação espacial de alta resolução. Os radares já vêm sendo usados para observar asteroides e outros pequenos corpos celestes que se aproximam da Terra, mas seu papel na defesa espacial tem sido limitado por imagens pouco claras e o pequeno alcance. Para tentar superar essas deficiências, a equipe do Observatório Nacional de Radioastronomia, nos Estados Unidos, transformou a antena do maior radiotelescópio reposicionável do mundo - o Observatório Green Bank - em uma antena de transmissão de sinais de radar. Para receber os sinais de volta, a equipe usou o telescópio virtual VLBA, que simula um telescópio do tamanho da Terra - foi ele o responsável por fazer a primeira foto de um buraco negro. O resultado foi impressionante: uma imagem do local de pouso da Apolo 15 na Lua, com um nível de detalhamento inesperadamente elevado.  Antenas que formam o sistema de interferometria de base longa, funcionando conjuntamente como uma enorme antena, para receber os sinais de radar. [Imagem: NRAO/AUI/NSF]Radar de 500 kW Embora seja o resultado de um trabalho de dois anos, o teste foi apenas uma prova de conceito, abrindo caminho para o projeto de um transmissor de radar mais poderoso para o telescópio. Ainda mais energia permitirá a detecção e a construção de imagens de pequenos objetos que passam nas cercanias da Terra, alguns com risco de impacto. Mas os resultados alcançados já deixaram os astrônomos confiantes de que poderão fazer imagens de luas orbitando outros planetas e, desta forma, muitos outros detritos no Sistema Solar. O plano é desenvolver um sistema de radar de 500 quilowatts de potência, o que teoricamente o tornará capaz de gerar imagens de objetos no Sistema Solar com detalhes e sensibilidade sem precedentes, incluindo corpos tão distantes quanto as órbitas de Urano e Netuno. "Este projeto abriu uma nova gama de recursos," disse o professor Tony Beasley, diretor do Observatório Nacional de Radioastronomia. "Já participamos de importantes estudos de radar do Sistema Solar, mas transformar o GBT [Green Bank Telescope] em um transmissor de radar planetário dirigível expandirá muito nossa capacidade de buscar novas linhas de pesquisa intrigantes." |
![Esta ilustração mostra trilhões de pulsos de laser por segundo (flash vermelho) acessando e controlando os modos de Higgs (bolas douradas) no material supercondutor. Mesmo em diferentes faixas de energia, os modos de Higgs interagem entre si (fumaça branca). [Imagem: Jigang Wang] Bóson de Higgs Você ainda deve se lembrar do bóson de Higgs, também conhecido como "partícula Deus", descoberto em 2012 no LHC (Grande Colisor de Hádrons), rendendo aos seus idealizadores o Prêmio Nobel de Física no ano seguinte. Agora, Chirag Vaswani e uma equipe de físicos de várias universidades norte-americanas descobriram uma forma da famosa partícula dentro de um material supercondutor, um material capaz de conduzir eletricidade sem resistência, geralmente em temperaturas muito baixas. Não é para se estranhar que o bóson de Higgs seja encontrado em um material sólido - ou em qualquer outro material - e fora de um colisor de partículas, uma vez que, segundo a teoria, o bóson de Higgs permeia toda a matéria, dando massa às demais partículas - sem o bóson de Higgs para explicar a massa, todas as partículas conhecidas são meros campos, sem "materialidade". De maior destaque é o fato de que os físicos argumentam ter descoberto "uma forma do bóson de Higgs", ou "modos híbridos de Higgs" - mesmo a famosa descoberta que rendeu o Nobel, normalmente referida como "a descoberta do bóson de Higgs", consta no meio científico como "a descoberta de um bóson de Higgs". Modos de Higgs Vaswani e seus colegas usaram uma ferramenta chamada espectroscopia quântica de terahertz para visualizar e orientar pares de elétrons que se movem através de um