Como se quebram átomos?

Quando descobrimos, no início do século XX, que o átomo não era indivisível e que além de não ser indivisível era formado por partículas subatômicas (prótons, elétrons e nêutrons) ficaram maravilhados e pensaram: Devem existir mais coisas dentro dessas partículas, não é mesmo?

E com essa curiosidade que resolveram criar um experimento capaz de “quebrar” o átomo. E assim foi criado os Aceleradores de Partículas. Mas, como “quebravam o átomo? Muito simples, aliás, “quase muito simples”. Eles pegam uma partícula, como o elétron, por exemplo, aceleram quase a velocidade da luz e colidem ela com o átomo, descobrindo assim suas partes internas.

Nessas colisões são gerados feixes e radiações que foram detectadas e medidas, assim, através dessas informações sobre as partículas e as forças que mantinham o átomo unido e concluíram que existiam partículas muito menores, as chamadas partículas elementares.

Mas para saber como realmente funciona um Acelerador de Partículas tem duas alternativas: jogar uma TV do Empire State Building de Nova York (ele tem a altura necessária) e olhar os seus pedaços ao atingirem o chão ou, outra alternativa, construir o seu próprio acelerador. Então, se optou pela segunda opção, mãos à obra. Você vai precisar de:

–      Uma fonte de partículas para que sejam aceleradas.

–      Um tubo de cobre para que as partículas viajem dentro (não esqueça que todo o ar deve ser retirado, pois tem que viajar no vácuo)

–      Geradores de microondas para gerar ondas onde as partículas viajaram.

–      Eletroímãs, tanto convencionais como os supercondutores, para manter as partículas confinadas enquanto viajam pelo vácuo.

–      Alvos (átomos), para as partículas colidirem.

–      Detectores para que possam olhar os fragmentos e sua radiação lançada na colisão.

–      Aparelhos para remover todo o ar e a poeira do tubo do acelerador, são os conhecidos sistemas de vácuo.

–      Um sistema de resfriamento para o calor gerado pelos eletroímãs.

–      Computadores para controlar e analisar os dados. (Tem que ser um computador muito bom).

–      Sistema de blindagem para a proteção da radiação.

–      Um circuito fechado de TV para detectar a radiação dentro do acelerador.

–      Um sistema de energia elétrica para fornecer a energia necessária. (esse caso será mais difícil, pois não podemos contar com a Elektro).

–      Anéis que armazenam feixes das partículas que não estão sendo utilizadas.

Bom, anotou tudo? Então pode providenciar, pois no próximo artigo começaremos a construção do nosso Acelerador de Partículas.

Seu acelerador de partículas

Sabia que você tem um acelerador de partículas dentro da sua casa? A sua TV ou monitor é um acelerador, pois contém uma coisa chamada TUBOS DE RAIOS CATÓDICOS (CRT, uma expressão inglesa cathode ray tube), que funciona colocando as partículas de elétron  no catodo, acelerando-as e mudando-as de direção, usando eletroímãs no vácuo e,assim, colidindo-as com moléculas de fósforo e essa colisão aparecerá numa tela. Depois de tudo isso, é gerado um ponto de luz, ou seja, um pixel, na sua TV ou monitor. Fantástico não é?

Os grandes aceleradores de partículas funcionam da mesma forma, só diferem “um pouquinho” no tamanho e as partículas são aceleradas “um pouquinho” mais rápido, quase na velocidade da luz e as colisões geram mais partículas subatômicas (dentro do átomo) e em vários tipos de radiações nucleares, numa explosão de feixes de luz.

Essas partículas se comportam como um surfista pegando uma onda: é a onda que o empurra. Assim, dentro do acelerador, no caso das partículas, elas são aceleradas por ondas, mas ondas eletromagnéticas. Quanto mais força elas tiverem ao baterem umas ns outras(energia) nas colisões, melhor a visão da sua estrutura através dos feixes de luz gerados por elas.

