Primeiras imagens do acelerador de partículas Sirius são de proteínas do novo coronavírus

Os detalhes obtidos podem auxiliar na compreensão do vírus e no desenvolvimento ou melhoramento de remédios contra o COVID-19.

Aceleradores de partículas são laboratórios onde partículas que compõem os átomos – como prótons e elétrons – são aceleradas a velocidades próximas à da luz. A utilização desse tipo de equipamento é muito importante, afinal, somente com ele é possível quebrar partículas incrivelmente densas e milhões de vezes menores que o átomo. Essas pesquisas são importantes para nossa constante evolução e para o descobrimento de curas para doenças, por exemplo. Quer entender mais sobre esses super laboratórios? Leia nosso artigo sobre aceleradores de partículas.

O maior investimento da ciência brasileira, Sirius, terminou de ser construído a pouco tempo, em Campinas (SP) e entre seus primeiros experimentos, estão imagens em 3D de estruturas de proteínas de SARS-CoV-2, os detalhes obtidos podem auxiliar na compreensão do vírus e no desenvolvimento ou melhoramento de remédios contra o COVID-19.

Esses primeiros experimentos fazem parte de um esforço do Centro Nacional de Pesquisa em Energias e Materiais (CNPEM) para disponibilizar uma ferramenta de ponta à comunidade científica brasileira dedicada a pesquisas com SARS-CoV-2. 

Dentre as 13 estações de pesquisa do Sirius previstas para a 1ª fase do projeto, duas tiveram as montagens priorizadas desde o início da pandemia, por permitirem estudos sobre o vírus e suas intenções com as células humanas: o MACANÁ e o CATERETÊ.

Ao analisar uma proteína já conhecida, os profissionais puderam validar o funcionamento do MACANÁ. Para constatar que estação está dentro dos parâmetros projetados e gerando resultados confiáveis, a pesquisa foi feita com proteínas bem conhecidas (como a lisozima, presente na nossa lágrima e saliva). Após reproduzir as medidas esperadas e verificar a boa performance da máquina, seguiu-se para os experimentos reais, com cristais de proteínas do SARS-CoV-2. 

Oportunidade para pesquisadores do país

Com os testes realizados e validados, o CNPEM, que abriga o Sirius, passa a receber propostas de cientistas interessados em usar a estrutura para avançar em estudos para o enfrentamento da pandemia. Contribuir de forma direta nessa corrida global da ciência por conhecimento sobre o SARS-Cov-2 empolga os pesquisadores, que têm ferramentas e estrutura em mãos.

Com a obtenção de dados confiáveis e competitivos, serão aprofundados os estudos em biologia molecular e estrutural que integram a força-tarefa contra coronavírus. Grupos de pesquisadores estão mobilizados para investigar os mecanismos moleculares relacionados à atividade dessa proteína, buscar inibidores de sua atividade, estudar outras proteínas virais e gerar conhecimentos que podem apoiar o desenvolvimento de medicamentos contra a doença.

https://youtu.be/AaHMEHu1xqg

José Roque, diretor-geral do CNPEM e do projeto Sirius, destaca que, em resposta à uma situação emergencial, a comunidade científica está sendo chamada a apresentar suas propostas de pesquisa em SARS-CoV-2. Para utilizar o Sirius, as propostas de pesquisa da comunidade científica passarão por uma avaliação técnica dos especialistas do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron. 

Essa é uma condição de pesquisa inédita para os pesquisadores do país. Tanto falamos da importância da ciência e tecnologia para a solução de problemas, e agora temos acesso a uma máquina avançada, projetada por brasileiros e construída em parceria com a indústria nacional. Isso tudo reforça a importância da ciência para a solução dos nossos problemas e as capacidades que temos no Brasil. Um salve à ciência e tecnologia!

Fontes: G1 | CNPEM | Super

Aceleradores de partículas são laboratórios gigantes. Por fora, parecem grandes túneis, que podem ser retos ou em forma de anel e ter vários quilômetros de extensão. Dentro deles, as partículas que compõem os átomos – como prótons e elétrons – são aceleradas a velocidades próximas à da luz para que elas possam bombardear núcleos atômicos estáveis. Se você quer saber um pouco mais, leia o artigo que escrevemos sobre os aceleradores de partículas e o que eles fazem. Mas depois volta pra cá, ok?

No ano de 2008, o mundo inteiro voltou a sua atenção para o maior acelerador de partículas do mundo, o LHC. O gigante de 27 km de circunferência e 8,6 km de diâmetro tenta usar a tecnologia para recriar um ambiente semelhante ao do início do Universo. Com ele, a ciência já detectou o bóson de Higs – a partícula sub-atômica que confere massa a quarks e elétrons (sem ele, não seriam formados os átomos, e o Universo seria só um monte de partículas flutuando por aí).

É bem difícil imaginar a dimensão e a importância disso tudo. A boa notícia é que o canal britânico de televisão BCC produziu um vídeo em 360 graus dentro do acelerador e você pode dar uma voltinha em um dos lugares mais importantes para a ciência moderna!

O vídeo de cerca de três minutos explica algumas características do acelerador, em inglês, mas mesmo para quem não entende a língua, o passeio pelas instalações é bem simples: basta clicar no vídeo e utilizar o mouse para arrastar e virar para o lado que desejar. Você também pode usar as setas para girar a câmera. Aproveite o passeio!

Se assim como nós, você também fica fascinado com essas estruturas, vai adorar conhecer histórias e saber como é trabalhar dentro de um acelerador. Isto, porque já entrevistamos brasileiros que trabalham em aceleradores de partículas pelo mundo, vem ler:

 

 – Conheça o jaraguaense que trabalha com aceleradores de partículas na Suécia.

O brasileiro que está há 17 anos trabalhando com aceleradores na Suíça.

Conheça o jaraguaense que trabalha com aceleradores de partículas na Suécia

O avanço da tecnologia exige ferramentas cada vez melhores, já falamos aqui sobre os tipos de aceleradores de partículas e…

21 de setembro de 2018
...

O avanço da tecnologia exige ferramentas cada vez melhores, já falamos aqui sobre os tipos de aceleradores de partículas e como existem profissionais em laboratórios gigantescos, descobrindo coisas sobre nossa saúde, existência e matéria. Algo comum para pesquisadores, porém um mistério para a população em geral. Mas não para o jaraguaense Rafael Baron, com quem tivemos uma conversa super inspiradora que você poderá ler logo abaixo.

O Rafael foi o primeiro funcionário dedicado ao projeto Sirius, laboratório de aceleradores de elétrons de Campinas, um dos mais sofisticados do planeta. Hoje, o engenheiro de Jaraguá do Sul trabalha na Suécia, no European Spallation Source ERIC (ESS), um dos maiores projetos de infraestrutura de ciência e tecnologia que está sendo construído atualmente. O projeto e a construção das instalações incluem o acelerador de prótons linear mais potente já construído.

Ficou curioso? Então embarque com a gente nessa viagem para dentro do ESS! Confira a entrevista exclusiva abaixo com o Rafael!

