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Os robôs que vão a lugares que os seres humanos não conseguem ir

Uma nova geração de robôs está sendo criada para ir a lugares onde nós, seres humanos, não conseguimos ir — ou até conseguimos, mas seria muito difícil sobreviver! Vamos conhecê-los?

Uma nova geração de robôs está sendo criada para ir a lugares onde nós, seres humanos, não conseguimos ir — ou até conseguimos, mas seria muito difícil sobreviver! São lugares como as planícies do Ártico, vulcões em atividade, as profundidades do oceano e planetas distantes. Vamos conhecer alguns?

 

Boaty: o drone submarino

O navio de pesquisa da marinha real britânica RRS David Attenborough vai partir em expedição para explorar o Ártico, mas ele não vai sozinho. Junto, uma série de drones autônomos capazes de voar e submergir, vão trabalhar para descobrir os mistérios das regiões polares.

Um dos drones submarinos que poderá estar a bordo é o Boaty McBoatface. Ele foi planejado para mergulhar a uma profundidade de até 6 mil metros, onde a pressão é 600 vezes maior do que ao nível do mar, nessas condições, robôs e drones menos preparados seriam completamente esmagados.

Boaty é equipado com sensores, equipamentos de filmagem, sonares (do inglês Sound Navigation and Ranging ou “Navegação e Determinação da Distância pelo Som”), microfones especiais e outros apetrechos de comunicação projetados para o uso embaixo da água. O seu objetivo é colher dados sobre as mudanças de temperatura no fundo do oceano e seu potencial impacto nas mudanças climáticas.

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O robô submarino ultra resistente foi apelidado de Boaty McBoatface

Imagem: NATIONAL OCEANOGRAPHY CENTRE

 

Um grande desafio para os projetistas do Centro Nacional de Oceanografia do Reino Unido, foi construir uma máquina capaz de viajar longas distâncias sob o gelo sem precisar recarregar sua fonte de energia. Avanços tecnológicos em microprocessamento, alguns resultantes do desenvolvimento de tecnologia de smartphones, ajudaram nos estudos e permitiram reduzir a quantidade de energia que os drones precisam para funcionar.

Projetado para usar uma quantidade muito baixa de energia, o veículo viaja em uma velocidade relativamente baixa, mas que permite cobrir grandes distâncias e executar missões mais longas, onde os veículos anteriores não podiam chegar.

Em sua primeira expedição sob o gelo, no oeste da Antártida, Boaty passou um total de 51 horas submerso, viajando 108 quilômetros. Ele chegou a 944 metros de profundidade. Os sinais de GPS não chegam tão fundo, o que torna a navegação complicada.

Quando isso ocorre, o drone precisa usar a navegação estimada. A partir de um ponto de origem — como o próprio navio RRS David Attenborough — o robô pode estimar a direção e distância percorridas, calculando a velocidade por meio de um sonar.

Para explorar ainda mais longe e profundamente, novas tecnologias de navegação estão sendo desenvolvidas. Um novo sistema chamado Navegação Assistida de Terreno pode mapear o fundo do mar e repassar as informações para o computador do veículo. O objetivo, a longo prazo, é que os robôs sejam capazes de criar seus próprios mapas em tempo real. Isso ajudará, por exemplo, a completar uma missão sob o gelo atravessando o Ártico, um ambiente sobre o qual sabemos muito pouco.

 

Explorando planetas

A superfície de Marte é ainda mais desafiadora que as condições subaquáticas no polo norte. Para as profundezas vulcânicas do “planeta vermelho”, dois aparelhos estão sendo desenvolvidos pela Nasa.

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O robô Lemur, da Nasa, consegue subir e descer penhascos

Imagem: NASA

Chamado de Lemur, uma das supermáquinas tem quatro membros mecânicos capazes de escalar paredes de pedra, graças a centenas de pequenos ganchos em cada um de seus 16 dedos. O Lemur foi levado por engenheiros dos laboratórios de propulsão a jato da Nasa para um campo de teste no Vale da Morte, na Califórnia. Lá, o aparelho usou inteligência artificial para escolher uma rota e subir um penhasco.

