Incrível foto do vulcão Raikoke feita na Estação Espacial mostra erupção

Com elevação de 551 m e área de 4,6 km², a ilha-vulcão Raikoke é uma formação vulcânica no meio do mar, perto das Ilhas Curilas, no noroeste do Oceano Pacífico. A ilha é desabitada.
Depois de 95 anos de dormência, esse vulcão acaba de entrar em erupção novamente, e as enormes nuvens de cinzas ficaram visíveis da Estação Espacial Internacional.
As imagens mostram a nuvem de cinzas cercada por um anel de nuvens brancas, provavelmente vapor de água condensando do próprio ar ou da água do mar, caso haja lava entrando no oceano. Essas informações são do especialista em vulcões da Universidade Tecnológica de Michigan, Simon Carn.
O período de dormência do vulcão terminou às 4h (horário local) do dia 22 de junho, quando uma grande nuvem de cinzas e gazes vulcânicos explodiu a partir da cratera de 700 m de diâmetro.
Essa nuvem foi identificada por satélites e pelos astronautas da EEI, que fizeram uma fotografia da erupção. Na imagem, é possível ver a “região do guarda-chuva”, a área em que a densidade da nuvem de cinzas e do ar é equalizada, e a nuvem para de subir.
No mesmo dia, o satélite Terra da NASA fez a segunda imagem, que mostra uma região mais concentrada de cinzas na parte oeste da nuvem.
Depois de uma explosão de atividade, ventos fortes espalharam as cinzas pelo Pacífico e o vulcão voltou a se acalmar. No dia seguinte, apenas uma nuvem fraca permanecia visível.

Créditos: Hypescience

Descoberta nova propriedade da luz: o autotorque

Pesquisadores espanhóis descobriram que a luz possui uma nova propriedade, que eles batizaram de autotorque.
Esta descoberta abre possibilidades empolgantes em aplicações relacionados à luz, dos aparelhos de consumo aos equipamentos científicos e às telecomunicações por fibra óptica.
Além das muitas propriedades conhecidas - como intensidade e comprimento de onda -, a luz pode ser torcida, possuindo o que é conhecido como momento angular - os fótons viajam em linha reta, mas girando em torno do eixo do feixe de luz.
Feixes de luz transportando momento angular altamente estruturado, conhecido como momento angular orbital (OAM), são conhecidas como feixes de vórtice.
A intensidade desses feixes, que têm uma forma semelhante a um anel, tem aplicações em comunicações ópticas, microscopia, óptica quântica e manipulação de micropartículas.
Sabendo desse giro da luz torcida, Laura Rego e colegas da Universidade de Salamanca se perguntaram se esse giro dos fótons não poderia funcionar de uma forma dependente do tempo.
Pode, e é justamente nisso que consiste o autotorque: Feixes de luz com torque próprio possuem um momento angular que muda continuamente no tempo. Em outras palavras, a luz não apenas torce, mas tem um grau diferente de torção ao longo do comprimento do feixe.
Os feixes se parecem com um croissant, contendo mais de uma oitava de valores de momento angular orbital ao longo do pulso de luz.
"Esta é a primeira vez que alguém previu ou até mesmo observou essa nova propriedade da luz," disse Laura. "Por exemplo, achamos que podemos modular o momento angular orbital da luz da mesma forma que a frequência é modulada nas comunicações."
Se isso for realmente possível, as telecomunicações poderão dar um salto de velocidade, permitindo colocar muitos mais dados nas mesmas fibras ópticas.
Além disso, esse novo modo da luz abre novas perspectivas para as pinças ópticas, minúsculos raios tratores usados para aprisionar de nanopartículas a células.

Créditos: Inovação Tecnológica

China ignora sanções dos EUA e 'abre porta' para petróleo iraniano, indica mídia

Anteriormente, o presidente norte-americano, Donald Trump, anunciou que não haveria uma extensão das isenções envolvendo o petróleo iraniano.
Isso envolveria o fornecimento do petróleo iraniano para a China, Índia, Japão, Coreia do Sul e Turquia, ameaçando esses países com sanções, caso comprem o produto iraniano.
O petroleiro iraniano Salina atracou no Complexo de Refino e Química Jinxi, China, perto de Pequim, aparentemente desafiando as sanções norte-americanas sobre exportações de Teerã, segundo o The Washington Times.
O portal Bourse & Bazaar, que acompanha a economia iraniana, relatou que o navio de médio porte Suezmax, pertencente à empresa estatal iraniana de petroleiros, deixou o terminal iraniano em maio e chegou ao porto de Jinzhou no dia 20 de junho.
Espera-se que diversos outros petroleiros iranianos transportem petróleo para a China nas próximas semanas, entretanto, autoridades do país asiático não comentaram o assunto.
O petroleiro iraniano teria iniciado o transporte de petróleo para a China no dia 2 de maio, mesmo dia em que as isenções para os compradores de petróleo iraniano estavam prestes a expirar.
Anteriormente, Donald Trump anunciou que a isenção não seria prorrogada e que sanções seriam aplicadas aos países que comprassem o petróleo iraniano.
Um encontro entre os líderes norte-americano e chinês deve ocorrer na cúpula do G20 no Japão, onde discutirão diversos assuntos, como Irã e a guerra comercial entre os dois países.

Créditos: Sputnik

Cientistas crescem folículos capilares funcionais a partir de células-tronco em ratos

Um estudo do Instituto de Descoberta Médica Sanford Burnham Prebys (Califórnia, EUA) conseguiu desenvolver folículos capilares funcionais – que se parecem mesmo com cabelo real – na pele de ratos, um avanço que poderia levar à cura da calvície, condição que atinge milhões de pessoas no mundo todo.
“Nosso novo protocolo supera os principais desafios tecnológicos que até agora impediam a descoberta de ser usada no mundo real”, explica Alexey Terskikh, professor da Sanford Burnham Prebys e diretor científico de uma companhia recém-fundada que licenciou a tecnologia, Stemson Therapeutics. “Agora temos um método robusto e altamente controlado para gerar cabelo de aspecto natural que cresce através da pele usando uma fonte ilimitada de células de papila dérmicas derivadas de iPSC [células-tronco pluripotentes induzidas] humanas. Este é um avanço crítico no desenvolvimento de terapias para perda de cabelo baseadas em células e no campo da medicina regenerativa”.
Em 2015, a equipe de Terskikh, liderada pela Dra. Antonella Pinto, cresceu cabelo de forma subcutânea em ratos com sucesso. O problema é que o processo se mostrou difícil de controlar.
Agora, os cientistas conseguiram refiná-lo a ponto de criar papilas dérmicas – o tipo de célula que fica dentro do folículo capilar, responsável pelo ciclo de crescimento, espessura e comprimento do cabelo – através da pele dos animais.
O processo foi realizado em ratos imunodeficientes que não possuíam nenhum pelo. Para fazer o cabelo crescer, os pesquisadores utilizaram uma mistura de células epiteliais do animal com papilas dérmicas humanas.
A abordagem usa uma estrutura feita do mesmo material biodegradável utilizado como fio para costurar pacientes após cirurgias. A estrutura é como uma “fôrma” que controla a direção para onde o cabelo cresce, ajudando-o a se adaptar e atravessar a barreira natural da pele.
A equipe já está trabalhando em laboratório para derivar papilas dérmicas de células epiteliais humanas, tornando o processo apto para transplante na pele humana.
A vantagem desta abordagem é que as iPSC humanas fornecem um suprimento ilimitado que pode ser coletado com simples exames de sangue.
“A perda de cabelo afeta profundamente a vida de muitas pessoas. Estou ansioso para avançar com esta tecnologia inovadora, que poderia melhorar a vida de milhões de pessoas que lutam contra a queda de cabelo”, afirmou o cirurgião plástico Richard Chaffoo, consultor médico da Stemson Therapeutics.
Os resultados do estudo foram apresentados na reunião anual da Sociedade Internacional para Pesquisa de Células-Tronco (ISSCR, na sigla em inglês).

Créditos: Hypescience

Sociedade Planetária lança vela solar com dinheiro de doações

O foguete Falcon Heavy que decolou na madrugada desta terça-feira levou ao espaço um experimento que é uma espécie de mascote dos aficionados em exploração espacial e de grande parte da comunidade científica.
A vela solar LightSail 2 - "veleiro da luz", em tradução livre - é o segundo experimento de demonstração desta tecnologia feita pela Sociedade Planetária (The Planetary Society), uma ONG fundada por Carl Sagan em 1980 para realizar projetos de pesquisa relacionados à astronomia, ciência planetária e exploração espacial.
Todo o projeto e construção da vela solar foram bancados com dinheiro de doações através de uma campanha de fundos coletivos - a sociedade tem mais de 50.000 membros em 100 países.
Um "veleiro solar" é basicamente uma nave sem motor, impulsionada pela luz solar. Os fótons, as partículas-ondas fundamentais da luz, não têm massa, mas têm momento, ou seja, são capazes de empurrar os objetos sobre os quais incidem. A força é minúscula, mas no espaço, sem a competição das moléculas presentes na atmosfera, ela é suficiente para gerar uma aceleração contínua, impulsionando uma espaçonave a velocidades significativas.
A LightSail 2 consiste em um nanossatélite pesando 5 kg e medindo 11,3 x 11,3 x 48,7 centímetros. O tamanho da nave dobrará quando suas laterais, que são painéis solares, se estenderem para cima.

