É com pesar que o IFSC comunica o falecimento do Prof. Dr. Dietrich Schiel, ex-Diretor do Centro de Divulgação Científica e Cultural/CDCC e docente aposentado do Departamento de Física e Ciência dos Materiais do IFSC/USP, ocorrido no dia 27/10/2012.
O corpo foi velado no CDCC – Centro de Divulgação Científica e Cultural e o sepultamento ocorreu no dia 28.
Assessoria de Comunicação
Subordinada ao tema HgTe as a topological insulator, decorreu no dia 26 de outubro, no período 
da manhã, no Auditório Prof. Sergio Mascarenhas, mais uma palestra inserida na iniciativa Colloquium diei, tendo como convidado o Prof. Dr. Laurens Molenkamp, da Universidade de Würzburg, Alemanha.
O Prof. Molenkamp Laurens é um físico experimental na área de matéria condensada.
Ele recebeu seu Ph.D em Físico-Química pela Universidade de Groningen, tendo posteriormente ingressado na Philips Research Laboratories, em Eindhoven, e depois como professor associado da RWTH de Aachen, para, em 1999, ingressar na Universidade de Würzburg, onde se mantém atualmente.
Seus interesses de pesquisa incluem transporte quântico em nanoestruturas, spintrônica, semicondutores e espectroscopia óptica de semicondutores.
Este ano, o Prof. Molenkamp assumiu o cargo de editor da Revista Physical Review B.
Assessoria de Comunicação
O Sol continua sua peregrinação pela constelação de Virgem nesse final de mês. No último dia 23, o astro deixou o planeta Saturno em conjunção (clique aqui para ver ilustração). Nessa posição, Saturno e Virgem ficam escondidos por trás da luminosidade solar e devem estar visíveis ao amanhecer nas próximas semanas, quando o Sol deixa rapidamente as dependências desta constelação para entrar na “casa” de Libra. Saturno tem residência fixa em Virgem por mais de dois anos, já que o seu período orbital é de 29,5 anos. Se a nebulosidade da primavera permitir, acompanhe o aparecimento de Saturno ao amanhecer nas proximidades do planeta Vênus, que acaba de entrar em Virgem. Vale a pena acordar por volta das 6 horas nas próximas semanas, pois os dois planetas terão máxima aproximação.
O movimento dos planetas é diferente. Eles parecem estar passeando em relação às estrelas fixas de fundo. Palavras como aproximação, conjunção, oposição, movimento retrógado e elongação máxima se aplicam bem a estes astros “errantes”. Isto, às vezes, complica nossa observação. Na verdade, o movimento aparente destes astros, muitas vezes perceptível no dia a dia, se deve à proximidade dos mesmos da terra e que todos nós estamos orbitando o Sol. O movimento relativo faz Mercúrio estar hoje em um lugar e amanhã desaparecer em conjunção, por exemplo. Paralelamente, a Terra percorre 2,5 milhões de quilômetros em torno do Sol e Mercúrio a distância de 4 milhões de quilômetros do astro. É preciso “pregar” o olho no céu para entender o movimento dos planetas.
Já o movimento mensal do Sol pelas 12 constelações do Zodíaco, com orientação do plano da eclíptica (clique aqui para ver ilustração) se deve à translação de um ano ao longo de sua órbita em torno do Sol. Touro arrasta consigo o planeta Júpiter ao lado de seu olho cintilante, a estrela alfa Aldebaran, e tem como ornamento as Plêiades e as Híades, aglomerados estelares que podem ser vistos a olho nu. As estrelas da constelação representam a cabeça e a parte dianteira do touro da mitologia grega. O aglomerado (Híades) desenha a face do animal.
No início da semana, a Lua estará crescente na constelação de Peixes, atingindo seu ápice de luminosidade na Lua cheia no dia 29, quando nosso satélite estará ao lado de Áries, no zênite, à meia noite. Nos dias que se seguem, a Lua percorrerá a constelação de Áries, alcançando Touro em 1º de novembro com 85% de sua iluminação. O satélite vizinho possui inúmeros pontos de observação interessantes. A sua superfície é formada em parte por crateras, originadas pelo choques com asteroides, principalmente no início de sua existência (4,6 bilhões de anos atrás) e que podem ser vistas com um binóculo. Podemos observar, também, grandes áreas mais escuras a olho nu, denominadas de “mares” (termo inventado pelos astrônomos do século XVII). Os mares foram formados por impactos de grandes asteroides na Lua ancestral, gerando grandes fraturas na crosta lunar. A lava do interior do satélite saiu pelas rachaduras da crosta, cobrindo as crateras da região dos mares. O resultado foi uma superfície plana, formada por rochas pouco refletoras.
Aproveite para observar a aproximação máxima da lua com Júpiter nos próximos dias (clique aqui para ver ilustração). Os dois astros estarão a uma distância angular de apenas meio grau, aproximadamente o diâmetro de uma Lua cheia (a espessura de meio dedo indicador ou de um lápis com os braços esticados). O melhor horário para observar esse encontro é durante o nascer da Lua a leste por volta das 23 horas de 1º de novembro, quando nosso satélite natural estará um pouco abaixo de Júpiter por algumas horas. Eles estarão a nordeste, 10 graus acima do horizonte. Um lugar alto auxiliará na observação.
Mas se você pensa que esta visão é espetacular a olho nu, procure um telescópio para observar os quatro principais satélites de Júpiter no mesmo horário da aproximação (para ver ilustração ampliada, clique aqui). Pouco antes, por volta das 22h50, você verá apenas três pontos brilhantes acima do grande planeta gasoso, através da ocular do telescópio: são as luas gigantes Calisto, Europa (ao lado) e Ganimedes (pouco acima). A quarta Lua, Io, estará escondida atrás de Júpiter. Tente olhar o Planeta durante 10 a 15 minutos. Você verá Io saindo do eclipse e se distanciando, em questão de minutos, um pouco abaixo da borda de Júpiter. Esse é um fenômeno incrivelmente rápido para os padrões astronômicos, já que Io tem quase o mesmo tamanho da nossa Lua e está cinco vezes mais distante em comparação com a distância da Terra ao Sol.
O mais interessante é que as Luas de Júpiter formam um relógio universal. Cada pessoa posicionada em qualquer parte da superfície da Terra verá Io sair do eclipse em 1º de novembro exatamente ao mesmo tempo, sem nenhum atraso. Este fenômeno foi usado por muito tempo para sincronizar relógios em diferentes continentes. Galileu demonstrou que os planetas giram em torno do Sol a partir dessa visão espetacular. Portanto, sinta-se um Galileu! Tire um tempo nesta semana para compartilhar com aqueles que se maravilham com o céu, com a Lua e as luas de Júpiter ao mesmo tempo e no mesmo ponto do espaço.
Previsão fornecida pelo docente do IFSC, Francisco Eduardo Gontijo Guimarães
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Na meia noite do próximo domingo, 21, tem início o horário de verão, e uma hora de todos os relógios deve ser adiantada.
Fora a economia de energia que o novo horário proporciona à maioria dos brasileiros, e o desconforto físico (por afetar o relógio biológico) e psicológico (por causar a sensação de perda de tempo), nos primeiros dias do novo horário, nada muda astronomicamente, além do horário de observação dos astros e planetas de nossa galáxia. Os que acordam cedo terão uma hora a mais para observar o céu. O Sol e as outras estrelas, que nascem no dia 20, por volta das 5h37, estarão no horizonte a Leste uma hora mais tarde, às 6h37, em 21 de outubro. Já aqueles que apreciam o fim de tarde e início da noite terão tempo para chegar em casa e observar os mesmos astros se pondo uma hora mais tarde, em torno das 19h17.
A Lua crescente deve chamar atenção no início desta semana. Ela estará atuando ao entardecer do céu de São Carlos, que tem as constelações da primavera como pano de fundo. Procure a Lua nas primeiras horas da noite nos próximos dias, posicionada 20º do horizonte a Sudoeste . Nosso satélite natural deixa Marte para trás em Escorpião e fará um breve passeio pela Via Láctea através de Sagitário, alcançando o quarto-crescente no dia 21, quando roubará a cena das estrelas menores no Zênite, entre Sagitário e Capricórnio. Nos dias que se seguem, a lua percorrerá a constelação de Aquarius, alcançando peixes no dia 25 com 86
% de sua iluminação.