Segundo o pesquisador da Nasa, Aaron Parness, as habilidades do robô para subir rochas podem ser usadas para operações de busca e resgate e ajudar equipes de resposta a desastres.

O maior desafio até então, foi encontrar garras que não sofressem desgaste com o atrito na pedra. Entre as opções estavam titânio, aço, fibra de carbono, carbeto e ligas de aço, foram testados agulhas de costura, seringas, ferramentas de corte de metal e até espinhos de cactos. Entretanto, a solução encontrada foram anzóis de pesca — afiados, fortes e duráveis.

 

Calor extremo

O Volcanobot, também da Nasa, é um aparelho de custo relativamente baixo. Ele foi projetado para percorrer fissuras vulcânicas e sobreviver ao calor extremo. O Volcanobot já mapeou os caminhos de erupções antigas no Kilauea, no Havaí, para entender como esse tipo de vulcão funciona no subsolo.

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Rocha vulcânica é um terreno difícil para humanos e robôs

Imagem: GETTY IMAGES

A tarefa de construir máquinas capazes de navegar terrenos hostis e lidar com temperaturas extremas é muito difícil, pois a rocha vulcânica é extremamente afiada e dura. O robô usa um material misturado com fibra de carbono em suas peças, impressas em 3D, para que elas seja mais resistentes à abrasão.

Sua “casca” criada pela equipe de projetistas consegue aguentar até 300°C, mas os aparelhos eletrônicos dentro do robô são muito mais frágeis — tendem a falhar entre 60°C e 80°C. Para isso, novas tecnologias estão sendo estudadas.

 

Combate a incêndio

A área de equipamentos pesados da Mitsubishi, no Japão, desenvolveu robôs automatizados para combater o fogo e sobreviver ao calor extremo. Equipados com GPS e sensores a laser, os “robôs canhão-de-água” conseguem se posicionar no local ideal para combater o incêndio e enviar um drone com a mangueira até a fonte de água.

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Os robôs bombeiros do Japão suportam calor extremo

Imagem: MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES

O robô bombeiro consegue fazer jorrar até 4 mil litros de água por minuto. Seu sistema passou pelo primeiro teste no Instituto Nacional de Pesquisa em Fogo e Desastre de Tóquio. Seus criadores preveem o uso do robô em situações extremamente instáveis, como incêndios petroquímicos.

É com o desenvolvimento da Ciência e Tecnologia que supermáquinas como essas podem ser criadas e nos ajudar com pesquisas, explorações e também salvando vidas. Se nós não podemos chegar em certos lugares, tudo bem ter uma ajudinha extra, né? ;)

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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.

Equa+º+Áes

Dez equações que mudaram o mundo

Confira quais são as dez equações que mudaram o mundo.

Enquanto alguns fogem delas nas aulas de exatas, outros são fascinados! Desde a antiguidade as equações e teoremas matemáticos vêm causando um grande impacto para a criação do mundo atual, seja por sua importância na ciência, tecnologia e até na filosofia. O fato é que elas podem ser revolucionárias. Veja a seguir dez equações que mudaram o mundo:

 1. Teorema de Pitágoras

Século 6 a.C.

Pitágoras (570 a.C.-495 a.C.)

Um dos teoremas mais conhecidos. Se você não lembra, vamos facilitar:

 

 “Em qualquer triângulo retângulo, o quadrado do comprimento da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos comprimentos dos catetos.”

ou ainda

“A hipotenusa ao quadrado é igual a soma dos catetos ao quadrado.”

 Lembrou? Praticamente tudo na engenharia civil passa pelo teorema de Pitágoras, que ajuda a fazer cálculos para triângulos e quaisquer outros polígonos. Grandes edifícios da Antiguidade foram construídos seguindo a equação, mesmo antes de Pitágoras escrevê-la – o mérito do matemático grego foi dar a ela uma formulação simples.

 

2. Números amigáveis

Século 9

Thābit ibn Qurra (826-901)

Qurra, nascido no Iraque, foi um dos expoentes da era de ouro do Islã. Entre seus feitos, ajudou a estabelecer conceitos importantes da álgebra, incluindo a noção de números amigáveis – são pares de números em que um deles é a soma dos divisores do outro. Sua equação foi usada, por exemplo, para cálculos de eclipses solares.