Museu WEG: Como você chegou até o European Spallation Source ERIC e como começou a trabalhar com aceleradores de partículas? É uma paixão antiga ou descobriu depois de alguma experiência?

Rafael: Essa é uma pergunta muito interessante, pois ela tem muita relação com minha vida e meus amigos de Jaraguá do Sul. Estudei praticamente a minha vida inteira no Colégio Jaraguá, e me lembro frequentemente de coisas que aprendi na escola, sejam estes ensinamentos para a vida ou ensinamentos técnicos. Sou muito grato a todos os meus colegas, professores, zeladores, guardas, o pessoal da cantina, etc. Todos foram muito importantes na formação.

“A minha relação inicial com a engenharia é estreitamente relacionada com a música.”

Eu sempre gostei muito de violão, então comecei a fazer um curso de música quando tinha aproximadamente 13 anos. Ao mesmo tempo, eu sempre gostei de vasculhar os equipamentos eletrônicos que tínhamos em casa. Até que um dia decidi fazer meu próprio amplificador de guitarra. E foi aí que tudo começou. Precisei visitar muitas vezes a biblioteca pública, a UNERJ, falar com diferentes pessoas, pesquisar muito sobre o assunto, e isso me fez aprender muito.

Além disso, uma pessoa muito importante nesta etapa foi um jaraguaense muito conhecido na região, o Sr. Zehnder. Eu lembro que, sempre que possível, eu visitava a loja de rádios e componentes eletrônicos aos sábados de manhã para conversar com seu Zehnder sobre amplificadores valvulados. Até que um dia ele me deu algumas válvulas velhas de rádio e eu iniciei o projeto de amplificador de guitarra valvulado.

Foi nessa época que aprendi muita coisa sobre sistemas eletrônicos. Quando não encontrava os componentes, transformadores e válvulas, eu ia até o lixão de Jaraguá (que ficava onde hoje é a Arena Jaraguá) para pegar componentes de rádios e televisões antigas. Aprendi muito com as pessoas que trabalhavam no lixão e pude também entender melhor as condições em que elas trabalhavam.

Depois de algum tempo, quando estava no terceiro ano do CEJA, eu estava muito em dúvida sobre qual área profissional seguir. Até que o pai de um amigo meu que trabalhava na WEG, Paulo Torri, me levou para uma visita na empresa. E foi aí que decidi realmente seguir a área de engenharia elétrica. Então comecei o curso na UDESC, em Joinville, mas ainda nos semestres iniciais passei no vestibular para a UNICAMP e decidi me mudar para Campinas (SP). Na UNICAMP, tive diversas oportunidades de trabalho e aprendizado, e foi no último ano de faculdade que eu consegui uma vaga para trabalhar com aceleradores, no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS).

Após um ano trabalhando com uma bolsa de iniciação científica, fui contratado como o primeiro funcionário dedicado ao projeto Sirius, onde trabalhei numa equipe fantástica que desenvolve sistemas de diagnóstico para aceleradores. Portanto, o meu trabalho com aceleradores foi algo que eu descobri devido ao LNLS em Campinas, que me possibilitou conhecer pessoas de diversos aceleradores no mundo. Após algum tempo, recebi uma proposta de emprego do ESS, a qual aceitei.

Museu WEG: Você pode comentar como é o dia a dia no ESS?

Rafael: No ESS, trabalhamos diariamente com pessoas de diversas nacionalidades. O ESS é um projeto muito internacional, onde aproximadamente metade dos funcionários são suecos e a outra metade são de outras 49 nacionalidades. As minhas responsabilidades são relacionadas com uma atividade denominada Líder de Sistema de um tipo específico de sistema do acelerador, o Monitor de Posição de Feixe (BPM – Beam Position Monitor). A minha equipe trabalha com diferentes grupos do ESS, mas também temos parceiros em diferentes países europeus, como por exemplo, Alemanha, Espanha e Itália. Reuniões entre essas equipes são frequentes e diárias, onde decisões precisam ser tomadas rapidamente.

Os suecos têm um horário de trabalho que vai de 9 horas da manhã até as 17 horas, sendo muito raro ver pessoas no escritório após este horário. Porém, durante este período as atividades são intensas. É frequente precisar trabalhar com alguma pessoa e descobrir que ela está em uma licença de trabalho, seja para aprimoramento técnico (cursos) ou então em licença paternidade/maternidade. Na Suécia temos essa interessante política, onde os pais que tem um filho, podem tirar auxílio parental de até 480 dias, divididos entre o pai e a mãe, sendo o pai obrigado a tirar pelo menos 3 meses de licença. Desta maneira os pais dividem o tempo de cuidado da criança nos primeiros meses de vida.

Museu WEG: Quais os projetos mais legais que já participou ou que está participando?

Rafael: Eu trabalho com diversos projetos no ESS. Mas o mais interessante é o Monitor de Posição do Feixe, onde o sistema é responsável por monitorar a posição e velocidade do feixe de elétrons ao longo do acelerador de 600 metros. Neste sistema, o monitoramento do feixe de prótons, composto por milhares de pequenos pacotes de prótons viajando a uma velocidade próxima a velocidade da luz (aproximadamente 300.000 km/s), distanciados de 2.8 nanosegundos (um bilionésimo de segundo), e detectados a uma taxa de 100 milhões de vezes por segundo em 4 monitores simultâneos, sincronizados em intervalos de tempo da ordem de femtosegundos! É feito por 100 BPMs espalhados ao longo dos 600 metros de acelerador. O sistema é responsável por monitorar a posição do feixe de Prótons no acelerador e também por fazer a leitura e correção da energia do feixe de Prótons.

Imagem-RafaelFoto aérea do acelerador, que fica em um túnel linear no subsolo

– Para ver mais fotos do ESS, clique aqui.

– Se você tem curiosidade de saber como é o ESS por dentro (lembre-se que ele ainda está em construção), o Rafael sugere que você assista a esse vídeo.

Museu WEG: Para você, qual a importância de um laboratório de aceleradores de partículas para a população?

Rafael: Aceleradores de partículas estão diretamente e indiretamente presentes em nossas vidas, diariamente. Vou citar alguns exemplos: Se observarmos os componentes que temos dentro de nossos celulares, relógios, computadores e outros equipamentos eletrônicos, poderemos observar que eles são compostos por diversos dispositivos menores, baseados em materiais que apresentam uma característica denominada semicondutividade. Durante a fase de desenvolvimento e as etapas da produção destes materiais semicondutores, esses dispositivos passam por aceleradores de partículas dos mais variados tipos. Para desenvolver o semicondutor, aceleradores como o Sirius, são usados para observar a estrutura do material. Na produção dos semicondutores, aceleradores chamados de implantadores de íons são utilizados para tal função.

Outro exemplo: quando temos alguma pessoa de nossa família que está com câncer e precisa passar por uma etapa de radioterapia, mal sabem os pacientes que a fonte de radiação vem de um acelerador linear, utilizado para gerar e implantar a radiação na região afetada e assim matar as células cancerígenas. Outros tipos de tratamentos de câncer, utilizando aceleradores de prótons combinados com ressonância magnética nuclear, estão sendo atualmente utilizados em alguns hospitais e, talvez, em breve teremos aceleradores melhores para tratamento da doença. Quem sabe, teremos equipamentos brasileiros para esta finalidade. A engenharia brasileira é muito capaz de desenvolver estes equipamentos.