Do seu interior emergirá então a vela solar de 32 metros quadrados e apenas 4,5 micrômetros de espessura, sustentada por quatro fitas telescópicas, parecidas com trenas, feitas de uma liga de cobalto. Motores estenderão as fitas que, por sua vez, abrirão a vela, feita de uma película de poliéster altamente reflexiva.
Para diminuir o arrasto e alcançar a aceleração esperada, de 0,058 mm/s2, a LightSail 2 será lançada em uma órbita alta, cerca de 720 km, mais do que o dobro da altitude da Estação Espacial Internacional.
Como o nanossatélite foi ao espaço juntamente com 23 outras naves, cada uma será liberada paulatinamente na órbita, para garantir um espaçamento seguro. A LightSail 2 deverá ser liberada para voar por conta própria no dia 2 de Julho.
A Sociedade Planetária foi a primeira entidade a fazer uma tentativa de colocar uma vela solar em órbita, em 2005, mas a tentativa falhou.
Em 2010, a agência espacial japonesa colocou a primeira vela solar no espaço. A NASA lançou sua versão, a NanoSail-D, em 2010.
A LightSail 1 era uma versão de teste, que foi lançada em órbita baixa em 2015. Embora tenha conseguido abrir a vela solar, o sucesso foi parcial devido a problemas nas baterias e no software de controle, erros que foram corrigidos para a missão que começa agora.

Créditos: Inovação Tecnológica

Combustível de aviação é feito com ar e energia solar

Pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH), na Suíça, desenvolveram uma nova tecnologia que produz combustíveis líquidos de hidrocarbonetos exclusivamente a partir da luz solar e do ar.
Pela primeira vez, eles demonstraram toda a cadeia de processos termoquímicos sob condições reais de campo.
A usina solar produz combustíveis líquidos sintéticos que liberam tanto CO2 durante sua combustão quanto o previamente extraído do ar para sua produção.
A cadeia combina três processos de conversão termoquímica: Primeiro, a extração de CO2 e água do ar; em segundo lugar, a separação termoquímica de CO2 e água; em terceiro lugar, a liquefação subsequente dos dois compostos em hidrocarbonetos.
A radiação solar é concentrada em um espelho parabólico por um fator de 3.000, gerando uma temperatura de 1.500 graus Celsius dentro do reator solar. No coração do reator solar está uma estrutura de cerâmica feita de óxido de cério, que permite uma reação de duas etapas - o chamado ciclo redox - para dividir a água e o CO2 em gás de síntese. Essa mistura de hidrogênio e monóxido de carbono pode então ser processada para produzir combustíveis de hidrocarbonetos líquidos através do metanol ou pela síntese de Fischer-Tropsch.
"Esta planta prova que os combustíveis de hidrocarbonetos neutros em carbono podem ser feitos a partir da luz solar e do ar em condições reais de campo. O processo termoquímico utiliza todo o espectro solar e ocorre em altas temperaturas, permitindo reações rápidas e alta eficiência," disse o professor Aldo Steinfeld, coordenador da equipe.
A minirrefinaria solar, ainda em escala de protótipo e sob as condições climáticas predominantes em Zurique, produz cerca de um decilitro de combustível por dia.
A equipe já está trabalhando em um teste em grande escala de seu reator em uma torre solar perto de Madri, na Espanha. O próximo objetivo do projeto é dimensionar a tecnologia para implementação industrial e torná-la economicamente competitiva.
"Uma usina solar que ocupe uma área de um quilômetro quadrado poderia produzir 20 mil litros de querosene por dia," disse o pesquisador Philipp Furler. "Teoricamente, uma usina do tamanho da Suíça - ou um terço do Deserto de Mojave, na Califórnia - poderia cobrir as necessidades de querosene de toda a indústria da aviação. Nossa meta para o futuro é produzir combustíveis sustentáveis com a nossa tecnologia e mitigar as emissões globais de CO2."

Créditos: Inovação Tecnológica

Chanceler do Irã afirma que outro drone dos EUA invadiu espaço aéreo do país

Na quinta-feira, 20 de junho, o Corpo de Guardiões da Revolução Islâmica (IRGC) declarou ter derrubado um dos maiores drones estadunidenses, um RQ-4 Global Hawk, que teria invadido o espaço aéreo iraniano na província de Hormozgan.
Javad Zarif, ministro iraniano das Relações Exteriores, publicou um mapa detalhado no seu Twitter que, segundo ele, mostra outro drone de reconhecimento dos EUA invadindo o espaço aéreo iraniano em 26 de maio.
Ele também deu a entender no seu tweet que o Irã possui informações sobre a elaboração de esquemas para culpar a República Islâmica do Irã pelos ataques a petroleiros.
Mais evidências – incluindo a invasão de um drone de espionagem MQ9 em 26.05, a compra de lanchas rápidas e chamadas telefônicas para atribuir os ataques ao Irã – tudo isso indica que a Equipe B estava apenas a instantes de pegar Donald Trump em uma armadilha de guerra. A prudência evitou que isso acontecesse, mas o terrorismo econômico provoca tensão.
O mapa mostra como o drone MQ9 Reaper dos EUA entra no espaço aéreo iraniano na costa da cidade de Asaluyeh, na província de Bushehr.
O veículo não tripulado teria recebido no total três avisos sobre a violação da fronteira do país. Depois de ter saído do espaço aéreo iraniano, o drone ainda circulou por algum tempo perto da fronteira do país, segundo indica o mapa.
O ministro das Relações Exteriores atribuiu as ações descritas no seu tweet à "equipe B", o grupo de "falcões" da Administração Trump que, segundo Teerã, está tentando arrastar os EUA para a guerra contra o Irã.
O Pentágono ainda não fez qualquer comentário acerca das revelações do ministro iraniano.

Créditos: Sputnik

Físicos preveem salto quântico e salvam gato de Schrodinger

Uma equipe de físicos da Austrália, EUA e França descobriu como salvar o famoso gato de Schrodinger, o símbolo da superposição quântica e da imprevisibilidade da natureza em escala atômica.
A descoberta permitirá que os pesquisadores criem um sistema de alerta antecipado para os saltos quânticos que ocorrem entre os qubits, os elementos fundamentais da computação quântica, e fazem com que eles percam seus dados.
O gato de Schrodinger é um paradoxo bem conhecido, usado para ilustrar o conceito de superposição - a capacidade de uma partícula existir simultaneamente em dois estados diferentes - e a imprevisibilidade, bem expressa no conhecido Princípio da Incerteza de Heisenberg.
Para ilustrar esses princípios, o físico Erwin Schrodinger (1887-1961) idealizou um experimento mental no qual um gato seria colocado em uma caixa selada, junto com uma fonte radioativa e um veneno que será liberado se um átomo da substância radioativa decair - o decaimento é um típico fenômeno quântico.
A teoria da superposição sugere que, até que alguém abra a caixa, não é possível saber se o átomo decaiu ou não - em outras palavras, o gato estará vivo e morto ao mesmo tempo, em uma superposição de estados, assim como a partícula que determina seu destino. Abrir a caixa para observar o gato faz com que ele mude abruptamente seu estado quântico, que então irá colapsar em uma situação de morto ou de vivo.
Agora, Zlatko Minev e seus colegas resolveram dar uma olhada mais de perto no funcionamento real do mecanismo que dita essa mudança de estado, o famoso salto quântico. O salto quântico é a mudança discreta (não contínua) e aleatória no estado de uma partícula atômica, que somente "se realiza" quando é observada, quando sua função de onda colapsa.
O que eles descobriram é que é possível antecipar o salto quântico que determinará a mudança de estado da partícula radioativa decaindo e a ação de liberar o veneno. Mais do que isso, é possível agir em tempo real para salvar o gato, o que derruba décadas de um dogma fundamental da física quântica.
O experimento mostrou um aumento da coerência durante o salto - em lugar da decoerência - mesmo quando o fenômeno foi observado, o que tipicamente destrói a coerência quântica. Com isto, é possível reverter o salto.
Assim, os resultados contradizem a visão estabelecida pelo físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962), ao afirmar que os saltos quânticos não são nem abruptos e nem tão aleatórios quanto se pensava anteriormente.
Para um objeto minúsculo, como um elétron, uma molécula ou um átomo artificial, contendo informação quântica - é por isso que eles funcionam como qubits -, um salto quântico é a transição repentina de um dos estados de energia discretos para outro.
Como, no desenvolvimento dos computadores quânticos, os saltos dos qubits se manifestam como erros nos cálculos - a mudança de estado significa que o qubit perdeu seu dado -, esta descoberta simplesmente diz que é possível atuar contra esses erros, anulando-os na fonte, assim que ocorrem.
Este é um ponto crucial também para a teoria, dizem os pesquisadores, porque, embora os saltos quânticos pareçam discretos e aleatórios a longo prazo, inverter um salto quântico significa que a evolução do estado quântico possui, em parte, um caráter determinístico, e não aleatório - o salto sempre ocorre da mesma maneira previsível a partir do seu ponto de partida aleatório.
"Os saltos quânticos de um átomo são de certa forma análogos à erupção de um vulcão. Eles são completamente imprevisíveis a longo prazo. No entanto, com o monitoramento correto, podemos com certeza detectar um aviso prévio de um desastre iminente e agir antes que ocorra," disse Minev.