Nesse percurso, nosso satélite natural estará se pondo cada vez mais tarde, o que deixará o céu da madrugada mais escuro e propício para observação. É a hora ideal para ver a constelação de Touro nascer a leste, por volta das 22 horas, trazendo o planeta Júpiter como visitante. Este, por sua vez, estará estacionado entre Aldebaran e Alnath, as estrelas alfa e beta de Touro, respectivamente. Devido às diferentes distâncias entre estes astros e a Terra, a luz emitida por eles percorrerá o espaço vazio numa velocidade de 300 mil Km/s, e chegará aos nossos olhos com um atraso de 50 segundos para Júpiter, 61 anos para Aldebaram e 131 anos para Alnath. Esse trio estará acompanhado à direita no horizonte pelas Três Marias na constelação de Orion e por Sírius, estrela alfa de grande luminosidade da constelação de Cão Maior.
Se São Pedro ajudar, este é o cenário ideal para observar a chuva de meteoros “Orionidas”, que alcançará o seu máximo em 20 e 21 de outubro, quando são esperados 30 eventos por hora (clique aqui para mais informações sobre o evento).
Vale a pena despertar com os pássaros para conferir Vênus dominar o céu matutino por toda a semana. A “Estrela Vespertina” nasce a Leste por volta das 4 horas. Porém, Mercúrio é o astro da vez nesta semana e nas que se seguem também. Sem dúvida, será uma boa oportunidade para ver o reluzente planeta atuando como protagonista no final da tarde a Oeste, próximo ao horizonte.
Dentre os planetas visíveis a olho nu, Mercúrio é o mais difícil de se observar, pois está mais próximo ao Sol e o lusco-fusco do fim de tarde ou ao amanhecer dificulta sua localização. Nessa semana, Mercúrio chegará próximo da sua máxima elongação (ilustração ao lado). A distância angular entre o Sol e Mercúrio será de aproximadamente 20 graus (pouco mais de um palmo de distância medido com o braço estendido) no dia 26, quando estará mais afastado do Sol, facilitando sua observação.
Mercúrio e Vênus giram ao redor do Sol em uma orbita interna a da Terra. Portanto, no Sistema Solar temos apenas dois planetas “inferiores”. Por esse motivo, Mercúrio e Vênus sempre são vistos próximos ao Sol antes do amanhecer e ao anoitecer. Mercúrio ocupa a órbita mais interna e, por isso, evolui rapidamente na sua trajetória em torno do Sol. A cada dois meses, aproximadamente, podemos vê-lo mais afastado do Sol, o que nos possibilita observá-lo durante algumas semanas. Em uma elongação máxima, o pequeno planeta poderá ser visto por um período menor que duas horas no horizonte quando se põe a Leste (Elongação Este) ou quando nasce a Oeste (Elongação Oeste) antes ou depois do Sol.
Para encontrá-lo só temos de saber aonde e quando olhar. E, é claro, contar com um horizonte livre de nuvens e poluição. O Planeta se afastará da constelação de Libra nesta semana e rapidamente alcançará a cabeça de Escorpião no início do próximo mês. O movimento das constelações superposto ao de Mercúrio gera, no céu, uma trajetória chamada de “Movimento retrógrado”. Nessa trajetória, o Planeta fará um laço em torno da “cabeça do escorpião”, mais ou menos, em 4 de novembro, quando retorna na direção do Sol com a mesma rapidez. Nas duas semanas seguintes, ele desaparecerá por completo ao entrar em oposição com o Sol. Só então, Mercúrio reaparecerá reluzente nas madrugadas ao nascer do Sol a Leste, se aproximando de Vênus. Vale a pena conferir de camarote esse espetáculo sem igual diante do palco celeste.
Para acessar a previsão entre os dias 5 e 11 de outubro, clique aqui.
Para acessar a previsão entre os dias 12 e 18 de outubro, clique aqui.
Previsão fornecida pelo docente do IFSC, Francisco Gontijo Guimarães
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O jornalismo de ciência e a relação pesquisadores versus mídia é o título da palestra a ser ministrada pelo professor do Programa de Pós-Graduação da Universidade Metodista de São Paulo (UMESP), Wilson da Costa Bueno, na quarta-feira, 7 de novembro, no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/USP). O evento terá início às 14h30 no Auditório Pau-Brasil.
A apresentação abordará o tema jornalismo científico sob a ótica da relação entre os profissionais envolvidos, tanto do lado da comunidade acadêmica como dos veículos de comunicação. Também serão discutidos os diferentes valores que geram conflitos entre esses profissionais, bem como conceitos de comunicação científica, fontes, isenção e neutralidade.
A entrada para o evento é gratuita.
Com informações da assessoria de comunicação do ICMC
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Aprimorar o sistema de medida do tempo é seu principal objetivo e, durante muitos anos de pesquisa, isso vem sendo conseguido com êxito. Abaixo, conheça um pouco mais sobre o relógio atômico, o principal responsável por tornar nossos segundos cada vez mais perfeitos
Imagine a seguinte situação: todos os relógios do mundo, ao mesmo tempo, param. Como você faria para saber qual a hora correta? Mesmo nos guiando pelo nascer ou pôr do Sol, não teríamos essa informação 100% precisa, correto?
Em uma situação hipotética como essa (que é pouco provável, mas não impossível), a ausência da hora certa não traria como consequência, apenas, nosso “desnorteamento”. O tique-taque constante do mundo mantém satélites em atividade e, por sua vez, possibilitam o funcionamento de GPS, a internet sincronizada e medidas de alta resolução em vários campos da ciência, só para citar alguns exemplos.
Os responsáveis por manter o tempo devidamente “cronometrado” são os conhecidos “relógios atômicos”. Seu funcionamento é regulado por feixes de luz, geradores de micro-ondas e, naturalmente, átomos de referência.
O primeiro relógio atômico foi construído nos EUA, em 1945. No Brasil, o funcionamento de relógios de laboratório teve início na década de 90, no Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), onde três deles foram construídos e, até hoje, continuam operando e sendo constantemente aperfeiçoados. “No IFSC, esse relógio é consequência de uma linha de pesquisa muito forte em física atômica, no Grupo de Óptica, o que deu muito know-how para que houvesse uma linha de pesquisa voltada à aplicação”, explica Daniel Varela, docente da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP) e um dos responsáveis, junto ao professor do IFSC, Vanderlei Salvador Bagnato, por “tomar conta” do relógio atômico instalado no Instituto. “As pesquisas em física atômica são parte do alicerce para o funcionamento desse relógio. Muitas pesquisas em Metrologia Científica e Legal só podem ser realizadas, atualmente, por informações fornecidas pela física atômica”.
Alguns relógios atômicos funcionam na frequência de micro-ondas, outros em frequência óptica (muito mais elevada), mas, ainda assim, por transição atômica. Nem toda transição atômica serve para esse objetivo, por isso é que somente alguns elementos dão viabilidade ao processo. “É o que chamamos de elegibilidade. Um fator fundamental é o tempo de vida no estado excitado dessa transição; se for muito curto, a resolução para enxergar a transição é muito baixa”, explica Varela.
Entre os tipos existentes de relógio atômico, o mais comum é aquele com funcionamento por átomos de Césio 133. O átomo – com suas transições características – possui frequências espectroscópicas: algumas de luz visível, outras de comprimento de ondas de rádio e outras entre os dois.
Para descobrir a ressonância atômica do Césio, por exemplo, é preciso medir suas frequências ressonantes, ou seja, o momento em que os átomos passam para seus estados excitados. Isso é conseguido através de uma cadeia de osciladores de quartzo (similares aos dos relógios comuns) e dielétricos, que ajusta os mecanismos e envia ondas para lançar frequências próximas àquelas que o Césio pode absorver. Depois disso, os átomos excitados são identificados por um detector (que mostra ao oscilador o quanto sua frequência está próxima da frequência correta). Essa cadeia, agora devidamente ajustada pelos átomos, é que marcará os segundos corretamente, com precisão melhor que bilionésimos. “No laboratório, chamamos de ‘relógio’ para simplificar, pois, na realidade, ele é um ‘padrão atômico de frequência’. O relógio é um sistema que contém um padrão de frequência e um elemento de contagem, este último para contar o número de ‘tiques’ desse padrão e, realmente, marcar a hora”, explica o docente.
