Arquivo mensal: janeiro 2011
Separação de iceberg na Antártida pode afetar aquecimento
31 de janeiro de 2011
Foto divulgada nesta segunda (31) mostra o glaciar em mares australianos; teme-se que o bloco afete correntes marítimas
Foto: Reuters
A separação de um iceberg do tamanho de Luxemburgo, que se rompeu e afastou de uma geleira maior, pode modificar os padrões de circulação oceânica e influenciar na piora do aquecimento global, dizem cientistas de uma missão na Antártida.
Em fevereiro passado, um iceberg de 2,5 mil km² separou-se de um bloco gigante de gelo flutuante da geleira Mertz, no polo Sul, depois de colidir com um iceberg ainda maior. A língua de gelo que se projetava no oceano atuava como barragem, impedindo o gelo marítimo de chegar a uma seção de água permanentemente aberta a oeste. Agora, o bloqueio se rompeu, e a mistura das águas circundantes da Antártida com o restante do oceano podem modificar o deslocamento de calor pelo globo.
A área próxima da língua de gelo, reduzida à metade pela colisão é um dos poucos lugares em volta da Antártida onde água salgada densa se forma e afunda para as profundezas do oceano, disse nesta segunda-feira o líder da missão científica, Steve Rintoul. Essa “água densa de fundo” é determinante na circulação global das águas, incluindo a corrente que leva águas quentes do Atlântico para a Europa ocidental.
Rentoul disse que há o risco de que a área agora seja menos eficiente na produção da água de fundo que alimenta as correntes oceânicas profundas, que influem sobre os padrões climáticos globais.
“Este é um dos poucos lugares em volta da Antártida onde a superfície do mar se adensa o suficiente para chegar às profundezas” disse Rintoul à Reuters, falando diretamente do navio quebrador de gelo Aurora Australis, perto da geleira a 2,5 mil km ao sul de Hobart, capital do Estado australiano da Tasmânia. “Se a área for menos eficaz na formação de água densa, a salinidade será menor do que era no passado.”
Rintoul lidera uma equipe internacional de quase 40 cientistas que estudam os impactos da perda da língua glacial, além de mudanças nas temperaturas, na salinidade e na acidez oceânicas. Os oceanos atuam como freio às mudanças climáticas, porque absorvem grandes quantidades de calor e dióxido de carbono, o principal gás estufa, da atmosfera. Mas, quanto mais CO2 os oceanos absorvem, mais ácidos se tornam. Com isso, animais como lesmas marinhas têm dificuldade maior em criar suas cascas.
Química:- Presente em nossas vidas
Este é um ótimo vídeo ilustrativo, demonstrando como a química está presente em nossas vidas …
Albert Einstein–o cientista do milênio.
Publicado em QMCWEB – http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/exemplar20.html
“Todos sabem que Einstein fez alguma coisa espetacular, mas poucos sabem o que ele realmente fez.” (Bertrand Russel)
O Cientista do Milênio
Os leitores do QMCWEB, após 8 edições de votação e mais de 1500 votos, elegeram Albert Einstein como o Cientista do Milênio. Vários outros pleitos similares, feito por revistas, jornais e televisão, chegaram a resultados semelhantes: Albert Einstein foi eleito a personalidade do século pela revista americana Time e obteve classificação similar na rede BBC de Londres.
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Se restam dúvidas de que Einstein tenha sido, realmente, o melhor cientista do milênio, ninguém discorda de um fato: Albert Einstein foi e continua sendo o mais famoso cientista do mundo. É dele a única equação da física conhecida em ruas – todos sabem quem disse que E=mc2. Mesmo em vida, como veremos, Albert Einstein já era mundialmente conhecido, respeitado e admirado. Hoje, o nome de nenhum outro cientista retorna, nos sites de busca na internet, tantos links: desde sites biográficos e científicos até páginas de escolas, hospitais, livrarias e outras instituições homônimas. Os leitores do QMCWEB votaram e o QMCWEB #20 apresenta Albert Einstein, O Cientista do Milênio
Os biógrafos de Albert Einstein se referem a 1905 como sendo “The Miracle Year”. Foi neste ano que Einstein publicou 3 artigos que o tiraram do anonimato e o elevaram ao topo da comunidade científica.
Março 1905
Albert enviou um artigo para um dos jornais científicos mais relevantes da época: Annalen der Physik, da Alemanha. No artigo, Einstein apresentava uma nova maneira de se entender e interpretar a luz. A idéia, até então, universalmente aceita, era de que luz, como todo o espectro eletromagnético, era constituida por oscilações do campo eletromagnético. Einstein mostrou que luz poderia ser interpretada como sendo formada de “partículas de energia”, independentes, discretas, oscilantes, com energia proporcional a sua frequência de oscilação. Alguns anos antes, Max Plank havia sugerido que a energia era descontínua, formada por pequenos “pacotes”, chamados de quantum .Einstein chamou os quanta de luz de fótons. A teoria proposta por Einstein era a única capaz de explicar o efeito fotoelétrico, da maneira como era observado experimentalmente
Maio 1905
No mesmo jornal, Einstein publicou um artigo explicanto o movimento randômico observado em partículas suspensas em um líquido (conhecido como movimento Browniano), utilizando a já conhecida teoria de energia cinética. O modelo matemático apresentado por Einstein explicava em detalhes as observações experimentais dos movimentos de tais partículas.
