Efeito do Observador confirmado: átomos não se movem se você estiver olhando

Redação do Site Inovação Tecnológica

Os átomos não se movem quando estão sendo observados, mas basta fazer as medições em intervalos maiores para que eles se movam. [Imagem: Y. S. Patil et al. - 10.1103/PhysRevLett.115.140402]

Efeito do Observador

Há poucos dias, em um experimento histórico, físicos finalmente mostraram de forma incontestável que Einstein estava errado ao menos em uma de duas de suas ideias fundamentais, uma delas envolvendo as incertezas e as leis probabilísticas da mecânica quântica.

Para não deixar margens a dúvidas, outra equipe finalmente demonstrou de forma inequívoca uma das previsões mais estranhas da teoria quântica - a previsão de que um sistema quântico não pode mudar enquanto o pesquisador o estiver observando, confirmando que o observador de fato influencia os experimentos quânticos.

Segundo os físicos da Universidade de Cornell, nos EUA, responsáveis pelo experimento, esse comportamento quântico foi bem ilustrado na série Dr. Who pelos "Anjos Lamentadores", criaturas predatórias que assumem a forma de estátuas e que apenas se movem e atacam quando não estão sendo olhadas.

Além de resolver uma disputa de longa data entre os físicos, o experimento abre o caminho para uma técnica fundamentalmente nova para controlar e manipular os estados quânticos de átomos - em um primeiro momento, permitindo ao menos a criação de novos tipos de sensores.

Efeito Zeno Quântico

Para testar a influência do observador sobre os experimentos quânticos, Yogesh Patil e Srivatsan Chakram resfriaram um gás contendo cerca de um bilhão de átomos de rubídio, no interior de uma câmara de vácuo, até próximo do zero absoluto, e suspenderam a massa usando feixes de laser. Nesse estado, os átomos se organizam em uma grade ordenada como se estivessem em um cristal sólido e funcionam como se fossem uma entidade única - por isso essa estrutura é muitas vezes chamada de "átomo artificial".

Em temperaturas tão baixas, os átomos podem tunelar de um lugar para outro na rede atômica. O famoso princípio da incerteza de Heisenberg diz que a posição e a velocidade de uma partícula estão relacionadas e não podem ser simultaneamente medidas com precisão.

Como a temperatura é uma medida do movimento de uma partícula, no frio extremo do quase zero absoluto a velocidade é praticamente zero, de forma que há muita flexibilidade na posição: quando você os observa, os átomos são tão susceptíveis de estar em um lugar na rede como em qualquer outro.

Os pesquisadores demonstraram então ser possível suprimir o tunelamento quântico - as mudanças de posição - meramente observando os átomos. Olhe para eles, e eles "congelam" no lugar; interrompa a medição, e eles voltam a tunelar. Isto foi feito repetindo rapidamente as medições: quanto mais rapidamente elas são feitas, menor é a probabilidade de os átomos terem saído do lugar.

Este assim chamado "Efeito Zeno Quântico" - ou "Efeito do Observador" - deriva de uma proposta feita em 1977 por George Sudarshan e Baidyanath Misra, da Universidade do Texas, que notaram que a natureza estranha das medições quânticas permite, em princípio, que um sistema quântico seja "congelado" por medições repetidas, feitas em sequência.

Como os átomos se mostraram altamente sensíveis às menores forças externas - as forças envolvidas em sua medição - isto tornará possível desenvolver sensores mais precisos. [Imagem: Y. S. Patil et al. - 10.1103/PhysRevLett.115.140402]

Classicalidade emergente

"Esta é a primeira observação do Efeito Zeno Quântico por uma medição do movimento atômico no espaço real," disse o professor Mukund Vengalattore, orientador da equipe. "Além disso, devido ao alto grau de controle que conseguimos demonstrar em nossos experimentos, nós podemos 'sintonizar' gradualmente a maneira pela qual observamos esses átomos. Usando este ajuste, nós fomos capazes de demonstrar também um efeito chamado 'classicalidade emergente' neste sistema quântico."

Na classicalidade emergente, os efeitos quânticos desaparecem, e os átomos começam a se comportar da maneira prevista pela física clássica, que nos parece muito mais intuitiva.

A propósito, com o estabelecimento desses experimentos definitivos mostrando a realidade das esquisitices quânticas, as atenções começam a se voltar justamente para essa fronteira entre o clássico e o quântico - entre os "reinos" que obedecem às leis da física clássica ou às leis da mecânica quântica.

Embora tradicionalmente associados com as dimensões - o tamanho - das partículas envolvidas, alguns indícios apontam que a gravidade possa ser usada para explicar a fronteira clássico-quântico, enquanto outros físicos vão ainda mais longe, propondo que a física quântica emerge na fronteira entre múltiplos universos.

Bibliografia:

Measurement-Induced Localization of an Ultracold Lattice Gas
Y. S. Patil, S. Chakram, M. Vengalattore
Physical Review Letters
Vol.: 115, 140402
DOI: 10.1103/PhysRevLett.115.140402

Nondestructive imaging of an ultracold lattice gas
Y. S. Patil, S. Chakram, L. M. Aycock, M. Vengalattore
Physical Review Letters
Vol.: 90, 033422
DOI: 10.1103/PhysRevA.90.033422

Drones espaciais vão aumentar vida útil de satélites

Redação do Site Inovação Tecnológica 

O drone espacial - a estrutura do centro para a direita - aproximando-se para agarrar um satélite sem combustível. [Imagem: Effective Space]

Drones espaciais

A empresa aeroespacial britânica Effective Space anunciou ter assinado o primeiro contrato para enviar um drone espacial que deverá capturar e passar a manobrar um satélite de comunicações que está ficando sem combustível.

O cliente está sendo mantido em segredo, mas a empresa adiantou que, "em 2020, [lançaremos] uma frota de drones espaciais" em direção a um satélite em órbita geoestacionária, o que significa que a empresa precisará de um foguete de grosso calibre - satélites geoestacionários orbitam a Terra a 36.000 km de altitude.

Hoje existem mais de 600 satélites de comunicação nessa faixa, conhecida como "Cinturão de Clarke", em homenagem ao escritor de ficção científica Arthur C. Clarke.

