![Esquema das variações espaço-temporais do nível de flutuações do vácuo quântico.[Imagem: University of Konstanz] Alterar o vácuo Físicos alemães deram mais um passo rumo à compreensão e, mais importante, ao domínio do enigmático vácuo quântico, que tem-se mostrado muito diferente da noção de vácuo tradicional. No vácuo quântico, em vez de um "nada", há partículas emergindo para a existência e rapidamente desaparecendo o tempo todo - essas partículas fugazes podem ser usadas para criar qubits para computadores quânticos. A equipe do professor Alfred Leitenstorfer, um especialista em fenômenos ultrarrápidos, já havia descoberto como detectar sinais desse "nada quântico". Agora, eles descobriram como manipular o estado elétrico do vácuo quântico, de forma a alterar o estado fundamental do espaço vazio - algo que só pode ser entendido com um bocado de teoria quântica da luz, já que a coisa é algo como "esvaziar o vazio". Parando o tempo O experimento começa com um laser especial, que gera pulsos ultracurtos de luz, que duram apenas alguns femtossegundos, o que significa que seu comprimento de onda é mais curto do que a metade do ciclo de luz que a equipe está estudando - a frequência utilizada fica na faixa do infravermelho médio. Isso gera uma sensitividade extrema, permitindo a detecção de flutuações eletromagnéticas mesmo na ausência de intensidade da luz, ou seja, na completa escuridão. Se tudo parece muito distante, é bom saber que já existe um simulador quântico que detecta a matéria surgindo do vácuo. [Imagem: IQOQI/Harald Ritsch] Para isso, em vez de operarem no domínio das frequências das ondas de luz, a equipe trabalha no domínio do tempo. Em um determinado ponto no tempo, as amplitudes do campo elétrico são medidas diretamente, em vez de analisar a luz em uma faixa de frequência, como normalmente se faz. Estudando diferentes pontos no tempo produz-se um mapa característico dos padrões do "ruído de fundo" mais fundamental, permitindo tirar conclusões detalhadas sobre o estado quântico temporal dos fótons. Isto significa que, no momento em que o pulso de laser se propaga junto com o campo quântico que está sendo estudado, o experimento de certa forma pára o tempo. Em última instância, tempo e espaço - ou espaço-tempo, se você preferir - se comportam de forma absolutamente equivalente durante um experimento, o que é uma indicação da natureza inerentemente relativística da luz. Comprimindo o vácuo e a luz O que tudo isto representa? Como esta nova técnica de medição não precisa absorver os fótons a serem medidos e nem amplificá-los, é possível detectar diretamente o ruído de fundo eletromagnético do vácuo e, portanto, os desvios controlados desse estado fundamental, desvios estes criados pelos próprios parâmetros do experimento. "Podemos analisar estados quânticos sem alterá-los em uma primeira aproximação," explica o professor Leitenstorfer, detalhando que isto cria uma técnica radicalmente nova e mais precisa de realizar medições quânticas. Para demonstrar que eles estão realmente manipulando o estado fundamental do vácuo quântico, a equipe usou sua técnica para gerar "luz comprimida", um estado do campo de radiação eletromagnética que não pode ser explicado pela física clássica. Outro fenômeno intimamente ligado é a chamada seta do tempo, que explica porque as coisas não dão marcha-a-ré no Universo. [Imagem: APS/Alan Stonebraker] Um pulso intenso do laser de femtossegundos altera a velocidade da luz em um determinado segmento do espaço-tempo. Esta modulação local da velocidade de propagação "espreme" o campo do vácuo - sim, é possível comprimir o vácuo quântico -, o que equivale a uma redistribuição das flutuações do vácuo. Como a frente de onda da luz em alguns pontos fica mais lenta para acompanhar o vácuo, tudo o que vem atrás precisa também andar mais devagar, como em um congestionamento na estrada, criando pulsos de luz mais curtos - a chamada luz comprimida. Definição de fóton Enquanto as amplitudes de flutuação se desviam positivamente do ruído de vácuo em uma velocidade temporariamente crescente da luz, quando ocorre uma desaceleração, como neste experimento, gera-se um fenômeno surpreendente: o nível de ruído medido é menor do que no estado de vácuo. Ou seja, gera-se uma redução do estado fundamental do espaço vazio, algo como um vácuo "mais vazio" - ou menos energizado - do que o vácuo. Tudo quântico, bem entendido. E, tudo isto junto, coloca em questão a própria definição do que é a luz, ou o fóton, a menor "partícula" de luz. Com base nestes resultados, em lugar de ser um pacote quantizado de energia, um fóton nada mais é do que uma medida das flutuações quânticas locais do campo eletromagnético no espaço-tempo. FONTE: University of Konstanz Bibliografia: Subcycle Quantum Electrodynamics C. Riek, P. Sulzer, M. Seeger, A. S. Moskalenko, G. Burkard, D. V. Seletskiy, A. Leitenstorfer Nature Vol.: 541, 376-379 DOI: 10.1038/nature21024](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjOdtyRUnYUR4iDJ7P5vA212ZCoTLM8fSuQ4FcTUL1_splWi3AeT_hKa8vz4qbDOnJxCGmVtAY2empoyCI7pkICe0bPJm5JX15bYtMlaICBr73SOwXIS33xpGUkoe_RUhj63QYo4M9jsmI/s1600/2.jpg)
Esquema das variações espaço-temporais do nível de flutuações do vácuo quântico.[Imagem: University of Konstanz]
Alterar o vácuo
Físicos alemães deram mais um passo rumo à compreensão e, mais importante, ao domínio do enigmático vácuo quântico, que tem-se mostrado muito diferente da noção de vácuo tradicional.
No vácuo quântico, em vez de um "nada", há partículas emergindo para a existência e rapidamente desaparecendo o tempo todo - essas partículas fugazes podem ser usadas para criar qubits para computadores quânticos.
A equipe do professor Alfred Leitenstorfer, um especialista em fenômenos ultrarrápidos, já havia descoberto como detectar sinais desse "nada quântico".
Agora, eles descobriram como manipular o estado elétrico do vácuo quântico, de forma a alterar o estado fundamental do espaço vazio - algo que só pode ser entendido com um bocado de teoria quântica da luz, já que a coisa é algo como "esvaziar o vazio".
Parando o tempo
O experimento começa com um laser especial, que gera pulsos ultracurtos de luz, que duram apenas alguns femtossegundos, o que significa que seu comprimento de onda é mais curto do que a metade do ciclo de luz que a equipe está estudando - a frequência utilizada fica na faixa do infravermelho médio.
Isso gera uma sensitividade extrema, permitindo a detecção de flutuações eletromagnéticas mesmo na ausência de intensidade da luz, ou seja, na completa escuridão.