Junho 1905
Einstein publica, no mesmo jornal, seu mais famoso artigo: o da Teoria Especial da Relatividade. Desde a época de Galileo e Newton, os físicos conheciam o Princípio da Relatividade: a medida de qualquer processo mecânico seria a mesma se o corpo estivesse em movimento a velocidade constante ou em completo repouso. Duas pessoas podem, por exemplo, jogar ping-pong em uma mesa sobre a superfície da Terra ou dentro de um avião, se movendo a mais de 1000 km/h. Se não houver nenhuma turbulência, se o avião não tiver janelas e, ainda, se a velocidade da aeronave for constante, os jogadores não estarão aptos a dizer se o avião está ou não em movimento. entrentanto, de acordo com a teoria eletromagnética desenvolvida por Maxwell e refinada por Lorentz, a luz não obedecia este princípio. Esta teoria dizia que a velocidade da luz sofreria efeitos do movimento. Estes efeitos não tinham, até então, sido detectados, tanto que a maioria dos físicos advertiam: a velocidade da luz não varia. Nesta época, Einstein estava convencido de que o Princípio da Relatividade deveria se aplicar a todos os fenômenos, inclusive à luz. Para que isto fosse possível, uma nova e mais cuidadosa consideração sobre o conceito de tempo teve que ser feita. O tempo, que para Newton era algo absoluto e universal, era, segundo a Teoria Especial da Relatividade de Einstein, relativo.
CRONOGRAFIA de Einstein:
Uma forma de conhecer melhor este cientista é acompanhar um resumo cronológico dos principais acontecimentos na vida de Einstein.
1879: Albert Einstein nasce em Ulm, na Alemanha. Seu pai, Hermann Einstein, era um vendedor de colchões de penas.
1884: Einstein ganha seu primeiro instrumento científico: uma bússula.
1894: Os pais de Einstein se mudam para Pavia, Itália, mas Einstein fica em Munich, Alemanha, para terminar seu primeiro grau
1895: Einstein tenta um exame para entrar diretamente na Swiss Polytechnic, uma universidade, sem passar pelo segundo grau. Ele reprovou no exame de artes. Segue, então, para Aarau, Suíça, para fazer o segundo grau.
1896: Einstein consegue entrar na ETH em Zurich, uma conceituada universidade da época. Ele tinha 17 anos.
1898: Albert se apaixona por Mileva Maric, uma colega de classe húngara.
1900: Einstein termina a faculdade.
1901: Einstein se torna um cidadão da Suíça. Desempregado, procura por trabalho. Ele consegue emprego em Schaffhasen, Suécia, como professor.
1902: Mileva, grávida, se muda para a Hungária, onde dá a luz a
Lieserl, que é posta para adoção. Albert se muda para Bern, onde consegue um emprego no Swiss Patent Office. O pai de Einstein morre.
1903: Albert se casa com Mileva
1904: Nasce Hans Albert, o primeiro filho do casal.
1905: “Annus Mirabilis”: Einstein publica seus artigos mais importantes (veja quadro). Nasce a Teoria Especial da Relatividade. Ele tinha 26 anos.
1907: Einstein tenta aplicar as leis da gravidade a sua Teoria Especial da Relatividade.
1910: Nasce outro filho: Eduard Einstein.
1911: A família se muda para Praga, onde Albert trabalha como professor titular na German University. Einstein é o mais novo participante da primeira conferência mundial de física.
1912: Eles se mudam para Zurich, onde Albert trabalha como professor de física teórica na ETH – universidade na qual se formou.
1914: Einstein se torna o diretor do Kaiser Wilhelm Institute, em Berlin, e professor de física teórica na University of Berlin. Ele e Mileva iniciam o processo de divórcio.
1915: Einstein completa a Teoria Geral da Relatividade, com uma nova interpretação para a teoria gravitacional.
1917: Einstein fica muito doente, quase morre. Sua prima, Elsa, o ajuda, como enfermeira, até sua cura. Albert publica seu primeiro artigo em cosmologia.
1919: Albert casa com Elsa. No dia 29 de maio, um eclipse solar prova que a Teoria Geral da Relatividade de Einstein estava correta.
1922: Ele recebe o Prêmio Nobel em física de 1921.
1927: Ele coorderna a quinta conferência mundial de física e inicia, com Bohr, a fundamentação da mecânica quântica.
1932: Identificado como judeu, ele começa a temer os nazistas na Alemanha.
1933: Albert e Elsa se mudam para os 
EUA, em Princeton, New Jersey. Ele assume um posto no Institute for Advanced Study.
1936: Elsa morre repentinamente.
1939: A II Guerra Mundial começa: Einstein escreve sua famosa carta ao presidente Franklin D. Roosevelt alertando sobre a possibilidade da Alemanha construir a bomba nuclear.
1940: Einsteins se torna um cidadão americano.
1949: Mileva morre.
1955: Albert Einstein, no dia 16 de abril, morre de ataque cardíaco.
Com a palavra, Einstein!
Ouça aqui três grandes momentos na vida de Einstein:
Einstein explica a equação E=mc2. Einstein fala sobre a bomba atômica Einstein fala sobre a paz mundial
O cientista político
Além de um notável cientista, Albert Einstein também foi um homem de grande responsabilidade social. Entre suas pautas de preocupações estava o futuro da humanidade. Por diversas vezes Einstein esteve a frente de movimentos políticos e ideológicos.