 

3. Logaritmos

1620

John Napier (1550-1617)

logaritimos

Antes do desenvolvimento do computador, o cálculo com os logaritmos era a maneira de se multiplicar grandes números.  Graças a Napier, matemático britânico, hoje é possível consultar tabelas para acelerar em muito os cálculos de matemáticos, astrônomos, engenheiros e físicos. Os logaritmos também estão na base da linguagem de programação dos computadores.

 

4. Função derivada do cálculo

1668

Isaac Newton (1643-1727)

Importantíssima, essa equação fundamenta todas as teorias que explicam como os seres vivos e os objetos se movem. Mede a taxa em que uma quantidade qualquer muda de acordo com o tempo. Está presente na ciência da computação, engenharia, economia e medicina.

A segunda lei de Newton, de 1686,  mostra que a força resultante que atua sobre um corpo é resultado da multiplicação da massa do corpo por sua aceleração. Ela ajuda a calcular a força necessária para mover determinada quantidade de massa – seja ela um carro ou um foguete.

 

 5. Lei da Gravitação Universal

1687

Isaac Newton (1643-1727)

Você lembra da história da maçã que caiu na cabeça de Isaac Newton enquanto ele admirava a lua no céu? Isso aconteceu em 1687. Também do gênio inglês, a Lei da Gravidade ou da Gravitação Universal nos fez entender não só por que as coisas caem no chão mas também como, por exemplo, um satélite artificial pode ser mantido no espaço.

 

6. Equação de onda

1746

Jean le Rond d’Alembert (1717-1783)

Uma série de descobertas e teorias sobre o comportamento das ondas culminou nesta equação do matemático francês, que descreve como o formato da corda se altera ao longo do tempo. A fórmula teve implicações importantes na teoria musical, mas é usada até para estudar terremotos.

 

7. Segunda lei da termodinâmica

1850

Ludwig Boltzmann (1844-1906)

Essa lei é um princípio de evolução porque determina em qual direção as possíveis transformações energéticas do mundo podem ser realizadas. Em uma época de grandes descobertas, o austríaco Boltzmann conseguiu explicar como os átomos interagem de forma a alterar o comportamento de grandes objetos. Sem a lei, seria quase impossível realizar a Revolução Industrial – que permitiu desenvolver motores a combustão e aparelhos refrigeradores.

8. Equação Maxwell-Faraday

1873

Michael Faraday (1791-1867) e James Clerk Maxwell (1831-1879)

Primeiro veio o inglês Faraday, que descobriu que eletricidade e magnetismo são forças relacionadas. Depois, o escocês Maxwell usou o trabalho de Faraday para desenvolver as bases do eletromagnetismo. As baterias de automóveis, as turbinas eólicas e as usinas hidrelétricas precisam dessa teoria, que é composta de quatro equações:

  • - Equação de Maxwell-Gauss
  • - Equação de Maxwell-Thomson
  • - Equação de Maxwell-Faraday
  • - Equação de Maxwell-Ampère

 

As quatro equações de Maxwell unificaram a eletricidade, o magnetismo e a óptica. Em linguagem matemática, representam os fenômenos básicos do eletromagnetismo.

Expressa a relação indissociável entre carga e campo: carga elétrica necessariamente gera campo elétrico, faz parte da sua natureza.

Indica a não existência de monopolos magnéticos na natureza. Há pesquisas em busca do monopolo magnético, mas até hoje nunca foi observado.

Traduz a geração de campo elétrico por um campo magnético variável no tempo. Este fenômeno é verificado pelo surgimento de uma corrente elétrica em um circuito, quando este é transpassado por um ímã.

Expressa a geração de campo magnético por uma corrente elétrica ou um campo elétrico que varia no tempo, fenômeno verificado pela mudança de orientação de agulhas magnéticas quando próximas de uma corrente elétrica.

 

Você encontra as equações de Maxwell expostas no Museu WEG.

Você encontra as equações de Maxwell expostas no Museu WEG.