A expectativa é que esse tipo de serviço permita aumentar significativamente a vida útil dos satélites artificiais e também abra caminho para manobrar e eliminar lixo espacial.

Motores iônicos

Os satélites são projetados para operar por cerca de 15 anos, em média. Quando seu combustível acaba, eles perdem a capacidade de controlar sua posição e orientação, o que impede que se alinhem com as estações em terra para estabelecer as comunicações. Mesmo que todos os demais equipamentos continuem funcionando, o satélite que fica sem combustível efetivamente se torna um lixo espacial, e fica por lá, desperdiçando uma valiosa posição no Cinturão de Clarke.

Os drones espaciais da Effective Space foram projetados com garras que permitem que eles "abracem" satélites que não foram projetados para atracamento.

Cada drone espacial pesa cerca de 400 kg e é dotado de motores iônicos, que se encarregarão de manobrar, orientar e manter a altitude dos satélites.

Quando o satélite pifar de vez, o drone irá então retirar o lixo espacial do Cinturão Clarke, colocando-o em uma "órbita cemitério", onde não atrapalhará as futuras missões. O drone espacial, por sua vez, poderá ser reutilizado, sendo direcionado para sua próxima missão junto a outro satélite que estiver ficando com o tanque vazio.

Cada drone também está sendo projetado para uma vida útil de 15 anos, quando seus próprios motores iônicos ficarão sem combustível - antes disso, porém, eles serão dirigidos para a órbita adequada ao seu descanso final.

Qual é a menor coisa que existe no Universo?

Andy Parker - BBC 

A física tem um problema com as coisas pequenas. Ou, para ser mais preciso, com as coisas infinitamente pequenas.

Nós imaginamos que podemos nos mover por qualquer distância que queiramos, não importando quão pequena ela seja.

Esta percepção foi explorada por Zeno em um de seus famosos paradoxos. Aquiles nunca poderia realmente chegar a qualquer lugar já que a distância que ele teria que cobrir seria reduzida à metade um número infinito de vezes - na metade do caminho, então a meio caminho de novo, e assim por diante. Ele teria que dar um número infinito de passos cada vez menores para alcançar seu objetivo.

Os matemáticos têm explicado esse aparente paradoxo, e eles ficam totalmente confortáveis com números infinitos, bem como com as distâncias e objetos infinitamente pequenos. As respostas a que eles chegam são usadas na física para descrever o mundo interior do átomo.

O problema com os pontos

Mas a natureza não parece se sentir tão confortável com isso.

Quando tentamos descrever algo como um "ponto" - um objeto infinitamente pequeno - então surgem alguns dos problemas mais difíceis em física.

Como toda a física de partículas se baseia em partículas do "tipo ponto", reagindo às forças em espaços minúsculos, pode-se perceber que os problemas surgem muito rapidamente.

Esses problemas aparecem sob a forma de respostas sem sentido quando as equações são usadas para as distâncias muito pequenas.

Desta forma, os físicos estão cada vez mais desconfiados dos pontos, e se perguntando se de fato a natureza tem um limite para o menor objeto possível, ou mesmo se há um menor espaço possível.

Cientistas acreditam que o superlaser ELI será suficiente para tornais reais as partículas virtuais. [Imagem: ELI]

Bonecas russas

A busca pelos menores blocos de construção da Natureza provavelmente remonta ao primeiro homem das cavernas que tentava fazer uma borda afiada em uma pedra.

Os gregos nos deram o conceito de átomos como bolas de bilhar que se unem para formar os materiais que vemos, e essa imagem continua na mente da maioria dos povos.

Mais de um século atrás, J.J. Thomson conseguiu extrair elétrons de átomos, e ele foi seguido em 1932 por Cockcroft e Walton, que separaram o núcleo atômico com um acelerador de partículas primitivo, mas inteligentemente concebido.

Estes acabaram por se mostrar serem apenas as primeiras bonecas russas.

Experimentos sucessivos, usando aceleradores mais e mais potentes, revelaram que o núcleo era composto de prótons e nêutrons, que por sua vez eram feitos de quarks.

Os sinais do bóson de Higgs gerados recentemente no LHC se tornaram a mais recente das bonecas russas.

Mas todas as tentativas para dividir quarks ou elétrons, mesmo usando o incrível poder do LHC, falharam.

Incomodamente, os chamados blocos básicos de construção da natureza parecem ser pontos - certamente menores do que 0,0000000000000000001 metro de diâmetro.

A ignorância quântica estabelece que conhecer as partes não garante o conhecimento do todo. [Imagem: Vidick et al.]

Rumo ao infinito

Pode-se ver onde o problema surge. Todas as forças da natureza ficam mais fortes conforme as distâncias encurtam.

A famosa "lei do inverso do quadrado" da gravidade, de Newton, por exemplo, diz que a força da gravidade fica quatro vezes mais forte se você reduzir pela metade sua distância de um objeto.

Se imaginarmos partículas como sendo pontos, você pode fazer a distância entre duas delas tão pequena quanto queira, de forma que a força se torna infinita. Em última instância, isso iria quebrar o tecido do espaço, criando uma espuma de buracos negros, o que certamente faria Aquiles progredir ainda mais lentamente.

Os físicos normalmente conseguem contornar este problema usando a imprecisão contida na mecânica quântica, que permite que a matéria se comporte como partículas ou como ondas.

Você também pode ter ouvido falar do Princípio da Incerteza de Heisenberg, que não nos permite saber exatamente onde alguma coisa está. Assim, mesmo que uma partícula possa ser um ponto, a sua localização é incerta, e ela aparece nas equações como uma bola nebulosa - problema resolvido!

Alguns físicos propõem que o LHC pode se tornar a primeira máquina do tempo do mundo. [Imagem: Jenni Ohnstad/Vanderbilt]

Descasamento problemático

Bem, quase. Nós realmente não sabemos como aplicar a mecânica quântica à gravidade, e por isso ainda ficamos às voltas com previsões absurdas, como o colapso total do espaço se tentarmos descrever campos gravitacionais fortes, como os que estão dentro dos buracos negros.