Créditos: Inovação Tecnológica

Teletransporte quântico movimenta operação lógica inteira

O teletransporte quântico transfere dados de um sistema quântico (como um íon) para outro (um segundo íon), mesmo que os dois estejam completamente isolados um do outro.
Nesta forma de teletransporte da vida real, apenas a informação quântica é transportada, e não a matéria - ao contrário da versão de Jornada nas Estrelas de "irradiar" seres humanos inteiros de uma espaçonave para um planeta.
O teletransporte de dados quânticos já foi demonstrado anteriormente com íons e uma variedade de outros sistemas, incluindo um teletransporte por fibra óptica a 6 km de distância.
Agora, físicos conseguiram teletransportar não apenas um dado, mas uma operação lógica completa entre dois íons separados (átomos eletricamente carregados), mostrando como os programas dos computadores quânticos do futuro poderão realizar tarefas em redes de larga escala.
"Verificamos que nossa operação lógica funciona em todos os estados de entrada de dois bits quânticos com 85 a 87% de probabilidade - longe de ser perfeita, mas é um começo," disse o professor Dietrich Leibfried, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) dos EUA.
O trabalho contou com a participação da professora Hilma Vasconcelos, da Universidade Federal do Ceará.
Para que os computadores quânticos tenham o desempenho esperado, eles provavelmente precisarão de milhões de bits quânticos, ou "qubits", além de maneiras de conduzir operações entre qubits distribuídos em máquinas e redes de larga escala.
O teletransporte de operações lógicas é uma maneira de fazer isso sem conexões diretas de natureza quântica - conexões físicas para a troca de informações clássicas provavelmente ainda serão necessárias.
A equipe teletransportou uma operação lógica "NOT controlada" (CNOT) entre dois qubits de íons de berílio situados a mais de 340 micrômetros um do outro, uma distância que exclui qualquer interação direta substancial.
Uma operação lógica CNOT inverte o segundo qubit de 0 para 1, ou vice-versa, somente se o primeiro qubit for 1; nada acontece se o primeiro qubit for 0. De um modo quântico típico, os dois qubits podem estar em "superposição", na qual eles têm valores de 1 e 0 ao mesmo tempo.
Mas o processo de teletransporte depende de outro fenômeno quântico, o entrelaçamento, que "conecta" as propriedades das partículas mesmo quando elas estão separadas. Um par mensageiro de íons de magnésio entrelaçados é usado para transferir as informações entre os íons de berílio.
O processo CNOT teletransportado entrelaçou os dois íons de magnésio - um passo prévio essencial - com uma taxa de sucesso de 95%, enquanto o teletransporte da operação lógica completa teve sucesso de 85% a 87% das tentativas.
Para verificar se a porta CNOT continuava funcionando depois de ser teletransportada, os pesquisadores prepararam o primeiro qubit em 16 combinações diferentes de estados de entrada e mediram as saídas no segundo qubit. Isso produziu uma tabela verdade quântica generalizada, mostrando que o processo funciona.
Esta técnica deverá se tornar uma ferramenta importante na caracterização de processos de informação quântica em experimentos futuros.

Créditos: Inovação Tecnológica

Células-tronco agora podem ser editadas geneticamente dentro do corpo

Uma nova pesquisa conduzida por cientistas da Universidade de Harvard (EUA) editou com sucesso os genes de células-tronco enquanto elas ainda estavam dentro do corpo.
Esse é um avanço importante. Nos últimos anos, pesquisadores conseguiram corrigir doenças genéticas removendo essas células-tronco, editando seus genomas e implantando-as novamente no paciente, mas isso acrescenta complicações – complicações que agora podem ser resolvidas.
Quando se trata de doenças genéticas, apenas o tratamento de células doentes não é muito útil. Se não abordarmos as células-tronco, elas substituirão rapidamente as células saudáveis ​​por outras doentes.
Atualmente, o “conserto” de células-tronco envolve removê-las de seus esconderijos no interior do corpo, alterá-las geneticamente em laboratório e colocá-las de volta no paciente.
No entanto, existem muitas coisas que podem dar errado nesse procedimento: as células-tronco podem morrer na placa de Petri, o sistema imunológico do paciente pode rejeitá-las uma vez transplantadas, ou elas podem simplesmente falhar e não se tornarem ativas de volta no corpo.
“Quando você tira as células-tronco do corpo, tira-as do ambiente muito complexo que as nutre e sustenta, e elas entram em choque”, explica Amy Wagers, principal pesquisadora do estudo. “Isolar as células as altera. O transplante de células as altera. Fazer as mudanças genéticas sem ter que isolá-las e transplantá-las preservaria as interações regulatórias das células – isso é o que nós queríamos fazer”.
Com base em trabalhos anteriores, a equipe utilizou diferentes tipos de vírus adeno-associados (AAVs). Esses vírus podem entrar em células de mamíferos e são alterados de forma a não causar doenças. Pelo contrário, eles carregam carga útil, como “máquinas de edição de genes”.
Em testes com ratos, os pesquisadores usaram os AAVs para levar o sistema de edição de genes CRISPR a diferentes tipos de células-tronco e progenitoras da pele, do sangue e do tronco muscular. Para saber se o sistema funcionava, as células-tronco foram editadas para ativar genes “repórteres”, que emitiriam um vermelho fluorescente.
E funcionou. Os pesquisadores descobriram que até 60% das células-tronco no músculo esquelético brilharam em vermelho, indicando que foram editadas, bem como até 27% das células progenitoras da pele e 38% das células-tronco na medula óssea.
Na sequência, os pesquisadores notaram que outras células dérmicas também pareciam ter sido editadas, indicando que mudanças nas células-tronco da pele estavam sendo passadas adiante.
De acordo com a equipe de Harvard, esse avanço pode levar a novos tratamentos para doenças genéticas, particularmente aquelas como a distrofia muscular, que dependem da regeneração de tecidos.
“Até agora, o conceito de entregar genes saudáveis ​​para células-tronco usando AAV não tem sido prático porque essas células se dividem muito rapidamente em sistemas vivos, então os genes liberados são rapidamente diluídos nas células”, afirma Sharif Tabebordbar, um dos autores do estudo. “Nossa pesquisa demonstra que podemos modificar permanentemente o genoma de células-tronco e, portanto, suas progênies, em seu nicho anatômico normal. Há muito potencial para levar essa abordagem adiante e desenvolver terapias mais duráveis ​​para diferentes formas de doenças genéticas”.
Um artigo sobre as descobertas da pesquisa foi publicado na revista científica Cell Reports.

Créditos: Hypescience

Novo material renova esperanças de carros a hidrogênio

Se o hidrogênio gera eletricidade sem emitir poluentes, por que não temos carros a hidrogênio, em vez de carros a baterias de lítio, que custam mais e oferecem menor autonomia?
São dois os problemas principais: as células a combustível de hidrogênio ainda exigem temperaturas muito altas para funcionar e, mesmo quando isso for resolvido, levar hidrogênio em um tanque é tão problemático que o tanque poderia pesar mais do que o próprio carro - a molécula H2 é pequena demais e passa por paredes grossas que não deixariam vazar nenhum outro material.
Assim, não é à toa que o trabalho de Leah Morris, da Universidade de Nova Gales do Sul, no Reino Unido, está sendo saudado como um marco na viabilização dos carros a hidrogênio - ele criou um material que enfrenta os dois problemas.
Morris usou manganês para construir um material nanoporoso, uma espécie de filtro muito fino, que funciona em nível molecular e que pode ser usado no interior de um tanque, criando uma solução híbrida entre o armazenamento de hidrogênio sob pressão e o armazenamento do gás em materiais sólidos.
O material tira proveito de um processo químico chamado ligação de Kubas, ou ligação sigma, um processo que permite o armazenamento de hidrogênio pelo distanciamento dos átomos dentro de uma molécula H2. Isso elimina a necessidade de dividir e refazer as ligações entre os átomos, processos que exigem altas energias e extremos de temperatura e precisam de equipamentos complexos. E tudo funciona a temperatura ambiente.
O material KMH-1 (hidreto de manganês de Kubas 1) também absorve e armazena qualquer excesso de energia para que o calor externo e o resfriamento não sejam necessários. Isso é crucial porque significa que os equipamentos de resfriamento e aquecimento não precisarão ser usados em veículos, resultando em sistemas mais eficientes, menores e mais leves do que os projetos atuais.
O material nanoporoso funciona absorvendo hidrogênio a cerca de 120 atmosferas de pressão, o que é menos do que um tanque de mergulho típico. Ao abrir da torneira, ela libera hidrogênio diretamente na célula de combustível.
Os testes feitos pela equipe mostram que o material permite o armazenamento de quatro vezes mais hidrogênio no mesmo volume do que as tecnologias existentes de tanques de hidrogênio. Isso é substancial para os fabricantes de automóveis, dando maior flexibilidade ao projeto dos veículos e uma autonomia até quatro vezes maior.
Embora os veículos, incluindo carros e veículos pesados, sejam a aplicação mais óbvia da tecnologia, os pesquisadores acreditam que existem muitas outras aplicações para o KMH-1.
"Esse material também pode ser usado em dispositivos portáteis, como drones ou carregadores de celular, para que as pessoas possam fazer uma semana de acampamento sem precisar recarregar seus aparelhos," propõe o professor David Antonelli. "A vantagem real que isso traz é em situações em que você espera ficar fora da rede [de energia] por longos períodos de tempo, como viagens de caminhões, drones e robótica. Também pode ser usado para abastecer [de eletricidade] uma casa ou vila remota usando uma célula de combustível."
A equipe já criou uma startup, a Kubagen, para comercializar a tecnologia.