supercondutor. Conhecidas como pares de Cooper, essas duplas são atualmente a explicação mais aceita para a emergência da supercondutividade. A ferramenta usa flashes de laser como um botão de controle para acelerar supercorrentes e acessar estados quânticos novos e potencialmente úteis da matéria. A novidade é que a equipe conseguiu produzir filmes finos cristalinos muito puros de um supercondutor à base de ferro, com uma qualidade alta o suficiente para revelar a tão esperada assinatura do "modo de Higgs". Como a espectroscopia permite ajustar com precisão os pulsos de laser, a equipe conseguiu detectar o que eles chamam de modos híbridos de Higgs em várias faixas de energia. "Nossos resultados fornecem evidências convincentes de um acoplamento controlado por luz entre os modos de amplitude de elétrons e lacunas assistido por forte entrelaçamento quântico interbandas. Tal controle de luz da hibridização de Higgs pode ser estendido para sondar o entrelaçamento de muitos corpos e simetrias ocultas em outros sistemas complexos," escreveu a equipe. A equipe conseguiu detectar os modos híbridos de Higgs em várias faixas de energia controlando os pulsos de laser. [Imagem: Chirag Vaswani et al. - Jigang Wan] Usos práticos Embora sejam estados de curtíssima duração, a equipe acredita que há muitas vantagens em descobrir esses modos de Higgs em materiais supercondutores fáceis de fabricar - por exemplo, usar esses estados quânticos na fabricação de sensores. "É como se o Grande Colisor de Hádrons pudesse usar a partícula de Higgs para detectar a energia escura ou a antimatéria, para nos ajudar a entender a origem do universo", disse o professor Jigang Wang, da Universidade Estadual de Iowa. "E nossos sensores de modo Higgs de mesa têm o potencial de nos ajudar a descobrir os segredos ocultos dos estados quânticos da matéria. É uma maneira pela qual este exótico e estranho mundo quântico pode ser aplicado à vida real." De fato, os supercondutores, como os usados neste experimento, são os elementos centrais em uma das plataformas mais avançadas da computação quântica, por meio dos chamados "qubits supercondutores". Qualquer nova ferramenta para sua manipulação, ou que permita que os supercondutores revelem novas funcionalidades, pode ter impacto importante no processamento, gravação, armazenamento e comunicação quânticas. Bibliografia: Artigo: Light quantum control of persisting Higgs modes in iron-based superconductors Autores: Chirag Vaswani, Jong-Hoon Kang, Martin Mootz, Liang Luo, Xu Yang, Christopher Sundahl, Di Cheng, Chuankun Huang, Richard H. J. Kim, Zhaoyu Liu, Yesusa G. Collantes, Eric E. Hellstrom, Ilias E. Perakis, Chang-Beom Eom, Jigang Wan Revista: Nature Communications Vol.: 12, Article number: 258 DOI: 10.1038/s41467-020-20350-6](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgXy20nGCsWJTZhNCkpYGZaxywbUY5tWFYQ447JL1zvPpQ0r6dSsxqIrYDtaSJt7pxifa5hlmZpAgMRKjWTOmzJIrIlEulPcaxWP_Xs9UYXsiNk5SdTZoZMCXji0aJv4xx3BLi5eJVILjBo/w316-h320/image.png)
![Esta ilustração mostra trilhões de pulsos de laser por segundo (flash vermelho) acessando e controlando os modos de Higgs (bolas douradas) no material supercondutor. Mesmo em diferentes faixas de energia, os modos de Higgs interagem entre si (fumaça branca). [Imagem: Jigang Wang] Bóson de Higgs Você ainda deve se lembrar do bóson de Higgs, também conhecido como "partícula Deus", descoberto em 2012 no LHC (Grande Colisor de Hádrons), rendendo aos seus idealizadores o Prêmio Nobel de Física no ano seguinte. Agora, Chirag Vaswani e uma equipe de físicos de várias universidades norte-americanas descobriram uma forma da famosa partícula dentro de um material supercondutor, um material capaz de conduzir eletricidade sem resistência, geralmente em temperaturas muito baixas. Não é para se estranhar que o bóson de