Aeronaves ajudam a entender complexidades da atmosfera

Aeronaves capazes de voar 20 km de altitude são utilizadas para testar instrumentos, que no futuro, poderão ser levados por satélites para melhorar nossa compreensão das relações entre a química atmosférica e o clima

Campanha realizada na Austrália utiliza aeronaves que voam a grandes altitudes para estudar as relações entre química atmosférica e clima.
Experimentos em grandes altitudes são testes de avaliação planejados pelo programa de Exploração e Processamento por Medição de Radiação Infravermelha e Ondas Milimétricas (Premier, na sigla em inglês), uma das candidata da missão Earth Explorer da Agência Espacial Européia (Esa). Essas missões visam coletar informações sobre o nosso planeta, a partir do espaço. A Premier é uma das seis candidatas a missão Earth Explorer cujo projeto preliminar já está completo. O conceito dessa missão, bem como das outras cinco, foi apresentado à comunidade científica em Reunião de Consulta Pública realizada em Lisboa, no início do ano. Em seguida, o Comitê para Observação Terrestre da Esa deverá selecionar até três missões para a próxima etapa (estudo de viabilidade). Posteriormente, uma sétima missão está prevista para ser lançada por volta de 2016. Através de absorção, emissão e espalhamento, gases do efeito estufa e aerossóis interagem com a radiação eletromagnética e alteram o clima na Terra. A abundância e a distribuição de oligoelementos gasosos e aerossóis são controladas por complexas transformações químicas e processos dinâmicos que ainda não são bem compreendidas. Um dos principais desafios na pesquisa sobre mudanças climáticas é entender como esses processos químicos afetam o clima da Terra. Para isso é preciso melhorar os modelos químico-climáticos atuais, que têm como objetivo prever nosso clima nas próximas décadas e séculos. Para atender a essas necessidades, a missão Premier deverá quantificar os processos que controlam a composição da troposfera média e superior e da estratosfera inferior ─ que corresponde a uma faixa entre 5 e 25 km acima da superfície da Terra. Essa região da atmosfera é especialmente importante para os estudos climáticos por conter ar mais frio e ser mais sensível a mudanças na distribuição de gases e nuvens radiativas. Através do transporte de vapor d`água, ozônio, metano, nuvens e aerossóis, essa região abriga diversas interações importantes entre a componentes atmosféricos que afetam o clima.

Para investigar essas relações medindo a temperatura, vapor d`água e um grande número de oligoelementos gasosos como ozônio e metano com alta resolução espacial, a Premier utiliza dois instrumentos inovadores – um espectrômetro de imageamento infravermelho e o primeiro sonar de ondas milimétricas otimizado para a troposfera superior. Esses instrumentos se baseiam na herança de missões anteriores como o radiômetro de ondas milimétricas do satélite sueco Odin, que constitui uma missão associada da Esa, e do Interferômetro de Michelson para Sondagem Atmosférica Passiva (Mipas, na sigla em inglês) do satélite Envisat. Para apoiar o desenvolvimento da Premier, algumas campanhas foram realizadas em aeronaves que voam em altitudes até 20 km – o dobro da altitude de vôos comerciais.Até agora, as campanhas de teste foram realizadas em um antigo avião de espionagem russo, o M55 Geophysica. Espectrômetros de sondagem do limbo atmosférico ─ operando em ondas milimétricas e no infravermelho ─ e diversos instrumentos para medições in-situ foram instalados no Geophysica, enquanto um Falcon, da Agência Espacial Alemã, complementou a sondagem com um lidar de vapor d`água, além de outros instrumentos.A campanha foi realizada sobre Darwin, na Austrália, porque os trópicos foram apontados como uma região crítica para a previsão do clima, uma vez que é neles que os gases do efeito estufa, como por exemplo, o vapor d`água, entram na estratosfera...

Os vôos ocorreram num período anterior às monções, quando enormes nuvens de convecção se formam todos os dias. Nessas condições, os aviões poderiam realizar medições dos gases atmosféricos à medida que as nuvens se formavam. Os resultados da campanha – que durou um mês – foram positivos, o que demonstrou que o instrumento de detecção de ondas milimétricas continua a realizar medidas precisas, mesmo quando o funcionamento do instrumento de detecção de infravermelho é prejudicado pelas nuvens. Um novo protótipo do instrumento de sondagem no infravermelho está sendo desenvolvido, nesse momento, pelos Centros de Pesquisa Karlsruhe e Jülich, na Alemanha. O instrumento será testado a bordo da nova aeronave de pesquisa alemã, Halo, no início do próximo ano. Essa aeronave moderna foi planejada especificamente para auxiliar na pesquisa das ciências atmosféricas. A futura campanha deverá testar, pela primeira vez, o novo instrumento e também servirá para testar todos os subsistemas e técnicas de análise. Além disso, há planos também para o desenvolvimento de um instrumento de ondas milimétricas a ser testado a bordo de um balão estratosférico.