Créditos: Inovação Tecnológica

Cabeça decepada gigante de lobo de 40.000 anos atrás é desenterrada na Sibéria

Uma enorme cabeça de lobo da última Idade do Gelo foi encontrada em boas condições de preservação na Sibéria. Ela ficou sepultada no deserto congelado por cerca de 40 mil anos.
A cabeça gigante, descoberta por um morador local em 2018 ao longo das margens do rio Tirekhtyakh na República Russa de Sakha, mede 40 centímetros de comprimento, o que a torna diferente de qualquer espécime de lobo antigo já estudado.
“Esta é uma descoberta única do primeiro remanescente de um lobo do Pleistoceno totalmente crescido com tecido preservado”, disse o paleontologista Albert Protopopov, da Academia de Ciências da República de Sakha, ao jornal The Siberian Times. “Vamos compará-lo com lobos modernos para entender como a espécie evoluiu e reconstruir sua aparência”.
O achado é mais um animal surpreendentemente bem preservado recuperado na região de Sakha, também conhecida como Yakutia. Espécimes de leão-da-caverna extremamente conservados foram descobertos na mesma região anos atrás.
Os pelos, as presas, o tecido da pele e até o tecido cerebral do lobo adulto parecem estar intactos. Ele provavelmente tinha dois a quatro anos de idade quando faleceu.
Uma equipe formada por Protopopov e cientistas da Suécia e do Japão estudará a cabeça em maior detalhe, incluindo uma análise de DNA e o uso de técnicas tomográficas para enxergar de forma não invasiva o interior do crânio.
Encontrar crânios de lobo no permafrost siberiano em derretimento não é incomum, mas eles raramente estão no mesmo nível que este predador antigo.
“Vários filhotes já foram encontrados”, disse Protopopov à agência russa de notícias Interfax. “A singularidade deste achado é que encontramos a cabeça de um lobo adulto com tecidos moles e cérebro perfeitamente preservados”.
Ao lado do lobo, os cientistas também vão examinar um filhote de leão-da-caverna recém-descoberto, que parece ser uma fêmea. Os pesquisadores acreditam que ela morreu pouco depois de nascer e foi igualmente bem preservada no gelo.
“Seus músculos, órgãos e cérebros estão em boas condições”, contou o paleontólogo Naoki Suzuki, da Escola de Medicina da Universidade Jikei, em Tóquio, ao Asahi Shimbun. “Queremos avaliar suas capacidades físicas e ecológicas, comparando-os com leões e lobos de hoje”.

Créditos: Hypescience

Nano-organismos híbridos consumem CO2 e produzem combustíveis e plásticos

Pesquisadores desenvolveram organismos nano-bio-híbridos capazes de capturar o dióxido de carbono (CO2) e o nitrogênio do ar atmosférico para produzir uma variedade de plásticos e combustíveis.
Ainda é uma pesquisa em estágio inicial, mas é um primeiro passo promissor para o sequestro de carbono de baixo custo e a fabricação ecologicamente correta de produtos químicos, a chamada química verde.
Essas verdadeiras "fábricas vivas" usam pontos quânticos, semicondutores inorgânicos, para energizar enzimas dentro de bactérias.
Nos experimentos iniciais, as células bacterianas produziram plástico biodegradável, gasolina, amônia e biodiesel.
"A inovação é um testemunho do poder dos processos bioquímicos. Estamos buscando uma técnica que possa melhorar a captura de CO2 para combater a mudança climática e um dia até mesmo substituir a fabricação intensiva de carbono de plásticos e combustíveis," disse Prashant Nagpal, da Universidade do Colorado, nos EUA.
Os pontos quânticos são do mesmo tipo daqueles semicondutores usados como píxeis de algumas TVs. Eles podem ser injetados passivamente nas bactérias e foram projetados para se fixarem nas enzimas desejadas e então ativarem essas enzimas usando comprimentos de onda específicos da luz.
O objetivo é que os pontos quânticos funcionem como uma vela de ignição para disparar as enzimas dentro das células microbianas, que têm os meios para converter CO2 e nitrogênio em outros produtos, mas não o fazem naturalmente devido à falta de fotossíntese.
Deu certo. A exposição até mesmo a pequenas quantidades de luz solar indireta ativa o apetite por CO2 dos micróbios, sem a necessidade de qualquer fonte de energia ou alimento para realizar as conversões bioquímicas.
"Cada célula produz milhões desses produtos químicos e mostramos que eles podem exceder seu rendimento natural em cerca de 200%," disse Nagpal.
As bactérias, que ficam em solução, liberam o produto resultante, que então boia, podendo ser coletado da superfície.
Diferentes combinações de pontos quânticos e luz produzem diferentes produtos: Comprimentos de onda verde fazem com que as bactérias consumam nitrogênio e produzam amônia, enquanto comprimentos de onda mais vermelhos fazem os micróbios se banquetearem com CO2 para produzir plástico.
O foco agora é confirmar que tudo funciona em larga escala e tentar otimizar o rendimento dos organismos bio-híbridos.

Créditos: Inovação Tecnológica

Pesquisadores acreditam ter encontrado o "rei" dos animais pré-históricos

Muitas espécies diferentes participaram do reinado dos trilobitas, artrópodes que viveram na Era Paleozoica (período que vai de 542 milhões há 251 milhões) e são conhecidos apenas pelo registro fóssil. Um exemplo recém-identificado recebeu o nome Redlichia rex e pode ter sido o "rei" de sua época, segundo um estudo publicado no Journal of Systematic Palaeontology.
Os pesquisadores acreditam que este animal era influente sobre os outros da mesma esécia por causa de seu tamanho e de suas armas naturais. Apesar de ter apenas entre 30 e 35 centímetros de comprimento, esse tamanho era suficiente para torná-lo uma criatura gigante à época. O R. rex foi encontrado em Emu Bay, na ilha de Kangaroo, no sul da Austrália, e tem aproximadamente duas vezes o tamanho de qualquer outro trilobita australiano da época.
Além do tamanho, o animal era intimidador por outros motivos. De acordo com o estudante de doutorado da Universidade de Adelaide, James Holmes, ele possuía espinhos nas pernas que parecem ter evoluído para esmagar as conchas de sua presa. "Os trilobitas geralmente têm algum tipo de apêndice com espinhos, mas os menores não têm essa forma", disse Holmes ao site IFLScience.
A hipótese de que ele esmagava os animais menores ganhou força quando eles encontraram ferimentos em outros fósseis. “Curiosamente, os exemplares trilobita da região — incluindo Redlichia rex — exibem ferimentos causados por predadores que esmagavam suas conchas”, afirma Diego Garcia-Bellido, um dos pesquisadores que participaram do estudo.
Os pesquisadores contam que, embora sejam encontrados vários fósseis de conchas trilobitas, as partes moles raramente são preservadas. Mas R. rex é uma exceção, com preservação das antenas e pernas, algo que Holmes atribui a um ambiente com baixo teor de oxigênio, o que impediu que apodrecesse antes que os indivíduos mortos fossem enterrados em sedimentos.