O objetivo principal – e contínuo – do relógio atômico é criar parâmetros cada vez melhores de frequência. Isso quer dizer que se buscam formas para medir o tempo com melhor precisão.
No caso em questão, unidade de tempo é definida como a frequência associada à energia de transição dos dois níveos do átomo de Césio 133.
O Césio, embora o elemento mais popular para “alimentação” do relógio atômico, nem sempre é o único utilizado. Estrôncio, Cálcio e Rubídio, por exemplo, também são usados para realizar as transições. “Atualmente, o metro é a medida utilizada para velocidade da luz. Aqui se tem uma medida de tempo junto com outra de deslocamento. Estamos traçando rotas para buscar unidades cada vez melhor estabelecidas, baseadas numa unidade de referência, no caso a de tempo”, conta Daniel.
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Para entender a super precisão do relógio atômico Não podemos ficar à mercê dos relógios convencionais para medir o tempo. Uma bateria esgotada pode ser o suficiente para ficarmos na mão. Num primeiro momento, pensaríamos em nos guiar pelo movimento de rotação da Terra. Mas, ele atrasa mais do que deveria: um segundo por ano. Com esses parâmetros em mente, fica mais fácil entender por que o relógio atômico é tão prestigiado, entre outros tópicos, quando se fala em precisão. Para atrasar um segundo, ele precisa de 30 milhões de anos. Isso foi o que pesquisadores europeus e americanos descobriram o ano passado, quando mediram a precisão do relógio atômico denominado CsF2 (Chafariz de Césio), localizado na Grã-Bretranha, que acabou ganhando o patamar de mais preciso do mundo. |
Embora outros elementos já estejam disponíveis para manter as atividades dos relógios atômicos, o Césio ainda se mostra o mais eficiente. “Atualmente, várias discussões giram em torno do melhor átomo a ser usado. Mas, nos perguntamos: ‘Vale a pena? Será que na hora de fazer a divisão, teremos perdas? Será que consigo ‘rodar’ esse sistema, ininterruptamente, por vários meses?’. A elegibilidade não leva em conta, apenas, a medida de alguns minutos”, diz Daniel.
Fora isso, alguns cuidados precisam ser tomados para que um relógio atômico mantenha-se em funcionamento. Vibrações mínimas podem causar danos elevados à sua precisão.
Ao cotidiano
Redes de telecomunicação, por exemplo, tem seu funcionamento cada vez mais eficiente graças aos relógios atômicos. “Se quero que a velocidade da internet em minha casa seja de 10 Gb, por exemplo, é preciso qualidade no sinal de referência. Se não tiver, a informação chega incorreta ou o filtro não deixa essa informação passar o que, além de tudo, pode tornar a internet mais lenta”.
No final das contas, tudo tem a ver com uma boa referência. Um avião, ao se deslocar no céu, precisa saber as posições exatas nas quais deve navegar. Se um sinal de satélite chega ao seu GPS com três nanossegundos de atraso significa erro de um metro em sua posição. Impossível imaginar uma situação dessa como corriqueira.
O mundo todo abriga cerca de 400 relógios atômicos. Nove deles estão localizados no IFSC: seis comerciais (utilizados nos experimentos), um de feixe térmico de átomos (atualmente com operação suspensa), o chafariz de átomos frios e o (denominado pelos pesquisadores do Instituto) compacto, este último, em um futuro próximo, transportável ou móvel. “Ele poderá funcionar durante o trajeto, inclusive. Pode ser colocado em um submarino ou avião. É nisso que temos trabalhado, ultimamente”, conta o docente.
O chafariz, por outro lado, não pode ser movimentado. Foi construído para estar fixado em algum lugar. Ao mesmo tempo, é mais preciso do que o compacto. “Com o chafariz, podemos chegar a uma resolução quase mil vezes melhor do que os relógios comerciais e 50 vezes melhor do que o compacto” compara Daniel. Portanto, o foco do trabalho desses pesquisadores é juntar a precisão e mobilidade em um único relógio.
A boa notícia é que diversos grupos de estudo, no mundo todo, trabalham, constantemente, para que tais relógios continuem sendo aperfeiçoados. Nessa corrida “a favor do tempo”, os relógios atômicos, dificilmente, nos deixarão perdidos. Afinal, imagine, hoje, sua vida sem internet ou sem aviões bem direcionados? Perder o tempo, efetivamente, está fora de cogitação.
Para entender melhor o funcionamento do relógio atômico, clique aqui.
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Para felicidade de alguns ou desprazer de outros, ele está de volta. No dia 21 de outubro, domingo, depois de oito meses de seu último término, o horário de verão retorna, trazendo para alguns uma sensação boa, em razão dos dias mais longos, mas para outros o desconforto psicológico (pelas alterações da noção de claro e escuro) e/ou físico (pela bagunça no relógio biológico), tudo isso somado à sensação de ter sido arrancado 60 minutos de nosso precioso tempo.
O horário de verão, projeto pensado desde 1784 pelo norte-americano Benjamin Franklin, só chegou ao Brasil em 1931, quando teve vida curta (durou somente meio ano), voltando 18 anos depois e permanecendo no país até os dias de hoje.
Mas, uma pauta interessante para se discutir com a chegada do horário de verão é a seguinte: por que nossa percepção de tempo é afetada com a mudança de uma hora no horário de verão, e o que tudo isso tem a ver com o tempo físico?
De um lado temos o tempo físico, que é a medida do intervalo entre dois acontecimentos que se sucedem, e seu sentido define a ordem cronológica das coisas. O valor maior ou menor desse intervalo dá a rapidez ou ritmo com que os acontecimentos ocorrem. O tempo, portanto, é algo concreto, mensurável, que existe fora do nosso cérebro, no mundo exterior. Do outro lado está a representação que nós criamos dessa realidade concreta no nosso cérebro, através dos nossos sentidos, e que muda de pessoa para pessoa e de geração para geração. O ritmo do tempo que vivemos hoje, certamente difere daquele vivido por nossos avós.
Nosso cérebro se utiliza de artifícios ou ferramentas psicológicas que, desde o início, auxiliaram o homem na formação dessa “imagem do mundo” e tem garantido sua sobrevivência ao longo da existência. Uma dessas ferramentas, ou artimanha contra as incertezas, é termos a noção do contrário como referência. Assim, podemos dizer dia porque existe noite, vida porque conhecemos morte, silêncio porque há ruído, e assim por diante.
Mas, e o tempo físico? Como podemos ter uma noção correta ou não do tempo, se não existe o seu contrário ou oposto – o não-tempo?
Se perguntarmos a uma criança o que é o tempo, ela certamente responderá, rindo: “Não saberei eu o que é o tempo!?”. Já aquele que compreende a ciência sabe que o tempo, assim como o conceito de massa, de distância e de energia, não são realidades e sim “conceitos fundamentais da física”. O tempo é um dos instrumentos do pensamento que nos auxilia na compreensão do nosso universo. Como a física é uma ciência exata e pretende descrever a natureza de forma correta, ela criou ferramentas ou instrumentos que nos auxiliam a ter uma noção, pelo menos aproximada, da realidade.
No caso do tempo, este instrumento é o relógio. O relógio é como uma chave de porta: não tem nada a ver com ela, mas é uma ferramenta necessária para abri-la. Da mesma forma, os relógios são instrumentos de utilidade prática inigualável, artificialmente construídos e, ao mesmo tempo, nos auxiliam na compreensão da natureza. “Com o relógio, não precisamos criar uma referência contrária do tempo. A física foi capaz de criar artifícios ou ferramentas do pensamento para eliminar as impressões subjetivas da realidade, criando noções exatas no cérebro do homem. E um dos fatos responsáveis por isso foram a invenção do relógio e a medição do tempo”, explica o docente do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Francisco Gontijo Guimarães.