![Esquema das variações espaço-temporais do nível de flutuações do vácuo quântico.[Imagem: University of Konstanz] Alterar o vácuo Físicos alemães deram mais um passo rumo à compreensão e, mais importante, ao domínio do enigmático vácuo quântico, que tem-se mostrado muito diferente da noção de vácuo tradicional. No vácuo quântico, em vez de um "nada", há partículas emergindo para a existência e rapidamente desaparecendo o tempo todo - essas partículas fugazes podem ser usadas para criar qubits para computadores quânticos. A equipe do professor Alfred Leitenstorfer, um especialista em fenômenos ultrarrápidos, já havia descoberto como detectar sinais desse "nada quântico". Agora, eles descobriram como manipular o estado elétrico do vácuo quântico, de forma a alterar o estado fundamental do espaço vazio - algo que só pode ser entendido com um bocado de teoria quântica da luz, já que a coisa é algo como "esvaziar o vazio". Parando o tempo O experimento começa com um laser especial, que gera pulsos ultracurtos de luz, que duram apenas alguns femtossegundos, o que significa que seu comprimento de onda é mais curto do que a metade do ciclo de luz que a equipe está estudando - a frequência utilizada fica na faixa do infravermelho médio. Isso gera uma sensitividade extrema, permitindo a detecção de flutuações eletromagnéticas mesmo na ausência de intensidade da luz, ou seja, na completa escuridão. Se tudo parece muito distante, é bom saber que já existe um simulador quântico que detecta a matéria surgindo do vácuo. [Imagem: IQOQI/Harald Ritsch] Para isso, em vez de operarem no domínio das frequências das ondas de luz, a equipe trabalha no domínio do tempo. Em um determinado ponto no tempo, as amplitudes do campo elétrico são medidas diretamente, em vez de analisar a luz em uma faixa de frequência, como normalmente se faz. Estudando diferentes pontos no tempo produz-se um mapa característico dos padrões do "ruído de fundo" mais fundamental, permitindo tirar conclusões detalhadas sobre o estado quântico temporal dos fótons. Isto significa que, no momento em que o pulso de laser se propaga junto com o campo quântico que está sendo estudado, o experimento de certa forma pára o tempo. Em última instância, tempo e espaço - ou espaço-tempo, se você preferir - se comportam de forma absolutamente equivalente durante um experimento, o que é uma indicação da natureza inerentemente relativística da luz. Comprimindo o vácuo e a luz O que tudo isto representa? Como esta nova técnica de medição não precisa absorver os fótons a serem medidos e nem amplificá-los, é possível detectar diretamente o ruído de fundo eletromagnético do vácuo e, portanto, os desvios controlados desse estado fundamental, desvios estes criados pelos próprios parâmetros do experimento. "Podemos analisar estados quânticos sem alterá-los em uma primeira aproximação," explica o professor Leitenstorfer, detalhando que isto cria uma técnica radicalmente nova e mais precisa de realizar medições quânticas. Para demonstrar que eles estão realmente manipulando o estado fundamental do vácuo quântico, a equipe usou sua técnica para gerar "luz comprimida", um estado do campo de radiação eletromagnética que não pode ser explicado pela física clássica. Outro fenômeno intimamente ligado é a chamada seta do tempo, que explica porque as coisas não dão marcha-a-ré no Universo. [Imagem: APS/Alan Stonebraker] Um pulso intenso do laser de femtossegundos altera a velocidade da luz em um determinado segmento do espaço-tempo. Esta modulação local da velocidade de propagação "espreme" o campo do vácuo - sim, é possível comprimir o vácuo quântico -, o que equivale a uma redistribuição das flutuações do vácuo. Como a frente de onda da luz em alguns pontos fica mais lenta para acompanhar o vácuo, tudo o que vem atrás precisa também andar mais devagar, como em um congestionamento na estrada, criando pulsos de luz mais curtos - a chamada luz comprimida. Definição de fóton Enquanto as amplitudes de flutuação se desviam positivamente do ruído de vácuo em uma velocidade temporariamente crescente da luz, quando ocorre uma desaceleração, como neste experimento, gera-se um fenômeno surpreendente: o nível de ruído medido é menor do que no estado de vácuo. Ou seja, gera-se uma redução do estado fundamental do espaço vazio, algo como um vácuo "mais vazio" - ou menos energizado - do que o vácuo. Tudo quântico, bem entendido. E, tudo isto junto, coloca em questão a própria definição do que é a luz, ou o fóton, a menor "partícula" de luz. Com base nestes resultados, em lugar de ser um pacote quantizado de energia, um fóton nada mais é do que uma medida das flutuações quânticas locais do campo eletromagnético no espaço-tempo. FONTE: University of Konstanz Bibliografia: Subcycle Quantum Electrodynamics C. Riek, P. Sulzer, M. Seeger, A. S. Moskalenko, G. Burkard, D. V. Seletskiy, A. Leitenstorfer Nature Vol.: 541, 376-379 DOI: 10.1038/nature21024](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjMoAkTwy_33bELwr7fnJut0CW3a9AKr2Lmr9e09bfICjOOm0NzkH_fUAZ0iQ8DZ9Z-erdhtdXq4BQtxBh0AwNBle1lhYCDiIH3p1508MRXkjSDCbbDQdKQvtB6da-fIz3YZ73eZd12DDw/s1600/3.jpg)
Se tudo parece muito distante, é bom saber que já existe um simulador quântico que detecta a matéria surgindo do vácuo. [Imagem: IQOQI/Harald Ritsch]
Para isso, em vez de operarem no domínio das frequências das ondas de luz, a equipe trabalha no domínio do tempo. Em um determinado ponto no tempo, as amplitudes do campo elétrico são medidas diretamente, em vez de analisar a luz em uma faixa de frequência, como normalmente se faz. Estudando diferentes pontos no tempo produz-se um mapa característico dos padrões do "ruído de fundo" mais fundamental, permitindo tirar conclusões detalhadas sobre o estado quântico temporal dos fótons.
Isto significa que, no momento em que o pulso de laser se propaga junto com o campo quântico que está sendo estudado, o experimento de certa forma pára o tempo. Em última instância, tempo e espaço - ou espaço-tempo, se você preferir - se comportam de forma absolutamente equivalente durante um experimento, o que é uma indicação da natureza inerentemente relativística da luz.
Comprimindo o vácuo e a luz
O que tudo isto representa?
Como esta nova técnica de medição não precisa absorver os fótons a serem medidos e nem amplificá-los, é possível detectar diretamente o ruído de fundo eletromagnético do vácuo e, portanto, os desvios controlados desse estado fundamental, desvios estes criados pelos próprios parâmetros do experimento.
"Podemos analisar estados quânticos sem alterá-los em uma primeira aproximação," explica o professor Leitenstorfer, detalhando que isto cria uma técnica radicalmente nova e mais precisa de realizar medições quânticas.
Para demonstrar que eles estão realmente manipulando o estado fundamental do vácuo quântico, a equipe usou sua técnica para gerar "luz comprimida", um estado do campo de radiação eletromagnética que não pode ser explicado pela física clássica.