 9. Equivalência entre massa e energia

1905

Albert Einstein (1879-1955)

relatividadeA Teoria da Relatividade de Einstein continua a revolucionar nossa vida até hoje, mostrando que a matéria pode ser convertida em energia e vice-versa. É que Einstein provou que massa é uma quantidade absurdamente condensada de energia. Isso mudou a ciência para sempre, ajudou no entendimento de buracos negros e outros fenômenos da astronomia e propiciou o surgimento da energia nuclear, inclusive da bomba atômica.

 

10. Teoria da informação

1949

Claude Shannon (1916-2001) e Warren Weaver (1894-1978)

 

As equações desta dupla americana têm muitas aplicações práticas , elas estabelecem os padrões de armazenamento e transmissão de informações. A fórmula é essencial na compressão de dados em formatos populares, do mp3 ao jpeg, e também no funcionamento das redes sociais.

 

Agora que você chegou até aqui, concorda que essas equações realmente revolucionaram nossa vida? Existem diversas outras equações importantíssimas, qual será a próxima? =)

Brincadeiras

Brincadeiras educativas para as férias

Férias também é tempo de aprender!

Férias também é tempo de aprender! Brincar é uma atividade essencial para as crianças. A partir das brincadeiras, elas constroem seu conhecimento sobre o mundo, aprendem a se relacionar e experimentam novas sensações. Abaixo você encontra algumas dicas para preencher o tempo das férias com atividades para os pequenos aprenderem enquanto se divertem!

 

Terrário – um pequeno jardim particular

Construir um terrário é uma oportunidade muito divertida de explicar um ecossistema para os pequenos. As pequenas plantas ganham vida dentro de um recipiente transparente, normalmente de vidro. Mexer com terra e plantas é sempre divertido e uma forma de deixar as crianças em contato com a natureza.

Modelo de Terrários

Materiais

Materiais necessários:

– Recipiente de vidro (um pote de geleia, por exemplo)

– Pedrinhas pequenas

– Carvão ativado

– Terra

– Musgo ou outras plantas pequenas como carpete-dourado, aortia, orelha-de-gato, planta-pérola e echevéria.

– Colher de plástico para improvisar uma pequena pá

Modo de fazer:

  1. Adicionar as pedrinhas primeiro, para criar um sistema de drenagem.
  2. Faça uma camada fina de carvão ativado. Ele vai ajudar a manter a água fresca e prevenir o mofo.
  3. Adicione uma camada de terra.
  4. Use a colher para cavar pequenos buracos e posicione suas plantas no terrário.

Para entender melhor o processo de montagem de um terrário, veja esse vídeo:

https://www.youtube.com/watch?v=7FtLxaJZkaU

 

Bolha de sabão gigante – hipnotizante!

Materiais necessários:

– 7 copos de água

– 1 copo de detergente de cozinha

– 2 colheres de sopa de açúcar (ou 1 colher de sopa de mel)

 

Modo de fazer:

Misture tudo com delicadeza, para não criar muita espuma. Para espalhar bolhas gigantes pelo ar, você vai precisar de um instrumento especial, feito com varetas e barbantes. Veja como confeccioná-lo:

Fonte: www.marisol.com.br

Fonte: www.marisol.com.br

 

Museu da Natureza – o que será que você encontra?

 Organizar e catalogar os elementos que você conhece é um jeito bastante eficiente de organizar seu próprio conhecimento em relação a eles. Os primeiros museus funcionavam mais ou menos assim: algumas pessoas com espírito científico colecionavam pedras, conchas, fósseis e plantas, organizavam esses elementos em suas casas e agendavam visitas para que outras pessoas pudessem conhecer essas maravilhas da natureza.

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Colorir e aprender: ação especial de Dia das Crianças

Outubro é o mês das crianças e, durante todo o mês, queremos ampliar o acesso à cultura e visibilidade dos museus mostrando para crianças e educadores que aprender e ensinar pode ser muito divertido.

Além das funções de preservar, conservar, expor e pesquisar, os museus são instituições a serviço da sociedade e cada vez mais buscam criar ações educativas a fim de tornarem-se elementos procurados dentro do movimento cultural das cidades.