Créditos: Galileu

Misterioso satélite de Júpiter poderia abrigar criaturas marinhas alienígenas

O condimento usado por todas as famílias do mundo estava mesmo à nossa vista, afirmam astrônomos.
Essa descoberta contribui de uma maneira muito empolgante para que esse mundo tão distante e misterioso nos pareça tão familiar, e poderá abrigar criaturas marinhas alienígenas.
A NASA irá em breve enviar uma missão para Europa, com o lançamento marcado para 2023.
Usando o telescópio Hubble para investigar a superfície congelada do satélite de Júpiter, cientistas identificaram presença de cloreto de sódio, mais conhecido como sal de cozinha.
Este é o mesmo ingrediente que torna os nossos oceanos assim tão salgados. Os resultados da investigação também sugerem que Europa está hidrotermicamente ativa e é capaz de abrigar vida extraterreste.
Na comunidade cientifica a teoria de que a vida na Terra se originou perto de fontes hidrotermais é bastante difundida. A assinatura química do sal de cozinha foi encontrada na estrutura geológica da superfície do satélite conhecida como Tara Regio, que tem tons amarelados.
Esta cor é visível em algumas partes da superfície e na verdade é cloreto de sódio, o componente principal do sal marinho.
"Nós temos tido a capacidade de fazer esta análise usando o telescópio espacial Hubble durante os últimos 20 anos, o problema é que ninguém se lembrou de olhar", disse Mike Brown, cientista planetário do Instituto de Tecnologia da Califórnia.
A única sonda que tinha visitado a Europa de perto foi Galileo, no fim dos anos de 1990 e princípio dos 2000.
O professor Mike Brown, juntamente com seus colegas, usou o telescópio Hubble para examinar Europa usando a câmera de infravermelhos. Os resultados revelaram rastros eletromagnéticos de vários elementos, também conhecidos como assinaturas espectrais.
Os traços de cloreto de sódio estão mais presentes perto das falésias e fendas que atravessam a lua.
Estes fenômenos se formaram na sequência da movimentação de gelo sobre um oceano liquido, o que pode ser comparado com a movimentação de placas tectônicas na Terra. Europa não tem montanhas nem crateras.
A descoberta revolucionária, relatada na Science Advances, indica que o oceano subterrâneo salgado se assemelha quimicamente aos oceanos terrestres mais do que se pensava anteriormente.

Créditos: Sputnik

Possibilidade de propulsor sem combustível, possível chave para viagens interestelares, está sendo testada

Um dos maiores desafios das viagens espaciais está no uso de combustível. Quanto mais combustível uma nave precisa, mais peso ela precisa carregar, algo que pode prejudicar o planejamento de viagens de grande distância. Desde os primeiros anos da era espacial, o sonho de viajar até outro sistema solar foi prejudicado por essa questão, que impõe limites rígidos à velocidade e ao tamanho da espaçonave que lançamos no cosmos. Mesmo com os motores de foguete mais potentes da atualidade, os cientistas estimam que levaria 50 mil anos para chegar ao nosso vizinho interestelar mais próximo, a estrela Alpha Centauri.
Uma das possibilidades mais radicais de resolver este problema é simplesmente não usar combustível. Parece bom demais para ser verdade, mas alguns cientistas estão trabalhando com essa possibilidade. Existem diversos conceitos avançados de propulsão que, teoricamente, poderiam fazer isso. Um dos que mais empolgam os pesquisadores é o EmDrive. Descrito pela primeira vez há quase duas décadas, o EmDrive funciona convertendo eletricidade em microondas e canalizando essa radiação eletromagnética através de uma câmara cônica.
Em teoria, as microondas podem exercer força contra as paredes da câmara, o suficiente para impulsionar uma espaçonave que já esteja no espaço. Por enquanto, porém, este tipo de propulsão sem combustível existe apenas como um protótipo de laboratório, e ainda não está claro se este sistema é realmente capaz de produzir propulsão. Em caso afirmativo, as forças que ele gera não são fortes o suficiente para serem registradas a olho nu, muito menos propelir uma espaçonave.
Nos últimos anos, no entanto, um punhado de equipes de pesquisa, incluindo uma da NASA, afirma ter tido sucesso com um EmDrive. Se for verdade, isso equivaleria a um dos maiores avanços na história da exploração espacial. O problema é que a propulsão observada nesses experimentos é tão pequena que é difícil dizer se ele é real.
A solução seria projetar uma ferramenta que possa medir essas quantidades minúsculas de propulsão. Assim, uma equipe de físicos da Technische Universität Dresden, da Alemanha, decidiu criar um dispositivo que preenchesse essa necessidade. Liderado pelo físico Martin Tajmar, o projeto SpaceDrive visa criar um instrumento tão sensível e imune à interferência que acabaria com o debate de uma vez por todas.
Em outubro, Tajmar e sua equipe apresentaram seu segundo conjunto de medidas experimentais do EmDrive no Congresso Internacional de Astronáutica, e seus resultados serão publicados na Acta Astronautica em agosto. Com base nos resultados desses experimentos, Tajmar diz que uma solução para a “questão” EmDrive pode estar a apenas alguns meses de distância.
Muitos cientistas e engenheiros descartam o EmDrive porque essa abordagem parece violar as leis da física. Microondas empurrando as paredes de uma câmara EmDrive parecem gerar propulsão ex nihilo, o que entra em conflito com a lei da conservação do momento – é tudo ação e nenhuma reação. Seria como criar força do nada.
Os proponentes do EmDrive, por sua vez, recorrem a interpretações da mecânica quântica para explicar como o EmDrive poderia funcionar sem violar a física newtoniana. “Do ponto de vista da teoria, ninguém leva isso a sério”, diz Tajmar, segundo matéria do portal Wired. Se o EmDrive é capaz de produzir propulsão, como alguns grupos afirmaram, ele diz que não há “nenhuma pista de onde esta propulsão está vindo”. Quando há uma falha teórica dessa magnitude na ciência, Tajmar diz que a experimentação é a única maneira de chegar a uma conclusão.
No final de 2016, Tajmar e outros 25 físicos se reuniram nos EUA para a primeira conferência dedicada ao EmDrive e sistemas de propulsão exóticos e sem combustível. Uma das apresentações mais empolgantes foi dada por Paul March, físico do Laboratório Eagleworks da NASA, onde ele e seu colega Harold White estavam testando vários protótipos do EmDrive. De acordo com a apresentação e um artigo subsequente publicado no Journal of Propulsion and Power, ele e White observaram várias dúzias de micro-newtons de propulsão em seu protótipo. É pouco – a título de comparação, um único motor Merlin da SpaceX produz cerca de 845.000 Newtons de propulsão no nível do mar – mas é alguma coisa. O problema para Harold e White, no entanto, era que sua configuração experimental permitia várias fontes de interferência, então eles não podiam dizer com certeza se o que eles observaram foi realmente propulsão.
Tajmar e o grupo de Dresden usaram uma réplica do protótipo EmDrive usado por Harold e White em seus testes na NASA. O aparelho consiste em um cone de cobre com a parte de cima cortada com pouco menos de trinta centímetros de comprimento, projeto do engenheiro Roger Shawyer, que descreveu pela primeira vez o EmDrive em 2001. Durante os testes, o cone EmDrive é colocado em uma câmara de vácuo. Fora da câmara, um dispositivo gera um sinal de microondas que é retransmitido, usando cabos coaxiais, para antenas dentro do cone.
Esta não é a primeira vez que a equipe de Dresden procura medir quantidades de força quase imperceptíveis. Eles construíram engenhocas semelhantes para seu trabalho em propulsores de íons, que são usados ​​para posicionar precisamente os satélites no espaço. Esses propulsores micro-newton são do tipo que foram usados ​​pela missão LISA Pathfinder, que precisa de uma capacidade de posicionamento extremamente precisa para detectar fenômenos fracos como ondas gravitacionais. Mas, para estudar o EmDrive e sistemas similares de propulsão sem propulsão, diz Tajmar, era necessária uma resolução nano-newton.
A abordagem deles era usar uma balança de torção, um tipo de pêndulo que mede a quantidade de torque aplicada ao seu eixo. Uma versão menos sensível desse equilíbrio também foi usada pela equipe da NASA quando eles presenciaram seu EmDrive produzindo propulsão. Para medir com precisão a pequena quantidade de força, a equipe de Dresden usou um interferômetro a laser para medir o deslocamento físico das escalas de equilíbrio produzidas pelo EmDrive. De acordo com Tajmar, sua escala de torção tem uma resolução nano-newton e suporta propulsores pesando vários quilos, tornando-se o equilíbrio mais sensível que existe.
O próximo passo é determinar se a força detectada é de fato impulsionada e não um resultado de interferência externa. E há muitas explicações alternativas para as observações de Harold e White. Para determinar se um EmDrive realmente produz propulsão, os pesquisadores devem ser capazes de proteger o dispositivo de interferências causadas pelos pólos magnéticos da Terra, vibrações sísmicas do ambiente e a expansão térmica do EmDrive devido ao aquecimento das microondas.
Os ajustes no design do balanço de torção – para controlar melhor a fonte de alimentação do EmDrive e protegê-lo de campos magnéticos – resolveram alguns dos problemas de interferência, diz Tajmar ao Wired. Um problema mais difícil foi como lidar com o “desvio térmico”. Quando a energia flui para o EmDrive, o cone de cobre aquece e se expande, o que desloca seu centro de gravidade o suficiente para fazer com que o balanço de torção registre força que pode ser confundida com propulsão. Tajmar e sua equipe esperavam que mudar a orientação do propulsor ajudasse a resolver esse problema.
Ao longo de 55 experimentos, Tajmar e seus colegas registraram uma média de 3,4 micro-newtons de força do EmDrive, número muito semelhante ao que a equipe da NASA encontrou. Infelizmente, essas forças não parecem passar no teste de deriva térmica. As forças vistas nos dados foram mais indicativas de expansão térmica do que de propulsão.
A esperança ainda existe, entretanto. Tajmar e seus colegas estão desenvolvendo paralelamente dois tipos adicionais de balanças de propulsão, incluindo um supercondutor que, entre outras coisas, ajudará a eliminar falsos positivos produzidos por deriva térmica. Se eles detectarem a força de um EmDrive nesses saldos, há uma grande probabilidade de que ela seja realmente resultado de uma impulsão. Mas, se nenhuma força for registrada, isso provavelmente significa que todas as observações anteriores do EmDrive foram falsos positivos. Um veredicto final deve ser obtido até o final do ano.
Mesmo um resultado negativo desse trabalho, porém, pode não acabar com o EmDrive e a esperança de viajar sem combustível pelo espaço. Existem muitos outros projetos de propulsão sem combustível, e, se os cientistas alguma vez desenvolverem novas formas de propulsão dessa forma, os equilíbrios de propulsão hipersensíveis desenvolvidos por Tajmar e pela equipe de Dresden certamente serão utilizados para diferenciar o que realmente funciona do que ainda está no campo da ficção.

