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Nanotecnologia

Mecânica quântica é filmada em tempo real

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/04/2012

                                          Quadros selecionados do filme que mostra o padrão de interferência quântico 

                                         formando-se ao vivo, em escala macroscópica, visível a olho  nu.

                                         [Imagem: Juffmann et al./Nature Nanotechnology]

Partícula e onda

Você certamente já ouviu falar que as partículas em dimensões atômicas são governadas pelas leis da mecânica quântica, e que isso significa que elas podem se comportar tanto como partículas quanto como ondas.

Um elétron ou um fóton, por exemplo, são partículas e são ondas, dependendo da forma como você os encara.

Isso é contraditório com as noções que temos sobre o que é real ou local: um elétron poderia assim não ser "real" no sentido de ser uma partícula, porque seria uma onda.

Mas, quando visto como uma partícula, poderia não estar em um lugar determinado, porque, como onda, espalha-se por um espaço finito, não sendo nada além de uma probabilidade de estar em algum ponto desse espaço.

Experimento da dupla fenda

O experimento clássico para demonstrar isso é a chamada dupla fenda, uma chapa com duas fendas verticais, contra a qual são disparados fótons, ou partículas de luz.

Do outro lado emergirá um padrão de interferência, similar ao formado por múltiplas pedras caindo sobre a superfície de um lago, mostrando que os fótons-onda interferem uns com os outros - essencialmente, eles estão passando pelas duas fendas ao mesmo tempo.

Contudo, sobre a chapa, os fótons sempre são coletados e medidos comportando-se exatamente como partículas.

Essa é a demonstração clássica da chamada dualidade partícula-onda, e até hoje vem sendo repetida à exaustão em laboratórios de física, mas sempre na forma de uma "fotografia": a chapa onde os fótons colidiram e formaram o padrão de interferência.

Dualidade partícula-onda ao vivo

Agora, cientistas da Universidade de Viena, na Áustria, conseguiram pela primeira vez filmar o experimento da dupla fenda, mostrando a dualidade partícula-onda desenrolando-se ao vivo.

Em vez de fótons, Thomas Juffmann e seus colegas usaram moléculas de ftalocianina, um corante altamente fluorescente, e fizeram-nas atravessar uma grade em nanoescala, com uma espessura suficiente para reduzir os efeitos da força de van der Walls.

Assim que as moléculas chegavam na tela, do outro lado da nanograde, os cientistas capturavam imagens ao vivo usando um microscópio de fluorescência com uma sensibilidade inédita, capaz de fotografar cada molécula com uma precisão de 10 nanômetros.

                                            Esta foi a "câmera" que filmou "Dualidade Partícula-Onda - O Filme". 
                                            Imagem: Juffmann et al./Nature Nanotechnology]

Mecânica quântica visível a olho nu

O experimento tem um componente fortemente didático: ele revela a característica de partícula única dos complexos padrões de difração quânticos em escala macroscópica, visível a olho nu.

É possível ver o padrão de interferência surgindo em tempo real, e lá permanecendo durante horas.

Assim, o "Dualidade Partícula-Onda - O Filme", torna essa propriedade contra-intuitiva da mecânica quântica algo particularmente tangível e visível.

As experiências têm também um ponto de vista prático.

Elas permitem acessar as propriedades moleculares na proximidade das interfaces entre sólidos, e mostram um caminho para futuros estudos de difração em membranas com espessuras de nível atômico.

Bibliografia:

Real-time single-molecule imaging of quantum interference
Thomas Juffmann, Adriana Milic, Michael Müllneritsch, Peter Asenbaum, Alexander Tsukernik, Jens Tüxen, Marcel Mayor, Ori Cheshnovsky, Markus Arndt
Nature Nanotechnology
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2012.3

SITE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Mecânica quântica é filmada em tempo real. 03/04/2012. Online. Disponível em www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=mecanica-quantica-filmada-tempo-real. Capturado em 25/04/2012. 

MUSEU NACIONAL - 194 ANOS

Comemorando seus 194 anos de fundação, o Museu Nacional convida seu público para aproveitar o evento "Ciência, História e Cultura na Quinta da Boa Vista". Com uma programação variada para adultos e crianças o evento acontecerá nos dois primeiros finais de semana de maio, dias 4, 5, 6 e 11, 12 e 13, de 10 às 16h.