Outra aplicação presente diariamente em nossas vidas está relacionada ao desenvolvimento de remédios. Durante sua fase de projeto, alguns são submetidos à radiação gerada por aceleradores de partículas para visualização e engenharia de sua estrutura molecular.

Diversos outros exemplos são possíveis, sendo estes somente alguns poucos tipos de aceleradores e suas utilizações.

***

Incrível, não é mesmo? O Rafael começou a se interessar por engenharia quando decidiu criar seu próprio amplificador de guitarra e hoje trabalha em dos mais importantes projetos de infraestrutura de ciência e tecnologia do mundo!

Ele ainda ressaltou a importância de compartilhar a realidade do ESS entre as pessoas interessadas em aprender sobre a área. Saber com tantos detalhes sobre sua profissão, e como os aceleradores de partículas estão tão presentes em nossa vida, foi realmente inspirador.

Agradecemos ao Rafael Baron por compartilhar sua experiência e conhecimento com todos nós. Agora, sua história é motivo de orgulho e exemplo para todos os jaraguaenses.

aceleradores-de-partículas

Conheça os tipos de aceleradores de partículas e o que eles fazem

Falamos aqui sobre o Projeto Sirius, um dos mais sofisticados aceleradores Síncrotron do planeta que está sendo construído em Campinas/SP….

Falamos aqui sobre o Projeto Sirius, um dos mais sofisticados aceleradores Síncrotron do planeta que está sendo construído em Campinas/SP. Mas hoje, vamos falar sobre os outros tipos de aceleradores de partículas. Afinal, o que eles fazem e qual a finalidade do seu uso por pesquisadores científicos?

simulação

Simulação: Projeto Sirius

Apesar do conceito de “acelerar partículas” existir há muito tempo e de certo modo ser comum para pesquisadores, para a população em geral isso não passa de um mistério. Por isso, resolvemos falar um pouco mais sobre essa grande revolução no mundo da ciência.

Aceleradores de partículas
Eles são laboratórios gigantes. Por fora, parecem grandes túneis, que podem ser retos ou em forma de anel e ter vários quilômetros de extensão. Dentro deles, as partículas que compõem os átomos – como prótons e elétrons – são aceleradas a velocidades próximas à da luz para que elas possam bombardear núcleos atômicos estáveis.

A utilização desse tipo de equipamento é muito importante, afinal de contas, somente com ele é possível quebrar partículas incrivelmente densas e milhões de vezes menores que o átomo.

Existem diversos tipos de aceleradores de partículas, como: Aceleradores de elétrons (o Sirius e o Max IV), Colisores de Partículas (como o CERN) e os Aceleradores de Prótons (como o PSI e o ESS).

Aceleradores de Elétrons
Quando elétrons são acelerados até velocidades próximas a da luz e têm a sua trajetória desviada por um campo magnético, eles emitem uma luz com alto brilho que penetra a matéria e revela a estrutura atômica de materiais.

Atualmente, há um acelerador de elétrons instalado no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em Campinas/SP. Ele já serviu como base para milhares de pesquisas em áreas como medicina, biologia, química, física e ciências de materiais.

Colisores de Partículas
A Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, conhecida como CERN é o maior laboratório de física de partículas do mundo, localizado em Meyrin, na fronteira Franco-Suíça e o LHC também é um dos maiores.

Ele consiste em um amplo túnel circular, com uma circunferência de 27km, enterrado sob uma camada média de 100 metros de terra e rochas. O termo colisor diz respeito ao fato do aparato ser usado para acelerar prótons em direções opostas, para colidirem e mostrarem quais partículas resultam do processo.

Fonte da imagem: Reprodução/Neatorama

Fonte da imagem: Reprodução/Neatorama

Aceleradores de Prótons

Existe um laboratório de acelerador de prótons no ESS (European Spallation Source), e o PSI (Paul Scherrer Institut) que possui um Centro de Terapia de Prótons.

É interessante como este tipo de tecnologia promove o conhecimento em outras áreas. Os aceleradores de prótons são muito úteis para tratamentos de câncer. Muitos dos componentes utilizados em aceleradores de partículas também são aplicados em equipamentos de tomografia, em menor quantidade, tamanho e precisão do que em um acelerador de partículas, mas com construção e princípio de funcionamento muito próximos.

Ou seja, existem muitos profissionais e cientistas em laboratórios gigantescos de aceleradores de partículas pelo mundo que estão pesquisando e descobrindo coisas sobre a nossa saúde, sobre a nossa existência e sobre a matéria. O que é essencial para nossa constante evolução e para o descobrimento de curas para doenças, por exemplo.

Se você quiser saber mais sobre o projeto Sirius, laboratório de aceleradores de elétrons de Campinas, acesse aqui.

Fonte: Mundo Educação, Mundo Estranho e Neatorama

Banner com o título "Nobel de Química 2024: saiba como o superlaboratório no interior de SP contribuiu para o prêmio".

Nobel de Química 2024: saiba como o superlaboratório no interior de SP contribuiu para o prêmio

O Prêmio Nobel de Química 2024 foi concedido a três cientistas pioneiros em desenvolver uma tecnologia que, com o uso…

O Prêmio Nobel de Química 2024 foi concedido a três cientistas pioneiros em desenvolver uma tecnologia que, com o uso de Inteligência Artificial (IA), permite modelar estruturas de proteínas em 3D com alta precisão.

A tecnologia, que possui potencial para transformar áreas como medicina e biotecnologia, contou com uma ajuda fundamental do superlaboratório brasileiro Sirius, localizado em Campinas (SP).

Neste artigo, vamos entender como o Sirius participou desse feito, possibilitando aos pesquisadores validar seus modelos com precisão científica e acelerar avanços em diversas áreas do conhecimento.

Leia também: Alfred Nobel: quem foi o inventor que dá nome à premiação de ciência

O superlaboratório Sirius: o orgulho da ciência brasileira

Localizado em Campinas, no interior de São Paulo, o Sirius é um dos laboratórios de luz síncrotron mais avançados do mundo.

Inaugurado pelo Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), ele funciona como um verdadeiro “raio X superpotente”, permitindo que cientistas investiguem as propriedades de materiais em escalas microscópicas, até nível atômico.

Essa capacidade faz do Sirius uma infraestrutura essencial para pesquisas complexas que exigem análise precisa, como a modelagem de proteínas.

Como o Sirius funciona

Imagem representativa de luz síncontron.

O Sirius usa um acelerador de partículas que move elétrons a uma velocidade próxima à da luz, dentro de um túnel de 500 metros.

Conforme os elétrons são desviados por ímãs poderosos, eles emitem um feixe de luz síncrotron, que é 30 vezes mais fino que o diâmetro de um fio de cabelo.