![Esquema das variações espaço-temporais do nível de flutuações do vácuo quântico.[Imagem: University of Konstanz] Alterar o vácuo Físicos alemães deram mais um passo rumo à compreensão e, mais importante, ao domínio do enigmático vácuo quântico, que tem-se mostrado muito diferente da noção de vácuo tradicional. No vácuo quântico, em vez de um "nada", há partículas emergindo para a existência e rapidamente desaparecendo o tempo todo - essas partículas fugazes podem ser usadas para criar qubits para computadores quânticos. A equipe do professor Alfred Leitenstorfer, um especialista em fenômenos ultrarrápidos, já havia descoberto como detectar sinais desse "nada quântico". Agora, eles descobriram como manipular o estado elétrico do vácuo quântico, de forma a alterar o estado fundamental do espaço vazio - algo que só pode ser entendido com um bocado de teoria quântica da luz, já que a coisa é algo como "esvaziar o vazio". Parando o tempo O experimento começa com um laser especial, que gera pulsos ultracurtos de luz, que duram apenas alguns femtossegundos, o que significa que seu comprimento de onda é mais curto do que a metade do ciclo de luz que a equipe está estudando - a frequência utilizada fica na faixa do infravermelho médio. Isso gera uma sensitividade extrema, permitindo a detecção de flutuações eletromagnéticas mesmo na ausência de intensidade da luz, ou seja, na completa escuridão. Se tudo parece muito distante, é bom saber que já existe um simulador quântico que detecta a matéria surgindo do vácuo. [Imagem: IQOQI/Harald Ritsch] Para isso, em vez de operarem no domínio das frequências das ondas de luz, a equipe trabalha no domínio do tempo. Em um determinado ponto no tempo, as amplitudes do campo elétrico são medidas diretamente, em vez de analisar a luz em uma faixa de frequência, como normalmente se faz. Estudando diferentes pontos no tempo produz-se um mapa característico dos padrões do "ruído de fundo" mais fundamental, permitindo tirar conclusões detalhadas sobre o estado quântico temporal dos fótons. Isto significa que, no momento em que o pulso de laser se propaga junto com o campo quântico que está sendo estudado, o experimento de certa forma pára o tempo. Em última instância, tempo e espaço - ou espaço-tempo, se você preferir - se comportam de forma absolutamente equivalente durante um experimento, o que é uma indicação da natureza inerentemente relativística da luz. Comprimindo o vácuo e a luz O que tudo isto representa? Como esta nova técnica de medição não precisa absorver os fótons a serem medidos e nem amplificá-los, é possível detectar diretamente o ruído de fundo eletromagnético do vácuo e, portanto, os desvios controlados desse estado fundamental, desvios estes criados pelos próprios parâmetros do experimento. "Podemos analisar estados quânticos sem alterá-los em uma primeira aproximação," explica o professor Leitenstorfer, detalhando que isto cria uma técnica radicalmente nova e mais precisa de realizar medições quânticas. Para demonstrar que eles estão realmente manipulando o estado fundamental do vácuo quântico, a equipe usou sua técnica para gerar "luz comprimida", um estado do campo de radiação eletromagnética que não pode ser explicado pela física clássica. Outro fenômeno intimamente ligado é a chamada seta do tempo, que explica porque as coisas não dão marcha-a-ré no Universo. [Imagem: APS/Alan Stonebraker] Um pulso intenso do laser de femtossegundos altera a velocidade da luz em um determinado segmento do espaço-tempo. Esta modulação local da velocidade de propagação "espreme" o campo do vácuo - sim, é possível comprimir o vácuo quântico -, o que equivale a uma redistribuição das flutuações do vácuo. Como a frente de onda da luz em alguns pontos fica mais lenta para acompanhar o vácuo, tudo o que vem atrás precisa também andar mais devagar, como em um congestionamento na estrada, criando pulsos de luz mais curtos - a chamada luz comprimida. Definição de fóton Enquanto as amplitudes de flutuação se desviam positivamente do ruído de vácuo em uma velocidade temporariamente crescente da luz, quando ocorre uma desaceleração, como neste experimento, gera-se um fenômeno surpreendente: o nível de ruído medido é menor do que no estado de vácuo. Ou seja, gera-se uma redução do estado fundamental do espaço vazio, algo como um vácuo "mais vazio" - ou menos energizado - do que o vácuo. Tudo quântico, bem entendido. E, tudo isto junto, coloca em questão a própria definição do que é a luz, ou o fóton, a menor "partícula" de luz. Com base nestes resultados, em lugar de ser um pacote quantizado de energia, um fóton nada mais é do que uma medida das flutuações quânticas locais do campo eletromagnético no espaço-tempo. FONTE: University of Konstanz Bibliografia: Subcycle Quantum Electrodynamics C. Riek, P. Sulzer, M. Seeger, A. S. Moskalenko, G. Burkard, D. V. Seletskiy, A. Leitenstorfer Nature Vol.: 541, 376-379 DOI: 10.1038/nature21024](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg_c-WjGPe_R0srIuvjJTYUleJM5agbI2a-kfAne084RBbeZq6XmekWMIfiVNkTZYgw_3UghdbT5D9h0Xce-xCnWmMw7zVMhXNiLrLmqzJgpch-XfypUT8Vi5xQF-mFpfJlBjDAfw6RfT8/s1600/4.jpg)
Outro fenômeno intimamente ligado é a chamada seta do tempo, que explica porque as coisas não dão marcha-a-ré no Universo. [Imagem: APS/Alan Stonebraker]
Um pulso intenso do laser de femtossegundos altera a velocidade da luz em um determinado segmento do espaço-tempo. Esta modulação local da velocidade de propagação "espreme" o campo do vácuo - sim, é possível comprimir o vácuo quântico -, o que equivale a uma redistribuição das flutuações do vácuo. Como a frente de onda da luz em alguns pontos fica mais lenta para acompanhar o vácuo, tudo o que vem atrás precisa também andar mais devagar, como em um congestionamento na estrada, criando pulsos de luz mais curtos - a chamada luz comprimida.
Definição de fóton
Enquanto as amplitudes de flutuação se desviam positivamente do ruído de vácuo em uma velocidade temporariamente crescente da luz, quando ocorre uma desaceleração, como neste experimento, gera-se um fenômeno surpreendente: o nível de ruído medido é menor do que no estado de vácuo.
Ou seja, gera-se uma redução do estado fundamental do espaço vazio, algo como um vácuo "mais vazio" - ou menos energizado - do que o vácuo. Tudo quântico, bem entendido.
E, tudo isto junto, coloca em questão a própria definição do que é a luz, ou o fóton, a menor "partícula" de luz. Com base nestes resultados, em lugar de ser um pacote quantizado de energia, um fóton nada mais é do que uma medida das flutuações quânticas locais do campo eletromagnético no espaço-tempo.