Confira a programação no site http://www.194anos.museunacional.ufrj.br/programacao.html 

A entrada no Museu Nacional custa R$ 3,00, sendo que, crianças de até cinco anos e maiores de 60 não pagam.

© 2012, Museu Nacional / UFRJ

O Poder do Um

Oi pessoal!

Tenho uma mania que considero não muito saudável, mas que acabo tirando algum benefício. Acho que penso assim, para desencargo de consciência pela prática RS... Ou até mesmo para me convencer sempre de que depende muito do uso que fazemos das coisas, se com dose de equilíbrio, de ruim pode passar a ser bom e vice versa sem essa dose, ou seja,  o excesso  que não é benéfico...

Ihhh será mania de falar/escrever/pensar demais RS... Venho buscando aprender a me conter, mas... Ainda to aprendendo...

A mania que me refiro agora é a de ficar navegando na internet com mil janelas abertas: e-mails, pesquisas diversas (onde uma coisa puxa a outra, ou onde uma não tem nada a ver com a outra e por aí vai)... E assistindo a TV, nem sei muito bem como consigo, mas às vezes dá certo.

Estava pesquisando matérias para possíveis postagens no blog “TEIA DA CIÊNCIA” e na  TV passava uma propaganda que me fez despertar, daí veio aquela chuva de pensamentos filosóficos... ADORO!

 PENSAR É VIDA QUE IMPULSIONA O MOVIMENTO...

Lembrei-me do ditado popular ou provérbio que diz: “Uma andorinha só não faz verão.” Apesar de gostar muito da sabedoria popular e fazer uso de seus ditos, esse eu sempre busquei argumentos e exemplos para discordar desse, como: a pequena e bela história do beija-flor e o fogo na floresta. Foi quando a propaganda chamou minha atenção. Excelente exemplo! Vocês poderão conferir no vídeo que segue.

Do que é feita a teia da aranha?

A teia (ou seda) da aranha é composta por cadeias de aminoácidos. Em outras palavras, a teia é simplesmente uma proteína (consulte Como funciona a alimentação para mais detalhes dos aminoácidos e proteínas). Os dois aminoácidos básicos são glicina e alanina.

A teia da aranha é extremamente forte - cerca de cinco vezes mais forte que o aço e duas vezes mais forte que o Kevlar (em inglês) de mesmo peso. Muito resistente, a teia da aranha também tem a capacidade de se esticar 30% a mais que seu comprimento original sem se romper.

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·         Kevlar 

Referência:

"HowStuffWorks - Do que é feita a teia da aranha?".  Publicado em 01 de abril de 2000  (atualizado em 20 de dezembro de 2007) http://ciencia.hsw.uol.com.br/questao87.htm  (25 de abril de 2012)

Teia...Por quê?

Pensando no título para o blog, vieram muitos temas relacionados às minhas "paixões": Ciência, Educação, Arte, Cultura... Vida de um modo geral... Vieram ideias de vários títulos como: Caminhos, Semear, entre tantos, gostei do Teia da Ciência, além de considerar uma linda "arquitetura" da aranha, me remete a uma analogia de força, perseverança,união... E para reforçar esse meu pensamento, inicio com um trecho de um artigo, cujo autor teve a sensibilidade de nos explicar o porquê da analogia com a TEIA.

 “Uma educação que prime pela qualidade faz valer a interdisciplinaridade e a transdisciplinaridade, ou seja, os conteúdos estão correlacionados de maneira com que o educando perpasse por tudo que lhe foi ensinado e faça com que o aprendido pelo aluno seja algo aplicável em seu contexto. Pode-se fazer uma analogia com uma grande teia de aranha na qual a educação se encontra como o centro dessa teia e suas extremidades são os conteúdos correlacionados, conteúdos esses que complementam entre si e correlacionam com a realidade de cada aluno para que nela, este possa vislumbrar novas expectativas e sonhos alcançáveis”.  Wolmer Ricardo Tavares

Assim o objetivo é de promover nesse espaço a interação daquilo que perpassa pela caminhada de cada um de nós e que nos motiva a seguir sempre em frente, na busca do conhecimento para a construção de algo cada vez melhor.
Espero que gostem e venham fazer parte dessa teia.

Abraços fraternais, Pat.