Essa luz é direcionada para estações de pesquisa onde cientistas conseguem observar moléculas e átomos em detalhes nunca antes possíveis.

Essa precisão foi exatamente o que os cientistas ganhadores do Nobel precisavam para validar seus modelos tridimensionais de proteínas, que, por meio de IA, podem ser desenvolvidos de forma mais rápida e barata.

Leia também: Quem é o dono da Lua?

Entenda a pesquisa premiada: inteligência artificial e a modelagem de proteínas

Os cientistas vencedores do Nobel, David Baker, Demis Hassabis e John M. Jumper, desenvolveram uma ferramenta que usa IA para criar modelos virtuais de proteínas a partir de suas sequências genéticas.

Em vez de depender de técnicas tradicionais de laboratório que podem levar anos para revelar a estrutura de uma proteína, o novo método possibilita predições precisas em questão de minutos.

Esse avanço é importante para a descoberta de novos medicamentos, desenvolvimento de biocatalisadores para a indústria e até mesmo para a criação de combustíveis mais sustentáveis.

O papel do superlaboratório na validação dos modelos

Imagem representativa do que seria uma Inteligência Artificial.

Para garantir a precisão dos modelos de proteínas criados pela IA, os cientistas utilizaram o Sirius para comparar suas simulações com resultados experimentais.

As análises realizadas no Sirius permitem uma verificação prática, mostrando que o modelo virtual criado com IA pode realmente corresponder à estrutura da proteína na vida real.

Essa validação é crucial, pois a precisão dos modelos faz toda a diferença na aplicação prática dos resultados, especialmente na medicina e na biotecnologia.

Impactos da descoberta para a ciência e a indústria

A nova tecnologia não só acelera o processo de descoberta científica, como também facilita avanços importantes para o desenvolvimento sustentável.

Pesquisadores do CNPEM, por exemplo, já utilizaram essa abordagem para criar enzimas que transformam resíduos agroindustriais em hidrocarbonetos, oferecendo uma alternativa viável para substituir o petróleo.

Essas enzimas permitem que produtos como restos de óleo vegetal sejam convertidos em combustíveis quimicamente idênticos ao petróleo, mas de origem renovável.

Isso é conhecido como “Petróleo Verde”, que pode ter um grande impacto na redução da dependência de combustíveis fósseis.

Leia também: Bóson de Higgs: o que é essa descoberta de Peter Higgs

Benefícios para o Brasil e o mundo

Ilustração do planeta Terra com diversos países se interligando.

A contribuição do Brasil para uma pesquisa tão inovadora traz orgulho para o país e reforça o papel da ciência brasileira no cenário internacional.

Com a participação em um projeto de nível Nobel, o Brasil demonstra que possui infraestruturas científicas de ponta e talentos capazes de contribuir com os desafios globais, como a sustentabilidade e a inovação médica.

O futuro da ciência e a importância da colaboração global

A importância do Sirius para o Nobel de Química 2024 reforça a relevância da ciência colaborativa e de infraestruturas robustas como essa para o progresso da humanidade.

Tecnologias que utilizam inteligência artificial, como a modelagem de proteínas, estão moldando o futuro e abrindo portas para avanços que afetam diretamente nossa vida diária.

Seja na criação de novos medicamentos, biocombustíveis ou soluções para a sustentabilidade, o Sirius continuará sendo peça chave na contribuição brasileira para a ciência mundial.

Acompanhe o nosso blog e redes sociais

Gostou de saber mais sobre o Sirius? Continue nos acompanhando no blog e nas redes sociais e esteja sempre informado sobre o futuro da ciência!

Fique por dentro das novidades e inspire-se com grandes descobertas que trazem inúmeros benefícios para todos nós!

Leia também: 10 fatos históricos que comemoram aniversário em 2024

Fontes:

Saiba como superlaboratório no interior de SP contribuiu para prêmio Nobel de Química 2024

Entenda como funciona a IA que conquistou o Nobel de Química

Nobel de Química 2024 vai para trio que decifrou segredos por trás das proteínas com inteligência artificial

Bóson de Higgs

Bóson de Higgs: O que é essa descoberta de Peter Higgs?

Descubra o que é o Bóson de Higgs e como essa descoberta de Peter Higgs mudou a nossa compreensão do universo.

14 de outubro de 2024
...

Você já ouviu falar do Bóson de Higgs e ficou curioso sobre o que ele realmente é? Essa partícula representa uma das descobertas mais marcantes da física moderna e desempenha um papel fundamental na forma como entendemos o cosmos. 

Imagine um universo sem átomos, estrelas ou até mesmo pessoas — tudo isso seria impossível sem essa partícula essencial! 

Para compreender por que o Bóson de Higgs é tão relevante, vamos explorar a história por trás dessa descoberta notável e conhecer a jornada do físico britânico Peter Higgs, o cientista que propôs essa ideia transformadora. Pronto para aprender mais sobre o Bóson de Higgs? Vamos lá! 

Quem foi Peter Higgs? 

Peter Higgs, físico britânico nascido em 1929, é o responsável por uma das contribuições mais significativas da física moderna. Em 1964, Higgs teve uma ideia revolucionária para explicar como as partículas adquirem massa, dando origem à teoria do Bóson de Higgs. 

Embora muitos, inicialmente, achassem sua teoria complexa e difícil de acreditar, ele persistiu em seu trabalho e, em 2013, foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física por suas contribuições extraordinárias. 

Higgs iniciou sua carreira como professor e pesquisador e, apesar das adversidades, nunca desistiu de provar que sua teoria estava correta. Além de sua contribuição sobre o Bóson de Higgs, ele também desenvolveu uma teoria sobre a expansão do universo logo após o Big Bang, que é essencial para entendermos a formação e evolução do cosmos. 

Bóson de Higgs

Como funciona o Bóson de Higgs?

Para entender o papel do Bóson de Higgs, imagine uma pista de patinação no gelo. Quando você patina, sente uma certa resistência que desacelera seu movimento. Da mesma forma, no universo, as partículas enfrentam uma “resistência” em um campo invisível chamado campo de Higgs. É essa resistência que confere massa às partículas. 

Sem o Bóson de Higgs, as partículas seriam desprovidas de massa, impossibilitando a formação de átomos. Sem átomos, não haveria estrelas, planetas ou qualquer forma de vida como conhecemos. 

O campo de Higgs funciona como uma “massa invisível” que permeia todo o espaço. À medida que as partículas se movem através desse campo, elas adquirem massa. Sem essa interação, as partículas seriam leves demais para formar a matéria. 

Como foi encontrado?

Encontrar o Bóson de Higgs foi um desafio gigante. No CERN, um laboratório na Suíça, os cientistas utilizaram o Grande Colisor de Hádrons (LHC) para colidir prótons a altíssimas energias. 

Em 2012, eles anunciaram a descoberta de uma partícula que correspondia ao Bóson de Higgs, confirmando a teoria proposta por Peter Higgs. 

Essa descoberta foi um marco na física, pois validou uma parte crucial do Modelo Padrão, que explica como as partículas e forças do universo interagem. A confirmação do Bóson de Higgs foi uma conquista monumental que ampliou nosso entendimento sobre o universo. 