Em 1939 vários cientistas procuraram Einstein para ajuda, não em física, mas política: eles temiam que os nazistas alemães construissem e usassem a bomba atômica. Einstein, então, escreveu uma carta (clique aqui para ler a carta) para o presidente americano Roosevelt, aconselhando-o a agir rapidamente. Como um consultor da marinha americana, Einstein tomou parte do time de cientistas que ajudaram os EUA a construir a bomba atômica primeiro.
Entretanto, Einstein era totalmente contra o uso da Bomba. Ele liderou uma campanha entre cientistas atômicos, em 1940, para re-educar o público e os líderes mundiais sobre as implicações da energia nuclear e a necessidade absoluta de não se desenvolver armas nucleares. No início de 1955, Einstein trabalhou com Bertrand Russel para iniciar um movimento entre os cientistas a fim de reverter a Guerra Fria provocada pela corrida nuclear.
Einstein’s Vídeos
O QMCWEB escolheu 3 vídeos para você:
Um veículo tenta se aproximar da velocidade da luz.
A teoria Especial da Relatividade propõe que tempo e distância não são absolutos. O tic-tac de um relógio depende do movimento do observador, assim como o comprimento do veículo.Einstein nos fala sobre a aceleração gravitacional.
A Relatividade Geral, publicada em 1915, propõe que a gravidade, assim como o movimento, pode afetar o tempo e o espaço. O Princípio da Equivalência diz que a gravidade puxando de um lado é equivalente à aceleração do corpo na direção oposta. Qual é o efeito de um corpo com massa sobre o espaço-tempo?
A gravidade de qualquer massa, como a de nosso sol, tem o efeito de arquear o espaço-tempo a sua volta. A soma dos ângulos de um triângulo, por exemplo, diferem de 180o na medida em que o triângulo se aproxima do sol.
Einstein & Deus
Em muitas ocasiões Einstein citou “Deus”, ou o “Criador” em suas entrevistas. Mas, de fato, Einstein não era um homem religioso. Sua relação com as religiões era, de certo modo, de pura ironia… leia alguns exemplos selecionados pelo QMCWEB:
É dele a resposta interessante a uma criança que lhe perguntou se os cientistas rezavam, em 1936:
“Scientific research is based on the idea that everything that takes place is determined by laws of nature, and therefore this holds for the action of people. For this reason, a research scientist will hardly be inclined to believe that events could be influenced by a prayer, i.e. by a wish addressed to a Supernatural Being.”
Em uma outra ocasião, Einstein disse que “Science without religion is lame, religion without science is blind.” No seu obituário, publicado no NYTimes, uma frase sua foi reproduzida: “I cannot imagine a God who rewards and punishes the objects of his creation, whose purposes are modeled after our own — a God, in short, who is but a reflection of human frailty. Neither can I believe that the individual survives the death of his body, although feeble souls harbor such thoughts through fear or ridiculous egotisms.”
Em 1954, Einstein se mostrou descontente com a igreja católica: “I am convinced that some political and social activities and practices of the Catholic organizations are detrimental and even dangerous for the community as a whole, here and everywhere. I mention here only the fight against birth control at a time when overpopulation in various countries has become a serious threat to the health of people and a grave obstacle to any attempt to organize peace on this planet.“
Em busca da Teoria Unificada
Os últimos anos da vida de Einstein.
Por volta de 1935, a teoria quantum-mecânica era mundialmente aceita. Esta teoria, que Einstein ajudou a criar, podia descrever todos os fenômenos físicos observados no cotidiano. Suas aplicações incluem o transistor, o laser, a química moderna, e mais. Entretanto, Einstein não acreditava que esta era a teoria definitiva, e passou o resto dos seus anos a procura de uma teoria mais completa e profunda. Morreu antes de conseguir isto.
Na teoria da relatividade de Einstein, a força da gravidade se tornou uma expressão da geometria do espaço e do tempo. As outras forças da natureza, como o eletromagnetismo, não foram descritas nestes termos. Para Einstein, o eletromagnetismo e a gravidade poderiam ser explicados em uma estrutura matemática mais profunda e complexa. A busca por esta explicação – por uma “teoria unificada” que uniria o eletromagnetismo e gravidade, espaço e tempo – ocupou a maior parte da vida de Albert Einstein.
E esta busca continua: diversos modelos matemáticos têm surgido, tal como a teoria das supercordas, numa tentatica de unificar as interpretações para todas as forças da natureza.
Saiba mais!
>Einstein: A Personalidade do século XX – Revista Time
>Uma breve introdução sobre a Teoria da Relatividade, por Stephen Hawking
>Uma exposição virtual multimídia sobre o trabalho de Albert Einstein
>Um web-game sobre a vida e idéias de Einstein
Nomes que viraram unidades de medida …
Os estudantes de ciência já devem ter percebido que muitas equações, unidades, constantes, reações químicas ou instrumentos de laboratório levam o nome do cientista responsável pela descoberta ou invenção. Nesta edição do e-museu, o QMCWEB faz um resumo com os nomes mais famosos na ciência.