Das pirâmides…
Por um bom tempo, astros sempre foram utilizados como referência para se fazer a medida do tempo. Devido ao movimento exato e periódico no céu, eles foram os primeiros “relógios” utilizados pelo homem. Formalmente, tudo começou com os egípcios, por volta de 2.500 a.C., quando estes transformaram o céu num relógio e começaram a marcar o tempo mais sistematicamente, usando eventos astronômicos, como a posição do
Sol e das constelações, como ponteiros. O nascer e pôr do Sol de tempo exatos para aquela época, como duração do dia pela rotação da terra, do mês pelas fases da Lua e do ano pelas estações.
Depois da invenção do conceito de horas, veio a ideia de dividi-la em intervalos menores. Para isso, o número 60 foi o escolhido. Por ser divisível por 1, 2, 3, 4, 5 e 6, o número 60 parecia uma escolha conveniente. Foi quando surgiram os minutos. Depois, veio a “segunda” divisão, na qual a hora seria fracionada pela “segunda vez” por 60. Daí o nome “segundo” (originado da palavra em latim “secunda”). “Essa divisão do tempo era fundamental para sobrevivência da civilização ao longo dos tempos, pois só através disso era possível prever certos eventos com maior precisão”, exemplifica Francisco.
Para melhorar a medida do tempo, muitos outros se envolveram na empreitada: os árabes fizeram o “Quadrante solar”, os romanos, o “Relógio hidráulico”. Criaram-se ampulhetas, relógios pneumáticos, relógios mecânicos de pêndulo e os de bolso, sendo que cada inventor, de qualquer época, sempre buscou o mesmo: a máxima precisão da medida do tempo.
Apesar de todos os avanços, só nos tempos modernos os homens começaram a perceber que as medidas astronômicas do dia solar utilizadas como referência para o tempo continham flutuações. Novamente, chegou-se à necessidade de aperfeiçoar a medida do tempo. “Os eventos astronômicos diários não eram tão uniformes quanto se pensava. A rotação da terra sofre flutuações responsáveis por certa imprecisão na duração do dia solar e, inclusive, pouco antes do início do século XX, cientistas descobriram que o a rotação da Terra sofria uma pequena desaceleração devido a efeitos das marés. Nosso planeta, portanto, passou a ser visto como um relógio não muito preciso para a os padrões e exigências da civilização moderna”, conta Francisco.
A entrada das ciências, nesse caso, passou a ser um fato importante, capaz de desenvolver metodologias capazes de determinar os eventos com precisão, isto também no que diz respeito ao tempo. “As leis da Mecânica Celeste de Newton foram essenciais para o aprimoramento da medida do tempo. Elas são tão precisas que é possível, através o uso de equações, construir-se calendários ou almanaques com previsões astronômicas para os próximos 100 anos. Até mesmos os astrólogos se utilizam destes calendários para fazer as suas previsões”, afirma o docente.
… à tecnologia
Em 1945, o físico estadunidense, Isidor Rabi, criou um relógio que, hoje, é considerado o mais preciso do mundo: o relógio atômico (saiba mais clicando aqui). Sua precisão é tão grande que ele atrasa ou adianta um segundo em 30 milhões de anos. O destaque do relógio (além de sua precisão, é claro) se dá pelo fato de que, pela primeira vez na história, a medição do tempo já não mais depende de fenômenos astronomicos- o que era comum, até então.
Chegando-se a uma precisão jamais vista através dos relógios atômicos, é importante uma ressalva: a ânsia do homem em medir o tempo com precisão sempre foi ligada à evolução de técnicas e tecnologias. Um dos motivos pelos quais os egípcios viram a necessidade de medir o tempo foi para fazer colheitas mais produtivas. E, hoje, muitas coisas que utilizamos, como a internet, dependem de um tempo muito bem cronometrado para seu bom funcionamento. “O mundo moderno exige a marcação cada vez mais precisa das horas. Por exemplo, o posicionamento exato das coisas em torno da Terra, que é dado pelos satélites, ou o funcionamento de um GPS seriam impossíveis, caso não tivéssemos medidas de tempo muito precisas”, diz Francisco.
A ambição do homem em controlar o tempo, no entanto, não é novidade. Mas, se antes, as grandes manobras para tal controle só podiam ser encontradas nos filmes, hoje, com o (fundamental) auxílio da ciência e tecnologia, estamos cada vez mais próximos da precisão absoluta. A cada avanço, um limite será encontrado, mas, sobre isso, Francisco dá uma opinião final: “Sempre esbarraremos em limites, mas o homem, durante toda sua história, construiu artifícios para suplantá-los”. E, pelo que já constatamos até o momento, no que diz respeito ao tempo, o céu, literalmente, não é o limite para sua medida.
A primeira ilustração inserida na matéria refere-se à obra do pintor catalão, Salvador Dalí, feita em 1931.
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Durante essa semana, o Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) prepara-se para receber três editores internacionais: Laurens W. Molenkamp, Jessica Thomas e Karie Friedman. Eles são os convidados e palestrantes da 3ª edição do “Meet the editors”, evento voltado à temática da escrita científica, que será realizado no auditório do IFSC “Prof. Sérgio Mascarenhas”, entre os dias 25 e 26 de outubro.
Nas manhãs e tardes dos dois dias mencionados, o evento trará tutoriais cobrindo os diversos aspectos da escrita científica, e cada um dos editores terá 3 horas para trabalhar com os participantes e discutir diversos assuntos relacionados à temática principal. “O diferencial do evento é que os mini cursos serão ministrados por pessoas que trabalham com revistas científicas e com ampla experiência na interação com pesquisadores que não possuem o inglês como língua nativa”, explica o docente do IFSC e coordenador do evento, José Carlos Egues de Menezes.
A abertura do evento, programada para as 8 horas do dia 25, é seguida pela palestra de Friedman. Editora- assistente da publicação Reviews of Modern Physics, ela dará dicar de como melhorar a compreensão do artigo científico.
No mesmo dia, Thomas, editora da publicação Physics, dá continuidade à discussão e falará sobre a habilidade em passar informações sobre a pesquisa de uma maneira inteligível, inclusive ao público não especialista, no qual se incluem futuros empregadores, colaboradores de outras áreas e, até mesmo, repórteres da mídia. Com uma simulação de envio de artigo científico à famosa publicação científica Physical Review Letters, a palestrante falará sobre a preparação de um artigo científico de maneira clara e em linguagem acessível.
Logo após, haverá uma mesa redonda, da qual participará o pró-reitor de pesquisa da USP, Marco Antonio Zago.
Finalizando as palestras e discussões do dia, vem a palestra de Molenkamp, editor do jornal mais famoso do mundo na área de física moderna da matéria condensada, Physical Review B. Trazendo uma discussão “sustentável” ao evento, Laurens dissertará sobre as mudanças ocorridas na “ecosfera” da revista e as respostas da publicação aos novos desafios, incluindo a explosão de envio de artigos científicos.
No dia 26, os mesmos editores retornam para realização de workshops, seminários e mesas redondas, em nenhum momento perdendo o foco principal do encontro- escrita científica- e interagindo constantemente com os participantes, buscando uma melhor forma de mostrar como se fazer entender, tanto no mundo científico como no mundo onde todos os outros atores sociais estarão presentes.
O Meet the editors tem o apoio da Pró-Reitoria de Pesquisa da USP e da Comissão de Pesquisa do IFSC (IFSC/CPq).
Ainda há tempo de se inscrever. Basta acessar o endereço http://www.ifsc.usp.br/~comissaopq/meettheeditors2012/ e clicar no link “registration”. Também no site do evento é possível acessar o título das palestras e seu respectivo resumo.
O evento será em inglês e, para participar, não é necessário o pagamento de nenhuma taxa.
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Com o título Como a Cristalografia pode contribuir para a compreensão das
interações entre moléculas quirais, a Profa. Dra. Sine Larsen, pesquisadora da área de Química Estrutural da Universidade de Copenhague, Dinamarca, discorreu sobre este tema em um seminário que se realizou no dia 25 de outubro, no IFSC, perante uma platéia constituída por alunos e docentes do Instituto.