FONTE: University of Konstanz
Bibliografia:
Subcycle Quantum Electrodynamics
C. Riek, P. Sulzer, M. Seeger, A. S. Moskalenko, G. Burkard, D. V. Seletskiy, A. Leitenstorfer
Nature
Vol.: 541, 376-379
DOI: 10.1038/nature21024
Subcycle Quantum Electrodynamics
C. Riek, P. Sulzer, M. Seeger, A. S. Moskalenko, G. Burkard, D. V. Seletskiy, A. Leitenstorfer
Nature
Vol.: 541, 376-379
DOI: 10.1038/nature21024
![Hoje, comunicações civis e militares do país são feitas por meio de satélites estrangeiros.[Imagem: Finep] Satélite SGDC O lançamento do Satélite Geoestacionário de Defesa e Comunicações (SGDC) do Brasil, o primeiro satélite de comunicações totalmente controlado pelo Brasil deverá ser lançado no próximo dia 21 de março. O satélite tem como objetivo reforçar a segurança e a independência na comunicação estratégica dos segmentos de defesa do país e ampliar o acesso à internet de banda larga, principalmente em lugares remotos em território nacional. Atualmente, tanto o tráfego civil quanto o de defesa ocorre por meio de satélites estrangeiros. O satélite foi construído pela empresa francesa Thales Alenia Space, em um programa cujos custos chegam a R$ 2 bilhões. Tecnologia operacional Além de responsável pela construção, a empresa francesa também vai trabalhar auxiliando na transferência da tecnologia para o país. Cerca de 50 especialistas brasileiros acompanharam o projeto e estão capacitados para operar o satélite. O satélite SGDC já está na Guiana Francesa, de onde será lançado a bordo de um foguete Ariane. Quando for ao espaço, ele deverá ficar estacionado em uma órbita a 36 mil quilômetros de distância da superfície, o que garante que ele estará sempre sobre a mesma posição em relação ao solo. Sua operação está prevista para começar no segundo semestre de 2017, depois dos testes de validação e checagem dos sistemas. FONTE: FINEP](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhyWiwbdmc4mDeYsWdGaWLBVvpAc3q1UsEFHtkqkYBHf5q0TYiUj22-pZLc4yXmT4v6PB3Zxa5uz2KCXN1G8Bq0Bi-lpK9jMxm0oENXEHE35aiW8IsdhLIHSHnvBU4SAnAtm2EIGvapMQs/s1600/2.jpg)
![Os dados são gravados magneticamente na camada de Cr2O3, enquanto os eletrodos permitem ler e escrever os dados com uma tensão elétrica. [Imagem: T. Kosub/HZDR] Para grandes e pequenas aplicações Engenheiros alemães idealizaram uma nova arquitetura para as memórias RAM, utilizadas em virtualmente todos os equipamentos eletrônicos. A vantagem é que essa nova arquitetura faz com que as memórias de acesso aleatório consumam apenas uma fração da energia exigida pelas atuais. Isto é importante não apenas para os aparelhos portáteis, mas também para os grandes centros de dados, responsáveis pelo armazenamento de dados e aplicativos que rodam em nuvem, e que consomem tanta energia quanto cidades inteiras. Memória magnetoelétrica antiferromagnética Tobias Kosub e seus colegas das universidades de Basel e Dresden desenvolveram um novo tipo de memória conhecida como antiferromagnética - seu nome completo é AF-MERAM, sigla de memória de acesso aleatório magnetoelétrica antiferromagnética. Ela é formada por uma fina camada de óxido de cromo intercalada entre dois eletrodos de platina ultrafinos, com apenas dois nanômetros de espessura. Quando uma tensão é aplicada a esses eletrodos, o óxido de cromo inverte seu estado magnético, o que equivale a escrever um bit. Se a tensão é novamente aplicada, o dado é apagado - o efeito em operação é conhecido como Efeito Hall Anômalo. A grande vantagem é que a tensão exigida é muito baixa. "Em comparação com outros conceitos, nós conseguimos reduzir a tensão por um fator de 50. Isto nos permite escrever um bit sem consumo excessivo de energia e sem aquecimento," disse Kosub. A nova memória já funciona a temperatura ambiente, mas dentro de uma faixa de calor estreita. O próximo passo da equipe é justamente expandir essa janela termal de operação. As AF-MERAM têm vantagens sobre todos os outros tipos de memórias RAM. [Imagem: Tobias Kosub - 10.1038/NCOMMS13985] A busca por novos tipos de RAM As memórias RAM atuais são puramente elétricas, o que significa que elas são voláteis, perdendo rapidamente seus dados - isto exige um consumo constante de eletricidade porque os dados precisam ser continuamente regravados. Existem alternativas, como as memórias magnéticas, ou MRAM, que não exigem regravação constante e, portanto, gastam menos energia. Mas sua gravação também exige uma corrente forte para que os dados sejam registrados com segurança. Isto tem gerado um esforço em busca de alternativas às MRAM, sendo o principal alvo uma classe de materiais conhecidos como "antiferromagnetos magnetoelétricos", essencialmente ímãs ativados por uma tensão elétrica, e não por uma corrente. Mas eles têm-se mostrado difíceis de controlar, e até agora só podem ser lidos via ferromagnetos, o que elimina muitas das suas vantagens. O objetivo principal, portanto, tem sido produzir uma memória magnetoelétrica puramente antiferromagnética. Este é justamente o resultado apresentado agora pela equipe alemã. Bibliografia: Purely antiferromagnetic magnetoelectric random access memory Tobias Kosub, Martin Kopte, Ruben Hühne, Patrick Appel, Brendan Shields, Patrick Maletinsky, René Hübner, Maciej Oskar Liedke, Jürgen Fassbender, Oliver G. Schmidt, Denys Makarov Nature Communications Vol.: 8, Article number: 13985 DOI: 10.1038/NCOMMS13985](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhjxYvyLRTJNRVoFRXQLlMqLIznZ3xgTscQJuIFjwDHJai_dh83UfKTW58tdsiUHlWqUMg5QqMXaAQOIn9TVI4XoY-ZcuFatPG87YFhRjKx0LYHVe3SPePXpxV4lxBbpxzCfPeErgBYXRI/s1600/2.jpg)
![Os dados são gravados magneticamente na camada de Cr2O3, enquanto os eletrodos permitem ler e escrever os dados com uma tensão elétrica. [Imagem: T. Kosub/HZDR] Para grandes e pequenas aplicações Engenheiros alemães idealizaram uma nova arquitetura para as memórias RAM, utilizadas em virtualmente todos os equipamentos eletrônicos. A vantagem é que essa nova arquitetura faz com que as memórias de acesso aleatório consumam apenas uma fração da energia exigida pelas atuais. Isto é importante não apenas para os aparelhos portáteis, mas também para os grandes centros de dados, responsáveis pelo armazenamento de dados e aplicativos que rodam em nuvem, e que consomem tanta energia quanto cidades inteiras. Memória magnetoelétrica antiferromagnética Tobias Kosub e seus colegas das universidades de Basel e Dresden desenvolveram um novo tipo de memória conhecida como antiferromagnética - seu nome completo é AF-MERAM, sigla de memória de acesso aleatório magnetoelétrica antiferromagnética. Ela é formada por uma fina camada de óxido de cromo intercalada entre dois eletrodos de platina ultrafinos, com apenas dois nanômetros de espessura. Quando uma tensão é aplicada a esses eletrodos, o óxido de cromo inverte seu estado magnético, o que equivale a escrever um bit. Se a tensão é novamente aplicada, o dado é apagado - o efeito em operação é conhecido como Efeito Hall Anômalo. A grande vantagem é que a tensão exigida é muito baixa. "Em comparação com outros conceitos, nós conseguimos reduzir a tensão por um fator de 50. Isto nos permite escrever um bit sem consumo excessivo de energia e sem aquecimento," disse Kosub. A nova memória já funciona a temperatura ambiente, mas dentro de uma faixa de calor estreita. O próximo passo da equipe é justamente expandir essa janela termal de operação. As AF-MERAM têm vantagens sobre todos os outros tipos de memórias RAM. [Imagem: Tobias Kosub - 10.1038/NCOMMS13985] A busca por novos tipos de RAM As memórias RAM atuais são puramente elétricas, o que significa que elas são voláteis, perdendo rapidamente seus dados - isto exige um consumo constante de eletricidade porque os dados precisam ser continuamente regravados. Existem