> Constantes Físicas
Número de Avogadro
NA = 6,023 x 1023 partículas.mol-1
Lorenzo Romano Amedeu Carlo Avogadro
Nasceu: 9/agosto/1776 em Turin, Itália
Morreu: 9/julho/1856
Constante de Boltzmann
kB = 1,380 x 10-23 J.K-1
Ludwig Edward Boltzmann
Nasceu: 20/fevereiro/1844 em Viena, Áustria
Morreu: 5/setembro/1906
Constante de Faraday
F = 9,65 x 104 C
Michael Faraday
Nasceu: 22/setembro/1791 em Newington Butts, Inglaterra
Morreu: 25/agosto/1867
Constante de Planck
h = 6,625 x 10-34 J.s
Max Carl Ernst Ludwig Planck
Nasceu: 23/abril/1858 Em Kiel, na Alemanha
Morreu: 3/outubro/1947
Constante de Rydberg
R = 1.097 x 10-7 m-1
Johannes Robert Rydberg
Nasceu: 8/novembro/1854 em Halmstad, Suécia
Morreu: 28/dezembro/1919
> Unidades de Medidas
Capacitância, Farads (F)
Michael Faraday
Carga,
Coulombs (C)
Charles Augustin de Coulomb
Corrente,
Ampéres (A)
Andre Marie Ampère
Dimensão,
Angstrons (A)
Anders Jonas Angström
Dipolo,
Debyes (D)
Peter Joseph Wilhelm Debye
Energia,
Joules (J)
James Prescott Joule
Frequência,
Hertz (Hz)
Heinrich Rudolf Hertz
Potencial,
Volts (V)
Alessandro Giuseppe Anastasio Volta
Potência,
Watts 
James Watt
Pressão,
Pascal (Pa)
Blaise Pascal
Pressão,
Torr
Evangelista Torricelli
Temperatura,
Celsius (C)
Anders Celsius
Temperatura,
Kelvin (K)
William Thomson
(Barão Kelvin de Largs)
> Instrumentos de laboratório
Funil de Büchner
Eduard Büchner
Bico de Bunsen
Robert Wilhelm Eberhard Bunsen
Frasco de Dewar
Sir James Dewar
Condensador Liebig
Justus Freiher von Liebig
Pipetas Pasteur
Louis Pasteur
Dados sobre o Aquecimento Global
O gráfico acima é o resultado dos dados compilados de mais de 1000 estações meteorológicas espalhadas ao redor do planeta, observações da temperatura da água do mar através de satélites e medições em estações de pesquisa na Antártida.
As marcas destacam os anos mais quentes da história. Em 2005 a anomalia ficou 0.62 ºC acima da média. Em 2010 esse valor foi superado, atingindo 0.63 ºC acima da média.
As anomalias foram calculadas a partir da diferença entre a temperatura média mensal e a média da temperatura entre o período entre 1951 e 1980. Esse período de três décadas é a referência para todas as análises apresentadas.
Crédito: NASA/GIS (Goddard Institute for Space Studies)
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O gráfico mostra a anomalia da temperatura global anual no hemisfério Norte, em vermelho e Hemisfério Sul em azul.
As linhas vermelhas e azuis planas representam a anomalia média de temperatura em um período de cinco anos, enquanto as linhas marcadas mostram a anomalia média anual.
Como em outros gráficos, as anomalias foram calculadas a partir da diferença de temperatura mensal e a média da temperatura entre o período entre 1951 e 1980. Esse período de três décadas é a referência para todas as análises apresentadas.
Crédito: NASA/GIS (Goddard Institute for Space Studies)
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Neste gráfico, a linha preta representa a anomalia média da temperatura em mais de 1000 estações meteorológicas. A linha vermelha é o índice Oceano-Superfície, derivado da temperatura registrada nas estações meteorológicas e as medições da temperatura da água do mar obtidas através de satélites.
As linhas vermelhas e azuis planas representam a anomalia média de temperatura em um período de cinco anos, enquanto as linhas marcadas mostram a anomalia média anual.
Como em todos os gráficos apresentados, as anomalias foram calculadas a partir da diferença de temperatura mensal e a média da temperatura entre o período entre 1951 e 1980. Esse período de três décadas é a referência para todas as análises apresentadas.
Crédito: NASA/GIS (Goddard Institute for Space Studies)
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Este gráfico é bastante semelhante ao mostrado na primeira figura, intitulado “Anomalia Global resumida”.
A semelhança fica por conta da linha vermelha que mostra a anomalia média de cinco anos, enquanto a diferença é a sobreposição da linha preta, que reflete as variações ocorridas ao longo do ano. Essa linha permite observar o pico das anomalias não mostrados no primeiro gráfico.
As marcas em verde são incertezas causadas pela falta de dados (buracos nas medições) durante um curto espaço de tempo.
Como em todos os gráficos apresentados, as anomalias foram calculadas a partir da diferença de temperatura mensal e a média da temperatura entre o período entre 1951 e 1980. Esse período de três décadas é a referência para todas as análises apresentadas.
Crédito: NASA/GIS (Goddard Institute for Space Studies)
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O gráfico acima mostra o Índice da anomalia Oceano-Superfície. Os valores são computados com dados coletados entre mais de 1000 estações meteorológicas e medições de temperatura da água do mar coletadas por satélites de sensoriamento remoto.
A linha preta apresenta as anomalias médias calculadas no período de 1 ano, enquanto a linha vermelha mostra as anomalias médias em cinco anos.
As marcas em verde são incertezas causadas pela falta de dados (buracos nas medições) durante um curto espaço de tempo.
Como em todos os gráficos apresentados, as anomalias foram calculadas a partir da diferença de temperatura mensal e a média da temperatura entre o período entre 1951 e 1980. Esse período de três décadas é a referência para todas as análises apresentadas.