Bóson de Higgs

O Grande Colisor de Hádrons (LHC)

O LHC é um dos maiores e mais poderosos aceleradores de partículas do mundo. Ele faz com que as partículas colidam a velocidades próximas à velocidade da luz.  

Quando essas partículas colidem, elas podem criar novas partículas, como o bóson de Higgs. A descoberta foi uma grande realização porque ajudou a confirmar a teoria de Higgs e completou o Modelo Padrão. 

Curiosidades sobre o Bóson de Higgs

  • O Bóson de Higgs foi nomeado em homenagem a Peter Higgs, mas o “bóson” é um termo geral usado para partículas que obedecem a certas regras matemáticas chamadas de “estatísticas de Bose-Einstein”. 
  • Sem o campo de Higgs, as partículas não teriam massa. Isso significa que átomos e moléculas não existiriam, e o universo como conhecemos não seria possível. 
  • A descoberta do Bóson de Higgs ajudou os cientistas a confirmar que o modelo padrão da física de partículas está correto. Esse modelo é como um manual que explica as partículas e as forças que compõem o universo. 
  • Peter Higgs e François Englert, outro físico que ajudou na teoria, ganharam o Prêmio Nobel de Física em 2013 por suas contribuições. 

Apesar dessa descoberta ser uma grande conquista, a física ainda tem muitos mistérios a resolver. O trabalho de Peter Higgs ajudou a abrir novas possibilidades para entender mais sobre o universo. Novas pesquisas podem levar a descobertas ainda mais importantes!  

Visite o museu e siga nossas redes sociais!

Bom, esperamos que a história do Bóson de Higgs tenha sido tão fascinante para você quanto foi para nós. Para continuar aprendendo sobre física e conhecer mais sobre cientistas importantes, venha visitar nosso museu e nos siga nas redes sociais

Temos exposições especiais que vão te ajudar a entender melhor algumas descobertas e ver de perto como elas funcionam. Venha conferir e se apaixonar ainda mais pela ciência! 

Fontes: 

https://www.bbc.com/portuguese/articles/cx7dngz5l4jo

https://www.nationalgeographicbrasil.com/ciencia/2024/04/quem-foi-peter-higgs-o-cientista-que-descobriu-a-particula-de-deus

https://revistagalileu.globo.com/ciencia/noticia/2024/04/boson-de-higgs-o-que-e-a-particula-de-deus-descoberta-por-peter-higgs.ghtml

Radiação Hawking: conheça a teoria da gravitação gerada por um buraco negro

Entenda o que é a Radiação Hawking e conheça a teoria da gravitação gerada por buraco negro proposta por Steven Hawking.

22 de novembro de 2023
...

A teoria da Radiação Hawking foi proposta por um dos maiores físicos da história, Stephen Hawking, essa teoria compreende o funcionamento dos buracos negros e desafia as concepções propostas por outros estudiosos.  

Neste conteúdo, vamos viajar para o intrigante mundo dos buracos negros, adentrando nessa teoria de cabeça. Continue a leitura! 

O que são buracos negros?

Buracos negros são uma região do espaço-tempo supermassiva, o que significa que eles possuem uma densidade tão alta que acaba distorcendo o espaço-tempo como um todo.  

De modo geral, isso significa que tudo que alcança o seu horizonte de eventos (a sua borda, por assim dizer) acaba sendo puxado para o seu interior sem que seja possível fugir.  

A densidade de um buraco negro é tão alta que nem mesmo a luz é capaz de fugir do seu interior. Aproveite e saiba mais acessando este conteúdo sobre buracos negros. 

O que é a Radiação Hawking?

O que é a Radiação Hawking

Proposta em 1974 por Stephen Hawking, a teoria da Radiação Hawking possibilitou que os cientistas conseguissem explorar mais sobre os buracos negros.  

Já que ela revolucionou a forma como estudamos os buracos negros, vamos recapitular alguns pontos importantes. 

O vácuo quântico 

No espaço, as partículas virtuais estão em agitação constante, ou seja, estão sempre sambando para lá e para cá no cosmo.  

De tempos em tempos, algumas dessas partículas encontram os seus pares (partícula + antipartícula) e somem dos seus lugares devido à regra da física chamada de Princípio da Incerteza de Heisenberg. 

O horizonte de eventos

Como já falamos por aqui, o horizonte de eventos é a “borda” de um buraco negro, onde tudo que cruza essa fronteira é sugado para o seu interior – o tal do “caminho sem volta”. 

Separação de pares de partículas virtuais 

Lembra-se de que as partículas achavam os seus pares e sumiam? É aqui que a Radiação Hawking entra!  
 
Segundo a teoria, nesta etapa, os pares de partículas virtuais podem ser separados, onde um dos gêmeos é puxado para dentro do buraco negro e o outro consegue escapar para o espaço (a tal da Radiação Hawking).  

Emissão de Radiação Hawking

Quando essa partícula escapa para o espaço, conhecida como Radiação Hawking, ela passa a ser uma radiação real e não virtual, sendo liberada pelo buraco negro para o espaço.  

É como se o próprio buraco negro escolhesse uma partícula virtual e mandasse a outra de volta para o Universo. Agora que você entendeu a teoria, vamos deixá-la ainda mais simples. 

Mesmo que nada possa fugir de um buraco negro, ele mesmo acaba expelindo uma radiação, o que implica que eles acabam perdendo energia ao longo do tempo, o que é algo surpreendente e desafia o que pensávamos sobre eles: que nada podia sair deles. 

O que a Radiação Hawking implica para o mundo da física?

O que a Radiação Hawking implica para o mundo da física

Devido à Radiação Hawking, foi possível concluir informações bem importantes sobre os buracos negros, como, por exemplo, a ideia de que eles vão envelhecendo e perdendo a sua densidade e a sua capacidade de absorção e acabam encolhendo.  

Essa informação desafiou a crença inicial de que buracos negros eram objetos puramente “devoradores” que acumulavam partículas no seu campo gravitacional.  

Essa perda gradual de energia leva ao processo de evaporação de um buraco negro devido à Radiação Hawking.  

Em teoria, um buraco negro pode, eventualmente, evaporar por completo, deixando para trás apenas a radiação resultante dessa ação de “sumiço”.  

Essa descoberta redefine a nossa compreensão inicial dos buracos negros como estruturas que não são eternas, mas que podem desaparecer com o passar do tempo.  

Beleza, até agora falamos de teorias, mas, como a Radiação Hawking tem quase 50 anos, o que já foi comprovado pela ciência? 

Evidências da Radiação Hawking

Evidências da Radiação Hawking

Stephen Hawking pensou BEM fora da caixa (ou devíamos dizer “fora do horizonte de eventos”?), mas o que o mundo da ciência tem a dizer sobre essa tal de Radiação Hawking?  

As evidências que sustentam essa teoria têm se acumulado ao longo desses 49 anos, e recentemente cientistas conseguiram criar um análogo de buraco negro em laboratório para testar a validade dessa teoria – lembrando de que esse processo foi bem difícil e foi necessário realizar 97 mil repetições em mais de 124 dias de experimento.  