alternativas, como as memórias magnéticas, ou MRAM, que não exigem regravação constante e, portanto, gastam menos energia. Mas sua gravação também exige uma corrente forte para que os dados sejam registrados com segurança. Isto tem gerado um esforço em busca de alternativas às MRAM, sendo o principal alvo uma classe de materiais conhecidos como "antiferromagnetos magnetoelétricos", essencialmente ímãs ativados por uma tensão elétrica, e não por uma corrente. Mas eles têm-se mostrado difíceis de controlar, e até agora só podem ser lidos via ferromagnetos, o que elimina muitas das suas vantagens. O objetivo principal, portanto, tem sido produzir uma memória magnetoelétrica puramente antiferromagnética. Este é justamente o resultado apresentado agora pela equipe alemã. Bibliografia: Purely antiferromagnetic magnetoelectric random access memory Tobias Kosub, Martin Kopte, Ruben Hühne, Patrick Appel, Brendan Shields, Patrick Maletinsky, René Hübner, Maciej Oskar Liedke, Jürgen Fassbender, Oliver G. Schmidt, Denys Makarov Nature Communications Vol.: 8, Article number: 13985 DOI: 10.1038/NCOMMS13985](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhN_aZ66E6Ar_HJrGifEB_Vyb-Ck8n3OoJAxlDRf431XSo8vupYryoGlGsf2YDSJdzFhw9egOM7jL-CHalZQdMk_7NDBtdWPnnPvh6OjLS2WUl4KU-_a4o0lOfpzow_Hiwajf21T3sr_UU/s1600/3.jpg)
![Enquanto procuram ardentemente por exoplanetas na zona habitável, os humanos também se dedicam cada vez mais a preparativos para viver fora da zona habitável da Terra. Bioimpressão Em 2011, em uma das primeiras demonstrações da bioimpressão, cientistas afirmaram que a tecnologia de imprimir tecidos vivos poderia estar disponível dentro de 20 anos. Não foi preciso esperar tanto. Nieves Cubo e seus colegas da Universidade Carlos III de Madrid, na Espanha, apresentaram o primeiro protótipo de uma bioimpressora funcional, uma versão de uma impressora 3D capaz de imprimir tecidos biológicos vivos e funcionais. Segundo a equipe, a bioimpressora permite criar "pele humana viva", adequada para transplantes ou para a realização de testes laboratoriais em cosméticos, produtos químicos e farmacêuticos - em substituição aos testes em animais. A pele artificial replica a estrutura natural da pele humana, com uma primeira camada externa, a epiderme, com seu estrato córneo, que atua como proteção contra o ambiente externo, e uma segunda camada mais espessa e mais profunda, a derme. Esta última camada consiste em fibroblastos que produzem colágeno, a proteína que dá elasticidade e resistência mecânica à pele. Bioimpressora e biotintas O elemento principal da tecnologia de bioimpressão são as "biotintas": em vez de cartuchos com tintas coloridas, como nas impressoras tradicionais, ou polímeros e metais, como nas impressoras 3D, a bioimpressora usa cartuchos com componentes biológicos mantidos em cultura. "É fundamental para o [funcionamento do] sistema saber misturar os componentes biológicos, em que condições trabalhar com eles para que as células não se deteriorem, e como depositar corretamente o produto," disse o professor Juan Francisco del Cañizo. Segundo a equipe, a bioimpressora pode ser usada de dois modos: para produzir pele alogênica, a partir de um estoque de células, o que pode ser feito em grande escala, para processos industriais; e para criar pele autóloga, que é feita caso a caso a partir de células do próprio paciente, para uso terapêutico, como no tratamento de queimaduras graves. "Nós usamos apenas células e componentes humanos para produzir a pele, que é bioativa e pode gerar seu próprio colágeno humano, evitando assim o uso do colágeno animal, como se faz em outros métodos," acrescentou Cañizo. O equipamento está agora sob avaliação das autoridades de saúde europeias em busca de certificação que garanta que a pele produzida é adequada para transplantes e para testes laboratoriais. FONTE: Universidad Carlos III de Madrid/OIC Bibliografia: 3D bioprinting of functional human skin: production and in vivo analysis Nieves Cubo, Marta Garcia, Juan F del Cañizo, Diego Velasco, Jose L. Jorcano Biofabrication Vol.: 9 (1): 015006 DOI: 10.1088/1758-5090/9/1/015006](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhpyiFWp3iIkpZxNwB53sC9hULI0wMjm_qkNZt-dH-vOCVduME4RQXdrR2l7yNv0gwJGBmnUEF02c086X7IvfdOgFMCXxER7NNh6SUxE6UIH830aC74_5lBrf2seEnlHgUUmb815h1z0tg/s1600/2.jpg)
![A Antártica será o primeiro passo para a estufa que poderá alimentar humanos no espaço, na Lua e em Marte. [Imagem: DLR] Éden no espaço Enquanto procuram ardentemente por exoplanetas na zona habitável, os humanos também se dedicam cada vez mais a preparativos para viver fora da zona habitável da Terra. Isso inclui primariamente as viagens espaciais, certamente, mas não só. As preocupações ambientais estão levando cada vez mais pesquisadores para as regiões polares, e lá também é difícil manter laboratórios "sustentáveis" - que possam produzir seu próprio alimento, pelo menos. A DLR, a agência espacial da Alemanha, está desenvolvendo fazendas modulares que possam ser enfiadas dentro de invólucros adequados a cada uma dessas situações. O protótipo da estufa "Estufa Eden ISS" será testado na estação polar alemã Neumayer III, na Antártica, mas o projeto já prevê a nova etapa, em que tudo será acondicionado em formato de tubo e enviado ao espaço - primeiro para a Estação Espacial Internacional (daí o ISS no nome desse "jardim do Éden" miniaturizado) e, mais no futuro, para a Lua ou Marte. Aeroponia "Primeiro de tudo, precisamos fornecer as necessidades básicas das plantas na estufa polar, que não podem ser presumidas como existentes na Antártica," explicou Paul Zabel, coordenador do projeto. "Tubos para fornecer água em quantidades adequadas, lâmpadas para fornecer a luz adequada e até filtros e bicos para aspergir uma solução promotora do crescimento [das plantas] devem ser colocados e postos para funcionar." Afinal, manter a água em estado líquido é um desafio nos -30º C da Antártica, e as plantas vão precisar de luz durante a escuridão da noite polar, que dura meses. Isto sem contar um isolamento térmico que permita uma temperatura adequada aos vegetais. Sem dúvida, um bom teste para uma estufa espacial. As plantas serão cultivadas por um processo chamado aeroponia: "A água não é fornecida diretamente às plantas, ela é controlada por computador para adicionar uma solução especial de nutrientes. A cada cinco a 10 minutos, as plantas são aspergidas automaticamente com essa mistura de água e nutrientes, de forma que elas podem ser cultivadas completamente sem solo," explicou Zabel. Além de evitar problemas de contaminação, o cultivo aeropônico evita a necessidade de carregar grandes quantidades de solo, e a água pode ser reutilizada continuamente. Todo o sistema já foi projetado para ser reconstruído na forma de um laboratório espacial, que possa ser anexado à Estação Espacial Internacional ou a uma nave de longo alcance. [Imagem: DLR] Agricultor do futuro E, enquanto a fama do CO2 vai de mal a pior por conta do aquecimento global, o gás da vida - as plantas respiram dióxido de carbono - terá que ser levado em cilindros pressurizados, o que ajudará a manter o ambiente livre de germes e esporos - com a ajuda de um conjunto de filtros e um sistema de esterilização por ultravioleta. Isto porque, já prevendo o uso da estufa no espaço, o circuito de fornecimento de ar é completamente fechado, incluindo uma escotilha, pela qual Zabel entrará diariamente na estufa para monitorar tudo e, eventualmente, fazer a colheita. Todo o sistema está sendo montado em um laboratório da DLR na cidade de Bremen, onde serão feitos testes iniciais sem os rigores das "zonas inabitáveis". A estufa polar deverá ser levada para a Antártica em Outubro de 2017.](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj71qzGbJtK160vHj-5zzly3TgNkif_jZQqAK0lzsHC-vwGgTEoy4SXezIuiXWhPbsXOAlPjmzFNtWGAGS2kuTRrlviO01WMnP21ztBxUgpi7pNuIgKFawVLNApdu06C7_PO4tj1C-VPzo/s1600/2.jpg)