Créditos: Hypescience

Experimento inverte o sentido do fluxo de calor - e do tempo

Um experimento crucial e que causou grande repercussão no meio científico, divulgado aqui no Site Inovação Tecnológica em Dezembro do ano passado, foi finalmente publicado por uma revista científica revisada pelos pares.
A demora na publicação talvez possa ser explicada pelos efeitos verificados pela equipe internacional liderada por físicos brasileiros: eles inverteram o sentido do calor e, ao fazer isto, demonstraram que o conceito da seta do tempo pode ser visto como um conceito relativo, não necessariamente viajando de forma inelutável do passado rumo ao futuro.
O calor flui dos objetos quentes para os frios. Quando um objeto quente entra em contato térmico com um frio, ambos evoluem para uma configuração de equilíbrio. O quente esfria e o frio esquenta. Esse é um fenômeno da natureza constatado pela experiência diária e explicado pela segunda lei da termodinâmica.
Segundo essa lei, a entropia de qualquer sistema isolado tende sempre a aumentar com o tempo, até alcançar um valor máximo. A entropia é a grandeza que descreve o grau de indiferenciação de um sistema. Os sistemas isolados evoluem espontaneamente para estados cada vez mais indiferenciados.
O experimento mostrou que correlações quânticas afetam a maneira como a entropia se distribui entre as partes em contato térmico, alterando o sentido da chamada "seta termodinâmica do tempo". Em outras palavras, o calor pode fluir espontaneamente do corpo frio para o quente sem a necessidade de se investir energia no processo, como ocorre em uma geladeira comum.
"Podemos pensar que correlações representam informações compartilhadas entre diferentes sistemas. No mundo macroscópico, descrito pela Física clássica, o aporte de energia externa pode inverter o sentido do fluxo de calor de um sistema, fazendo-o escoar do frio para o quente. É o que ocorre em um refrigerador comum, por exemplo.
"É possível dizer que, em nosso experimento nanoscópico, as correlações quânticas produziram um efeito análogo ao da energia. O sentido do fluxo foi invertido, sem que isso tenha constituído uma violação da segunda lei da termodinâmica. Ao contrário, incorporando elementos da teoria da informação na descrição do transporte de calor, encontramos uma forma generalizada da segunda lei, desvendando o papel das correlações quânticas no processo," explica o professor Roberto Serra, da UFABC.
O experimento foi realizado com uma amostra de moléculas de clorofórmio (um átomo de hidrogênio, um de carbono e três de cloro) marcada com o isótopo 13 do carbono. Essa amostra foi diluída em solução e estudada por meio de um equipamento de ressonância magnética nuclear, similar aos empregados em hospitais para exames de imagem, mas com campo magnético muito mais intenso.
"Investigamos mudanças na temperatura dos spins dos núcleos de hidrogênio e de carbono. Os átomos de cloro não desempenharam papel relevante no experimento. Usando pulsos de radiofrequência, colocamos os spins de cada um dos núcleos de hidrogênio e de carbono em temperaturas diferentes, um mais frio, outro mais quente. As diferenças de temperatura foram muito pequenas, da ordem de dezenas de bilionésimos de kelvin. Mas as técnicas modernas possibilitam manipular e medir sistemas quânticos com extrema precisão. Nesse caso, o que se mediu foram oscilações de radiofrequência produzidas pelos núcleos atômicos," disse Serra.
Os pesquisadores exploraram duas situações: uma em que os dois núcleos (hidrogênio e carbono) iniciavam o processo descorrelacionados e outra em que ambos estavam correlacionados de forma quântica.
"No primeiro caso, dos núcleos descorrelacionados, observamos o calor fluindo no sentido usual, do quente para o frio, até os dois núcleos ficarem na mesma temperatura. No segundo caso, com os dois núcleos inicialmente correlacionados, observamos o calor fluindo no sentido inverso, do frio para o quente. O efeito durou alguns milésimos de segundo até que a correlação inicial fosse consumida," disse.
O mais interessante nesse resultado é que ele possibilita pensar em um processo de refrigeração quântico no qual o aporte de energia externa (que é o recurso empregado nas geladeiras e aparelhos de ar condicionado para esfriar um determinado ambiente) seja substituído por correlações, isto é, por troca de informações entre objetos.
A ideia de que informação poderia ser usada para inverter o sentido do fluxo de calor - vale dizer, para promover a diminuição local da entropia - surgiu na Física clássica do fim do século 19, em uma época em que nem existia uma teoria da informação.
Isso ocorreu em um experimento mental proposto por James Clerk Maxwell (1831-1879), autor, entre outras coisas, das famosas equações do eletromagnetismo clássico. Nesse experimento mental, Maxwell afirmou que, se existisse um ser capaz de conhecer a velocidade individual de cada molécula de um gás e atuar sobre ela em escala microscópica, ele poderia separar essas moléculas em dois recipientes. De um lado, colocaria as moléculas mais velozes, criando um compartimento quente. Do outro, colocaria as moléculas mais lentas, criando um compartimento frio. Dessa forma, o gás, inicialmente em equilíbrio térmico devido à mistura de moléculas rápidas e lentas, evoluiria para um estado diferenciado, portanto, de menor entropia.
A ideia de Maxwell com esse experimento mental era provar que a segunda lei da termodinâmica tinha um caráter meramente estatístico.
"O ser proposto por ele, capaz de intervir no mundo material em escala molecular ou atômica, ficou conhecido como 'demônio de Maxwell'. Era uma figura fictícia, que Maxwell inventou para apresentar seu ponto de vista. Mas, hoje, somos efetivamente capazes de atuar nessas escalas e até em escalas menores, modificando as expectativas usuais," disse o professor Serra.
O experimento que motivou o artigo agora publicado é prova disso. O estudo não reproduziu o experimento mental de Maxwell, mas produziu um resultado análogo.
"Quando falamos em informação, não estamos nos referindo a algo imponderável. A informação precisa de um substrato físico, de uma memória. Hoje, para apagar um bit de memória de um pendrive é preciso gastar 10 mil vezes uma quantidade mínima de energia constituída pela Constante de Boltzmann vezes a temperatura absoluta. Esse mínimo de energia necessária para apagar informação é conhecido como Princípio de Landauer e, por isso, apagar informação gera calor. Aquecimento é o que mais consome a bateria dos notebooks," disse Serra.
O que os pesquisadores observaram foi que a informação presente nas correlações quânticas pode ser usada para produzir uma tarefa que, no caso, foi transferir calor de um objeto mais frio para outro mais quente, sem consumo de energia externa.
"Podemos quantificar a correlação de dois sistemas por meio de bits. Conexões entre a mecânica quântica e a teoria da informação estão criando hoje o que a comunidade científica já denominou como ciência da informação quântica. Do ponto de vista prático, o efeito estudado pode vir a ser empregado para resfriar parte de um processador de um computador quântico no futuro."

