Radioatividade

Antoine Henri Becquerel - Em 1895
descobriu acidentalmente uma nova
propriedade da matéria que,
posteriormente, denominou de
radiatividade. Ao colocar sais de urânio
sobre uma placa fotográfica em local
escuro, verificou que a placa enegrecia.
Os sais de urânio emitiam uma
radiação capaz de atravessar
papéis negros e outras
substâncias opacas a luz.
(WIKIPEDIA)

Um momento chave da busca científica para compreender a estrutura da matéria veio quando foi percebido que nem todos os elementos eram estáveis. O núcleo de vários elementos pesados - urânio, rádio e plutônio, para nomear alguns - são instáveis, espontaneamente decaem em outros núcleos e liberam energia no processo. Essa radioatividade pode ocorrer de três formas: decaimento alfa, decaimento beta e decaimento gama. No primeiro, uma partícula alfa (núcleo de hélio, consistindo de dois prótons e dois nêutrons) é lançada para fora do núcleo em alta velocidade. No segundo, uma partícula beta energizada (um elétrons ou sua antipartícula, o pósitron) é emitida. E da terceira forma, usualmente de imediato após um decaimento alfa ou beta, um fóton de raio gama de alta energia é irradiado do núcleo. A quantidade de energia liberada no decaimento radioativo depende em diferenças de massa entre os núcleos original e final multiplicada pela velocidade da luz ao quadrado, como expresso pela famosa equação de Einstein E=mc².

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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A constante cosmológica

Einstein em seu escritório na
Universidade de Berlim.

“O maior erro da minha vida," como foi chamada depois por Einstein, a constante cosmológica representa uma força hipotética de repulsão. Quando Einstein desenvolveu sua teoria da relatividade em 1915, ele observou que a equação requeria um universo em movimento. Acreditava-se na época, entretanto, que o universo era estático. Ele então inventou uma constante cosmológica para balançar a força da gravidade, permitindo galáxias permanecerem em distâncias fixas. Em retrospecto, parece impressionante que ninguém pensou em um universo em expansão. Mas a ideia de um universo estático - nem em expansão ou contração - aparentemente era tão forte na mente dos cientistas na época como a ideia de que os planetas moviam-se em padrões circulares para os gregos, séculos antes.
       Einstein não percebeu que a constante cosmológica era um erro até Edwin Hubble mostrar que todas as galáxias movem-se em relação às outras, um resultado que seria predito por Eintein se tivesse mantido suas equações originais. Uma vez que o gênio estava fora da garrafa, entretanto, era difícil de colocar de volta. Muitos físicos continuam a usar a constante, pois permite maior liberdade na construção de modelos do universo.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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Neutrinos

Com um coringa no debate debate sobre a matéria escura, os neutrinos possuem grande vantagem. Astrônomos sabem que eles existem pelo volume (carga) que ocupam. De forma rude, um bilhão de neutrinos existem no universo para cada próton ou elétron, então eles podem adicionar uma grande quantidade de massa a matéria escura total. Mas os neutrinos também possuem desvantagem: ninguém sabe se de fato, possuem alguma massa. Quando foram postulados pela primeira vez, pelo físico austríaco Wolfgang Pauli, na década de 1930 para explicar a energia desprendida pelo decaimento beta, neutrinos foram pensados como sem massa e capazes de viajar na velocidade da luz. Alguns experimentos, entretanto, parecem indicar que os neutrinos possuem uma massa mínima (milhões de vezes menor que um próton) e move-se quase na velocidade da luz. Se neutrinos possuem mesmo que seja uma quase nula massa, eles são tão numerosos que fazem uma grande fração da matéria escura.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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O Gato de SCHRÖDINGER

A mecânica quântica, a melhor teoria que temos para descrever o mundo atômico e subatômico, traz algumas descrições extraordinárias da natureza. Um exemplo é o princípio da incerteza, no qual diz-se que a velocidade e a posição da partícula (seu estado, no jargão de um físico) não podem ser medidas com precisão ilimitada. Uma ideia relacionada é que o estado de uma partícula não pode ser conhecido precisamente até que a partícula seja observada; em outras palavras, cada e toda partícula possui uma probabilidade de estar em qualquer estado. Ela não existe em um estado particular até que o experimento a observe.
       O físico austríaco Erwin Schödinger, um dos fundadores da mecânica quântica, pensou em um paradoxo para demonstrar que a mecânica quântica não se aplica a grandes, tangíveis objetos. Ele imaginou um cato trancado em uma câmara de aço com uma pequena quantidade de material radioativo, um contador Geiger, e um diabólico mecanismo projetado para, se o contador Geiger detectar decaimento radioativo, ativar um machado que quebraria um frasco de ácido e envenenaria o gato. Seria necessário apenas que um átomo decaísse para matar o gato, mas se um átomo decai ou não é governado pela probabilidade. Aplicando-se as regras da mecânica quântica ao sistema, indica que o gato não está vivo ou morto até que um humano observa-se a câmara. Schrödinger argumentou que essa era uma forma sem sentido e apenas exemplar de aplicar a mecânica quântica a situações em que ela não se aplica. Ainda, poucos físicos defendem a ideia que o gato sequer existe (ou deixa de existir) até que ele seja observado.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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Quarks

Os menores blocos de matéria ? Quarks aparecem
em seis tipos nomeados arbitrariamente
(up, down, strange, charmed, top, e bottom).
Prótons, por exemplo, são feitos por dois up e um
down, enquanto dois down  e um up formam um nêutron.

Por séculos, cientistas pensaram que átomos eram os menores constintuintes da matéria (de fato, a palavra átomo origina-se do grego atomos, significando indivisível). Somente no último século os físicos perceberam que átomos eram compostos por partículas menores: prótons, elétrons e nêutrons. E com o passar do tempo, eles pensaram que essas eram as unidades fundamentais da matéria.
       Na década de 1960, entretanto, experimentos começaram a mostrar estrutura interna de prótons e nêutrons como sendo compostas por partículas ainda menores. Denominados de "quarks" pelo físico Murray Gell-Mann depois de uma linha de FINNEGAN'S WAKE de James Joyce, essas partículas vieram em seis tipos chamados up, down, strange, charmed, top, e bottom. Um próton consiste de dois up e um down, enquanto um nêutron de dois down e um up. A combinação de quarks permite ainda outras partículas, apesar da maioria ser instável e decair rapidamente para prótons ou nêutrons. O universo primordial, provavelmente, pareceria uma densa sopa de quarks e anti-quarks.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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Novo Design

Em consideração aos resultados da última pesquisa, que elegeu Albert Einstein como maior representante moderno da ciência, o novo design/template do site foi desenvolvido em sua homenagem. Sugestões para melhorar são bem-vindas.

Os menus foram atualizados e o site de Biofísica encontra-se temporariamente no endereço provisório http://www.biofisica.xpg.com.br/, logo será transferido para um endereço definitivo.

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