Esses experimentos ofereceram suporte convincente à ideia de que a Radiação Hawking é uma realidade.  

Em outras palavras, Hawking estava certo!  

A radiação Hawking é uma teoria muito fascinante que nos permite explorar os buracos negros de uma forma completamente nova, desafiando as previsões propostas anteriormente e lembrando a todos de que o universo é cheio de surpresas.  

À medida que continuamos investigando os mistérios do cosmo, novas descobertas emocionantes podem estar à nossa espera.  

Gostou deste conteúdo? Então, aproveite e confira outros conteúdos do Blog do Museu! Aqui você encontra várias curiosidades sobre o mundo da ciência e da tecnologia.  

Fontes: 

Gaia Ciência – O que é radiação Hawking? 

SoCientifica: O que é a radiação Hawking? 

CanalTech – Buraco negro criado em laboratório fortalece teoria da Radiação Hawking 

O que é eletrostática e quais seus princípios?

Descubra o que é eletrostática e aprofunde seus conhecimentos sobre esse ramo da física que estuda comportamento de cargas elétricas.

Quem curte estudar física, com certeza já se deparou com o tema eletrostática em algum momento da vida. Mesmo quem nunca ouviu o termo, com certeza já presenciou algum exemplo prático no seu dia a dia.

Friccionar as meias no tapete, esfregar o balão no cabelo e sentir os pelos do braço se aproximando da televisão são alguns dos diversos exemplos que as pessoas geralmente experimentam, mas que, na maioria das vezes, não associam ao estudo da ciência.

Quer compreender o porquê destas experiências serem tão relevantes para o ensino da eletrostática e finalmente entender o que é eletrostática? Continue a leitura!

O que é eletrostática?

Eletrostática é um ramo da física destinado ao estudo do comportamento de cargas elétricas em repouso, ou seja, que se mantém “paradas”. O nome “Eletrostática” literalmente é uma junção entre “eletro” (eletricidade) + “estática” (parada).

Você deve estar se perguntando: mas como uma energia parada, estável, pode gerar ações como arrepiar os pelos do braço ou dar choques em outras pessoas?

A resposta é que a eletrostática acaba sendo alterada quando essas cargas entram em movimento, resultando em uma corrente elétrica.

É justamente nesta etapa em que a “eletrostática” muda para a “eletrodinâmica”. Para ficar bem claro de entender, pense na eletrostática como uma pessoa tirando um cochilo e a eletrodinâmica como a sua reação ao ouvir o despertador.

Curiosidade: a história da eletrostática

Antes de entrarmos em um assunto técnico, nada melhor que passear pela história da eletrostática!

Como este ramo da física é bem abrangente e antigo, é difícil apresentar com certeza quem realmente foi o descobridor deste estudo de energias estáticas.

Porém, conforme estudos de Maurício Ruv Lemes, o descobridor da eletrostática foi Tales, em 600 a.C. Tales concluiu a existência da eletrostática ao atrair restos de palha após triturar o âmbar.

Séculos e mais séculos depois, diversos estudiosos publicaram conteúdos relevantes sobre o assunto, mas se formos apresentar todos eles, ficaremos aqui por muito tempo. Então, vamos focar só em Tales!

Propriedades da eletrostática

A eletrostática é composta por algumas propriedades específicas destinadas à compreensão deste ramo da física: a Carga Elétrica, a Força Elétrica, o Campo Elétrico, o Potencial Elétrico e a Energia Potencial Elétrica.

Ficou confuso? Então confira o que cada uma delas abrange:

Carga Elétrica

Representada como Coulomb (C), esta é uma propriedade própria das partículas fundamentais de uma matéria, como a massa de um corpo, os elétrons e prótons presentes, entre outras.

Diferente de outras propriedades físicas, a Carga Elétrica é limitante, abrangendo apenas corpos que possuem um valor mínimo (que é BEM pequeno). A famosa Carga Fundamental. Você pode calcular a Carga Elétrica de um corpo seguindo a equação:

Q = n . e

Tabelinha de nomenclatura:

Q = Carga Elétrica (medido em C)

n = Quantidade de elétrons

e = Carga fundamental

Força Elétrica

Sabe aquele conceito de “os opostos se atraem”? Na física isso também é verdade!

Quando corpos diferentes contam com a mesma carga elétrica, eles se repelem, e o oposto acontece quando a carga elétrica é diferente. Isso ocorre porque todos os corpos estão constantemente tentando se equivaler, energeticamente falando.

É justamente por isso que levamos choques ao tocar em algumas pessoas, por exemplo. Para calcular a Força Elétrica é só seguir a fórmula:

F = k . (q1 . q2) / d²

Tabelinha de nomenclatura:

F = Força Elétrica (medida em N)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

q1 e q2 = Cargas Elétricas 1 e 2 (medida em C)

d = Distância entre as Cargas (medida em M)

Campo Elétrico

Como você já deve ter percebido na explicação de Força Elétrica, no mundo da física, toda carga elétrica influencia, de alguma forma, o espaço em que está inserida. Isso acontece graças ao seu Campo Elétrico.

De forma bem resumida e simples, o Campo Elétrico é a influência exercida ao redor de cada corpo, de cada carga elétrica.

E = (k . Q)/d²

Tabelinha de nomenclatura:

E = Intensidade do Campo Elétrico (Medida em N/C)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

Q = Módulo da Carga (C)

d = Distância entre a Carga e um Ponto do Campo

Potencial Elétrico

O Potencial Elétrico de um corpo é uma quantidade de energia fornecida por um campo elétrico, ou seja, é a quantidade necessária de força que precisa ser exercida para que a carga elétrica entre em movimento.

A fórmula que possibilita este cálculo é:

U = k . Q/d

Tabelinha de nomenclatura:

U = Potencial Elétrico (medido em V)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

Q = Carga Elétrica Geradora (medida em C)

d = Distância entre a Carga e um Ponto do Campo (medida em M)

Energia Potencial Elétrica

E, por fim, chegamos à propriedade de Energia Potencial Elétrica que, nada mais é que a energia gerada pela fixação entre duas cargas elétricas.

Esta propriedade física diz respeito àquela partícula que já está inserida em um campo elétrico, ou seja, que necessitará da realização de um Trabalho para que ela entre em movimento. Para calcular a Energia Potencial Elétrica, é só seguir a fórmula:

V = Ep/Q

Tabelinha de nomenclatura:

V = Potencial Elétrico (medido em V)

Ep = Energia Potencial Elétrica (medida em J)

Q = Carga Elétrica (medida em C)

Você sabia?

No Museu WEG você pode experienciar uma invenção de manifestação da energia eletrostática com o Gerador de Van de Graaff.

Desenvolvido para atingir tensões mais elevadas de energia, Jemison Van de Graaff, em 1929, criou este tão conhecido e querido experimento presente no Museu WEG.