Créditos: Inovação Tecnológica

Após Lua e Marte, a NASA quer ir até Alpha Centauri em 2069

Há 50 anos, a NASA lançou a missão Apollo 11, com os astronautas Neil Armstrong, Buzz Aldrin e Michael Collins. Em 20 de julho de 1969, Neil Armstrong daria o primeiro passo na Lua, com Buzz Aldrin a segui-lo pouco tempo depois. Esses dois homens se tornaram os primeiros humanos a caminhar na Lua.
Embora não voltemos para a Lua há décadas, isso não quer dizer que a humanidade nunca tenha se arriscado no espaço – a Estação Espacial Internacional continua sendo uma prova viva da presença contínua da humanidade fora da Terra.
Por um tempo, os pensamentos de voltar para a Lua foram ofuscados por um anseio de ir a Marte. No entanto, após o anúncio do vice-presidente, Mike Pence, em outubro, de que os Estados Unidos começariam a enviar os astronautas de volta à Lua, Marte novamente tomou o banco de reservas. Apenas nas últimas semanas, o presidente Trump assinou uma nova diretriz que ordena à NASA se concentrar em um novo programa de exploração espacial dos EUA.
“Imagine as possibilidades que nos esperam nessas grandes e incríveis estrelas se nos atrevermos a sonhar alto”, afirmou o presidente Trump. “Isso é o que o nosso país está fazendo novamente, estamos sonhando grande”.
“Sonhar grande” é certamente uma maneira de tudo isso, já que a NASA tem vários projetos e missões em desenvolvimento que nos levariam muito além da Lua. Para começar, existe o foguete Space Launch System (SLS) e a nave espacial Orion – que são componentes-chaves para os planos da organização para chegar à Lua, à Marte e ao espaço profundo. São seguidos pelo Deep Space Gateway, que será construído perto da Lua e servirá como uma estação espacial para facilitar a longa viagem até Marte.
Se a NASA chegar a esse caminho, porém, enviará pessoas ainda mais longe no espaço profundo exterior. Conforme relatado pela New Scientist, a NASA está planejando lançar uma nave espacial para um exoplaneta próximo em 2069 – 100 anos após o sucesso da missão Apollo 11 acima mencionada.
De acordo com a Newsweek, a missão levará a nave espacial ao sistema Alpha Centauri, casa do exoplaneta Proxima Centauri b. Não é de surpreender que a missão seja tão nova na fase de planejamento que nem sequer tem um nome ainda. Anthony Freeman, gerente da Fundação de Inovação no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, classificou todo o projeto como algo ainda “muito nebuloso”. Mesmo a tecnologia para tal expedição ainda não foi desenvolvida, embora a NASA esteja pensando em usar a mesma técnica de sonda robótica usada pelo bilionário russo Yuri Milner e seu projeto Breakthrough Starshot.
Embora a missão não identificada tenha sido revelada na conferência da União Geofísica Americana de 2017 em 12 de dezembro, esta idéia não é inteiramente nova. Na verdade, a idéia nasceu em 2016, quando o Representante dos EUA, John Culberson, ordenou à NASA planejar uma viagem ao sistema estelar em 2069. No relatório que acompanhou o projeto de lei, Culberson e um grupo de pessoas que supervisiona a NASA incentivaram a agência a “estudar e desenvolver conceitos de propulsão que poderiam permitir a criação de uma sonda científica interestelar com a capacidade de alcançar uma velocidade de 0.1c (10 por cento dos velocidade da luz).”
A Voyager 1, única nave espacial a chegar ao espaço interestelar, está viajando a menos de 1 por cento de 1 por cento da velocidade da luz, de acordo com a Newsweek. Como Alpha Centauri está a cerca de 4,4 anos-luz de distância, a sonda da NASA provavelmente chegaria ao sistema em cerca de 44 anos se conseguisse se mover com uma velocidade de 10% da velocidade da luz. A sonda também não seria o único hardware usado na missão. A NASA seguiria a sonda com um telescópio espacial capaz de reunir dados sobre o sistema sem a necessidade de ver tudo dentro do sistema – uma característica inestimável considerando a distância de Alpha Centauri de nós.
Claro, até 2069 são décadas de distância, dando à NASA muito tempo para projetar, construir e testar a tecnologia necessária para tornar a viagem possível. A Voyager 1 foi lançada há quase 40 anos e ainda tem mais para nos mostrar. O que veremos nesses próximos 50 anos antes de realmente chegarmos a outro sistema estelar?

Créditos: Universo Racionalista

'Avião revolucionário' em forma de bala estaria pronto para 1º voo nos EUA

O avião-bala Celera 500L, da empresa norte-americana Otto Aviation, parece estar se aproximando de seu primeiro teste de vôo, informou o portal.
Os trabalhos de pesquisa e projeto vinham sendo realizados há 10 anos praticamente em segredo. A maioria das características continua desconhecida, entretanto a aeronave foi notada algumas vezes em testes de velocidade no aeroporto do estado americano da Califórnia, revela o site The Drive.
O avião passou a ser chamado de avião-bala devido à forma de sua fuselagem e, segundo o portal, é capaz de atingir a velocidade de 740-820 quilômetros por hora, com uma altitude máxima de vôo de 20 quilômetros.
O novo motor, juntamente com outras características de design, apontam para um desempenho extremamente eficiente da aeronave, que pode mudar consideravelmente as atuais viagens aéreas comerciais, revela o site.
Vale destacar que a aeronave é dirigida por um só piloto e, graças às particularidades de sua construção e equipamento, pode decolar e pousar em qualquer aeroporto.

Créditos: Sputnik

Adultos ingerem em média 50 mil partículas de plástico por ano

Uma pessoa come em média 50 mil partículas de microplástico por ano e respira uma quantidade semelhante, de acordo com o primeiro estudo a estimar a ingestão de poluição plástica.
Apesar do resultado do estudo, o número real de partículas ingeridas é provavelmente muito maior, já que poucos alimentos e bebidas foram analisados para determinar a contaminação com plástico.
Os impactos para a saúde de ingerir microplástico ainda são desconhecidos, mas especula-se que essas partículas podem liberar substâncias tóxicas e que os menores fragmentos podem penetrar nos tecidos e causar uma reação do sistema imunológico da pessoa.
A poluição microplástica é criada pela desintegração de lixo plástico e parece ser onipresente no mundo inteiro. Microplásticos foram encontrados no ar, no solo, nos rios e até nas profundezas dos oceanos. Eles foram detectados na água da torneira e na água mineral, nos frutos do mar e na cerveja. Eles também foram encontrados nas fezes humanas, comprovando que as pessoas ingerem essas partículas.
Esta nova pesquisa, publicada na revista Environmental Science and Technology, analisou os dados de outros 26 estudos que mediram a quantidade de partículas de microplástico em peixe, frutos do mar, açúcar, sal, cerveja e água, além do ar das cidades.
Os pesquisadores usaram então recomendações de dieta feitas pelo governo dos EUA para calcular quantas partículas as pessoas provavelmente comem em um ano. Adultos ingerem cerca de 50 mil partículas e crianças 40 mil.
Mas a maioria dos alimentos e bebidas não foi estudada. “Nós não sabemos muita coisa. Existem alguns buracos grandes de dados que precisam ser preenchidos”, diz o pesquisador principal Kieran Cox, da Universidade de Vitória (Canadá).
Outros alimentos, como o pão, produtos processados, carne, laticínios e vegetais podem conter tanto plástico quanto os alimentos analisados. “É muito possível que existam grandes quantidades de partícula de plástico neles”, diz ele. É possível que a real média de consumo anual seja de centenas de milhares de partículas.
Alguns dos dados mais completos que temos é sobre a quantidade de partículas na água de torneira e água mineral. A água mineral contém 22 vezes mais microplástico do que a água da torneira. Quem bebe apenas água mineral consome 130 mil partículas por ano apenas desta fonte, enquanto quem toma água da torneira consome 4 mil partículas por ano.
Pesquisadores ainda não sabem o que acontece quando microplásticos são inalados, mas um novo estudo especula que “a maior parte das partículas inaladas será ingerida” ao invés de ser expelida por tosse ou espirro.
O estudo de Cox esclarece que apesar de ainda não conhecermos as consequências desse consumo de plástico, há uma grande chance de haver consequências negativas para a saúde humana. “Poderia ser um alarme potencial, com certeza”, diz ele.
A comissão europeia publicou um relatório em abril de 2019 dizendo que há motivos para se ter uma preocupação genuína em relação ao consumo de microplásticos e que precauções devem ser tomadas para que esses fragmentos não sejam liberados.
Cox diz que o estudo o fez mudar de hábitos. Agora ele evita comprar qualquer produto que contenha plástico demais e sempre que possível ele não bebe mais água mineral.
“Remover plásticos de uso único da sua vida e apoiar empresas que estão se distanciando de embalagens plásticas vai ter um impacto muito grande. Os fatos são simples. Nós estamos produzindo muito plástico e ele acaba no ecossistema, e nós fazemos parte desse sistema”, argumenta.