Crédito: NASA/GIS (Goddard Institute for Space Studies)
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Elevação do nível do mar
Atualizado em Jan. 2011
O gráfico acima foi criado com base em medições feitas por mareógrafos ao longo da costa e por altímetros-radares a bordo de satélites de sensoriamento remoto.
As Medições feitas pelos mareógrafos mostraram que o nível global dos oceanos subiu a uma taxa média 1.7 milímetros por ano, ou 1.7 centímetro por década.
Dado coletados por satélite entre 1993 e 2003 indicam que elevação subiu 3.1 milímetros por ano, ou 3.1 centímetro por década.
Crédito: National Climate Data Center / IPCC
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Anomalia Global por hemisférios
Anomalia média de temperatura combinada
Anomalia média nas estações de superfície
Mais de cem anos de mudanças do clima
Cientistas criam gigantesca base de dados
A revista trimestral da Sociedade Real de Meteorologia da Grã-Bretanha publicou seu Projeto de Reanálise do Século 20, uma análise abrangente de todos os eventos globais do clima desde 1871 – permitindo que pesquisadores tenham melhor entendimento dos impactos de longo prazo de extremos do clima.
De acordo com o chefe do estudo Gil Compo, “produzir esta enorme base de dados requereu um esforço internacional para coletar observações históricas e registros de fontes tão diversas como de capitães do mar do século 19, exploradores da virada do século e médicos – todas relacionados com o auxílio de supercomputadores”.
Os mapas resultantes do clima, chamados de reanálises, fornecem um registro muito mais longo do que o atualmente disponível de variabilidade climática no passado. E projetam a variabilidade do tempo em um clima em aquecimento. “Ainda”, diz ele, “dão um insight valioso sobre eventos do tempo e do clima, como a Nuvem de Poeira dos anos 1930”. (A Nuvem resultou do despregamento de solos erodidos pela força de ventos, e assolou Colorado, Kansas, Oklahoma e Texas).
O estudo envolveu mais de 30 organizações e institutos de pesquisa nos Estados Unidos. É o primeiro de seu tipo a abranger todo um século. Uma versão anterior havia sido publicada em 2008, e cobria o período de 1908 a 1953.
“Estes dados da reanálise”, segundo disse Compo ao Celsias, “permitirão que cientistas examinem rigorosamente variações passadas do clima em comparação com modelos de simulação, o que é crítico para gerar confiança em modelos de projeção de variações regionais e o alto impacto de eventos extremos”.
Frases – Galileu Galilei
“Conhecer a si próprio é o maior saber.”
“Duas verdades nunca se podem contradizer.”
“A verdade é filha do tempo, e não da autoridade.”
“Quanto menos alguém entende, mais quer discordar.”
“A Matemática é o alfabeto com o qual Deus escreveu o Universo.”
“Mede o que é mensurável e torna mensurável o que não o é.”
“A condição natural dos corpos não é o repouso, mas o movimento.”
“Falar obscuramente qualquer um sabe; com clareza, raríssimos.”
“Nunca encontrei uma pessoa tão ignorante que não pudesse ter aprendido algo com sua ignorância.”
“A Filosofia está escrita nesse grande livro – o Universo – que permanece continuamente aberto.”
“Não se pode ensinar alguma coisa a alguém, pode-se apenas auxiliar a descobrir por si mesmo.”
“Não me sinto obrigado a acreditar que o mesmo Deus que nos dotou de sentidos, razão e intelecto, pretenda que não os utilizemos.”
Galileu Galilei
Nobel de Física fala sobre a spintrônica em São Paulo
Com informações da Agência Fapesp – 28/01/2011
Para guardar dados, a memória spintrônica usa o giro de cada elétron individual, e não a enxurrada de elétrons de uma corrente elétrica. [Imagem: Berkeley Lab]
Produtos spintrônicos
Quase 30 anos depois dos primeiros estudos teóricos, começam a tomar forma os primeiros dispositivos que representam uma nova forma de eletrônica: a spintrônica, que explora não a carga elétrica, mas outra propriedade, o spin (ou sentido do giro) dos elétrons.
Empresas dos Estados Unidos, da França e do Japão devem lançar em um ano as versões comerciais de memórias magnéticas de computador, já com recursos de spintrônica, capazes de armazenar e transmitir informação e de reduzir à metade a perda de energia.
“Os teletransmissores com base na transferência de spin também devem chegar logo, em um ou dois anos, aprimorando a transmissão de sinais por micro-ondas”, disse o físico francês Albert Fert, pesquisador do Centro Nacional de Pesquisas Científicas (CNRS), da França.
Nobel das memórias
Um dos ganhadores do Prêmio Nobel de Física de 2007, Fert participou da Escola São Paulo de Ciência Avançada sobre radiação síncrotron, realizada no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em Campinas.
Fert e o físico alemão Peter Grünberg receberam o Nobel por causa da identificação simultânea, em 1988, da magnetorresistência gigante, um efeito mecânico quântico observado em materiais compostos por materiais magnéticos e não magnéticos que reduz a resistência elétrica.
Esse efeito, que foi aplicado tecnologicamente já a partir de 1997, apenas 11 anos depois de sua descoberta em laboratório, permitiu a ampliação da memória de computadores e celulares, quebrando a barreira dos gigabytes (GB).
A magnetorresistência gigante é a base da spintrônica, que permite a geração de memórias não voláteis e ainda mais potentes que as atuais, como as que a IBM, dos Estados Unidos, NEC, Sony e Hitachi, do Japão, e a francesa Thales devem apresentar publicamente em breve.