Higgs seja encontrado em um material sólido - ou em qualquer outro material - e fora de um colisor de partículas, uma vez que, segundo a teoria, o bóson de Higgs permeia toda a matéria, dando massa às demais partículas - sem o bóson de Higgs para explicar a massa, todas as partículas conhecidas são meros campos, sem "materialidade". De maior destaque é o fato de que os físicos argumentam ter descoberto "uma forma do bóson de Higgs", ou "modos híbridos de Higgs" - mesmo a famosa descoberta que rendeu o Nobel, normalmente referida como "a descoberta do bóson de Higgs", consta no meio científico como "a descoberta de um bóson de Higgs". Modos de Higgs Vaswani e seus colegas usaram uma ferramenta chamada espectroscopia quântica de terahertz para visualizar e orientar pares de elétrons que se movem através de um supercondutor. Conhecidas como pares de Cooper, essas duplas são atualmente a explicação mais aceita para a emergência da supercondutividade. A ferramenta usa flashes de laser como um botão de controle para acelerar supercorrentes e acessar estados quânticos novos e potencialmente úteis da matéria. A novidade é que a equipe conseguiu produzir filmes finos cristalinos muito puros de um supercondutor à base de ferro, com uma qualidade alta o suficiente para revelar a tão esperada assinatura do "modo de Higgs". Como a espectroscopia permite ajustar com precisão os pulsos de laser, a equipe conseguiu detectar o que eles chamam de modos híbridos de Higgs em várias faixas de energia. "Nossos resultados fornecem evidências convincentes de um acoplamento controlado por luz entre os modos de amplitude de elétrons e lacunas assistido por forte entrelaçamento quântico interbandas. Tal controle de luz da hibridização de Higgs pode ser estendido para sondar o entrelaçamento de muitos corpos e simetrias ocultas em outros sistemas complexos," escreveu a equipe. A equipe conseguiu detectar os modos híbridos de Higgs em várias faixas de energia controlando os pulsos de laser. [Imagem: Chirag Vaswani et al. - Jigang Wan] Usos práticos Embora sejam estados de curtíssima duração, a equipe acredita que há muitas vantagens em descobrir esses modos de Higgs em materiais supercondutores fáceis de fabricar - por exemplo, usar esses estados quânticos na fabricação de sensores. "É como se o Grande Colisor de Hádrons pudesse usar a partícula de Higgs para detectar a energia escura ou a antimatéria, para nos ajudar a entender a origem do universo", disse o professor Jigang Wang, da Universidade Estadual de Iowa. "E nossos sensores de modo Higgs de mesa têm o potencial de nos ajudar a descobrir os segredos ocultos dos estados quânticos da matéria. É uma maneira pela qual este exótico e estranho mundo quântico pode ser aplicado à vida real." De fato, os supercondutores, como os usados neste experimento, são os elementos centrais em uma das plataformas mais avançadas da computação quântica, por meio dos chamados "qubits supercondutores". Qualquer nova ferramenta para sua manipulação, ou que permita que os supercondutores revelem novas funcionalidades, pode ter impacto importante no processamento, gravação, armazenamento e comunicação quânticas. Bibliografia: Artigo: Light quantum control of persisting Higgs modes in iron-based superconductors Autores: Chirag Vaswani, Jong-Hoon Kang, Martin Mootz, Liang Luo, Xu Yang, Christopher Sundahl, Di Cheng, Chuankun Huang, Richard H. J. Kim, Zhaoyu Liu, Yesusa G. Collantes, Eric E. Hellstrom, Ilias E. Perakis, Chang-Beom Eom, Jigang Wan Revista: Nature Communications Vol.: 12, Article number: 258 DOI: 10.1038/s41467-020-20350-6](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEibK6LwyL8LJylF-3Fkx9fLUX65igjneXh7ZKUZPUTDYxQHblh5EKmT2PoIXi3RzORWNLuccdvFvJ6tTdvHZ3uZwhCv1xlmfdeRA9tQNDnaXM8X3rEC4ZNd_ycHRq3tgp9r6bNcdrfhtvnq/w400-h240/image.png)