Para que entendam melhor, vou utilizar outra analogia. Num jogo de bilhar, antes de começar, juntamos todas as bolas num triângulo, de maneira que possamos, ao iniciar o jogo, bater com o taco, com toda força, e espalhar as bolas.

Da mesma forma, ao aumentarmos a velocidade das partículas, estamos aumentando a energia da partícula. Velocidade é uma forma de energia. Assim como no taco de bilhar, a velocidade é usada para aumentar essa energia (força).

Existem dois tipos de aceleradores: os lineares, em que as partículas viajam por um caminho longo e reto num tubo de cobre e o circulares, em que elas viajam ao redor de um círculo até se  colidirem.

Bom, esse é só o começo, mas, para entenderem um pouco melhor essa história e conhecer um pouco mais sobre colisores de partículas, como o famoso e maior colisor conhecido, construído em Genebra, Suíça, oLHC (Lader Hadron Collider), acompanhem os próximos artigos. É interessantíssimo!

Quer “emagrecer”? Vá para a Lua!

Se for convidado a dar uma voltinha numa nave espacial, nunca esqueça de levar uma balança, aquela que sua mãe tem no banheiro para se pesar constantemente. Ela poderá lhe dar boas notícias.

Dentro de uma espaçonave, no espaço sideral, ao subir na balança, você vai verificar que seu peso é zero. Zero? Como assim? Então, você não existe?

Calma! Você ainda existirá, pois sua massa continuará lá: você poderá se tocar e verificar que ainda continua lá. E que sua massa não alterou: se for gordo, continuará gordo e se for magro, continuará magro, nem mais e nem menos.

Mas a balança está mentindo? Não.

Por quê?

Expliquemos: isso acontece pelo simples fato de não haver nenhuma força ou aceleração puxando você, nem para baixo, nem para cima.Você não tem peso, está flutuando. Mas, se o seu amiguinho verde o levar para conhecer o seu planeta, cuja gravidade é três vezes menor que a Terra, será que você seria mais magro?

Não, pois sua massa continuaria lá. O seu peso é que seria menor. Afinal, a força que puxa você para baixo, ou melhor, a aceleração da gravidade do planeta será menor.  Nesse caso, o seu peso muda, mas a sua massa não se altera.

Deu pra entender a diferença entre peso e massa?

Assim, quando estiver numa farmácia e for se pesar, na realidade está se “massando”, pois a massa é dada em quilos, ou seja, o valor do seu peso é sua massa multiplicada pela aceleração da gravidade da Terra.

“Matematicando”: P=m.a.

E então: você já se “massou” hoje?

Exatas e Biológicas: união que valoriza a vida

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                Em um mundo onde a interdisciplinaridade está em alta, nada mais justo que unir duas áreas tão clássicas quanto as Exatas e as Biológicas.

                Medicina, a Ciência brotada das mãos de Hipócrates, passou décadas tendo seus conceitos confundidos com atos sobrenaturais. Somente com o crescer da curiosidade e da busca da verdade, foi sendo cada vez mais considerada a solução para muitos problemas físicos e até mesmo psicológicos.

                Mas o avançar da Medicina deixou algumas lacunas tecnológicas que só puderam ser tapadas com o surgimento de conhecimentos interdisciplinares que associavam as Ciências Exatas às Biológicas, como foi o caso da Física Médica, o conhecimento físico utilizado para fins médicos . Leonardo da Vinci, em meados do século XVI, é considerado o primeiro físico médico, devido aos seus estudos relacionados à biomecânica como a locomoção humana e o movimento do coração e do sangue no sistema cardiovascular.

                Hoje, a biomecânica é uma das áreas que mais associa essas duas grandes áreas do conhecimento científico. Existem vários estudos que unem engenheiros, médicos, físicos, químicos, biólogos, entre tantos outros profissionais que se dedicam à Ciência. O desenvolvimento de próteses e de exoesqueletos são exemplos básicos da biomecânica.