Do laboratório para o produto
“Esses novos conceitos da física estão sendo aplicados rapidamente em novos produtos, diferentemente do que vemos, por exemplo, na geladeira, cuja tecnologia básica é muito antiga,” disse Fert.
Uma das razões é o longo trabalho conjunto entre centros de pesquisas e empresas.
O grupo francês Thales é um dos financiadores do laboratório de Fert, ao lado do CNRS, desde 1994. “Desde o início das nossas pesquisas nessa área a empresa está conosco,” disse.
A ESPCA é uma modalidade de evento científico lançada em 2009 pela Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo (FAPESP) para financiar a organização de cursos de curta duração em pesquisa avançada nas diferentes áreas do conhecimento.
Nanotubo de carbono controla spin de elétrons
Redação do Site Inovação Tecnológica – 26/01/2011
O efeito ocorre de forma geral, em nanotubos de carbono com defeitos e impurezas – o que é muito importante quando a preocupação é caminhar rumo a componentes realísticos.[Imagem: Jespersen et al.]
Spintrônica
Uma nova descoberta científica poderá ter implicações profundas para os componentes da nanoeletrônica, sobretudo no campo da spintrônica.
Pesquisadores da Dinamarca e Japão, trabalhando conjuntamente, mostraram como os elétrons apresentam uma interação única entre o seu movimento e seu campo magnético associado – o chamado spin – quando estão sobre um nanotubo de carbono.
A descoberta abre caminho para um controle sem precedentes sobre o spin dos elétrons e pode ter um grande impacto sobre a nanoeletrônica baseada no spin – e não baseada apenas na carga dos elétrons, o que é a base da atual eletrônica.
Giro no nanotubo
Além de uma carga, todos os elétrons têm um campo magnético associado – o chamado spin. Pode-se pensar no spin como se cada elétron carregasse consigo uma minúscula barra magnética.
Como aponta para um lado ou para o outro, o spin pode ser usado como um bit, guardando 0 ou 1.
O problema é que medir e controlar o spin é algo bastante difícil.
Nas camadas planas de grafite, ou mesmo no grafeno, o movimento dos elétrons não afeta o spin, e a pequena barra magnética aponta em direções aleatórias. Como resultado, o grafite não era um candidato óbvio para a fabricação de componentes spintrônicos.
“Entretanto, nossos resultados mostram que, se a camada de grafite for curvada em um tubo com um diâmetro de apenas alguns nanômetros, o spin dos elétrons individuais é fortemente influenciado pelo movimento dos elétrons. Quando os elétrons sobre o nanotubo são forçados a se mover em círculos ao redor do tubo, o resultado é que todos os spins passam a apontar na direção do tubo,” explicam Thomas Sand Jespersen e Kasper Grove-Rasmussen, do Instituto Niels Bohr.
Componentes realísticos
Os cientistas acreditavam que este fenômeno só poderia ocorrer em casos especiais de um único elétron em um nanotubo de carbono perfeito, flutuando livremente no vácuo – uma situação que é muito difícil de criar na prática.
Agora, os resultados mostram que o alinhamento ocorre de forma geral, com quantidades arbitrárias de elétrons, em nanotubos de carbono com defeitos e impurezas – o que é muito importante quando a preocupação é caminhar rumo a componentes realísticos.
A interação entre o movimento e o spin foi medida transmitindo uma corrente através do nanotubo, onde o número de elétrons pode ser controlado individualmente.
Os pesquisadores explicam que o experimento demonstra também como se pode controlar a intensidade do efeito ou mesmo desligá-lo totalmente, apenas escolhendo o número certo de elétrons. Isso abre um leque de novas possibilidades para o controle do spin e para sua aplicação prática.
Bibliografia:
Gate-dependent spin-orbit coupling in multielectron carbon nanotubes
T. S. Jespersen, K. Grove-Rasmussen, J. Paaske, K. Muraki, T. Fujisawa, J. Nygård, K. Flensberg Nature Physics 23 January 2011 Vol.: Published online DOI: 10.1038/NPHYS1880
Química Forense: A utilização da química na pesquisa de vestígio de crime.
Originalmente publicado em Química Nova na Escola 24, Novembro, 2006
Apoio: SBQ
Edição: Erida Ferreira Araújo Silva
Coordenação: Guilherme Andrade Marson
A atuação das forças policiais no combate ao crime no Brasil dá-se de um modo geral em três vias concomitantes: 1) o policiamento ostensivo, realizado pelas forças policiais militares de cada Estado, o qual compreende o confronto físico direto com os criminosos; 2) a investigação policial, realizada pela polícia civil; 3) a pesquisa de vestígios em cenas de crime, realizada pela polícia científica.
Neste terceiro setor, a coleta e análise de vestígios encontrados em cenas de crime é de responsabilidade do perito criminal, um policial atuante junto ao instituto de criminalística de cada Estado. Em locais de crimes contra a pessoa, onde existe a presença de cadáveres (homicídio, suicídio etc.), cabe também ao perito criminal a análise superficial dos corpos, visando a coleta de possíveis elementos que forneçam correlação com o fato criminoso, sendo tais exames conhecidos por perinecroscópicos. A causa mortis, bem como a descrição detalhada dos ferimentos internos presentes no cadáver, é de responsabilidade do médico legista, o qual é subordinado ao Instituto Médico Legal.