As sessões interativas de educação estão entre as formas mais poderosas e eficazes de atender às necessidades das crianças, um público nem tão tradicional nos museus. As atividades interativas permitem aos pequenos visitantes um olhar interrogador, sem necessidade de conhecimento prévio. As conversas são estimuladas, e o museu também atua como um espelho, fazendo conexões entre as suas próprias vidas e experiências no âmbito físico, intelectual, emocional e tecnológico.

 “Quando o tema é aprendizagem de assuntos relacionados a ciência e tecnologia, os museus desempenham um papel tão importante quanto as escolas.”

 John H. Falk – Institute for Learning Innovation

A escola e a família possuem um papel muito importante para diminuir as barreiras de acesso aos museus, por meio do incentivo à visitação, traremos mais crianças e adolescentes para utilizarem nosso espaço para reflexão, entretenimento e aprendizagem.

 Ao visitarem o Museu WEG, as crianças passam por experiências interativas e desenvolvem a curiosidade pela pesquisa, ciência e tecnologia.  A história e a teoria, desde cedo e de forma simples, entram no cotidiano das crianças e às convidam para encontrar novas razões para o envolvimento com os estudos.

 ***

Para homenagear as crianças da nossa cidade, neste mês os pequenos visitantes poderão participar de uma atividade de pintura em um espaço com mesas, lápis de cor e um desenho super divertido para colorir. Os desenhos deverão ser coloridos e preenchidos com nome e contato, eles ficarão em exposição no Museu até o dia 31 de outubro, neste dia haverá sorteio de brindes entre os participantes. Se a visita for rápida, as crianças poderão levar o desenho para casa e trazê-lo outro dia, até o fim do mês.

Todos os desenhos estarão concorrendo a brindes, sem exclusões. Os ganhadores do sorteio serão divulgados em nossa página do Facebook.

Modelo do desenho para colorir

Modelo do desenho para colorir

O quê? Dia das Crianças no Museu WEG

Quando? De 03 a 31 de outubro

Para quem? Crianças (sem limite de idade)

Onde? Museu WEG de Ciência e Tecnologia

Quanto? Gratuito

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Quem foi Hans Christian Oersted?

ísico, químico e eterno estudioso, foi ele quem abriu caminho para o desenvolvimento do eletromagnetismo. Nascido em 1777, na Dinamarca, Hans Oersted desenvolveu desde cedo o interesse pela ciência. Sob influências do pai farmacêutico, formou-se em Farmácia no ano de 1797 e tornou-se doutor em Filosofia em 1799.

Físico, químico e eterno estudioso, foi ele quem abriu caminho para o desenvolvimento do eletromagnetismo. Nascido em 1777, na Dinamarca, Hans Oersted desenvolveu desde cedo o interesse pela ciência. Sob influências do pai farmacêutico, formou-se em Farmácia no ano de 1797 e tornou-se doutor em Filosofia em 1799.

Em uma viagem pela Europa, conheceu Johann Wilhelm Ritter, um físico que acreditava na existência de uma ligação entre a eletricidade e magnetismo. A partir daí, Oesrted começou sua incansável busca pela relação entre os dois fenômenos. Isso porque, naquela época, a eles eram encarados como fenômenos independentes e totalmente excludentes.

A experiência de Oersted

Foi em 1820, através do “Experimento de Oersted”, que o cientista comprovou a relação entre a eletricidade e o magnetismo.

Oersted posicionou uma bússola próximo a um circuito elétrico simples e percebeu que a agulha imantada da bússola sofria deflexões quando existia corrente elétrica no circuito. Se a corrente era interrompida, a agulha voltava à sua posição normal, apontando sempre para o norte geográfico.

A única explicação possível para a deflexão sofrida pela agulha imantada era a presença de um campo magnético que concorria com o campo magnético terrestre. Assim, Oersted concluiu que cargas elétricas em movimento geravam campo magnético.

Esse experimento possibilitou a criação e fabricação do galvanômetro, instrumento composto por uma agulha imantada e uma bobina que era capaz de indicar a presença de corrente elétrica em um circuito.