Acontece que a mecânica quântica e a teoria da gravidade de Einstein não se misturam.

Várias soluções engenhosas têm sido propostas para este problema.

A mais óbvia é que há uma outra boneca russa, e as menores partículas são pequenas bolas de bilhar. Se for assim, um dia, talvez usando o LHC, veremos o tamanho dos menores objetos que podem existir.

Mas os físicos teóricos preferem a ideia de que as partículas não são de fato redondas, mas pequenas "cordas", parecidas com pedaços de elástico.

Elas teriam um comprimento finito, mas uma largura infinitamente pequena. Isso resolve o problema, já que você nunca pode estar à mesma distância de toda a corda - é por isso que a ideia é chamada de Teoria das Cordas.

Cordas podem vibrar, e isso nos permite explicar todas as estranhas partículas fundamentais que vemos como sendo diferentes vibrações das cordas - diferentes notas de um violino cósmico.

Parece simples, mas para explicar as partículas que conhecemos, as cordas precisam vibrar de muitas maneiras diferentes.

A Teoria das Supercordas permite que elas vibrem em um bizarro espaço com 11 dimensões - para cima, para baixo, para os lados, "transversalmente" e de 7 outras maneiras!

Experimentos no LHC estão procurando sinais de que você possa se mover "transversalmente". Se pudermos, poderia haver universos inteiros, tão grandes e maravilhosos como o nosso, bem ali na rua "transversal".

Recentemente, físicos bateram o recorde mundial do menor tempo já medido. [Imagem: Koke et al./Nature Photonics]

Questões de espaço e de tempo

Podemos ir mais longe ainda - talvez não devamos procurar pelo menor objeto, mas pela menor distância.

Se o espaço for composto por um monte de grânulos pequenos, então o problema pode ser resolvido desde que duas partículas não possam ficar mais perto uma da outra do que o tamanho de um grânulo.

Isso equivale a Aquiles podendo se mover ao longo de uma série de passos pequenos, mas finitos.

Olhando para as partículas que viajam distâncias enormes em todo o cosmos, podemos esperar ver o efeito acumulado de impactos sobre inúmeros pequenos grãos, e não o deslizar tranquilo através do espaço liso que se imagina.

No final, as respostas serão encontradas nos experimentos, não em nossas imaginações.

Talvez a coisa mais incrível que descobrimos seja o método científico, que nos permite colocar e responder questões como "Quão pequeno é o Universo?".

Nada mal para homens das cavernas ligeiramente evoluídos.

Melhor que holograma: Imagem 3D flutua ao ar livre

Redação do Site Inovação Tecnológica 

A imagem é formada pelo fenômeno da persistência de visão. [Imagem: Julie Walker/Brian Wilcox/Hannah Hansen/BYU]

Tela 3D ao ar livre

Você ainda não conseguirá ver a Princesa Leia em toda a sua glória - dizendo a Obi Wan Kenobi que ele é sua última esperança -, mas engenheiros comprovaram que os hologramas não são a única esperança para obtermos vídeos 3D realísticos, flutuando livremente no espaço.

Daniel Smalley e Erich Nygaard, da Universidade Brigham Young, nos EUA, criaram o primeiro protótipo de uma tela 3D baseada no que eles chamam de "armadilha fotoforética".

A fotoforese é um fenômeno no qual partículas ficam suspensas em um líquido ou gás - que pode ser o ar atmosférico - e podem ser movimentadas usando gradientes térmicos, com o calor geralmente fornecido por uma fonte de luz laser. Este é o princípio por trás da maioria dos experimentos com raios tratores a laser- há também raios tratores sônicos, magnéticos e até raios tratores mecânicos.

Ou seja, não se trata de um holograma.

Persistência de visão

Como o calor para prender e movimentar as minúsculas partículas de celulose é fornecido por um laser, é possível controlar a cor com que elas aparecem.

Sua movimentação rápida, por sua vez, produz uma imagem por um processo conhecido como "persistência de visão", a ilusão provocada quando um objeto visto pelo olho humano persiste na retina por uma fração de segundo após a sua percepção - imagens projetadas a um ritmo superior a 16 quadros por segundo sucedem-se na retina sem interrupção, formando um filme.

"Nós usamos um feixe de laser para aprisionar uma partícula, e então podemos movimentar o laser para mover a partícula e criar a imagem," explicou Nygaard.

O píxel 3D é formado por uma minúscula esfera de celulose iluminada por lasers de diversas cores - a estrutura embaixo é o dedo do engenheiro. [Imagem: Julie Walker/Brian Wilcox/Hannah Hansen/BYU]

Impressão 3D de luz

Smalley prefere comparar essa tela volumétrica com uma impressão 3D para a luz: "Esta tela é como uma impressora 3D para a luz. Você está de fato imprimindo um objeto no espaço com essas minúsculas partículas."

Até o momento, o protótipo já conseguiu apresentar uma borboleta, um prisma, o logotipo da universidade, diversos tipos de anéis e estruturas helicoidais e, para apontar para os objetivos futuros, uma pessoa com um jaleco inclinado como a princesa de Guerra nas Estrelas quando ela começa a transmitir sua mensagem icônica.

"Nós chamamos informalmente esse trabalho de Projeto Princesa Leia. Nosso grupo tem a missão de pegar as telas 3D da ficção científica e torná-las realidade. Nós criamos uma tela que pode fazer isto," disse Smalley.

Bibliografia:

A photophoretic-trap volumetric display
Daniel E. Smalley, Erich Nygaard, K. Squire, J. Van Wagoner, J. Rasmussen, S. Gneiting, K. Qaderi, J. Goodsell, W. Rogers, M. Lindsey, K. Costner, A. Monk, M. Pearson, B. Haymore, J. Peatross
Nature
DOI: 10.1038/nature25176

Astrônomos brasileiros descobrem anel em planeta-anão vizinho de Plutão

Pelo site Engenharia é

Trabalhando em conjunto com uma equipe internacional, um grupo de astrônomos brasileiros descobriu a existência de um anel, similar aos do gigante Saturno, em um planeta-anão vizinho de Plutão. A descoberta foi publicada na revista científica Nature. O anel circunda Haumea, um dos planetas-anões próximos a Plutão, localizado no que os astrônomos chamam de Cinturão de Kuiper.