A análise da cena de crime
Os locais de crime, bem como os elementos de interesse pericial nele contidos devem ser fotografados do modo como foram encontrados pelo perito ou levantados por meio de desenhos esquemáticos, plantas que são previstas no código de processo penal.
Os vestígios encontrados na cena do crime (peças, instrumentos de crime, substâncias químicas etc.) devem ser analisados e interpretados pelo perito e reportados de modo descritivo em um relatório denominado laudo técnico-pericial. Assim, entende-se por levantamento técnicopericial do local do fato a reprodução fiel e minuciosa do espaço físico onde ocorreu um evento de interesse judiciário, bem como da importância de cada vestígio coletado e sua relação com o fato criminoso (Block, 1979; Else, 1934).
Os exames laboratoriais
Após a etapa de coleta de vestígios, cabe ao perito criminal proceder à análise laboratorial dos mesmos. Tais análises podem ser realizadas utilizando-se métodos físicos e químicos. Como exemplos de métodos físicos, podem ser citados: a pesagem de peças e amostras, a determinação de ponto de fusão de substâncias sólidas, visualização de elementos ocultos utilizando-se lentes de aumento (lupas e microscópios óticos) e fontes de luzes especiais (ultravioleta e polarizada), dentre outros.
Quando a determinação da natureza de uma substância química torna-se necessária, ou quando existe a necessidade de detecção de traços de determinadas substâncias químicas de interesse forense, torna-se
imprescindível a utilização de métodos químicos de análise, sendo tais análises químicas o tema principal deste trabalho.
Química Forense
Conceito
Segundo Zarzuela (1995), denomina-se Química Forense o ramo da Química que se ocupa da investigação forense no campo da química especializada, a fim de atender aspectos de interesse judiciário. Tal ramo da Química atende basicamente as áreas de estudos da Criminalística e da Medicina Forense.
São exemplos de análises químicas de interesse forense possíveis as reações empregadas nas análises de disparos de armas de fogo (Zarzuela, 1995; Reis et al., 2004), identificação de adulterações em veículos (Stumvolle Quintela, 1995), revelação de impressões digitais (Ho, 1990), identificação de sangue em locais de crime e peças relacionadas a estes (Zarzuela, 1995; Ho, 1990), bem como constatação de substâncias entorpecentes como maconha e cocaína (Ho, 1990; CEBRID, 2005;Gaensslen, 1983a e 1983b). Destas, constituem objeto de estudo deste trabalho os exames de análise de disparo de arma de fogo e exames de verificação de adulteração de veículos.
Figura 1: Durante um disparo, gases são expelidos também para a região posterior da arma, depositando resíduos na mão do atirador.
Disparos de armas de fogo
Na utilização de armas de fogo em episódios de crime, são produzidos vestígios de disparo, os quais são expelidos pela expansão gasosa oriunda da combustão da carga explosiva presente nos cartuchos que compõem a munição dessas armas. Tal expansão gasosa dá-se preferencialmente através da região anterior do cano da arma, orientada para a frente; porém, uma parcela desse fluxo de massa gasosa é também expelida pela região posterior da arma, em decorrência da presença de orifícios da culatra (para revólveres) ou do extrator (no caso de pistolas), conforme visualizado na Figura 1.
Tal fluxo gasoso carrega em sua composição os gases oriundos da combustão (CO2 e SO2), bem como uma ampla gama de compostos inorgânicos, tais como nitrito, nitrato, cátions de metais como chumbo e entimônio e particulados metálicos oriundos do atrito e da subseqüente fragmentação dos projéteis metálicos disparados. Quando o fluxo gasoso emitido pela região traseira da arma atinge a superfície da mão do atirador, tais partículas sólidas aderem à superfície da pele. Um teste comumente utilizado para a detecção de vestígios de disparo de arma de fogo nas mãos de um possível suspeito consiste na pesquisa de íons ou fragmentos metálicos de chumbo, em decorrência da maior quantidade desta espécie metálica em relação a outras.
O chumbo presente nos vestígios de disparo pode ser proveniente do agente detonador da espoleta, na
qual encontra-se presente na forma de trinitroresorcinato de chumbo; da carga de espoleteamento, na forma de estifinato de chumbo; bem como pode ser gerado pelo atritamento do corpo dos projéteis de chumbo com as paredes internas do cano da arma.
Figura 2: No exame residuográfico, após fixação em tiras de papel, vestígios de chumbo na mão do atirador podem ser revelados como solução ácida de rodizonato de sódio.
A análise química de chumbo consistena coleta prévia de amostra das mãos do suspeito, mediante aplicação de tiras de fita adesiva do tipo esparadrapo nas mesmas e subseqüente imobilização dessas tiras em superfície de papel de filtro. As referidas tiras, ao serem borrifadas com solução acidificada de rodizonato de sódio, se apresentarem um espalhamento de pontos de coloração avermelhada, indicam resultado positivo para o disparo. Tal exame é conhecido como residuográfico (Figura 2).
A reação química envolvida no processo consiste na complexação de íons chumbo pelos íons rodizonato:
O complexo resultante apresenta coloração avermelhada intensa, diferentemente da solução inicial de rodizonato de sódio, a qual apresenta-se amarelada, nas concentrações utilizadas pelos laboratórios de Química Forense.
Figura 3: A adulteração na numeração original de uma peça de automóvel pode ser constatada com o uso de agentes reveladores.