Além de docente, a palestrante dirige, na sua universidade, diversas pesquisas relacionadas com uma variedade de problemas estruturais, abrangendo sais simples até complexas moléculas bioquímicas.
De 2003 a 2009, a Profa. Larsen foi diretora de Pesquisa do European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), em Grenoble, na França, e entre 2009 e 2011 exerceu o cargo de Presidente da União Internacional de Cristalografia.
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Decorreu no IFSC, no dia 25 de outubro, mais uma edição da iniciativa denominada Café com Física, desta vez tendo como convidado o Prof. Edvaldo Sabadini, docente do Instituto 
de Química da UNICAMP, que abordou o tema Micelas Gigantes.
As micelas gigantes são estruturas supramoleculares magníficas, sendo formadas pelo complexo balanço envolvendo as interações de surfactantes e ions em soluções aquosas.
Elas podem formar estruturas poliméricas com dimensões micrométricas.
Por este motivo,, produzem intensos efeitos visco-elásticos que podem ser facilmente modulados.
Na sua palestra, o Prof. Edvaldo Sabadini mostrou alguns resultados desenvolvidos no Instituto de Química da UNICAMP sobre reologia e a energia de formação de micelas gigantes
Assessoria de Comunicação
Na próxima sexta-feira, 26, a docente do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Yvonne Mascarenhas, participará da mesa-redonda “Mulheres na física: por que tão poucas?”, evento atrelado à VII “Semana da Física” do Instituto de Física da Universidade de Brasília (UnB).
A mesa-redonda, que tem início previsto para as 16 horas, encerrará a Semana e contará, também, com a participação dos docentes Ademir Santana (UnB), Cintia Carla Moreira Schwantes (UnB), Elisa Maria Baggio Saitovitch (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas), Márcia Barbosa (UFRGS) e Maria Cristina Abdalla (Unesp).
Para mais informações sobre a VII Semana da Física, acesse o site oficial do evento.
Assessoria de Comunicação
Na próxima quinta-feira, 25, no 1º piso da biblioteca do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), a docente do Instituto, Cibelle Celestino Silva, fará uma prosa cultural intitulada “Trivium, Quadrivium: e eu com isso?”.
Vinculada à XV Semana do Livro e da Biblioteca na USP, a prosa tem início às 16 horas. No final do evento, haverá sorteio de brindes aos participantes.
A entrada é gratuita e todos estão convidados a participar.
Assessoria de Comunicação
No último dia 20, ocorreu a 9ª edição da Feira do Conhecimento em São Carlos, na praça “Coronel Salles”, evento inserido na Semana Nacional de Ciência e Tecnologia (SNC&T), e o Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) esteve presente, através do “Espaço Interativo de Ciências do CBME/INBEQMeDI*”.
No evento, de iniciativa da Prefeitura Municipal de São Carlos, os participantes do Espaço Interativo fizeram apresentação de experimentos na área de biotecnologia, desenvolvidos durante os encontros dos Clubes de Ciência do CBME/INBEQMeDI. Confira, abaixo, algumas fotos:
Sobre o Clube de Ciências
O projeto teve início em 2007 e é dirigido a alunos das últimas séries do ensino fundamental e médio das escolas públicas de São Carlos. Desde que foi lançado, o Clube de Ciências já recebeu 300 alunos e, em 2012, conta com a participação de 60 estudantes.
Os encontros do Clube acontecem no Espaço Interativo de Ciências do CBME/INBEQMeDI. O Espaço é localizado num casarão histórico do município de São Carlos, sendo aberto à visitação pública. Oferece visitas monitoradas e cursos para alunos e professores da cidade e região.
A equipe que trabalha no Espaço é inteiramente dedicada à educação e difusão científica na área de Biologia Molecular Estrutural, Biotecnologia e Doenças Negligenciadas.
O Espaço Interativo de Ciências do CBME/INBEQMeDI fica localizado na Rua 9 de Julho, 1205, Centro.
Para mais informações, basta entrar em contato pelo telefone (16)3501-4765.
Imagens cedidas pela educadora, Gislaine Costa
*Centro de Biologia Molecular Estrutural/ Instituto Nacional de Biotecnologia Estrutural e Química Medicinas em Doenças Infecciosas
Assessoria de Comunicação
O Grupo de Polímeros do IFSC realizou, no dia 23 de outubro, um seminário especial dedicado ao tema “Imunossensores baseados em transistores de efeito de campo de gate estendido”, apresentado pelos alunos Alessandra Figueiredo e Nirton Vieira.
Visando contribuir para o desenvolvimento de plataformas integradas de diagnóstico rápido, o trabalho apresentado por Alessandra e Nirton apresentou o desenvolvimento 
de um dispositivo imunossensor capaz de detectar potenciais proteínas marcadoras de doenças negligenciadas e outras enfermidades.
A ideia central é a utilização de transistores de efeito de campo (FET’s) de gate estendido como transdutores de sinal, para a detecção direta das interações antígeno/anticorpo.
Imunossensores de efeito de campo apresentam diversas vantagens, como elevada sensibilidade, facilidade experimental e possibilidade de confecção em larga escala.
Alessandra Figueiredo é orientada pelo Prof. Dr. Francisco Guimarães, e Nirton Vieira tem como supervisor o Prof. Dr. Valtencir Zucolotto.
Assessoria de Comunicação
Nos dias 26 e 27 de outubro, o Centro de Pesquisas em Óptica e Fotônica (CEPOF), em parceria com o Instituto Nacional de Óptica e Fotônica (INOF), realizará a exposição da Semóptica 2012 no shopping Iguatemi São Carlos.
Na edição deste ano, o evento trará a temática “Ciência e Sociedade” que, de acordo com o docente do IFSC e coordenador geral do evento, Vanderlei Salvador Bagnato, foi escolhido “porque o papel da universidade é essencial na geração de tecnologia e inovações que supram as reais necessidades da sociedade”.
Com essa filosofia em mente, o objetivo da Semóptica é mostrar à comunidade geral iniciativas realizadas nos últimos anos pelo Grupo de Óptica do IFSC, bem como de outros departamentos parceiros da Universidade de São Paulo (USP) e Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).
A expectativa é de cerca de cinco mil visitantes, que terão oportunidade de conhecer as atuais pesquisas desenvolvidas nas referidas universidades.
No evento, estarão expostos o carro autônomo SENA (movido por meio de sensores ambientais), equipamentos diversos para o tratamento e diagnóstico de câncer e micoses, esteira anticelulite, relógio atômico, inovações em robótica, miniatura de trem elétrico, entre outras coisas. Empresas parceiras também estarão presentes, apresentando novidades das áreas de pesquisa aplicada.
Os visitantes poderão, ainda, participar de atividades interativas dos projetos “A USP vai à sua Escola” (USP) e “Ludo Educativo” (UFSCar).
O shopping Iguatemi São Carlos fica no Passeio dos Flamboyants, 200, Parque Faber.
Para mais informações a respeito da Semóptica 2012, basta entrar em contato com a coordenadora de Difusão Científica do CEPOF/INOF, Wilma Barrionuevo, através do e-mail wilma@ifsc.usp.br, ou pelo telefone (16) 3373-9810, ramal 211.
Assessoria de Comunicação
Atrelada à XV Semana do Livro e da Biblioteca na USP, na próxima quinta-feira, 25, ocorrerá a palestra “Desperdiçadores psicológicos do tempo: procrastinação, perfeccionismo, desorganização e falta de disciplina”.
A palestra, que será ministrada pela psicóloga, Marciliana Andréa Corrêa, será realizada no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/USP), no auditório “Pau Brasil”, localizado na área 1 do Instituto, com início marcado para às 9h30.
A entrada para palestra é gratuita e todos estão convidados a participar.
Para mais informações sobre a programação completa da Semana, clique aqui.
Assessoria de Comunicação
Poesia e artigo científico: o que eles têm em comum? São gêneros textuais e possuem um formato único- e muito bem definido. Mas, quando falamos em poesia, seu formato (versos) é imediatamente visualizado. No caso do artigo científico, você consegue enxergar sua forma com essa facilidade e imediatismo?
Se sua resposta foi não, sem sustos! Você não é o único. Grande parte dos pesquisadores, quando diante de um editor de texto, não faz ideia de por onde começar e, mesmo aqueles que possuem o conteúdo na ponta da língua, não estão familiarizados com o formato correto de um artigo científico.