Situado após a órbita de Netuno, o cinturão é composto por objetos de gelo e rochas entre os quais se destacam quatro planetas-anões: Plutão, Eris, Makemake e Haumea. Esses objetos são difíceis de estudar porque são pequenos, brilham pouco e, devido às enormes distâncias, são difíceis de detectar mesmo com telescópios potentes.

Na imagem abaixo é possível observar o planeta-anão Haumea ao centro, Plutão à direita e o pequeno corpo celeste que também tem anel Chariklo à esquerda:

A descoberta resultou de um trabalho conjunto liderado pelo astrônomo espanhol Jose Luis Ortiz, do Instituto de Astrofísica de Andaluzia (IAA-CSIC), e contou com a participação de astrônomos e alunos brasileiros do Observatório Nacional, ligado ao Ministério da Ciência Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC), do Observatório do Valongo, ligado a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e da Universidade Tecnológica Federal do Parana (UFTPR), filiados ao Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA).

O método de observação usado pelos astrônomos consiste em estudar as ocultações estelares, que é quando esses objetos passam à frente de uma estrela, como um pequeno eclipse. Com o método foi possível determinar as principais características de Haumea, como tamanho, forma e densidade, além do anel.

A observação ocorreu em 21 de janeiro e contou com a participação de 12 telescópios de dez observatórios europeus. “Graças a estas observações foi possível reconstruir com grande precisão a forma e o tamanho do planeta anão Haumea e descobrir, para nossa surpresa, que ele e consideravelmente maior e reflete menos luz em comparação com o que acreditávamos anteriormente. Ele é também muito menos denso do que pensávamos, o que respondeu a questões que estavam pendentes sobre este objeto”, disse Jose Ortiz.

Segundo o professor do Programa de Pós-Graduação em Física e Astronomia da UTF-PR, Felipe Braga Ribas, as pesquisas sobre o corpo celeste vão continuar com a realização de simulações. “Os próximos passos são continuar observando esse objeto, fazer modelos e simulações sobre esse anel, ver como esse anel pode ou não evoluir, tentar entender do que ele é formado e qual a influência da rotação do Haumea, que é muito elevada, para a formação desse anel”, comenta Felipe Ribas.

Confira o link em      https://youtu.be/TeUegAEbGxo


A pesquisa tem importância ainda, segundo o astrônomo, por reafirmar o preparo do Brasil para a realização de pesquisas de grande impacto na ciência mundial. “A oportunidade desta descoberta vem do fato de nós estarmos realizando pesquisa de ponta. Mais do que isso, proporciona trazer nossos alunos, nossas instituições para o destaque que esse tipo de descoberta proporciona, porque mostra que estamos juntos aos países que estão realizando pesquisa de alto nível”, ressalta o pesquisador.

Anel

A descoberta do anel foi uma surpresa para os astrônomos. “Há apenas alguns anos, só conhecíamos a existência de aneis em torno dos planetas gigantes e há muito pouco tempo, o mesmo grupo descobriu também que dois pequenos corpos, Chariklo e Chiron, situados entre Júpiter e Netuno, pertencentes a família de objetos denominados Centauro, têm aneis densos, o que foi uma grande surpresa. Agora descobrimos que corpos mais distantes que os Centauros, maiores e com características muito diferentes, também podem ter aneis”, afirmou o astrofísico espanhol Pablo Santos-Sanz, também coautor e membro do IAA-CSIC.

De acordo com os dados obtidos, o anel se encontra no plano equatorial do planeta-anão, da mesma forma que seu maior satélite Hi’iaka, e esté em ressonância de 3 por 1 em relação à rotação de Haumea – o que significa que as partículas geladas que compõem o anel completam uma volta em torno do planeta enquanto este gira três vezes em torno do seu eixo.

“É a primeira vez que um anel é descoberto em torno de um objeto transnetuniano o que mostra que a presença de aneis pode ser mais comum do que se pensava anteriormente, tanto em nosso Sistema Solar como em outros sistemas planetários. “Existem várias explicações possíveis para a formação do anel. Ele pode ter se originado de uma colisão com outro objeto, ou pela liberação de parte do material superficial devido à rápida rotação de Haumea”, disse Ortiz.

Por causa da grande distância, Haumea leva 284 anos para dar uma volta em torno do Sol, em uma órbita elíptica. Em razão disso e de sua velocidade de rotação – Haumea dá uma volta completa em seu prórpio eixo em 3,9 horas –, muito mais rápida que qualquer outro corpo do Sistema Solar com mais de cem quilômetros de diâmetro, o planeta-anão é achatado e possui um formato similar ao de uma bola de rugby.

Os dados coletados mostraram ainda que Haume mede 2.320 quilômetros no seu maior lado, quase igual ao diâmetro de Plutão, mas que, ao contrário do que ocorre com o planeta vizinho, não possui uma atmosfera global. Plutão teve sua categoria rebaixada em 2006 de planeta, para planeta anão, ao lado de Ceres, Érisa, Makemake e Haumea.

China promete construir 285 cidades ecológicas que serão completamente coberta por plantas

Pelo site Engenharia é

AChina anunciou recentemente que pretende construir outras 285 novas cidades ecológicas. O projeto faz parte do esforço do país em ajudar o meio ambiente.

A primeira cidade dessas 285 já está quase pronta, e é uma cidade inteira coberta por plantas, baseada em conceitos de sustentabilidade desde o seu planejamento até a sua construção.

O lugar escolhido foi Liuzhou, província de Guangxi. A cidade foi projetada por Stefano Boeri Architetti, uma equipe que desenvolve projetos verdes em todo o mundo, a primeira das muitas cidades ecológicas a serem construídas no país terá capacidade para 30 mil pessoas e capacidade de ter 1 milhão de plantas de mais de 100 espécies e 40.000 árvores que, em conjunto, absorvem quase 10 mil toneladas de dióxido de carbono e 57 toneladas de poluentes.