Identificação de adulterações em veículos
Os veículos envolvidos em episódios de furto ou roubo (automóveis, motocicletas, caminhões etc.) apresentam comumente duas opções de destino: 1) desmanche ilegal e subseqüente comercialização de peças; 2) remarcação de seus sinais de identificação (placas, numeração de chassi, de motor etc.) para utilização dos mesmos como clones.
Considerando-se o fato de que as numerações de chassi e motor apresentam-se gravadas para a maioria dos modelos nacionais em baixo relevo nas superfícies metálicas dos automóveis, por cunhagem a frio (salvo os casos em que estas se apresentam na forma de plaquetas metálicas afixadas por rebites), constitui-se como um tipo muito comum de adulteração a remoção da numeração original da peça, mediante desgaste mecânico e polimento, e subseqüente aplicação de nova numeração por punção, obviamente diferente da original.
O processo de gravação dos caracteres originais dos veículos, produzidos ainda na linha de montagem, produz uma compactação diferenciada na região da estrutura cristalina abaixo e adjacente aos referidos caracteres. Após a remoção da numeração original por desgaste mecânico do tipo lixa, tais imperfeições produzidas na estrutura cristalina da peça metálica, decorrentes da gravação original, permanecem na mesma, porem são invisíveis à vista desarmada. Neste caso, a identificação da presença de sinais de adulteração pode ser feita realizando-se um ataque químico na referida superfície metálica, utilizando agentes reveladores apropriados (Figura 3). Um reagente amplamente empregado no estudo de revelações de numerações em chassi constitui-se de uma solução aquosa alcalina de hexacianoferrato de potássio, denominado reagente de Murikami. Nessas condições, a aplicação da referida solução à superfície metálica adulterada possibilita a revelação da numeração original previamente removida.
A explicação para o contraste visual observado consiste na diferença de reatividade dos sítios da referida superfície metálica, sendo observada uma maior velocidade de reação (no caso, precipitação de hexacianoferrato de ferro III, ou Azul da Prússia) na região da numeração original removida.
Por se tratar de um exame destrutivo, em decorrência do processo de corrosão empregado na referida superfície, as revelações de caracteres originais presentes nas superfícies metálicas estudadas apresentam-se visíveis por um intervalo de tempo limitado, devendo ser prontamente fotografadas.
Considerações finais
Conforme se pôde observar no presente trabalho, as reações químicas constituem importantes ferramentas utilizadas no campo das ciências forenses, na elucidação de crimes. Em decorrência dos exames reportados constituírem reações colorimétricase de fácil reprodutibilidade, bem como de fácil preparo das soluções dos reagentes empregados, tais exames podem culminar em possíveis atividades de laboratório de Química junto aos alunos do nível médio.
Para a realização dos exames metalográficos de revelação de caracteres, pode-se utilizar como peça de exame a superfície de lâminas de facas de cozinha, as quais freqüentemente apresentam inscrições embaixo relevo referentes à marca e ao fabricante. Tais superfícies podem ser previamente desgastadas na região das inscrições, podendo ser realizados posteriormente os exames metalográficos descritos neste trabalho.
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Referências
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BLOCK, E.B., Science vs. crime: The evolution of the police lab. São Francisco: Cragmont Publications, 1979.
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ELSE, W.M. e GARROW, J.M. The detection of crime. Londres: Office of the Police Journal, 1934.
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GAENSSLEN, R.E. (Ed.). Sourcebook in forensic serology. Unit IX: Translations of selected contributions to the original literature of medicolegal examination of blood and body fluids. Washington: National Institute of Justice, 1983a.
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GAENSSLEN, R.E. Sourcebook in forensic serology, immunology and biochemistry. Washington: U.S. Government Printing Office, 1983b.
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HO, M. H. Analytical methods in forensic chemistry. Nova Iorque: Ellis Horwood, 1990.
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REIS, E.L.T; SARKIS, J.E.S.; RODRIGUES, C.; NETO, O. N. e VIEBIG, S. Identificação de resíduos de disparos de armas de fogo por meio da técnica de espectrometria de massas de alta resolução com fonte de plasma indu- tivo. Química Nova, v. 27, p. 409-413, 2004.
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STUMVOLL, V.P e QUINTELA, V. Criminalística. Em: TOCHETTO, D. (Coord.).Tratado de perícias criminalísticas. Porto Alegre: Ed. Sagra-DC Luzzatto, 1995. p. 47-52.
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ZARZUELA, J.L. Química Legal. Em: TOCHETTO, D. (Coord.). Tratado de perícias criminalísticas. Porto Alegre: Ed. Sagra-DC Luzzatto, 1995. p. 164-169.
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DI MAIO, V.J.M. Gunshot wounds: Practical aspects of firearms, ballistics, and forensic techniques. 2a ed. Boca Raton: CRC Press, 1999.
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ROWE, W.F. Firearms/residues. Em: SIEGEL, J.; KNUPFER, G. e SUAKKO, P. (Eds.). Encyclopedia of forensic sciences. Nova Iorque: Academic Press, 2000. p. 953-961.
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Saiba Mais
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CEBRID – Centro Brasileiro de Informações sobre Drogas Psicotrópicas. Efeitos físicos agudos da cocaína.
http://www.unifesp.br/dpsicobio/cebrid/ quest_drogas/cocaina.htm#7 -
Sítio da American Academy of Forensic Sciences
http://www.aafs.org
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Espaço do Profº. Flávio 