Ao utilizar o aparelho galvânico, muito mais poderoso, percebeu o mesmo fenômeno com muito mais clareza. Após obter o mesmo resultado diversas vezes, surge uma nova ciência nascida da união entre a eletricidade e o magnetismo: o eletromagnetismo. E estabeleceu-se a lei fundamental do eletromagnetismo.

Leia mais sobre o Eletromagnetismo aqui.

Depois de ter realizado estudos de química, física e ter comprovado o eletromagnetismo, Hans fundou na Dinamarca uma Sociedade para o Desenvolvimento do Estudo da Ciência, foi nomeado Conselheiro do Estado e fundou a Escola Politécnica de Copenhagen. Oersted faleceu em Copenhagen em 9 de março de 1851.

Fonte: Brasil Escola, Mundo Educação e UFJF

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Charles De Coulomb e a Lei da Força Elétrica

Neste 14 de junho, é aniversário de ninguém menos que Charles-Augustin de Coulomb. Esse físico francês nasceu na França em…

Neste 14 de junho, é aniversário de ninguém menos que Charles-Augustin de Coulomb. Esse físico francês nasceu na França em 1736 e fez uma importante contribuição para o estudo das ciências exatas. Por isso, vamos contar a sua história no dia do seu aniversário.
A vida de Charles de Coulomb
Célebre pelas suas descobertas nos campos da eletricidade e do magnetismo, Charles viveu nas Índias Ocidentais como engenheiro militar ao longo de nove anos. Nos intervalos de suas atividades profissionais, dedicava-se a investigações sobre mecânica aplicada.
Quando voltou à França, se interessou por pesquisas em relação à eletricidade e ao magnetismo, principalmente por causa de um concurso feito pela Academia de Ciências da França para a fabricação de agulhas imantadas.
Após a publicação de inúmeros artigos de grande repercussão nos meios científicos, tornou-se integrante da Academia em 1781.
Contribuições para Física
Coulomb construiu uma balança de torção para medir a intensidade da força elétrica atuante sobre duas cargas elétricas colocadas a uma determinada distância uma da outra.

E através da realização dessa experiência, verificou que a lei da atração universal de Newton também se aplicava à eletricidade.
Seus estudos o levaram a “Lei de Coulomb”, assim denominada em sua homenagem, que determina a força de interação elétrica entre materiais portadores de cargas.

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A Lei de Coulomb foi enunciada como:
“A força de atração ou de repulsão entre duas cargas é diretamente proporcional ao produto do módulo das cargas elétricas e é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas”.
Analiticamente, é expressa a seguir:
F= K x (Q1xQ2)|d2
F = força de interação elétrica entre dois portadores de carga (N – newton);
Q1 e Q2 = cargas elétricas (C – coulomb);
d = distância entre as cargas elétricas (m);
K = permissividade elétrica do vácuo (k = 9,0 x 109 N.m2.C – 2).
Os resultados de suas pesquisas foram publicados entre 1785 e 1789 na Mémoires de l’Académie Royale des Sciences.

Suas contribuições para os estudos da eletricidade e do magnetismo fizeram com que estas áreas fossem consideradas parte das ciências exatas e não da filosofia, como acontecia até então.

Charles Augustin de Coulomb morreu em Paris, no dia 23 de agosto de 1806, aos 70 anos de idade.

Fonte: Só Física e Mundo Educação

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Físico catarinense participa da pesquisa da descoberta do quinto estado da matéria

O físico catarinense Germano Woehl Jr. participou de uma descoberta fundamental para a comunidade científica e para o mundo: a…

O físico catarinense Germano Woehl Jr. participou de uma descoberta fundamental para a comunidade científica e para o mundo: a de que há um quinto estado da matéria, além do sólido, líquido, gasoso e plasma. O Museu WEG não poderia deixar registrar o feito, que ganha uma conotação ainda mais especial, já que Woehl, nascido em Itaiópolis, é também morador de Jaraguá do Sul, nossa cidade-sede.

Divulgada recentemente, a descoberta foi publicada em primeira mão pela Revista Científica da Sociedade Americana de Física, que você pode conferir aqui. O novo estado físico da matéria é chamado de Polarons de Rydberg. Ele é criado em temperaturas extremamente baixas, quando um elétron orbita seu núcleo a uma distância tão grande que outros átomos cabem dessa órbita. A fraca ligação entre essas partículas forma os Polarons de Rydberg.