![A Antártica será o primeiro passo para a estufa que poderá alimentar humanos no espaço, na Lua e em Marte. [Imagem: DLR] Éden no espaço Enquanto procuram ardentemente por exoplanetas na zona habitável, os humanos também se dedicam cada vez mais a preparativos para viver fora da zona habitável da Terra. Isso inclui primariamente as viagens espaciais, certamente, mas não só. As preocupações ambientais estão levando cada vez mais pesquisadores para as regiões polares, e lá também é difícil manter laboratórios "sustentáveis" - que possam produzir seu próprio alimento, pelo menos. A DLR, a agência espacial da Alemanha, está desenvolvendo fazendas modulares que possam ser enfiadas dentro de invólucros adequados a cada uma dessas situações. O protótipo da estufa "Estufa Eden ISS" será testado na estação polar alemã Neumayer III, na Antártica, mas o projeto já prevê a nova etapa, em que tudo será acondicionado em formato de tubo e enviado ao espaço - primeiro para a Estação Espacial Internacional (daí o ISS no nome desse "jardim do Éden" miniaturizado) e, mais no futuro, para a Lua ou Marte. Aeroponia "Primeiro de tudo, precisamos fornecer as necessidades básicas das plantas na estufa polar, que não podem ser presumidas como existentes na Antártica," explicou Paul Zabel, coordenador do projeto. "Tubos para fornecer água em quantidades adequadas, lâmpadas para fornecer a luz adequada e até filtros e bicos para aspergir uma solução promotora do crescimento [das plantas] devem ser colocados e postos para funcionar." Afinal, manter a água em estado líquido é um desafio nos -30º C da Antártica, e as plantas vão precisar de luz durante a escuridão da noite polar, que dura meses. Isto sem contar um isolamento térmico que permita uma temperatura adequada aos vegetais. Sem dúvida, um bom teste para uma estufa espacial. As plantas serão cultivadas por um processo chamado aeroponia: "A água não é fornecida diretamente às plantas, ela é controlada por computador para adicionar uma solução especial de nutrientes. A cada cinco a 10 minutos, as plantas são aspergidas automaticamente com essa mistura de água e nutrientes, de forma que elas podem ser cultivadas completamente sem solo," explicou Zabel. Além de evitar problemas de contaminação, o cultivo aeropônico evita a necessidade de carregar grandes quantidades de solo, e a água pode ser reutilizada continuamente. Todo o sistema já foi projetado para ser reconstruído na forma de um laboratório espacial, que possa ser anexado à Estação Espacial Internacional ou a uma nave de longo alcance. [Imagem: DLR] Agricultor do futuro E, enquanto a fama do CO2 vai de mal a pior por conta do aquecimento global, o gás da vida - as plantas respiram dióxido de carbono - terá que ser levado em cilindros pressurizados, o que ajudará a manter o ambiente livre de germes e esporos - com a ajuda de um conjunto de filtros e um sistema de esterilização por ultravioleta. Isto porque, já prevendo o uso da estufa no espaço, o circuito de fornecimento de ar é completamente fechado, incluindo uma escotilha, pela qual Zabel entrará diariamente na estufa para monitorar tudo e, eventualmente, fazer a colheita. Todo o sistema está sendo montado em um laboratório da DLR na cidade de Bremen, onde serão feitos testes iniciais sem os rigores das "zonas inabitáveis". A estufa polar deverá ser levada para a Antártica em Outubro de 2017.](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhs31X-cGRQfMBvkSZN1xAe35AY05uJ8rP51fQUOwpKqH5E1WQ5ZDunn-RwfrRukNOTV83MjW3cea_sL-Ar4jdaRcR3bJu6ToTCyWDDFmi6F6AbzD-OdHFqT0OyHvfM-mAUyWWS_W1UNRo/s1600/3.jpg)
![Relógios primordiais podem mostrar como o Universo começou.[Imagem: Yi Wang/Xingang Chen] Reação triplo-alfa Se as teorias científicas estivessem todas corretas e, sobretudo, completas, a sua existência e a de todo o Universo teriam como base fundamental um trio improvável - uma reação delicada dentro das estrelas, chamada de processo triplo-alfa, responsável pela criação do elemento carbono. Agora, essa mesma reação está sendo usada para dar sustentação à hipótese que exista um multiverso - múltiplos universos, cada qual com suas próprias leis físicas, quase certamente diferentes das leis físicas do nosso. É que, em uma realidade onde haja múltiplos universos, a reação triplo-alfa não parece mais tão improvável. E, como estamos aqui, e todo o nosso Universo é dado por suposto, então existimos graças à realização de uma probabilidade exequível - ao menos, tão provável quanto qualquer outra. Além disso, Fred Adams e Evan Grohs, da Universidade de Michigan, nos EUA, argumentam que as estrelas em outros universos podem ter formas alternativas de produzir carbono, o que abre a perspectiva de que a vida como a conhecemos - baseada em carbono - exista em múltiplos universos. Partículas alfa O processo triplo-alfa tem esse nome por causa dos três núcleos de hélio envolvidos, que também são conhecidos como partículas alfa. Quando o Universo se formou, diz a teoria, ele consistia basicamente de hidrogênio e hélio, os elementos mais leves e mais simples da tabela periódica. Os elementos mais pesados devem ter sido forjados pelas primeiras estrelas por meio da fusão dos núcleos mais leves. Há apenas um problema com este modelo limpo e bem arrumado. Funda duas partículas alfa e você terá um núcleo de quatro prótons e quatro nêutrons, ou seja, berílio-8, um isótopo do quarto elemento na tabela periódica - é isso que "prova" que havia condições no universo primordial para que os demais elementos da tabela periódica tenham vindo à existência, cada um por sua vez, em uma cascata de fusões atômicas. Ocorre que o berílio-8 é altamente instável e decai em duas partículas alfa em uma fração de segundo. Isso significa que não há muito dele no nosso Universo. "O degrau essencial para os elementos maiores não está presente [no modelo]," reforça Fred Adams. Ou seja, não é assim que se constrói um Universo. Já foram sugeridas pelo menos quatro maneiras para observar o multiverso. E, aqui no nosso, as fronteiras entre os múltiplos universos podem explicar a emergência da física quântica e de todas as suas esquisitices. [Imagem: S. J. Weber et al./Nature] Universo ajustado para a vida Na década de 1950, o astrônomo Fred Hoyle encontrou uma solução para a inexequibilidade do Universo baseado no processo triplo-alfa. Ele argumentou que a abundância de carbono no Universo deve ser o resultado de uma coincidência entre os níveis de energia das partículas alfa e do carbono-12. Hoyle argumentou que, como a energia das três partículas alfa cria carbono-12 com mais energia do que ele necessita, essa energia extra deve ser igual a um estado energizado do carbono-12, permitindo que ele se desintegre até seu estado fundamental e permaneça estável. Esta assim chamada "ressonância" entre os valores de energia tornaria então possível formar carbono fundindo três partículas alfa. Experimentos provaram que Hoyle estava certo, mas a ressonância introduziu seu próprio problema. Ela ocorre em um valor muito particular - 7,644 megaeletronvolts (MeV), e os cálculos mostram que a reação triplo-alfa é muito sensível a esse valor. Deixe-a variar em 0,1 MeV e a reação será lenta demais, produzindo menos carbono do que há no Universo, enquanto uma mudança de mais de 0,3 MeV vai parar completamente a produção de carbono. É neste senão que os físicos se baseiam para dizer que nosso Universo "foi ajustado para vida". Essa ressonância poderia ter ocorrido em uma variedade de energias, e o fato de que ela teria acontecido no ponto