E não para por aí, com toda essa vegetação a cidade irá produzir aproximadamente 900 toneladas de oxigênio por ano. Isso se resulta em uma cidade que ajudará a diminuir a temperatura média do ar, que vai melhorar a qualidade do ar local, criar barreiras de ruído, gerar habitats e melhorar a biodiversidade local na região.

É, parece que a China está realmente empenhada em melhorar na parte ambiental. Segundo o governo, a ideia é que, em breve, metade dos novos centros urbanos de todo o país sejam sustentáveis, com pouca emissão de CO2 e muito verde.

CO2 poderá ser transformado em materiais inovadores

Pelo site Engenharia é

Atodo momento, milhares de toneladas de dióxido de carbono (CO2) são liberadas na atmosfera graças as atividades humanas. Mas o gás vilão do aquecimento global também pode ser uma excelente matéria-prima para a produção de novos produtos.

A empresa Ford desenvolveu uma tecnologia que transforma o CO2 capturado nas fábricas em materiais para serem usados nos produtos da companhia, como componentes plásticos e espuma.

A nova espuma sustentável, produzida com até 50% de polióis (precursores essenciais para a fabricação de espuma) derivados de CO2, pode ser aplicada em bancos e capôs. O novo plástico também tem um grande potencial de uso em peças automotivas.

Esta tecnologia alcançará dois objetivos: reduzirá as emissões de gases do efeito estufa quanto o uso de plástico e espuma feitos de petróleo.

“Entre os seus benefícios ambientais, sem dúvida, estão a redução do consumo de derivados de petróleo e das emissões de carbono, associados às mudanças climáticas”, disse Debbie Mielewski, especialista de sustentabilidade da Ford.

A Rede de Comunicação Quântica da China já está online

Pelo site Engenharia é

Acriptografia quântica proporcionará segurança inquebrável para indivíduos, empresas e governos. Esses sistemas fornecerão um novo nível de comunicação segura. Guiados pelas leis da mecânica quântica, as leis que determinam o que acontece em um nível subatômico, esta tecnologia não pode ser corrompida.

Apenas na semana passada, a China completou sua própria rede quântica; uma rede maciça que abrange a Europa e a Ásia.

Os dados pessoais e sensíveis que as pessoas compartilham em todo o mundo são criptografados, mas essa criptografia não é tão confiável quanto você pensa. À medida que a tecnologia de criptografia cresce, a tecnologia de cracking também aumenta. A rede quântica da China poderia acabar com essa batalha. A rede de satélites criptografaria perfeitamente os sinais em grandes distâncias. As teclas quânticas são longas seqüências de números que não podem ser copiadas e não são apenas protegidas pelos limites dos computadores, mas também pelas leis da própria física.

Em suma, a rede quântica baseia-se em um dos princípios fundamentais da mecânica quântica, o princípio da incerteza de Heisenberg. A teoria afirma  que “a posição e a  velocidade de um objeto não podem ser ambas medidas exatamente, ao mesmo tempo, mesmo em teoria.

Usando os estados quânticos de partículas, um remetente e receptor pode usar esses mesmos estados para gerar uma série de números. Essas strings encriptam todas as formas de informação, incluindo vídeos, informações financeiras, texto, artigo, etc.

No momento, a rede não é absolutamente perfeita, mas seja como for, já é um enorme salto quântico na segurança cibernética.

Esses prédios podem dobrar e desdobrar em minutos sem a necessidade de ferramentas

Pelo site Engenharia é

Esses incríveis edifícios dobráveis se transformam de uma caixa em forma de recipiente de transporte para uma bela casa em menos de dez minutos. Melhor ainda não é preciso ter tanta habilidade para a instalação, os edifícios literalmente se realocam.

Veja nos links   https://youtu.be/o8G9gF1K6WQ

                       https://youtu.be/AEfNLjPSlKs
                       https://youtu.be/hSCKeuRFtCw

                       https://youtu.be/xSDsH6mwHqE

      

Os edifícios incríveis são projetados pela empresa de arquitetura e engenharia, Ten Fold . Eles usaram os princípios encontrados na natureza e objetos comuns como guarda-chuvas para criar uma enorme variedade de edifícios dobráveis, desde simples estruturas de observação até grandes mansões.

 Cada edifício foi projetado de acordo com os mesmos princípios de materiais leves combinados com engenharia precisa que resultam em um edifício de alta qualidade adequado para múltiplas condições climáticas e usos. Cada edifício pode ser instalado no local em minutos sem a necessidade de profissionais.

Será possível desdobrá-lo com um simples sistema codificado por cores. “As alavancas verdes desce, as alavancas azuis aumentam, quando equilibram elas se movem facilmente, por mais pesadas que sejam”.

Uma broca básica operada manualmente é a única ferramenta que você precisará para a instalação. Uma coisa Importante, é que esses edifícios não requerem uma laje de concreto tradicional, eles podem ser instalados em uma variedade de condições e serviços terrestres. Isso os torna a escolha perfeita para desastres pós-naturais de abrigo de emergência. Clínicas ou habitação de emergência podem estar em funcionamento e em dias sem semanas. Para saber mais, acesse o site da Ten Fold.

+600 livros de engenharia disponibilizados gratuitamente

Pelo site Engenharia é

Como é bom ler livros ótimos da área em que atua, concordam? Mas e se vocês não precisarem nem pagar por este livro, seria melhor ainda, né? Pois, trago-lhes uma lista com mais de 600 obras excelentes em diversas enfases de engenharia.

Um dos livros incríveis disponibilizado é o “Análise e prevenção de falhas“, onde é falado sobre os métodos de avanço recentes utilizados na análise da causa das falhas de engenharia e da sugestão pró-ativa para a futura prevenção de falhas.

Outro livro super moderno e inovador é o “Tendências em Pesquisa em Antenas Microstrip“. Primeiramente, um rápido resumo do que é Microstrip: tipo de linha de transmissão elétrica que pode ser fabricada usando tecnologia de placa de circuito impresso e é usada para transmitir sinais de freqüência de microondas. No livro, a abordagem traz um pouco de como modernos dispositivos sem fio multifuncionais modernos possibilitou um aumento drástico na demanda por antenas de microstrip nos últimos anos. Além disso, essas antenas microstrip encontraram inúmeras aplicações nos setores militar e comercial.