Ao criar átomos dentro de átomos, a nova pesquisa marca uma época empolgante para a física quântica. Na prática, a descoberta do quinto estado da matéria representará uma evolução tecnológica sem precedentes, por exemplo, com a criação de computadores quânticos. São equipamentos com uma capacidade de processamento tamanha que conseguem quebrar todas as senhas de computadores do mundo.

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Registro do experimento na Rice University, onde foi observado o novo estado da matéria

Germano nos concedeu o privilégio de uma entrevista exclusiva, que você confere a seguir:

Em que contexto se deu a descoberta e como aconteceu sua participação?

Foi durante meu estágio de pós-doutorado nos Estados Unidos, na Rice University, Houston, Texas. Eu ganhei uma bolsa do CNPq, do Programa de Pós-Doutorado no Exterior, para realizar este estágio nos laboratórios do professor Thomas Killian, que foi orientado por dois ganhadores do Prêmio Nobel da área, um deles no doutorado no MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto de Tecnologia de Massachusetts) e outro no pós-doutorado na Universidade do Colorado.

É difícil conseguir aceitação para fazer pós-doutorado em um grupo de pesquisa forte como este do prof. Killian. O que me favoreceu foi o fato de eu ter feito meu doutorado nesta área na UNICAMP e ter feito o mestrado na USP, Instituto de Física de São Carlos (IFSC), no grupo que tem um professor famoso nesta área, reconhecido internacionalmente. Então o prof. Killian telefonou para estes professores, da UNICAMP e da USP e eles deram boas referências sobre mim.
Na realização do meu estágio, o prof. Killian soube me encaixar muito bem na equipe. Ele percebeu que minha habilidade com a tecnologia de lasers e óptica era boa.

Então pediu para que eu desenvolvesse soluções para desacelerar e aprisionar os átomos com feixe de lasers para produzir o material quântico com um número maior de átomos e uma geometria especial com uma variação dinâmica de forma e intensidade do feixe de laser.

Tudo tinha que ser controlado por computador e este controle não poderia exigir muita memória, porque todo o experimento é automatizado e já estava no limite da capacidade do computador. Ele apontou os caminhos e desenvolvi com sucesso o sistema.

É importante destacar que estes conhecimentos sobre lasers e óptica foram adquiridos integralmente nas universidades brasileiras, na USP e na UNICAMP. Minha formação de pesquisador na área de física, com especialidade em tecnologia de lasers, é 100% brasileira.

Estavam trabalhando há quanto tempo na pesquisa?

Meu pós-doutorado na Rice University foi de quase dois anos. O prof. Killian tem três experimentos completos para desacelerar átomos e obter o material quântico, cujas propriedades estão sendo pesquisadas. Eles pesquisam na fronteira do conhecimento humano e procuram desvendar mais segredos do comportamento dos átomos.

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Germano Woehl Jr no laboratório de pesquisa do Instituto de Estudos Avançados, Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da FAB, em São José dos Campos (SP)

Na sua opinião, qual impacto desta descoberta para a ciência e para o mundo?

O impacto de novas descoberta da ciência demoram um pouco para chegar em nossas casas. Einstein já era muito famoso quando publicou em 1919 seus estudos teóricos sobre as duas formas do átomo perder energia: uma delas é o elétron decair espontaneamente para um nível de menor energia emitindo um fóton (luz) e outra forma é um fóton estimular o decaimento deste elétron e o átomo emitir outro fóton com características idênticas (processo chamado de emissão estimulada).

Então, os jornalistas queriam explicar para a população a importância desta descoberta (teórica) de Einstein e perguntavam para os físicos qual a aplicação disso no dia a dia das pessoas. Até os anos 60, quando o Laser foi inventado (cujo princípio é a emissão estimulada dos átomos), durante 40 anos, os físicos respondiam aos jornalistas: nenhuma. Analisem o impacto das aplicações dos Lasers, dos LEDs, que funcionam conforme a teoria prevista por Einstein em 1919.