exato que precisávamos para a nossa existência nos torna surpreendentemente sortudos. As chances de que isso aconteça ao acaso são muito baixas, e alguns argumentam que a única maneira de explicar isso é se o nosso Universo for apenas um dentre muitos outros membros de um multiverso. Nesse caso, cada universo poderia ter valores ligeiramente diferentes para as constantes fundamentais da física e a vida só surgirá em universos "adequados", o que significa que não devemos nos surpreender de nos encontrarmos em um desses. Outros físicos têm propostas diferentes para explicar a origem do Universo, baseando-se no tempo. [Imagem: Henze/NASA] Como projetar um universo Mas agora Adams e Grohs estão argumentando que, se outros universos têm constantes fundamentais com qualquer diferença, é possível criar um universo no qual o berílio-8 seja estável, voltando tudo ao início e tornando assim fácil a formação de carbono e dos elementos mais pesados, eliminando a necessidade da ressonância de Hoyle. Para que isso aconteça, seria necessário uma mudança na energia de ligação do berílio-8 de menos de 0,1 MeV - algo que os cálculos da dupla mostram que pode ser possível alterando ligeiramente o valor da força forte, que é responsável pela união dos núcleos atômicos. Simulando como as estrelas podem queimar em tal Universo, eles descobriram que o berílio-8 estável iria produzir uma abundância de carbono, significando que a vida como a conhecemos poderia emergir. "Há muitos mais universos em funcionamento do que as pessoas se dão conta," propõe Adams. A dupla defende que seria muito mais lógica a existência do nosso Universo - e de todos os demais no multiverso - com estrelas capazes de fabricar constantemente elementos ao longo de toda a tabela periódica, sem ter que recorrer ao processo triplo-alfa. "Nós tendemos a pensar não apenas no nosso Universo afinado para nós, também pensamos que este é o melhor universo que se poderia projetar. De certa forma, nós projetamos um universo melhor," diz Adams sem nenhuma modéstia. FONTE: New Scientist Bibliografia: Stellar Helium Burning in Other Universes: A solution to the triple alpha fine-tuning problem Fred C. Adams, Evan Grohs Astroparticle Physics Vol.: 87, January 2017, Pages 40-54 DOI: 10.1016/j.astropartphys.2016.12.002 http://arxiv.org/abs/1608.04690](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg3wuITbQHuwrCRHLjEQ_dv2sZMeoqUoIIdGVjDm_4ZhOZL4qWjOGlkxDjjY2Fm1Z3C9uEymldvesBVVp8knGuychuXEp3JBEnuqQSNV43Nvu_jWpwZyDZQnqEO1TVIb-tXHrXIf21vPoI/s1600/2.jpg)
![Relógios primordiais podem mostrar como o Universo começou.[Imagem: Yi Wang/Xingang Chen] Reação triplo-alfa Se as teorias científicas estivessem todas corretas e, sobretudo, completas, a sua existência e a de todo o Universo teriam como base fundamental um trio improvável - uma reação delicada dentro das estrelas, chamada de processo triplo-alfa, responsável pela criação do elemento carbono. Agora, essa mesma reação está sendo usada para dar sustentação à hipótese que exista um multiverso - múltiplos universos, cada qual com suas próprias leis físicas, quase certamente diferentes das leis físicas do nosso. É que, em uma realidade onde haja múltiplos universos, a reação triplo-alfa não parece mais tão improvável. E, como estamos aqui, e todo o nosso Universo é dado por suposto, então existimos graças à realização de uma probabilidade exequível - ao menos, tão provável quanto qualquer outra. Além disso, Fred Adams e Evan Grohs, da Universidade de Michigan, nos EUA, argumentam que as estrelas em outros universos podem ter formas alternativas de produzir carbono, o que abre a perspectiva de que a vida como a conhecemos - baseada em carbono - exista em múltiplos universos. Partículas alfa O processo triplo-alfa tem esse nome por causa dos três núcleos de hélio envolvidos, que também são conhecidos como partículas alfa. Quando o Universo se formou, diz a teoria, ele consistia basicamente de hidrogênio e hélio, os elementos mais leves e mais simples da tabela periódica. Os elementos mais pesados devem ter sido forjados pelas primeiras estrelas por meio da fusão dos núcleos mais leves. Há apenas um problema com este modelo limpo e bem arrumado. Funda duas partículas alfa e você terá um núcleo de quatro prótons e quatro nêutrons, ou seja, berílio-8, um isótopo do quarto elemento na tabela periódica - é isso que "prova" que havia condições no universo primordial para que os demais elementos da tabela periódica tenham vindo à existência, cada um por sua vez, em uma cascata de fusões atômicas. Ocorre que o berílio-8 é altamente instável e decai em duas partículas alfa em uma fração de segundo. Isso significa que não há muito dele no nosso Universo. "O degrau essencial para os elementos maiores não está presente [no modelo]," reforça Fred Adams. Ou seja, não é assim que se constrói um Universo. Já foram sugeridas pelo menos quatro maneiras para observar o multiverso. E, aqui no nosso, as fronteiras entre os múltiplos universos podem explicar a emergência da física quântica e de todas as suas esquisitices. [Imagem: S. J. Weber et al./Nature] Universo ajustado para a vida Na década de 1950, o astrônomo Fred Hoyle encontrou uma solução para a inexequibilidade do Universo baseado no processo triplo-alfa. Ele argumentou que a abundância de carbono no Universo deve ser o resultado de uma coincidência entre os níveis de energia das partículas alfa e do carbono-12. Hoyle argumentou que, como a energia das três partículas alfa cria carbono-12 com mais energia do que ele necessita, essa energia extra deve ser igual a um estado energizado do carbono-12, permitindo que ele se desintegre até seu estado fundamental e permaneça estável. Esta assim chamada "ressonância" entre os valores de energia tornaria então possível formar carbono fundindo três partículas alfa. Experimentos provaram que Hoyle estava certo, mas a ressonância introduziu seu próprio problema. Ela ocorre em um valor muito particular - 7,644 megaeletronvolts (MeV), e os cálculos mostram que a reação triplo-alfa é muito sensível a esse valor. Deixe-a variar em 0,1 MeV e a reação será lenta demais, produzindo menos carbono do que há no Universo, enquanto uma mudança de mais de 0,3 MeV vai parar completamente a produção de carbono. É neste senão que os físicos se baseiam para dizer que nosso Universo "foi ajustado para vida". Essa ressonância poderia ter ocorrido em uma variedade de energias, e o fato de que ela teria acontecido no ponto exato que precisávamos para a nossa existência nos torna surpreendentemente sortudos. As chances de que isso aconteça ao acaso são muito baixas, e alguns argumentam que a única maneira de explicar isso é se o nosso Universo for apenas um dentre muitos outros membros de um multiverso. Nesse caso, cada universo poderia ter valores ligeiramente diferentes para as constantes fundamentais da física e a vida só surgirá em universos "adequados", o que significa que não devemos nos surpreender de nos encontrarmos em um desses. Outros físicos têm propostas diferentes para explicar a origem do Universo, baseando-se no tempo. [Imagem: Henze/NASA] Como projetar um universo Mas agora Adams e Grohs estão argumentando que, se outros universos têm constantes fundamentais com qualquer diferença, é possível criar um universo no qual o berílio-8 seja estável, voltando tudo ao início e tornando assim fácil a formação de carbono e dos elementos mais pesados, eliminando a necessidade da ressonância de Hoyle. Para que isso aconteça, seria necessário uma mudança na energia de ligação do berílio-8 de menos de 0,1 MeV - algo que os cálculos da dupla mostram que pode ser possível alterando ligeiramente o valor da força forte, que é responsável pela união dos núcleos