Um livro disponibilizado também no acervo é o “Robôs aéreos – Aerodinâmica, Controle e Aplicações“, que mostra como a robótica tem avançado na parte área e suas aplicações. São 192 páginas, e vocês não podem deixar de conferir.

Há muitos outros livros, com temas muitos recentes e certamente vocês vão aprender muito com esses livros. Para ver a lista completa, basta acessar esse link  https://www.intechopen.com/books/subject/engineering e aproveitar.

A hora e a vez dos engenheiros

Pelo site Engenharia é

Temos conversado muito neste blog sobre o futuro, e nas mudanças
fantásticas que vai nos impor, como humanidade. E ele está chegando bem
rapidamente, exigindo bem de nós, engenheiros… Aliás, é da definição de
engenharia, além de nossa vocação, que temos a obrigação de utilizar nossos
conhecimentos e habilidades para resolver os problemas da humanidade. E
sempre fizemos isso muito bem: o mundo que nos rodeia é prova viva desta
afirmativa…

Mas o futuro, em sua evolução, também nos trará outros problemas, alguns até
inéditos na história da humanidade. Como exemplos: a poluição, o
aquecimento global, a necessidade de alimentar cada vez mais pessoas, só
para citar alguns dos mais conhecidos e "populares"… Mas teremos que lidar
também com a própria evolução tecnológica, com a utilização cada vez maior
da Inteligência Artificial, a automação e a robótica, bem como novos e inéditos
sistemas escolares que preparem os jovens para este novo mundo…

Um prato cheio e desafiante, não? Por exemplo, o economista Jeffrey Sachs,
professor da Universidade Columbia (EUA), considera que o futuro do mundo
depende dos engenheiros, conforme entrevista a Estela de Sousa Pinto (1):

“Das pranchetas dos engenheiros, ele espera que saiam cinco grandes
transformações:

1. das fontes de energia, acabando com o uso de petróleo e carvão,
2. do uso da terra, produzindo alimentos sem destruir a biodiversidade, esgotar ou poluir
as fontes de água e o solo,
3. das cidades, preparando-se para receber bilhões de novos moradores,
4. dos serviços públicos, fornecendo saúde e educação de qualidade para todas as
pessoas,
5. das sociedades, treinando e educando as pessoas para que se adaptem a um mundo
de profunda inovação tecnológica”

Estamos preparados para exercer este brilhante papel? Estamos dispostos a
isto? Existirão fontes de financiamento para tal? Estas são perguntas cujas
respostas são necessárias, e de modo urgente – os tempos correm…

Pesquisadores brasileiros estão criando um novo sistema de inteligência artificial

Pelo site Engenharia é

Até 2018, o Grupo de Computação Interdisciplinar do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP se debruça na tentativa de unir redes complexas e neurais artificiais de aprendizado profundo (deep learning), para criar um novo sistema de inteligência artificial. A ideia é que esse sistema seja capaz de encontrar padrões em grandes volumes de dados, como em grandes conjuntos de imagens, sons, sinais ou textos.

As redes complexas são técnicas que permitem criar modelos matemáticos para compreender determinadas relações, podendo, por exemplo, analisar a interação que há entre as células de um organismo ou indivíduos de um grupo social. A teoria dessas redes teve origem em 1736, quando o cientista Leonhard Euler resolveu o problema das Pontes de Köningsberg, em que provou ser impossível atravessar as sete pontes da cidade alemã de Köningsberg sem passar, no mínimo, duas vezes pela mesma ponte.
Já as redes neurais artificiais são metodologias inspiradas nos neurônios biológicos. A proposta é usar o mesmo conceito dos neurônios biológicos para criar sistemas de inteligência artificial capazes de apreender padrões a partir de imagens, vídeos, sons, entre outros, podendo-se, por exemplo, treinar essas redes, para que reconheçam objetos e músicas.

Recentemente, surgiu uma nova modalidade de redes neurais artificiais: as redes de aprendizado profundo ou deep learning. Estas são viáveis apenas com o uso de supercomputadores, permitindo melhorar a inteligência artificial das máquinas, de modo que possam reconhecer objetos comuns entre milhares de imagens.

Sistema único
A tentativa de incorporar as redes complexas e de deep learning em um único sistema, que permita reconhecer padrões complexos em grandes volumes de dados, faz parte de um trabalho coordenado pelo professor Odemir Bruno, integrante do grupo, sendo um dos oito projetos selecionados em uma parceria estabelecida entre a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e a empresa IBM, com o intuito de fomentar o desenvolvimento de sistemas computacionais capazes de processar e integrar grandes quantidades de dados, tirar conclusões lógicas e interagir com seres humanos de modo natural.

Se conseguirem unir as duas redes, os pesquisadores do IFSC pretendem aprimorar os sistemas de inteligência artificial, criando programas de computadores mais inteligentes. Segundo o  professor Bruno, o projeto do instituto intitulado Deep learning and complex networks applied to computer vision é voltado para a visão computacional e tem como objetivo ensinar a máquina a interpretar objetos ou cenas contidas em milhares de fotos e vídeos. Será como ensinar algum objeto a uma criança, mostrando-lhe desenhos e imagens.

As metodologias utilizadas ao longo do desenvolvimento dos oito projetos eventualmente poderão ser disponibilizadas para toda a comunidade científica. O objetivo de longo prazo desse trabalho é criar cérebros artificiais em computadores e nos robôs do futuro. Tanto esse projeto como outros, que visam ao desenvolvimento de sistemas computacionais inteligentes, tem como finalidade dar “vida” a um robô semelhante aos da ficção científica, que são capazes de reconhecer o mundo ao seu redor.

Mas, antes que essas máquinas eventualmente surjam, há, segundo o professor Bruno, uma série de aplicações que talvez já possam ser feitas de modo autônomo por sistemas baseados em computação cognitiva. “As máquinas inteligentes poderão executar o levantamento da biodiversidade da Amazônia, detectar a falta de nutrientes ou pragas em lavouras e, também, auxiliar na medicina, promovendo, por exemplo, o diagnóstico de tumores, antes que estes se tornem letais.”