                Mais recentemente, tem-se falado em noticiários do neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis. Formado pela Universidade de São Paulo, ele tem trabalhado no Brasil e nos Estados Unidos em um projeto que se baseia em movimentar próteses mecânicas a partir do pensamento. Seu ideal para mostrar a importância de tal projeto, é conseguir que uma criança incapaz de andar possa, utilizando o exoesqueleto mecânico, dar o ponta pé inicial na próxima Copa. Algo tão surpreendente que já se fala em um possível Nobel ao cientista brasileiro. Porém tal demonstração é apenas um dos primeiros resultados de sua pesquisa que cresce a cada dia.

                Mas estudos de próteses não estão tão longe quanto se pensa. Na própria Universidade de São Paulo e na Universidade Estadual Paulista, ambas em Bauru/SP, há projetos envolvendo professores, graduandos, mestrandos e doutorandos de Engenharia Mecânica e Odontologia no projeto de próteses ortodônticas. A ideia é inicialmente analisar algumas próteses já existentes ou arcadas dentárias por meio de tomografia computadorizada e posteriormente trabalhar nesses dados em computador, projetando novas próteses e tecnologias ortodônticas. A análise computacional de resistência das próteses é realizada por meio de discretização da geometria (divisão em pedacinhos) por meio do Método dos Elementos Finitos, conhecido em Engenharia. Cada pedacinho fornece uma rigidez e uma deformação, dados utilizados para o cálculo de sua resistência.

                Em vista disso tudo fica clara a necessidade da integração entre essas áreas tão importantes no dia-a-dia. Seja Medicina, Física, Engenharia, Biologia, Química, ou qualquer outra Ciência que busque o conhecimento, a necessidade real que o mundo quer e que todos precisam são ideias inovadoras que ajudem muito mais que os próprios profissionais ou a quem deles tanto precisam, mas sim a Vida como um todo.

Estamos caminhando juntos com a tecnologia?

Autora: Cibele Sidney

A tecnologia e a ciência estão caminhando juntas e numa velocidade assombrosa, mas, de repente, me deparo com jovens que não acompanham esse avanço. Hoje, nos deparamos com adolescentes que sabem utilizar celulares, computadores, Ipads e etc. de última geração, mas a questão é: Sabem realmente?

Os recursos utilizados num simples celular são tão grandes que nem temos tempo de aprender a utilizar. Hoje os adolescentes digitam cada vez mais rápido, trocam informações, músicas e etc., mas com que utilidade? Para que aprendem tudo isso se na hora de se comunicar, de redigir ou se informar não sabem fazê-lo.

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Estamos no mundo onde é tudo muito grande ou muito pequeno, hoje não usamos mais o termo “mil”, usamos milhões, bilhões ou 1 000 000 ou 105 e infelizmente muitos não se dão conta disso. Diante de tal inovação tecnológica o mais natural seria que jovens procurassem cada vez mais a área, pois é uma área rentável, onde o crescimento e o conhecimento cada vez maior e melhor. Mas não é assim que as coisas funcionam, pois a coisa está inversamente proporcional, ou seja, quanto mais a ciência e a tecnologia avançam menor o número de pessoas interessadas e sabem por quê?

Porque é uma área que exige muito da curiosidade e do conhecimento e, pelo que vejo hoje em dia, ninguém está em busca do desafio, do difícil. O jovem hoje está em busca do saber, mas não do conhecer. Sabem mexer, mas não conhecem o funcionamento. É muito triste, pois vamos chegar num ponto onde não vai haver mais profissionais para as áreas tecnológicas e científicas. Mas e o progresso?

Médicos precisam de aparelhos, cada vez mais sofisticados, mas quem vai ter o conhecimento de criar ou fazer a manutenção desses equipamentos? Hoje temos tomografias que utilizam antipartículas e quem conhece as antipartículas? A ciência e a tecnologia, certo?