Foi justamente o laser que possibilitou parar os átomos e levá-los a temperaturas próximas do zero absoluto (-273,15 °C ou zero Kelvin). Nesta temperatura, a distribuição dos átomos colapsa abruptamente, ou seja, os átomos se condensam e passam a ocupar menos espaço.

Nestas condições, a matéria exibe um comportamento regido pelas leis da mecânica quântica e obtemos então o chamado “material quântico”, um tipo de material com propriedades mágicas, que o homem nunca sonhou em colocar as mãos.

Foi Einstein que previu esta condensação abrupta em temperaturas próximas do zero absoluto, denominada de condensação de Bose-Einstein.

Este fenômeno da condensação de Bose-Einstein só foi possível observar em laboratório em 1997, nos Estados Unidos. Os físicos que conseguiram isso, da Universidade do Colorado e do MIT, ganharam o Prêmio Nobel três anos mais tarde, em 2000. Até agora, somente 45 laboratórios do mundo conseguiram observar o fenômeno. O IFSC da USP de São Carlos conseguiu em 2004.

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Detalhe da câmara de ultra-alto vácuo, onde os átomos são desacelerados com feixe de laser até ficarem na temperatura próxima de -273,15 °C

Nos laboratórios do prof. Killian, na Rice University, eles estão um passo à frente, já dominam bem a técnica de obter o material quântico e estão pesquisando suas propriedades.

Como é um assunto na fronteira do conhecimento, estas pesquisas experimentais precisam de suporte dos físicos teóricos. Porque não tem teoria ainda. Por isso, nesta descoberta do novo estado da matéria, foi muito importante o trabalho teórico dos físicos da Universidade de Harvard e da Universidade de Tecnologia de Viena, Áustria, onde foi utilizado um supercomputador nos cálculos numéricos para direcionar o experimento.

Conforme as notas à imprensa das Universidades de Harvard e Rice, essa descoberta pode abrir caminho para entender melhor as ligações químicas e a inovação de novos materiais, com os supercondutores a temperatura ambiente, que conduzem eletricidade sem perdas.

Obter estes materiais é o grande sonho da humanidade. Os melhores condutores de eletricidade, metais de cobre e alumínio, perdem por calor parte da energia conduzida. Estas perdas são consideráveis. Por exemplo, cerca de 30% da energia gerada por Itaipu é perdida na transmissão para os centros consumidores no Sudeste. Com materiais supercondutores não teria esta perda.

inventores

O que seria da Ciência sem os inventores!?

Feijão sem arroz, café sem leite, circo sem palhaço, vitrola sem som. Tem coisas que é difícil imaginar dissociadas. Pensa…

Feijão sem arroz, café sem leite, circo sem palhaço, vitrola sem som. Tem coisas que é difícil imaginar dissociadas. Pensa então o que seria da Ciência sem os inventores? Não tem sentido, não é mesmo? Afinal, a ciência é fonte de descobertas incríveis e de invenções revolucionárias.

Hoje, comemora-se o Dia do Inventor no Brasil. Mas você sabe o que é invenção? Por definição, ela é o ato de criar uma nova tecnologia, processo ou objeto, ou aperfeiçoá-los. É diferente de descoberta, situação em que um novo conhecimento pode ser adquirido ao acaso, sem um esforço direcionado.

Assim, o inventor é quem pesquisa. A invenção geralmente está ligada à resolução de um problema prático. É resultado de uma atividade tecnológica e a motivação costuma ser técnica.

inventores

Quer um exemplo prático?

A eletricidade foi uma das principais invenções da humanidade. Sua história começa no início do século VI a.c., na Grécia Antiga, quando o filósofo Thales de Mileto descobriu uma resina fóssil petrificada chamada âmbar, ou elektron em grego.

Ao esfregar sobre a pele e lã de animais, Thales observou que o âmbar atraía objetos leves como palhas e fragmentos de madeira. A partir daí, iniciaram os estudos sobre a eletrificação e eletricidade, resultando em incontáveis invenções que foram sendo aperfeiçoadas e estão presentes no nosso dia a dia.

Quer saber mais sobre eletricidade? Faça um tour virtual pelo nosso site e saiba o que te espera no Museu WEG.