Fonte: Scientific American Brasil - http://www2.uol.com.br/sciam/

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Superfluido ignora a gravidade e escala paredes - Mecânica Quântica

A superfluidez decorre de regras contra-intuitivas da mecânica quântica. E, ao contrário de outros fenômenos quânticos, o comportamento estranho do hélio superfluido é visível a olho nu

por JR Minkel

Superfluido: O hélio líquido pode se esgueirar por frestas de dimensões moleculares, escalar as paredes e transbordar de um recipiente ou permanecer imóvel enquanto o recipiente gira.

Não se preocupe. Seu refrigerante não vai subir pela borda do copo, nem esguichar espontaneamente pelo canudinho enquanto você tenta bebê-lo. É que os refrigerantes não se comportam como um superfluido.


Se você resfriar hélio líquido, por exemplo, a alguns graus abaixo do seu ponto de ebulição, de –269º C, ele bruscamente assume características diferentes de outros fluidos, como escorrer por micro-rachaduras da espessura de moléculas, escalar as bordas de um recipiente até transbordar e permanecer imóvel enquanto o recipiente gira.

O hélio neste estado deixa de ser um simples líquido e se transforma em um superfluido – um líquido que flui sem atrito. “Se girarmos uma xícara até que o líquido nela contido passe a girar, você verá que alguns minutos depois, ele parou de se mover”, explica John Beamish, físico experimental da University of Alberta, em Edmonton, Canadá. Os átomos do líquido colidem uns com os outros e se desaceleraram, “mas se isso for feito com hélio a baixas temperaturas, um milhão de anos mais tarde ele ainda estará se movendo”.

As primeiras evidências desse comportamento do hélio foram observadas em 1911 pelo físico holandês, Heike Kamerlingh Onnes, premio Nobel de física em 1913 e um mestre da refrigeração. Ele foi o primeiro a liquefazer o hélio. Onnes descobriu que esse elemento passa a ser um bom condutor de calor abaixo de –270,92º C, temperatura também conhecida como o ponto lambda.

Somente em 1938 o físico russo Pyotr Kapitsa e, de forma independente, os britânicos John Allen e Don Misener, mediram a velocidade do fluxo de hélio abaixo dessa temperatura usando dois discos de vidro adaptados a um tubo de sucção e a um tubo fino de vidro. A viscosidade observada foi tão baixa que Kapitsa, vencedor do prêmio Nobel em 1978 por esse trabalho, o batizou de “superfluido” – inspirado em “supercondutor”, o termo para um material bom condutor de corrente elétrica com baixa resistência.

Esse efeito se baseia na capacidade única do hélio de permanecer líquido até o zero absoluto (–273,15º C), a temperatura em que os átomos, em princípio, se imobilizam. Quando a maioria dos líquidos é resfriada, a pequena atração entre os átomos no fluido finalmente supera as vibrações térmicas e as partículas se acomodam num padrão regular, ou seja, um sólido. Entretanto, os átomos de hélio são tão leves e fracamente atraídos por outros que, mesmo quando os movimentos atômicos comuns cessam, os átomos vibram com o movimento do ponto zero, um leve momentum imposto pelo princípio da incerteza da mecânica quântica; por isso, eles nunca formam um sólido.

O fato de o hélio continuar no estado líquido a baixas temperaturas o permite realizar uma transformação chamada condensação de Bose-Einstein, na qual as partículas individuais se agregam até exibirem um comportamento coletivo como uma única partícula. Átomos que se comportem como um condensado de Bose-Einstein perdem suas características individuais.

Normalmente o hélio superfluido é considerado como uma mistura de dois fluidos, um comum e um superfluido. Experimentos diferentes evidenciam as características contrastantes dos dois componentes. O experimento mais simples é observar um recipiente cheio de hélio líquido começar a transbordar enquanto o hélio é resfriado a temperaturas abaixo do ponto lambda. A componente superfluida começa a escorrer pelas frestas microscópicas onde a componente líquida normal não pode penetrar, gerando os supervazamentos.

À medida que a temperatura diminui, a componente superfluida começa a ter maior participação na mistura. Pesquisadores mediram a proporção entre as duas componentes inserindo uma amostra em um recipiente metálico suspenso por um fio. Ao girar o fio, o cilindro começa a rodar em um sentido e depois no outro. Mas apenas a componente normal gira junto com o cilindro, devido ao atrito entre ela e as paredes do cilindro. A componente superfluida resiste ao movimento do fluido normal e permanece imóvel. À medida que a porção superfluida aumenta, o cilindro gira mais rápido, como se estivesse perdendo peso, ou inércia.