atômicos. Simulando como as estrelas podem queimar em tal Universo, eles descobriram que o berílio-8 estável iria produzir uma abundância de carbono, significando que a vida como a conhecemos poderia emergir. "Há muitos mais universos em funcionamento do que as pessoas se dão conta," propõe Adams. A dupla defende que seria muito mais lógica a existência do nosso Universo - e de todos os demais no multiverso - com estrelas capazes de fabricar constantemente elementos ao longo de toda a tabela periódica, sem ter que recorrer ao processo triplo-alfa. "Nós tendemos a pensar não apenas no nosso Universo afinado para nós, também pensamos que este é o melhor universo que se poderia projetar. De certa forma, nós projetamos um universo melhor," diz Adams sem nenhuma modéstia. FONTE: New Scientist Bibliografia: Stellar Helium Burning in Other Universes: A solution to the triple alpha fine-tuning problem Fred C. Adams, Evan Grohs Astroparticle Physics Vol.: 87, January 2017, Pages 40-54 DOI: 10.1016/j.astropartphys.2016.12.002 http://arxiv.org/abs/1608.04690](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEivuVqobi7r6n_brG5bO60kZgjt-U15NqUSvpCUdrhQHtFTRhiHCQa3HYeFDuTTR-8hco9yJVfMhoVoAukKRfX6Vf5n5CP3_mT7VK0PhNaIXP28qJesJSrWJ4TuZK9t5GBmdSozKKVXrys/s1600/3.jpg)
![Relógios primordiais podem mostrar como o Universo começou.[Imagem: Yi Wang/Xingang Chen] Reação triplo-alfa Se as teorias científicas estivessem todas corretas e, sobretudo, completas, a sua existência e a de todo o Universo teriam como base fundamental um trio improvável - uma reação delicada dentro das estrelas, chamada de processo triplo-alfa, responsável pela criação do elemento carbono. Agora, essa mesma reação está sendo usada para dar sustentação à hipótese que exista um multiverso - múltiplos universos, cada qual com suas próprias leis físicas, quase certamente diferentes das leis físicas do nosso. É que, em uma realidade onde haja múltiplos universos, a reação triplo-alfa não parece mais tão improvável. E, como estamos aqui, e todo o nosso Universo é dado por suposto, então existimos graças à realização de uma probabilidade exequível - ao menos, tão provável quanto qualquer outra. Além disso, Fred Adams e Evan Grohs, da Universidade de Michigan, nos EUA, argumentam que as estrelas em outros universos podem ter formas alternativas de produzir carbono, o que abre a perspectiva de que a vida como a conhecemos - baseada em carbono - exista em múltiplos universos. Partículas alfa O processo triplo-alfa tem esse nome por causa dos três núcleos de hélio envolvidos, que também são conhecidos como partículas alfa. Quando o Universo se formou, diz a teoria, ele consistia basicamente de hidrogênio e hélio, os elementos mais leves e mais simples da tabela periódica. Os elementos mais pesados devem ter sido forjados pelas primeiras estrelas por meio da fusão dos núcleos mais leves. Há apenas um problema com este modelo limpo e bem arrumado. Funda duas partículas alfa e você terá um núcleo de quatro prótons e quatro nêutrons, ou seja, berílio-8, um isótopo do quarto elemento na tabela periódica - é isso que "prova" que havia condições no universo primordial para que os demais elementos da tabela periódica tenham vindo à existência, cada um por sua vez, em uma cascata de fusões atômicas. Ocorre que o berílio-8 é altamente instável e decai em duas partículas alfa em uma fração de segundo. Isso significa que não há muito dele no nosso Universo. "O degrau essencial para os elementos maiores não está presente [no modelo]," reforça Fred Adams. Ou seja, não é assim que se constrói um Universo. Já foram sugeridas pelo menos quatro maneiras para observar o multiverso. E, aqui no nosso, as fronteiras entre os múltiplos universos podem explicar a emergência da física quântica e de todas as suas esquisitices. [Imagem: S. J. Weber et al./Nature] Universo ajustado para a vida Na década de 1950, o astrônomo Fred Hoyle encontrou uma solução para a inexequibilidade do Universo baseado no processo triplo-alfa. Ele argumentou que a abundância de carbono no Universo deve ser o resultado de uma coincidência entre os níveis de energia das partículas alfa e do carbono-12. Hoyle argumentou que, como a energia das três partículas alfa cria carbono-12 com mais energia do que ele necessita, essa energia extra deve ser igual a um estado energizado do carbono-12, permitindo que ele se desintegre até seu estado fundamental e permaneça estável. Esta assim chamada "ressonância" entre os valores de energia tornaria então possível formar carbono fundindo três partículas alfa. Experimentos provaram que Hoyle estava certo, mas a ressonância introduziu seu próprio problema. Ela ocorre em um valor muito particular - 7,644 megaeletronvolts (MeV), e os cálculos mostram que a reação triplo-alfa é muito sensível a esse valor. Deixe-a variar em 0,1 MeV e a reação será lenta demais, produzindo menos carbono do que há no Universo, enquanto uma mudança de mais de 0,3 MeV vai parar completamente a produção de carbono. É neste senão que os físicos se baseiam para dizer que nosso Universo "foi ajustado para vida". Essa ressonância poderia ter ocorrido em uma variedade de energias, e o fato de que ela teria acontecido no ponto exato que precisávamos para a nossa existência nos torna surpreendentemente sortudos. As chances de que isso aconteça ao acaso são muito baixas, e alguns argumentam que a única maneira de explicar isso é se o nosso Universo for apenas um dentre muitos outros membros de um multiverso. Nesse caso, cada universo poderia ter valores ligeiramente diferentes para as constantes fundamentais da física e a vida só surgirá em universos "adequados", o que significa que não devemos nos surpreender de nos encontrarmos em um desses. Outros físicos têm propostas diferentes para explicar a origem do Universo, baseando-se no tempo. [Imagem: Henze/NASA] Como projetar um universo Mas agora Adams e Grohs estão argumentando que, se outros universos têm constantes fundamentais com qualquer diferença, é possível criar um universo no qual o berílio-8 seja estável, voltando tudo ao início e tornando assim fácil a formação de carbono e dos elementos mais pesados, eliminando a necessidade da ressonância de Hoyle. Para que isso aconteça, seria necessário uma mudança na energia de ligação do berílio-8 de menos de 0,1 MeV - algo que os cálculos da dupla mostram que pode ser possível alterando ligeiramente o valor da força forte, que é responsável pela união dos núcleos atômicos. Simulando como as estrelas podem queimar em tal Universo, eles descobriram que o berílio-8 estável iria produzir uma abundância de carbono, significando que a vida como a conhecemos poderia emergir. "Há muitos mais universos em funcionamento do que as pessoas se dão conta," propõe Adams. A dupla defende que seria muito mais lógica a existência do nosso Universo - e de todos os demais no multiverso - com estrelas capazes de fabricar constantemente elementos ao longo de toda a tabela periódica, sem ter que recorrer ao processo triplo-alfa. "Nós tendemos a pensar não apenas no nosso Universo afinado para nós, também pensamos que este é o melhor universo que se poderia projetar. De certa forma, nós projetamos um universo melhor," diz Adams sem nenhuma modéstia. FONTE: New Scientist Bibliografia: Stellar Helium Burning in Other Universes: A solution to the triple alpha fine-tuning problem Fred C. Adams, Evan Grohs Astroparticle Physics Vol.: 87, January 2017, Pages 40-54 DOI: 10.1016/j.astropartphys.2016.12.002 http://arxiv.org/abs/1608.04690](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjqTXBStntp3MCBPx8-5PK-GdKVWJqKznoaDF3pXc4SYSU75kWWVW2VR3eVtpGldtyN6JRuLPlB-D_XG2CRMCIYkXiGEibAcVl5dKqXmiSGcitIx1BarX4Z1m0NDOf5e8MPtBlqczTWxIs/s1600/4.jpg)