Alguns termos como communications ou letters, artigo regular e artigos de revisão precisam estar na ponta da língua e “da mente” do pesquisador. “Para cada um desses casos, pode existir uma estrutura. Por isso, na hora de escrever um artigo, essa é a primeira definição a ser feita para que o autor esteja atento ao formato que deve ser seguido”, explica o editor científico e docente do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Prof. Valtencir Zucolotto.
A gramática e o formato corretos de um artigo científico são de igual importância. Afinal, como dar valor ao que não pode ser compreendido? Da mesma maneira, se o português for impecável, mas o formato não for obedecido, o artigo será barrado de imediato. “A linguagem técnica não deve ser deixada de lado, mas deve ser escrita de uma maneira fácil e correta. Sem clareza e concisão, o artigo pode até vir a ser publicado, mas não causará impacto sobre os leitores”, enfatiza Zucolotto.
Para o docente, que desenvolve e ministra disciplinas e minicursos de Estruturação e Linguagem de Artigos Científicos, no Brasil e no exterior, uma das maiores dificuldades dos brasileiros na hora de redigir um artigo científico é a falta de orientação. Cursos de escrita científica são escassos e isso é preocupante, uma vez que os artigos científicos são o “passaporte” para que o conhecimento acadêmico chegue a outros pesquisadores e à própria sociedade. “O primeiro passo para melhoria da qualidade de vida do ser humano é a divulgação das pesquisas científicas. Com isso, será possível pensar em maneiras de melhorá-la, efetivamente”, afirma Zucolotto.
Portanto, para suprir a demanda cada vez maior de pedidos de orientações e instruções para a escrita de artigos científicos, a Universidade de São Paulo (USP) lançou, em maio deste ano, o Portal da Escrita Científica com conteúdo voltado exclusivamente ao assunto. No Portal é possível encontrar cursos completos, tanto em formato impresso como em vídeo-aulas, disciplinas oferecidas no campus relacionadas ao assunto, glossário de palavras chave (como “bibliometria”, “fator de impacto” e “índice H”), entre outras ferramentas.
Em 2012, o IFSC realizará a 3ª edição da “Semana da Escrita Científica”, um evento que contará com a presença de diversos especialistas que ministrarão cursos e palestras aos participantes, incluindo Zucolotto (IFSC), Luis Reynaldo Alleoni (ABEC), Hélio Kuramoto (IBCT/COEP), Osvaldo Oliveira Jr. (IFSC/USP), Edgar Zanotto (UFSCar) e Juliana Takahashi (USP). Este ano, a Semana de Escrita do IFSC traz como tema a questão da “Publicação Open Access“. Vários cientistas e editores de revistas discutirão as principais vantagens, desvantagens e perspectivas dessa temática, que tem sido amplamente discutida e apoiada por grandes universidades americanas e europeias.
Essa é mais uma oportunidade para que pesquisadores de graduação, pós-graduação, docentes ou, simplesmente, curiosos, entrem em contato com o mundo “literário” da pesquisa e possam fixar maneiras novas, corretas e inteligíveis de transmitir seu conhecimento e, sobretudo, prestar contas à sociedade.
A importância do curso
Zucolotto, que coordena a 3ª edição da Semana de Escrita Científica, explica que, além de aspectos de estrutura e linguagem, o curso aborda conceitos importantes, como, por exemplo, onde começa e termina o processo de publicação, além da noção de timing, ou seja, a hora exata para publicação de um artigo. “No primeiro caso, é importante ressaltar que o artigo científico não ‘nasce’ com a tese ou dissertação, ao contrário do que muitos pesquisadores e alunos acreditam, mas sim com o design adequado de um projeto de pesquisa. A publicação científica, com exceção de artigos de revisão, é feita de novidades”, diz. “Por isso, se o projeto de pesquisa não for bem estruturado, visando avançar na área do conhecimento com coisas novas, é impossível gerar publicações de alto impacto, como aquelas encontradas em grandes revistas, como a Nature ou Science“.
Ainda de acordo com o docente, depois de se pensar em todas as características acima, uma vez que a novidade exista (pesquisa com resultados inéditos), dois parâmetros importantíssimos entram em cena para a produção do artigo científico: conhecimento da língua e conhecimento do gênero. “Não basta apenas ser fluente em inglês. É preciso saber o que é um artigo científico e o que o leitor espera encontrar ao acessá-lo. Em áreas de exatas, engenharias, biológicas e biomédicas, por exemplo, a escrita científica deve ser clara e concisa”, diz. E acrescenta: “Não há lugar num artigo científico de alto impacto para informações que não sejam extremamente relevantes. As informações devem ‘saltar aos olhos’ do leitor da maneira mais rápida e clara possível, a começar pelo título”, conclui Zucolotto.
3ª Semana da Escrita Científica do IFSC
Data: 6 a 8 de Novembro de 2012
Local: auditório do IFSC “Prof. Sérgio Mascarenhas”
Inscrições: pela internet, através do endereço http://www.biblioteca.ifsc.usp.br/semanadaescrita/3/
Mais informações e acesso aos cursos do prof. Zucolotto:
www.nanomedicina.com.br/minicursos
www.escritacientifica.sc.usp.br
Assessoria de Comunicação
O Departamento de Física da Oklahoma State University, nos Estados Unidos, procura candidatos qualificados para os seus programas de pós-graduação em Física e Fotônica.
Os estudantes selecionados receberão oferta de apoio financeiro na forma de bolsas de ensino ou de pesquisa, por um período mínimo de nove meses, por ano, no valor de US$ 1.461 mensais, além de plano de saúde, e poderão buscar apoio financeiro para os três meses restantes de cada ano nos diferentes grupos de pesquisa.
O prazo para inscrições vai até 1º de março de 2013, mas o processo de seleção geralmente começa em fevereiro, dependendo do número de inscrições recebidas.
As aulas começam em agosto de 2013.
O Departamento de Física da Oklahoma State University tem grupos de pesquisa nas áreas de Física de Altas Energias, Biofísica, Física Médica e das Radiações, Nanoestruturas e Matéria Condensada, Óptica e Fotônica.
Além do formulário próprio que pode ser obtido na página do departamento, a aplicação consiste no envio do currículo escolar, carta de intenções, cartas de recomendação e comprovante do Test Of English as a Foreign Language (TOEFL) – com mínimo de 79 pontos no iBT, 210 no “Computer Based Test” ou 550 no “Paper Based Test”.
O exame Graduate Record Examinations (GRE) não é obrigatório, mas é recomendado.
A primeira etapa da aplicação, na qual é feita a seleção dos estudantes, é gratuita.
Assessoria de Comunicação, com informações da Agência Fapesp)
Quando usualmente se fala em transistores, lasers e RMN (ressonância magnética nuclear), não há qualquer tipo de dificuldade em identificar essas denominações, pois elas estão intrinsecamente ligadas às extraordinárias descobertas feitas no século XX. Passada que é a primeira década do século XXI, o mundo científico não quer abrandar a verdadeira revolução que iniciou há cerca de cem anos: o que era inovação ontem, está desatualizado hoje. A velocidade com que a ciência avança em todas as áreas do conhecimento é impressionante. Embora a física tenha também contribuído – e bastante – para esse incrível turbilhão tecnológico, o certo é que século XXI traz com ele alguns enigmas que estão ligados ao rápido desenvolvimento científico e na procura por “mais e melhor”. E um dos exemplos de enigmas na física reside nos efeitos quânticos que, por enquanto, ainda não apresentam todas as respostas para os cientistas.
Para debater conosco este tema e suas particularidades, conversamos com um dos mais eminentes físicos brasileiros, o pesquisador, Prof. Dr. Luiz Davidovich, que, por ocasião da segunda edição da SIFSC – Semana Integrada do Instituto de Física de São Carlos, participou no habitual programa intitulado Ciência às 19 Horas, que ocorreu no dia 16 de outubro, através da palestra subordinada ao tema Surpresas do Mundo Quântico.