A natureza dupla do hélio superfluido pode ser observada também quando escala as paredes de um recipiente. Um líquido comum é limitado pelas paredes do recipiente que o contem, graças à pequena atração entre os átomos, mas o atrito interno do líquido define até onde o líquido pode se espalhar. No hélio superfluido, a película – na qual não há atrito – recobre o recipiente inteiro, delimitando um volume onde o superfluido pode escoar.

Em 2004, Chan e Eun-Seong Kim, da Penn State University, fizeram o seguinte experimento: girando um anel cheio de hélio sólido, a 26 atmosferas de pressão, os pesquisadores descobriram que à medida que hélio era resfriado abaixo da temperatura crítica, a freqüência de rotação aumentava, do mesmo modo que com o hélio líquido. Vários laboratórios, inclusive o de Beamish, estão estudando o comportamento de ‘supersólidos’, mas os pesquisadores ainda não sabem quais elementos do sólido se condensariam em um estado uniforme de Bose-Einstein.

O que precisamos observar agora é se o supersólido pode produzir o equivalente aos transbordamentos ou outros efeitos bem conhecidos. Se outras propriedades únicas puderem ser demonstradas de forma convincente, podemos estar diante um novo estado da matéria, avalia Beamish.

Scientific American Brasil

23 de Abril de 2009

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Paul Potts - Superando limites!

Uma mensagem de incentivo.
Quantas vezes olhamos para nossos objetivos e os enxergamos a anos-luz de distância?
Segundo Shakeaspare, "Nossas dúdivas são traidoras e nos fazem perder o bem que poderíamos conquistar, se não fosse o medo de tentar".
Talvez um dos grandes segredos dos vencedores seja a capacidade de transformar as adversidades em situações favoráveis, enxergar a dificuldade como uma forma de incentivo, gerar energia para superação.
Toda vez que queremos alcançar alguma meta, devemos estar dispostos a andar por caminhos cheios de obstáculos.
Entenda: para que você possa se movimentar, é necessário atrito. Atrito de idéias, convicções...
Que tal então passar a observar as coisas de um referencial no qual o atrito é meramente uma oportunidade de você adquirir quantidade de movimento rumo às suas realizações?
Os obstáculos podem também ser vistos de diversos referenciais. Caso seu obstáculo seja grande, procure um modo de observá-lo de forma que ele não pareça, jamais, superior aos seus sonhos.
Quando alguém duvidar de você, duvide deste alguém!
Quando você tiver dúvida sobre seu potencial... duvide de sua própria dúvida!!
Nunca acredite que está tudo perdido!! Isto vale para os estudos complicados em Física tanto quanto também para situações na vida em que precisamos rever nossas metas, criar métodos de superação, encontrar soluções para questões que sequer conseguimos formular corretamente.

Acredite, Deus não lhe permitiu o dom da vida para ser simplesmente mais um. Se por um lado você é um entre milhões que querem o mesmo objetivo, por outro lado você já foi superior a milhões de concorrentes no ato da fecundação!
E, para finalizar, não se esqueça de que em alguns momentos da vida é hora de se arriscar!!
Este é o caso de Paul Potts, de vendedor de celulares a cantor de ópera ovacionado pelo mundo afora. Deus lhe permitiu chegar até aqui para vencer!!
O desafio de aprender nunca se acaba!

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As Vozes do Clima - Uma condição para a sobrevivência

Você já se imaginou viver num lugar muito quente, com variações climáticas drásticas e em meio a uma poluição insuportável?
Pois é, este é o mundo resultante de nossas ações impensadas como uma complexa estrutura atualmente insustentável.

Já passa da hora de ouvirmos, literalmente, como se denomina esta série de reportagens do Fantástico, As Vozes do Clima.

Um mundo perfeitamente criado por Deus, destruído por nossa inércia e ganância! Poderíamos resumir esta nossa trágica atitude contra nosso planeta em duas frases de Einstein:

"Duas coisas são infinitas: o universo e a estupidez humana. Mas, no que respeita ao universo, ainda não adquiri a certeza absoluta."

"O mundo é um lugar perigoso de se viver, não por causa daqueles que fazem o mal, mas sim por causa daqueles que observam e deixam o mal acontecer."

Mas, afinal, o que temos feito para que as coisas mudem de direção ou, ao menos, para que a degradação seja desacelerada? Provavelmente nada! Esta nossa conivência com o que é ecologicamente incorreto nos torna cúmplices desta destruição.

Não fomos educados para isto. Nossas escolas nunca se preocuparam em, mais que ensinar, nos conscientizar da importância da sustentabilidade.

Se compramos apenas por consumismo, deixamos uma lâmpada acesa desnecessariamente ou deixamos de fazer coleta seletiva de nosso lixo, somos uma réplica perfeita, em menor escala, dos grandes vilões que tanto criticamos como destruidores de nosso mundo.

Pense!

O desafio de aprender, nunca se acaba!

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