De forma prática, o Gerador Van de Graaff é um motor que, ao movimentar uma correia feita de material isolante, alcança altas tensões. A experiência prática resulta no arrepio dos pelos do corpo, sendo muito divertida e educativa para exemplificar o estudo da eletrostática.

Você pode ver de perto o Gerador Van de Graaff acessando o Tour Virtual do Museu WEG! Assim você aprende mais e conhece este experimento sem sair de casa!

OBS: É bem mais legal experienciar o Gerador Van de Graaff pessoalmente no Museu WEG.

Curtiu este conteúdo? Então não deixe de seguir o Museu WEG no Instagram! Assim você sempre será avisado quando assuntos como este estiverem disponíveis.

Fontes:

Eletrostática – PreparaEnem

Eletrostática – Mundo Educação

Eletrostática – Brasil Escola

O que é eletrostática? Aprenda como as cargas elétricas se comportam! – Beduka

Veja a lista completa de vencedores do Prêmio Nobel 2022

Prepare o tapete vermelho e acesse nosso conteúdo para conferir os cientistas e pesquisadores vencedores do Prêmio Nobel 2022.

12 de dezembro de 2022
...

Prepare o tapete vermelho e coloque seu traje de gala: a cerimônia de entrega dos Prêmios Nobel aconteceu no dia 10/12 e neste conteúdo vamos conferir a lista completa de vencedores do Prêmio Nobel 2022!

Mas antes de falarmos dos premiados, que tal conhecer um pouco mais sobre a maior premiação mundial de trabalhos do mundo?

Este prêmio anual é uma das maiores honrarias a serem recebidas para o reconhecimento de pessoas que trabalharam em ações ou pesquisas que beneficiaram a humanidade.

Como surgiu o Prêmio Nobel?

Alfred Nobel, o pai do prêmio que leva seu nome, foi um químico que enriqueceu muito com a invenção da dinamite. E o que isso tem a ver com o prêmio que busca promover a paz mundial, já que a dinamite matou inúmeras pessoas? Justamente isso.

Em 1888 um jornal local confundiu Alfred com seu irmão que havia morrido, ao noticiar o falecimento a descrição dada a Alfred pelo jornal foi o homem que descobriu como matar mais pessoas em menos tempo.

Ao refletir sobre o uso de suas dinamites em combate, Nobel decidiu abrir mão de sua fortuna em nome das pessoas que lutassem para promover a paz mundial.

Sendo assim, em seu testamento, Alfred Nobel dedicou 94% de toda a sua fortuna para que fosse criado o então conhecido Prêmio Nobel.

Em 1901, então, acontece a primeira edição da maior premiação acadêmica e em promoção da paz de todo o mundo. Um legado construído com o dinheiro deixado pela destruição, mas que consolidou a busca pela paz na humanidade.

Os vencedores do Prêmio Nobel 2022

Chegou o momento esperado: vamos conhecer um pouco mais sobre os vencedores do prêmio Nobel 2022 e suas pesquisas.

Prêmio Nobel de Física 2022

O Prêmio Nobel de Física 2022 foi para Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger, por “Experimentos com fótons emaranhados, estabelecendo a violação das desigualdades de Bell e pioneira na ciência da informação quântica”.

Os cientistas trabalharam com experimentos envolvendo o emaranhado quântico, classificados como inovadores. Nestes experimentos foi visto que duas partículas se comportam como uma única unidade, mesmo quando separadas.

A comissão do Prêmio Nobel identificou que esse trabalho de pesquisa contribui para o surgimento de uma nova tecnologia quântica e para interpretações fundamentais para mecânica quântica.


Prêmio Nobel de Química 2022

O Prêmio Nobel de Química deste ano foi concedido a Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal e K. Barry Sharpless, pelo trabalho “Desenvolvimento da química do clique e da química bio-ortogonal”.

O trabalho destes cientistas possibilitou um maior direcionamento no tratamento de pacientes com câncer.

A chamada “química do clique” diz respeito aos remédios e soluções farmacêuticas desenvolvidos para tratar o lugar correto no corpo dos pacientes, moléculas que podem ser interligadas como o “clique de um cinto”. 

K. Barry Sharpless foi o pioneiro nos estudos da química do clique, em 2.000, quando ganhou seu primeiro Prêmio Nobel. Morten Meldal, assim como K. Barry Sharpless, apresentaram uma reação utilizada para mapeamento de DNA. Mas foi graças ao trabalho de Carolyn R. Bertozzi que o nível dessas pesquisas se elevou, descobrindo como tornar essas reações de clique realmente eficazes em organismos vivos.


Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina 2022

Em 2022, Svante Pääbo foi o vencedor do Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina pelo trabalho “Descobertas sobre os genomas de hominídeos extintos e a evolução humana”.

A pesquisa do cientista Svante Pääbo não só rendeu uma descoberta única e exclusiva sobre a evolução humana, como também originou uma disciplina científica que antes não existia: a paleogenômica.

O estudo de Svante sequenciou o genoma extinto do Neandertal, o que garantiu a descoberta de Denisova, outro hominídeo que viveu na antiguidade.

Como se isso tudo não bastasse, Pääbo também conseguiu confirmar que o Denisova foi extinto após a migração para fora da África, há cerca de 70.000 anos.


Prêmio Nobel de Literatura 2022

O trabalho premiado pelo Nobel de Literatura foi “Coragem e acuidade clínica no desvendamento das raízes, estranhamentos e restrições coletivas da memória pessoal” por Annie Ernaux.

A escritora francesa Annie Ernaux conquistou o Prêmio Nobel de Literatura de 2022 com sua obra autobiográfica, onde retrata a vida íntima de uma mulher que evolui com as grandes mudanças da sociedade francesa no pós-guerra.


Prêmio Nobel da Paz 2022

O Prêmio Nobel da Paz de 2022 foi destinado a Ales Bialiatski, a Organização Russa dos direitos humanos Memorial e a Organização Ucraniana Center for Civil Liberties, pelos muitos anos promovendo o direito de criticar o poder e proteger os direitos fundamentais dos cidadãos.

Eles fizeram um esforço notável para documentar crimes de guerra, abusos dos direitos humanos e abuso de poder. A vitória destas três referências foi entregue devido a sua representação de luta pela democracia.

Infelizmente, até outubro de 2022, não se sabe se Bialiatski conseguiu receber os telegramas da esposa e da comissão julgadora, onde anunciavam seu prêmio. Ales Bialiatski está preso, segundo o porta-voz da oposição, em condições desumanas.


Prêmio Sveriges Riksbank em Ciências Econômicas em Memória de Alfred Nobel 2022

O Nobel de Economia 2022 foi concedido ao trabalho “Pesquisa sobre bancos e crises financeiras” feito por Ben S. Bernanke, Douglas W. Diamond e Philip H. Dybving.

Segundo a própria comissão avaliativa, as descobertas dos pesquisadores Ben S. Bernanke, Douglas W. Diamond e Philip H. Dybving possibilitam que haja uma melhora na forma como a sociedade lida com as crises financeiras, possibilitando uma maior compreensão no papel dos bancos na economia dos países.