O aproveitamento de lixo na Suécia é tão eficiente que o país se viu obrigado a importar resíduos de outros países

Via: HypeScience e eCycle

Opaís que está na liderança do gerenciamento de lixo é a Suécia. Enquanto a maioria dos países não sabem o que fazer com os resíduos, a Suécia recicla 1,5 bilhão de garrafas e latas anualmente, uma quantidade surpreendente para uma população de 9,3 milhões de pessoas.

Devido a este eficiente modelo de reciclagem adotado no país, o país sofre com um problema inusitado: as usinas geradoras de energia elétrica e térmica a partir da incineração de lixo ficaram sem “matéria-prima”. Então, a solução é comprar 800 mil toneladas de lixo de países vizinhos todo ano.

Cada sueco produz o equivalente a 461 kg de lixo por ano (a média europeia é de 525 kg), e menos de 1% dessa quantidade acaba em aterros sanitários. No Brasil, segundo a Exame, cada habitante produz 383 kg de lixo por ano.

O lixo da Suécia é queimado em 32 instalações de incineração de resíduos, e produz energia elétrica e aquece para 250 mil lares. Se as usinas têm menos combustível, o país tem menos energia.

O programa que foi criado no país para esse reaproveitamento de lixo se chama resíduo-para-energia, e funciona da seguinte forma: várias fornalhas são carregadas com resíduos, e estes são queimado a temperaturas entre 850 a 1000 °C, produzindo vapor. Este vapor é usado para mover turbinas geradoras de eletricidade, que é transferida para a rede de energia elétrica.

Quando os resíduos vão para os aterros sanitários, há uma grande contaminação no solo devido as toxinas geradas. Com este método, o país consegue reduzir toda essa contaminação. A diretora de comunicação da Administração de Resíduos da Suécia, Anna-Carin Gripwell, explica: “Quando o lixo fica em aterros, ele produz gás metano e outros gases do efeito estufa, e isso obviamente não é bom para o meio ambiente”.

Tesla finalmente iniciou a produção de telhas solares para clientes regulares

Pelo site Engenharia é

ATesla confirmou que finalmente estão prontos para iniciar a instalação de telhas solar premium nas casas dos clientes regulares. As casas dos clientes que reservaram as telhas foram estudadas antes das entregas das mesmas.

As telhas Tesla geram energia solar sem a necessidade de painéis fotovoltaicos adicionais. O produto foi revelado em outubro de 2016 e, no momento, o CEO da Tesla, Elon Musk sugeriu que a primeira instalação do produto revolucionário poderia acontecer ainda em 2017. Mas como muitos dos produtos da Tesla, as telhas encontraram alguns ´gargalos de produção. Em novembro, Musk disse sobre os atrasos: “basta esperar um pouco para que esse gigante funcione”.

Como parte do processo de teste das telhas, dezenas de funcionários da Tesla tinham as telhas instaladas em suas próprias casas, incluindo Musk e Chief Technical Officer, JB Straubel. Os clientes interessados ​​em receber as telhas foram convidados a depositar US$ 1.000 por meio de seu site quando os pedidos do produto foram abertos em maio. A primeira entrega dessas vendas deverá ser cumprida nos próximos meses.

Tesla afirmou que suas telhas solares custarão entre 10 e 15 por cento menos do que um telhado, além de painéis solares domésticos regulares. O co-fundador do SolarCity e o CTO Peter Rive derrubaram os custos das telhas dizendo que as telhas inativas custariam cerca de US$ 11 por peça, e as telhas ativas (solar) custariam cerca de US$ 42 por peça. Tesla descreveu anteriormente como os telhados seriam instalados em um mix de telhas ativas e inativas com base em levantamentos de quanto sol cada parte do telhado recebe. Um custo estimado total para um novo telhado solar Tesla é de cerca de US$ 21,85 por metro quadrado, se 35% dos painéis estiverem ativos e o resto estiver inativo. Os potenciais benefícios e economias de instalar um telhado solar Tesla dependem das condições locais da luz solar, bem como dos incentivos do governo local. Os clientes que consideram comprar as telhas são convidados a pesquisar várias opções antes de se comprometer com qualquer fornecedor.

Tesla junta-se com seu colaborador de longo prazo, a Panasonic, para fabricar sistemas solares na fábrica de Buffalo. A empresa informou que existem mais de 500 trabalhadores dedicado a este projeto. A produção das telhas começou na fábrica de Fremont, mas a produção parece aumentar em ferocidade com sua transferência para o campus de Buffalo.

Tesla expressou a sua esperança de conseguir mais de 1 gigawatt de produção de células e módulos em Buffalo, embora não tenham sido publicamente estabelecidos prazos para atingir esse objetivo. Tesla confirmou os dois modelos de telhas, Textured e Smooth, que começaram a serem produzidos no último trimestre de 2017.

Veja o vídeo no link      https://youtu.be/OTOnclnxAWg

Influências escondidas podem existir além do espaço-tempo

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Pode não se tratar apenas de uma teoria mais fundamental, "por baixo" da Relatividade e da Mecânica Quântica, mas de uma outra realidade, "por baixo" da realidade do nosso próprio Universo.[Imagem: Yasdani Group/Princeton]

Metafísica

Físicos estão propondo um experimento que pode nos obrigar a fazer uma escolha entre explicações radicais para descrever a natureza e o comportamento do Universo.

Explicações muito mais radicais do que a recentemente demonstrada natureza fundamental das partículas quânticas.

Se o resultado do experimento der um cabalístico 7, então o Universo segue as leis da relatividade de Einstein, tudo se move suavemente e a velocidade da luz continuará sendo o limite universal de velocidade - tudo continuará bem familiar.

Mas se o resultado superar o 7 - para ser mais exato, se ele chegar a 7,3 - então não apenas os físicos, mas também os filósofos terão que fazer uma convenção mundial para tentar traçar parâmetros para uma forma totalmente nova de pensar o mundo - e superar a velocidade da luz passaria a ser algo trivial.