O fenômeno do Emaranhamento:
De fato, existem ainda questões em aberto na física quântica, relacionadas com problemas antigos que foram formulados em 1935 por Einstein, Podolsky e Rosen, através de um famoso artigo científico que resultou do designado Paradoxo de EPR, no qual se levantou um dos problemas mais fundamentais da teoria quântica – saber se a mecânica quântica era uma teoria completa, ou se, pelo contrário, continha variáveis escondidas que tinham a ver com o fenômeno do “Emaranhamento”. Segundo Davidovich, esse fenômeno tem ocupado as mentes dos físicos durante décadas e provocou inúmeras discussões filosóficas entre os anos de 1935 e 1960.
Só em 1964 é que foi possível dar uma formulação matemática a todos esses debates, através da teoria de John Stewart Bell, que, no meu entender, foi uma das grandes contribuições da física no século XX. O que despertava a curiosidade e atenção dos físicos e filósofos dessa época era o fato de que o fenômeno do “Emaranhamento”, que Einstein classificou como “fantasmagórico”, poderia talvez ser explicado pela teoria designada de “variáveis escondidas”: por outras palavras, o “Emaranhamento” estava associado a correlações muito fortes entre dois objetos e acreditava-se que talvez uma teoria alternativa de física quântica podesse explicar essas correlações, comenta o pesquisador.
De fato, em 1964 John Bell mostrou que havia experimentos que poderiam diferenciar as previsões da teoria quântica e as previsões dessas teorias alternativas. Os experimentos foram realizados e estabeleceu-se que, de fato, as teorias alternativas não eram adequadas para descrever esse fenômeno. Ganhou-se, nos últimos anos, uma enorme compreensão sobre esse fenômeno do “Emaranhamento”, mas ainda há questões em aberto, conforme explica Davidovich.
Einstein, Podolsky e Rosen referiam-se ao “Emaranhamento” entre duas partículas, entre dois corpos. Hoje, são produzidos estados emaranhados de muitas partículas. Por exemplo, em laboratórios na Áustria, são produzidos estados emaranhados de catorze átomos. Como entender a matemática desses estados, como classificar o emaranhamento desses estados? Como ordenar esses estados de acordo com a quantidade de emaranhamento que possuem? Tudo isso é uma questão em aberto na física e na matemática e por isso é interessante verificar que essas questões tão básicas da física contemporânea, encontram ainda sérios desafios muito fortes.
Também apareceram novas ideias para futuras aplicações, que envolvem a criptografia e o aparecimento dos computadores quânticos, tendo como base os trabalhos vencedores do Prêmio Nobel da Física – 2012, da autoria do francês Serge Haroche e do americano David Wineland, que conseguiram manipular partículas quânticas sem as destruir. Para o Prof. Luiz Davidovich, essa história não está bem contada, pois os media ainda não souberam explicar, de forma correta, esses trabalhos:
De fato, isso de manipular partículas quânticas sem as destruir tem sido noticiado da forma como refere, mas na verdade é um pouco mais complexo do que isso. Quando se detecta um fóton, a maneira usual de fazê-lo implica na destruição dele. A detecção de um fóton faz-se através de um aparelho chamado (logicamente) “Fóton-Detector” e ele tem a propriedade de absorver o fóton. Sabemos que o fóton estava lá a posteriori através do sinal emitido por esse aparelho, que o detectou e que o destruiu. No grupo de pesquisa de Serge Haroche utilizaram-se experimentos que permitiram detectar, por exemplo, o número de fótons existentes numa cavidade, sem os destruir. Não é que o estado do sistema fique inalterado, como se fala, mas é uma propriedade do sistema, ou seja, é o número de fótons que fica inalterado. Você detecta esse número de fótons com átomos que passam pela cavidade, e esses átomos “sentem” que os fótons estão lá, mas não os absorvem. Isso é o que se chama de “Medida Quântica Não Demolidora”, porque ela não destrói, não demole os fótons que estão na cavidade. Contudo, isso não significa que o estado fique inalterado, podendo-se mostrar que esses átomos, que mantêm o número de fótons inalterado, tornam a fase – que é uma propriedade do campo eletromagnético – completamente caótica. Eles alteram a fase do campo, mas não alteram o número de fótons: são propriedades complementares, refere o nosso convidado.
Computadores mais velozes e códigos criptográficos inquebráveis (?):
Nesse contexto, conforme explicou Davidovich, o que se chama de “Medida Quântica Não Demolidora”, em geral, mais não é do que uma medida que não altera a variável que está sendo observada, mas que pode alterar completamente a variável complementar. Pode-se fazer uma “Medida Quântica Não Demolidora” da velocidade de uma partícula, mas para se fazer isso não se destrói a posição da partícula. Os trabalhos de Haroche e Wineland prevêem, segundo os media, que num futuro próximo possam existir computadores ainda mais velozes e códigos criptográficos inquebráveis. Estas afirmações obrigaram-nos a questionar nosso entrevistado se essa é uma afirmação correta e o que estará para vir depois disso. Enfaticamente, Luiz Davidovich dividiu a questão em duas partes, debruçando-se primeiramente nos códigos inquebráveis ou invioláveis, explicando que a designada criptografia quântica permite a transmissão daquilo a que se chama usualmente de “chaves criptográficas”: então, o que é uma chave criptográfica?
Quando queremos enviar uma mensagem para uma pessoa amiga que está longe, e queremos codificar essa mensagem, precisamos ter uma chave para fazer isso. E o importante é que ambas as pessoas tenham essa chave – a pessoa que envia a mensagem e a pessoa que vai recebê-la, para decodificá-la. Por isso mesmo, enviar chaves de um lugar para o outro é o ponto crucial dessa operação”, referiu Davidovich, exemplificando com o clímax transmitido por qualquer filme de suspense, já que essas chaves podem ser capturadas por um espião, que necessariamente não está interessado nas mensagens propriamente ditas. Assim, se os espiões conseguem as chaves, eles poderão ter acesso a todas as mensagens.
O que a física quântica faz é permitir enviar uma chave, de tal forma que se alguém tentar olhar para ela, imediatamente se descobre que o fez. Isso está baseado na propriedade fundamental da física quântica, que diz que você não pode medir o sistema sem alterá-lo. Você pode até fazer medidas que não alteram certa propriedade do sistema, mas vai alterar outra. Então, se uma pessoa tenta descobrir qual a mensagem que está sendo enviada, ela necessariamente modifica essa mensagem. Assim, tanto a pessoa que envia a chave, como aquela que a recebe, podem descobrir que houve uma observação dela e aí a chave deixa de ser confiável, pois comparando ambas elas mostram diferenças, salienta o pesquisador.
Quando perguntamos ao Prof. Luiz Davidovich se isso poderá se tornar uma realidade, o pesquisador respondeu Já é uma realidade. Com efeito, em 2007, as eleições em Genebra (Suíça) foram feitas eletronicamente e os votos foram transportados (para serem contabilizados) através da criptografia quântica. Se alguém quisesse violar um voto que fosse seria descoberto imediatamente. Segundo o nosso entrevistado, esse método está sendo usado também na Áustria e na Suíça para conectar matrizes de bancos às suas filiais, em distâncias curtas, mas esta realidade não fica por aqui.
Hoje, estão sendo feitos experimentos para o envio de chaves quânticas a grandes distâncias. Existe uma cooperação que está sendo realizada entre a China, Europa e Austrália, para fazer tudo isso através de satélites, ou seja, serão usados satélites artificiais para estabelecer chaves quânticas. Fantástico, não é? Então, essa é uma fase da informação quântica que já está sendo implantada, remata Davidovich.
Quanto à computação quântica, que é a segunda parte relacionada à primeira questão que colocamos, segundo o nosso entrevistado ela promete muito, tendo começado a despertar um grande interesse, principalmente em determinadas agências governamentais dos Estados Unidos da América, nomeadamente na NSA – National Security Agency, a partir do momento em que houve uma proposta de um matemático que trabalhava nos laboratórios da ATAT – American Telephone and Telegraph Corporation, que mostrou que alguém que possuísse um computador quântico poderia faturar um número em um espaço de tempo exponencialmente mais rápido do que num computador clássico. Mas, o que é faturar um número? Luiz Davidovich explica.