Créditos: Hypescience

Dinheiro virtual ultrasseguro garante transações pela galáxia

Um novo tipo de dinheiro, mais versátil e mais seguro do que as atuais criptomoedas, promete dar aos usuários a capacidade de tomar decisões com base em informações que chegam em locais e horários diferentes ao redor do Universo, e ainda manter as economias seguras até mesmo contra ataques dos futuros computadores quânticos - nossos ou de ETs.
O arcabouço teórico, batizado de "dinheiro-S", garante uma autenticação completamente ininterrupta e segura e dá respostas mais rápidas - instantâneas - e mais flexíveis do que qualquer tecnologia financeira existente graças à combinação do poder da teoria quântica e da relatividade - a velocidade de comunicação pode criar o que Kent chama de "economia relativística".
De fato, a teoria permite realizar transações comerciais e financeiras através do Sistema Solar e até além, sem quaisquer retardos de tempo.
"É uma maneira ligeiramente diferente de pensar sobre dinheiro: em vez de algo que temos em nossas mãos ou em nossas contas bancárias, o dinheiro pode ser considerado algo que você precisa dispor em um certo ponto no espaço e no tempo, em resposta a dados que estão chegando de muitos outros pontos no espaço e no tempo," detalha o professor Adrian Kent, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, proponente da ideia.
Mas o comércio em escala galáctica vai ter que esperar pela demanda, com os primeiros testes em escala terráquea devendo começar ainda este ano. Apesar de o "dinheiro-S" requerer cálculos muito rápidos, Kent acredita que ele pode ser viável com a tecnologia de computação atual.
A estrutura desenvolvida pelo professor Kent pode ser considerada como símbolos virtuais (tokens) seguros gerados por comunicações entre vários pontos de uma rede financeira, que respondem de forma flexível a dados em tempo real ao redor do mundo e se "materializam" para que possam ser usados no local e tempo que o proprietário do dinheiro requerer. Isso permite que os usuários respondam a eventos mais rapidamente do que os tipos familiares de dinheiro, tanto físicos quanto digitais, que seguem caminhos definidos pelo espaço, exigindo um tempo de "deslocamento".
Os símbolos virtuais podem ser negociados com segurança, sem esperas para verificação cruzada ou verificação ao longo da rede, eliminando qualquer risco de negociação dupla. Isso é feito tirando proveito da teoria quântica, mais especificamente do entrelaçamento quântico, aquele fenômeno estranho que Einstein chamou de "ação fantasmagórica à distância" e que permite que duas partículas entrelaçadas influenciem-se mutuamente de forma instantânea, qualquer que seja a distância que as separe.
A privacidade do usuário é mantida por protocolos como o comprometimento de bit, que é uma versão matemática de um envelope lacrado com segurança. Os dados são entregues da parte A para a parte B em um estado bloqueado que não pode ser alterado depois de enviado e só pode ser revelado quando a parte A fornecer a chave - com segurança garantida, mesmo que qualquer uma das partes tente dar um golpe.
Outros pesquisadores já desenvolveram estruturas teóricas, conhecidas como "dinheiro quântico", que também se baseiam no estranho comportamento das partículas na escala subatômica. Embora o dinheiro quântico para transações do mundo real possa ser possível algum dia, de acordo com Kent, no momento é tecnologicamente impossível manter o dinheiro quântico seguro por qualquer período de tempo apreciável, algo que não acontece com o seu "dinheiro-S".
Agora é esperar o resultado dos primeiros testes. "Estamos tentando entender os aspectos práticos e entender as vantagens e desvantagens [do dinheiro-S]," disse Kent, que patenteou a ideia e pretende se tornar o primeiro banqueiro pan-galáctico.

Créditos: Inovação Tecnológica

Chipscópio, o microscópio em um chip que pode revolucionar a medicina

A resolução obtida com os microscópios ópticos convencionais é limitada por causa das leis físicas. Isto significa que eles não podem ser usados para observar diretamente proteínas isoladas, moléculas de DNA ou dentro de células vivas, que são menores do que o comprimento de onda da luz visível.
Hoje, só é possível fazer isto por meio de observação indireta, ou seja, com a interpretação dos dados medidos pelos microscópios eletrônicos - que são complexos, caros e volumosos.
Ocorre que os microscópios eletrônicos não são adequados para a observação de tecidos vivos delicados; além de preparações complexas, a energia que eles usam "frita" as amostras.
Para superar essas limitações, um grupo de pesquisadores de vários países, financiado pela União Europeia, está desenvolvendo um microscópio do tamanho de um chip que usa matrizes de diodos emissores de luz (LEDs), com diâmetro menor do que um fio de cabelo humano, para iluminar o objeto que está sendo observado.
O microscópio miniaturizado, batizado de "chipscópio" (Chipscope), combina simplicidade, facilidade de operação, acessibilidade e, claro, alta resolução óptica.
Esses futuros microscópios em um chip também poderão ser integrados em produtos eletrônicos de consumo, da mesma forma que as câmeras são incorporadas aos celulares. A amostra é colocada sobre os LEDs e por baixo de um fotodetector que capta os sinais luminosos.
Ao contrário da microscopia convencional, a resolução espacial é fornecida pelos LEDs, e não pelo sistema de detecção óptica. Portanto, esse sistema não requer alinhamentos específicos ou sistemas de foco complexos.
Os LEDs podem ser ligados e desligados individualmente, em alta velocidade, permitindo que células sejam observadas em tempo real, capturando até 10 quadros por segundo.
Esta nova tecnologia de microscopia miniaturizada promete dar um impulso nas pesquisas em áreas que atualmente usam microscópios ópticos - particularmente na medicina. Ela também ajudará pesquisadores em campo sem acesso a laboratórios ou outras infraestruturas científicas.
A primeira versão do microscópio Chipscope está pronta e sendo testada pela equipe no estudo do desenvolvimento da fibrose pulmonar idiopática, uma doença pulmonar crônica relacionada à idade que mata 500.000 pessoas em todo o mundo a cada ano.

Créditos: Inovação Tecnológica

Borracha do contra conduz mais quando é esticada

Guolin Yun, da Universidade de Wollongong, na Austrália, desenvolveu um material que contesta os livros-texto sobre a relação entre tensão mecânica e condutividade elétrica.
Utilizando metal líquido e micropartículas metálicas como núcleo condutor de cargas elétricas, ele sintetizou um compósito que aumenta sua condutividade quanto maior a tensão aplicada sobre ele.
O material apresenta propriedades nunca antes observadas, segundo a equipe: Ele aumenta a condutividade elétrica quando é deformado, especialmente quando alongado.
Isso é o exato oposto do que ocorre normalmente. Tipicamente, quando um material compósito é esticado, sua capacidade de conduzir eletricidade diminui à medida que as partículas de enchimento condutoras se separam.
A novidade merece um nome pomposo: elastômero magnetorreológico com núcleo metálico.
Como acontece rotineiramente, a descoberta foi feita praticamente por acaso - por distração -, quando Yun deixou que o compósito no qual estava trabalhando ficasse curando no forno por mais tempo do que deveria.
O material supercurado apresentou uma queda na resistência elétrica quando foi submetido a um campo magnético, mas a equipe precisou sintetizar dezenas de amostras para descobrir que a razão para o fenômeno inusitado era o tempo de cura prolongado de várias horas a mais do que o normal, já que o esquecimento havia passado despercebido a princípio.
"Nossos testes completos mostraram que a resistividade deste novo composto pode cair em sete ordens de magnitude quando esticado ou comprimido, mesmo que por uma pequena quantidade. O aumento na condutividade quando o material é deformado, ou um campo magnético é aplicado, são propriedades que acreditamos serem sem precedentes," disse o pesquisador Shi-Yang Tang, membro da equipe.
O novo material é promissor para a robótica mole e os equipamentos de vestir, que precisam ser dobrados, comprimidos, esticados ou torcidos, sem perder a condutividade elétrica. Mas tirar proveito total do aumento da condutividade com a distensão ou compressão vai demandar a criatividade dos engenheiros, já que não havia até agora um material que tornasse essa propriedade disponível.
Guolin Yun testou uma das possibilidades construindo um aquecedor portátil que esquenta quando é pressionado.

"O calor aumenta na área onde a pressão é aplicada e reduz quando ela é removida. Esse recurso pode ser usado para dispositivos de aquecimento flexíveis ou de vestir, como palmilhas aquecidas," disse ele.

Créditos: Inovação Tecnológica

Material leve de espuma é tão eficaz quanto o aço para parar balas

Cientistas da Universidade da Carolina do Norte (EUA) criaram um tipo leve de espuma feita de esferas metálicas ocas que pode suportar o incrível impacto de balas calibre .50, o tipo utilizado por metralhadoras e rifles.
Enquanto pesa apenas cerca de metade do que uma armadura de aço convencional, o material, chamado de “espuma de metal composto” (EMC), protege com a mesma eficácia contra esses projéteis mortais.
“Em outras palavras, conseguimos uma economia significativa de peso – que beneficia o desempenho de veículos e a eficiência de combustível – sem sacrificar a proteção”, disse a principal autora do estudo, a engenheira de materiais Afsaneh Rabiei.
Usando processos patenteados, o EMC é fabricado a partir de metais como alumínio e aço, com bolsas de ar por toda parte, como ocorre em outros tipos de espuma.
Em pesquisas anteriores, a equipe de Rabiei mostrou que o material podia destruir balas de tamanho médio, proteger contra projéteis altamente explosivos, e proteger contra fogo, calor e vários tipos de radiação.
No novo experimento, os cientistas testaram como a blindagem lida com a força letal de uma bala calibre .50, medindo 12,7 x 99 mm, uma das maiores comumente usadas em metralhadoras convencionais e rifles de longo alcance.
Os testes consistiram em disparos a velocidades de 500 metros por segundo até 885 metros por segundo. A EMC atuou como um núcleo ativo na armadura, coberto por uma placa de cerâmica na frente, e uma placa fina de alumínio atrás.
Os resultados mostraram que a camada pode absorver de 72 a 75% da energia cinética de munições comuns e 68% a 78% da energia cinética de munições perfurantes (antiblindagem), impedindo a penetração de projéteis em velocidades de até 819 metros por segundo.

Créditos: Hypescience