Relatividade versus Mecânica Quântica

O experimento visa responder uma questão que desafia os físicos há um século: Qual é a explicação mais fundamental para a natureza do Universo?

Seria a Relatividade, seria a Mecânica Quântica, ou haveria algo mais fundamental por baixo de tudo?

O que Jean-Daniel Bancal e seus colegas agora estão cogitando é que pode não se tratar apenas de uma teoria mais fundamental, "por baixo" de tudo, mas de uma outra realidade, "por baixo" da realidade do nosso próprio Universo.

Quando duas ou mais partículas ficam entrelaçadas, tudo o que acontecer a uma imediatamente afeta a outra, independentemente da distância que as separe. [Imagem: Timothy Yeo/CQT/National University of Singapore]

Universo não-local

A Teoria da Relatividade está longe de ser simples, mas, em um campeonato de estranhices, a Mecânica Quântica ganha disparado.

Então, se a natureza quântica do mundo for confirmada, o que isso significaria?

Há duas possibilidades.

A primeira é confrontar a Relatividade de Einstein e aceitar que é possível mover informações, ou o que seja, mais rápido do que a luz.

O problema é que a Relatividade é uma teoria extremamente bem-sucedida, e não é fácil encontrar pesquisadores que a questionem frontalmente. Assim, para muitos físicos, esta seria a possibilidade mais radical.

Mas dificilmente se poderia negar à outra possibilidade de explicação do mundo o adjetivo "radical".

A opção restante seria aceitar que existe algum processo subjacente - por assim dizer, "fora" do nosso Universo - que tem um efeito sobre o nosso espaço-tempo equivalente a considerar que uma coisa pode afetar outra, independentemente da distância entre elas, em uma velocidade infinita.

Seria o efeito borboleta levado ao extremo dos extremos, no sentido de que alguma coisa poderia afetar outra, em qualquer parte do Universo, não como uma cadeia de acontecimentos sucessivos, mas direta e imediatamente.

Estaríamos então em um Universo marcado pelo que os físicos chamam de "não-localidade".

Em um Universo não-local, cada pedaço do Universo pode ser conectado a qualquer outro pedaço, em qualquer lugar, instantaneamente - seria algo como a abolição do movimento como fenômeno necessário para interligar dois pontos.

É claro que isso desafia a nosso senso comum sobre a realidade, representando uma outra solução radical.

Mas os físicos afirmam que é preferível aceitar essa opção do que a comunicação a uma velocidade mais rápida do que a da luz, porque então eles não teriam nenhum outro fenômeno, e os experimentos mostram que nem neutrinos superam a velocidade da luz.

"Nosso resultado dá peso à ideia de que as correlações quânticas surgem, de alguma forma, de fora do nosso espaço-tempo, no sentido de que nenhuma história no espaço e no tempo conseguiria descrevê-las," explicou Nicolas Gisin, da Universidade de Genebra, na Suíça, membro da equipe internacional que está propondo esse desempate entre Relatividade e Mecânica Quântica.

Como explicar o entrelaçamento quântico

O experimento propriamente dito consiste em medir as interações não-locais entre quatro partículas quânticas entrelaçadas.

O entrelaçamento quântico - ou emaranhamento quântico - já está muito bem demonstrado experimentalmente, sendo utilizado, entre outros, na busca pela construção dos computadores quânticos.

Quando duas ou mais partículas ficam entrelaçadas, tudo o que acontecer a uma imediatamente afeta a outra, independentemente da distância que as separe.

E, como isso não é teoria, mas realidade, a questão é como elas fazem isso.

Aqui também há duas possibilidades.

A primeira é que elas "combinariam" de antemão a modificação e, por algum processo desconhecido, saberiam exatamente quando sofrer a alteração. Essa proposta tem sido sistematicamente rejeitada por experimentos que mostram violações da chamada inequalidade de Bell.

A outra opção é que as duas partículas trocariam um "sinal" para que uma soubesse que a outra foi afetada, e alterar-se igualmente.

Autores da proposta (da esquerda para a direita): primeira fila, Yeong-Cherng Liang e Jean-Daniel Bancal; fila do meio, Antonio Acín e Nicolas Gisin; fila superior, Valerio Scarani e Stefano Pironio. [Imagem: QuantumLah]

Influências escondidas

O problema é aceitar que esse "sinal" - essencialmente uma informação, que seria usada pela segunda partícula para alterar-se em resposta a uma alteração da primeira - possa viajar mais rápido do que a luz.

Por exemplo, se há mesmo uma troca de sinais, no experimento agora proposto, essa informação teria que viajar mais de 10.000 vezes mais rápido do que a velocidade da luz.

Então a equipe de físicos que propôs o teste embalou junto uma nova teoria: a de que os sinais não seriam informação, mas "influências escondidas" que não seriam usadas para nada - assim, elas não violariam a Teoria da Relatividade.

Se essas influências escondidas existirem de fato, elas poderiam ser deduzidas de um sistema de quatro partículas quânticas entrelaçadas, que estariam conectadas por influências absolutamente fantasmagóricas - de fora do nosso espaço-tempo.

É bom lembrar que Einstein chamou o "mero" entrelaçamento quântico de "ação fantasmagórica à distância" - seria interessante saber como ele chamaria essas influências quânticas escondidas, que seria algo como "úteis, mas inservíveis".

80 dimensões

Matematicamente, o sistema quântico do experimento proposto é descrito por um objeto de 80 dimensões.

A inequalidade escondida - cujo resultado poderá ser até 7, ou até 7,3 - é o limite da sombra que esse objeto de 80 dimensões projeta sobre 44 dimensões.

O grupo mostrou que as previsões quânticas podem estar fora desse limite, o que significa que elas estariam indo contra um dos pressupostos.

Fora do limite, ou as influências não podem ficar escondidas, ou elas devem ter uma velocidade infinita.

Entrelaçar quatro partículas é algo já feito por vários grupos experimentalistas, o que torna o teste agora proposto viável em um futuro próximo.

Antes, porém, a precisão dos experimentos terá de melhorar para tornar a diferença mensurável.