É decompor em números primos, explica o pesquisador. Por exemplo, 15=5×3. Até aqui, nada de anormal, todo mundo sabe isso. Agora, um número como 3.873.984, fica mais difícil descobrir os fatores primos dele. De fato, nos computadores clássicos, o melhor algoritmo conhecido hoje para faturar um número, leva um tempo relativamente longo. Por isso mesmo, a faturação de números grandes é a base do método criptográfico muito usado atualmente – método RSA -, extremamente utilizado quando estabelecemos contato com os bancos pela Internet. Assim, quem possuir um computador quântico vai poder quebrar todos os códigos existentes e daí a preocupação da NSA.
A partir desse pressuposto, a NSA implantou uma estratégia muito interessante: ela abriu completamente o tema, sem segredos, e através de funcionários altamente capacitados, começou a freqüentar as conferências para as quais eram convidadas pessoas de todo o mundo. Na China, que é onde decorre a maior parte dessas conferências, lá está sempre um funcionário de alto escalão (na maioria das vezes, matemático) devidamente credenciado e identificado pela NSA. A agência americana não quer saber de mais nada a não ser verificar se alguém violou algo, por forma a poder mudar imediatamente seus códigos. Contudo, para fazer com que um computador quântico fature números com mais eficácia de que um computador convencional teria que existir uma máquina com um poder quase inimaginável.
Esse computador imaginário teria que ter 1.000 qbits, colocando esse número num estado emaranhado, o que é algo extremamente difícil, quase impossível. Agora, se vai aparecer o computador quântico baseado nas idéias atuais, para quebrar códigos, eu tenho as minhas dúvidas. Por outro lado, atualmente estão sendo feitas demonstrações muito interessantes de computação quântica, usadas para simular sistemas físicos, e nessas simulações consegue-se fazer coisas extraordinárias, como, por exemplo, simular movimentos de camadas de ar na atmosfera, o que é um tema interessantíssimo para a área de meteorologia, explica o palestrante.
Luiz Davidovich versus Serge Haroche:
O Prof. Davidovich é amigo pessoal e um dos colaboradores brasileiros mais próximos de Serge Haroche, um dos vencedores do Prêmio Nobel da Física deste ano, e essa colaboração vem de há vinte ou vinte cinco anos. Davidovich desloca-se frequentemente a França, onde participa de conselhos de diversos organismos europeus, e propôs-se a falar um pouco sobre essa relação de trabalho com o pesquisador francês, que remonta ao ano de 1986, quando Luiz Davidovich ainda estava na PUC do Rio de Janeiro.
Foi graças a uma licença sabática que decidi ir para França, onde passei um ano com a equipe de Haroche. Quando cheguei lá, a minha intenção era fazer um experimento sobre um dispositivo chamado “micro-maser”: o maser é um laser que funciona na região de microondas, na área da luz. O “micro-maser” é um maser microscópico que funciona com apenas alguns átomos de cada vez, numa cavidade ressonante, e esse “micro-maser” era algo baseado na transição de dois fótons. Eu achei interessante e comecei a trabalhar na teoria desse “micro-maser”, uma teoria que, para essa especificação, ainda não tinha sido realizada. Cheguei na França com muita vontade e trabalhei dia e noite, durante fins-de-semana: eu estava cheio de “gás”. Então, deparei-me com problemas de vária ordem que levaram muito tempo para resolver – inclusive, houve um problema que eu resolvi, imagine, no cinema, em plena exibição de um filme. Então, o que eu fiz foi desenvolver essa teoria e o interessante foi que ela demonstrou que o experimento que estávamos planejando com Haroche tinha que ser modificado e mais tarde comprovou-se tudo isso, na experimentação. Foi fantástica essa experiência, esse trabalho em colaboração com Haroche e sua equipe, que tinham a particularidade de ter um humor deveras refinado, extraordinário, recorda nosso entrevistado, sorrindo.
Depois desse ano na França, Davidovich começou a viajar com freqüência para aquele país, sempre trabalhando junto com Haroche e sua equipe em diversos projetos e idéias, sendo que algumas delas não passaram para a fase experimental por falta de equipamentos, mas que, mesmo assim, estão prontas para isso, como é o caso da teleportação.
De fato, o nosso artigo sobre teleportação foi o primeiro a propor o experimento e, curiosamente, mostrou que dava para fazer a teleportação fazendo uma determinada operação lógica entre átomos e campo, que na verdade mais não era do que uma porta lógica alimentada por computação quântica. Claro que na época não sabíamos isso; apenas chamávamos de “porta de fase”. Seguidamente, trabalhamos na designada “Medida Quântica Não Demolidora”, propondo experimentos; no artigo que foi feito com base nesse trabalho conjunto com a equipe de Haroche – que é um dos artigos mais citados –, tivemos a idéia de fazer um experimento que envolveria a produção de um estado do campo eletromagnético análogo ao “Gato de Schrodinger”, teoria datada de 1935, da autoria do físico Erwin Schrodinger. Nesse experimento, seria produzido, numa cavidade, um campo que estaria numa superposição de dois estados, ou seja, uma cavidade acesa e apagada, ao mesmo tempo, uma superposição dessas duas situações. Era uma superposição que você pode interpretar cada uma delas de forma clássica – sabemos o que é uma cavidade acesa e o que é uma cavidade apagada, mas uma cavidade acesa e apagada, ao mesmo tempo, é difícil de imaginar, é impossível imaginar: é como o “Gato de Schodinger”, que está vivo e morto, ao mesmo tempo. No entanto, isso é uma possibilidade quântica. Na sequência desse artigo, publicamos em 1996 um outro artigo em que mostramos como é que poderia ser medida essa superposição, mostrando, igualmente, como é que, com o tempo, essa superposição quântica estranha se transforma numa alternativa clássica. Em outras palavras, as propriedades quânticas desaparecem devido ao contato daquele sistema com o ambiente, ou seja, o ambiente destrói as propriedades quânticas. Nós provamos isso, na teoria, explica Davidovich.
Esse experimento foi feito ainda no decurso de 1996 e foi muito badalado na época, exatamente pela propriedade da perda de coerência. Davidovich e Haroche tiveram ainda uma outra cooperação na área de laser, que incidiu sobre uma teoria do laser microscópico.
Foi um trabalho intenso nessa época. Em 1994 transferi-me para a UFRJ e a partir daí dediquei-me exclusivamente á teoria, ao ponto de criar um laboratório – para pasmo da comunidade de físicos. É um laboratório para teóricos, mas com uma interligação fortíssima com a área experimental, que acolhe nomes de grandes pesquisadores. São verdadeiramente fantásticos os resultados obtidos nesse laboratório, com artigos de grande impacto publicados em diversas revistas, como, por exemplo, a Nature ou a Science, recorda o pesquisador.
A colaboração com França deu e continua a dar ainda – e cada vez mais – frutos muito importantes, principalmente para a ciência brasileira. Luiz Davidovich e Serge Haroche orgulham-se de sua amizade e continuam a trocar experiências científicas e a se visitarem mutuamente. Contudo, existem outras colaborações científicas com França, não necessariamente com o grupo de Haroche, que têm contribuído – e muito – para o desenvolvimento da ciência nacional.
E os trabalhos nas universidades brasileiras estão aí, como prova disso.
Assessoria de Comunicação
No final da tarde do dia 19, ocorreu o encerramento da 2ª edição da Semana Integrada do Instituto de Física de São Carlos (SIFSC).
Similar à abertura, o encerramento também foi realizado no auditório do IFSC “Prof. Sérgio Mascarenhas e contou com a presença expressiva de diversos alunos e docentes do IFSC.
Ainda durante o encerramento, houve a premiação dos alunos de pós-graduação que, durante a SIFSC, apresentaram suas pesquisas em pôsteres e sessões orais, e as tiveram avaliadas por pesquisadores convidados e docentes do Instituto.
Depois da premiação, os participantes prestigiaram a apresentação do grupo “Raízes de Porto Ferreira”, com a dança-peça “Infectados”, também realizada no auditório, para, finalmente, dirigirem-se ao “Espaço Primavera” (prédio E1 da EESC/USP), para o coquetel de encerramento, também ao som de música.