Curtiu ficar por dentro dos ganhadores do Prêmio Nobel 2022? Então siga o Museu WEG no Instagram! Assim você sempre será avisado de quando conteúdos como este serão publicados novamente.

Você também pode conferir o Blog do Museu WEG para encontrar inúmeras outras matérias tão interessantes quanto esta, para acessar é só clicar aqui.

Fontes:
All Nobel Prizes – The Nobel Prize

Estudos que receberam o Nobel de Física 2022 podem ajudar no desenvolvimento de supercomputadores quânticos – Jornal da USP

Nobel de Química 2022 vai para trio que desenvolveu ferramenta criativa para construção de moléculas – G1

Nobel de Medicina 2022 vai para Svante Pääbo por descobertas sobre o genoma de ancestrais humanos extintos – G1

Annie Ernaux, escritora francesa, ganha Prêmio Nobel de Literatura 2022 – G1

Nobel da Paz vai para ativista de Belarus preso Ales Bialiatski e organizações da Rússia e da Ucrânia – G1

Ben Bernanke, Douglas Diamond e Philip Dybvig ganham Nobel de Economia 2022 – G1

Teoria das Cordas: entenda a teoria que pode explicar todo o universo

Se você é um amante da física, com certeza já ouviu falar na Teoria das Cordas. Mas você sabe o que ela explica? Acesse e entenda!

Se você é um amante da física, com certeza já ouviu falar na Teoria das Cordas. Mas você sabe o que ela realmente é?

A Teoria das Cordas é um modelo físico que busca unificar as forças fundamentais da natureza, afirmando que as interações existentes são resultados da oscilação de cordas unidimensionais. 

Ainda que a teoria não seja comprovada, é muito importante compreender a profundidade dessa visão para entender a dimensão do pensamento físico moderno. Quer saber mais sobre a Teoria das Cordas? Continue a leitura!

O que é a Teoria das Cordas? 

No mundo da física, existem quatro forças fundamentais da natureza, também chamadas de interações, que podem explicar os fenômenos físicos existentes, são elas: a gravidade, a eletromagnética, a força fraca e a força forte. 

Resumidamente, a Teoria das Cordas sugere que todos os tipos de interações, são fruto de oscilações em cordas unidimensionais. Ou seja, para os estudiosos da área, as oscilações das cordas são responsáveis por gerar todas as partículas e forças presentes no universo. 

Essa teoria, ainda não comprovada, busca unificar conhecimentos de dois campos da física: a Física Quântica e a Relatividade Geral. Ué, se não foi comprovada, por que tem tanta gente sempre falando sobre ela? 

Porque ela agrada e desagrada os físicos e estudiosos na mesma medida: enquanto alguns desacreditam a teoria e buscam por outras vertentes, temos os estudiosos que acreditam que a Teoria das Cordas apenas não foi compreendida logicamente (como um problema BEM complexo para resolver).

Outro ponto interessante sobre a Teoria das Cordas é sua simplicidade e elegância em comparação as demais teorias. Sua comprovação seria a prova real de todos os conhecimentos físicos que já possuímos.

A Teoria das Cordas é uma interpretação que explica como tudo (desde átomos até universos paralelos) estão ligados por cordas minúsculas e unidimensionais. Devido a essa característica, a teoria também é chamada de “Teoria Unificada”. Parece complicado no primeiro momento, mas logo fará mais sentido. 

Como é explicada a Teoria das Cordas?

A Teoria das Cordas também possui diversas interpretações matemáticas, mas o que é comum em todas elas é que tudo, desde as partículas aos átomos, são ligados por cordas. 

Essas cordas contariam com duas propriedades: a Tensão (as vibrações dessa corda, sendo variáveis) e o Comprimento (a distância entre as partículas que ela estaria ligando, sendo constante). 

Ou seja, de forma resumida, uma corda unidimensional vibrando em determinada frequência somada ao comprimento específico, resultam em uma partícula distinta, como um elétron ou um fóton, por exemplo.

Para entender melhor, imagine uma corda de violão. Conforme o músico bate na corda com a palheta, ela gera uma vibração, ao mesmo tempo, o músico pressiona a corda junto ao braço do violão em uma determinada casa musical. 

Essas ações, fazem com que a corda produza um som específico. Assim como na Teoria das Cordas, elas produzem uma partícula específica. 

Leia também: Por que o som não se propaga no espaço?

Teoria das Cordas e as dimensões do universo

Um dos problemas existentes na Teoria das Cordas está na necessidade de aumentar a quantidade de dimensões possíveis no universo, já que seriam inúmeras cordas vibrando pelo universo como um todo.  

Um exemplo, seria a Teoria-M, proposta por Edward Witten, que sugere pelo menos 11 dimensões diferentes (10 dimensões de espaço e 1 de tempo) e propõe uma unificação entre cinco teses somadas a Supersimetria e Supergravidade. 

Atualmente, conhecemos 4 dimensões: 3 dimensões de espaço e 1 dimensão de tempo (como os filmes 3D, por exemplo). Segundo a Teoria-M, esse número subiria para 11 dimensões. Espera aí, por que não conseguimos ver essas dimensões? 

Porque, provavelmente, elas são muito pequenas para serem percebidas. Imagine que uma pessoa e uma formiga estão em uma corda de slackline: enquanto a pessoa só consegue se locomover para frente e para trás, a formiga consegue caminhar em volta da corda também. 

Esse exemplo facilita a compreensão de porque não conseguimos ver e caminhar por outras dimensões. Pois, possivelmente, contamos com características que não são compatíveis com essa realidade por ela ser compacta e dar voltas em si mesma.

Como no caso do homem e da formiga, já que somos muito grandes para conseguir dar voltas pela corda ou, até mesmo, enxergar que há um caminho pelas suas laterais. 

A Teoria das Cordas pode explicar o universo?

Inicialmente, a Teoria das Cordas foi proposta para explicar os aspectos da interação nuclear forte, porém, desde 1974, passou a ser usada para descrever a força da gravidade. 

Essa mudança de foco possibilitou que uma nova visão da física como conhecemos surgisse, fosse debatida e gerasse maiores interpretações. 

Sim! A Teoria das Cordas é bem complexa, mas, na verdade, ela cria brechas e interpretações variadas nas teorias que já existem. Foi graças a evolução da Teoria das Cordas que a ideia de multiversos surgiu (os universos paralelos), mesmo que ainda não seja comprovada.

Para compreender a Teoria das Cordas é preciso possuir um conhecimento elevado de física e matemática, já que relaciona diversas teorias e avança para o conhecimento ultra subjetivo. 

Mesmo assim, saber pelo menos um pouco auxilia na compreensão e riqueza do nosso conhecimento científico como um todo. Quer saber em primeira mão quando são lançados conteúdos como esse? Então siga o Museu WEG no Instagram

Fontes:

Teoria das Cordas – Mundo Educação

A Teoria das Cordas e a unificação das forças da natureza – USP

Teoria quântica da gravitação: cordas e teoria M – Scielo

O que é a Teoria das Cordas? – Tecmundo

A Teoria das Cordas Explicada – Ciência todo dia