Análise de dados do Tevatron mostra assimetria na forma como as partículas conhecidas como mesons B neutros decaem
O experimento DZero no colisor Tevatron do Fermilab, um dos dois detectores onde prótons e antiprótons colidem a velocidades próximas à da luz
O Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês) pode estar funcionando nos arredores de Genebra, mas o acelerador de partículas por ele superado ainda parece propiciar algumas surpresas. Dados do incansável colisor Tevatron, localizado no Fermilab, em Illinois, mostra o que parece ser uma preferência pela matéria, e não pela antimatéria, considerando-se a forma como decai um tipo incomum de partículas, de acordo com a nova análise de um grupo de pesquisa do Tevatron.
Físicos e cosmólogos procuram mecanismos desse tipo para ajudar a explicar por que a matéria prevaleceu sobre a antimatéria quando o Universo era jovem, já que ambas deveriam ter sido criadas em quantidades iguais, gerando uma nuvem de aniquilação mútua e não as estáveis estruturas materiais – galáxias e coisas do gênero – que ocupam o Cosmos.
Algumas propriedades da Física de altas energias mostraram-se fundamentalmente assimétricas, produzindo matéria com mais frequência que antimatéria, mas em quantidades pequenas demais para explicar a relativa escassez de antimatéria no Universo. O novo mecanismo observado no detector DZero do Tevatron parece funcionar em uma escala muito maior, afirma o cientista da equipe do Fermilab, Dmitri Denisov, co-porta-voz da equipe do DZero. Porém, se isso pode explicar a preponderância da matéria atualmente ainda é algo incerto. Em qualquer caso, a assimetria não se encaixa no longo reinado do Modelo Padrão da Física de partículas, o que sugere, portanto, que alguma partícula ou interação desconhecida pode estar em jogo.
A equipe do DZero analisou mais de sete anos de colisões próton-antipróton no novo estudo, que o grupo enviou para o Physical Review D e publicou on-line em 16 de maio. Conforme as partículas exóticas e de vida curta produzidas nas colisões progressivamente decaíam em partículas mais estáveis, como elétrons, um dos produtos das colisões, conhecido como meson B neutro, pareceu decair mais frequentemente em múons – partículas instáveis que existem por cerca de 2 milionésimos de segundo antes de decaírem ainda mais– do que em antimúons.
“Quando colidimos prótons e antiprótons, gerando mesons B neutros, esperávamos ver quantidades iguais de matéria e antimatéria quando decaíssem”, observa Denisov. “Por alguma razão, há mais múons negativos, que são matéria, do que múons positivos, que são antimatéria”. De acordo com o membro do DZero, Gustaaf Brooijmansm um físico da Columbia University, “observamos uma assimetria que é próxima de 1%”.
Brooijmans observa que outros experimentos usaram mesons B para expor assimetrias fundamentais da Física, mas que os resultados desses experimentos ficaram mais próximos das previsões feitas pelo Modelo Padrão. As assim chamadas “fábricas B” foram construídas para explorar as propriedades de partículas incomuns, mas em um espectro mais limitado do que o disponível no Tevatron. “Há uma grande diferença” entre os resultados do DZero e os das fábricas B, destaca Brooijmans. “Temos acesso ao meson Bs e as fábricas B têm um acesso maior ao Bd”.
A semana 2 - Por que as teias de aranha brilham com o orvalho?
Duas forças atuando sobre a seda molhada da teia ajudam a captação de água
Pesquisadores têm estudado como a seda da aranha é capaz de reter o orvalho da manhã. Seus resultados podem levar ao desenvolvimento de novos materiais capazes de captar a água do ar.
O estudo, publicado pela revista Nature, examina a seda da aranha Uloborus walckenaerius. "As gotas de água parecem pérolas penduradas na fina seda da teia depois da vaporização do orvalho", diz o autor do estudo, Jiang Lei, do Laboratório Nacional de Pequim.
Os pesquisadores estudaram as teias em microscópios eletrônicos e notaram que, quando a água se condensa na teia, as gotículas avançam para o eixo mais próximo do nó, onde formam gotas maiores. O nó da teia tem uma superfície áspera porque o posicionamento das fibras é aleatório. Essa diferença de rugosidade ajuda as gotas de água a deslizar para o nós. A forma de cone do eixo dos nós também impulsiona as gotas para o centro. Ao bater na beira de um cone, as gotas são movidas para a sua base, região menos curva, devido à diferença de pressão causada pela tensão superficial.
Guiados por esses resultados, a equipe teceu a própria teia artificial, usando fibras de nylon embebido em solução de polímero que, quando secas, formam nós semelhantes aos de seda de aranha natural. Os estudos dessas fibras podem levar a novos materiais para a coleta de água do ar.
"É impressionante o que puderam produzir", comenta o especialista em teias de aranha Brent Opell, do Virginia Tech, em Blacksburg. “Mas não parece provável que a seleção natural tenha dirigido a evolução da seda de aranha para coleta de água”, acrescenta. “Ela parece ter evoluído para trabalhar melhor na seca.”
Como demonstram Jiang e seus colegas, quando a seda da aranha é molhada, as fibrilas ficam emaranhadas. "Da perspectiva de uma aranha, isso é ruim porque reduz a capacidade de capturar a presa", diz Opell.
A semana 3 - Telescópio capta explosão de supernova em 3D
Astrônomos utilizaram o Telescópio Extremamente Grande (TEG), no Chile, para capturar pela primeira vez em 3D os momentos seguintes à explosão de uma estrela supernova.
A supernova 1987A, que fica a 168 mil anos-luz da Terra, foi vista pela primeira vez em 1987 e foi a primeira estrela cuja explosão pôde ser vista a olho nu em 383 anos.
As imagens tridimensionais mostram que a explosão foi mais forte e mais rápida em determinadas direções, o que explica o formato irregular, com algumas partes indo mais longe do que outras espaço adentro.
Esse fenômeno já tinha sido previsto por alguns dos mais recentes modelos de computação para supernovas, que indicavam a ocorrência de instabilidades de grande escala durante a explosão.
Os primeiros projéteis lançados pela supernova viajam a uma velocidade de 100 milhões de quilômetros por hora, cerca de 100 mil vezes mais rapidamente do que um avião de passageiros comum.
Mesmo assim, foram necessários dez anos para que eles atingissem um anel de gases e poeira criado anteriormente, durante a "morte" da estrela.
As imagens do TEG também mostram outra onda de destroços que viaja pelo espaço a uma velocidade dez vezes mais lenta e aquecida por elementos radioativos criados na explosão.
A semana 4 - Cientistas medem pela primeira vez a quantidade de água na planície do rio Amazonas
Utilizando dados de quatro satélites, cientistas descobriram que a quantidade é muito menor do que a esperada
Cientistas conseguiram calcular o volume de água nas cheias do rio Amazonas utilizando dados de quatro satélites (Getty Images)
Saber o volume de água é crucial para prever enchentes e secas que acompanham a mudança de clima global
Pela primeira vez, cientistas conseguiram medir a quantidade de água que inunda a várzea do rio Amazonas anualmente. O resultado — 285 quilômetros cúbicos de água — daria para abastecer todas as pessoas da região nordeste do Brasil e da região metropolitana de Belo Horizonte durante um ano. Mas isso representa apenas 5% da água que corre no rio Amazonas todos os anos, e muito menos do que os pesquisadores esperavam encontrar na maior bacia hidrográfica do mundo.
Até agora, cientistas só conseguiam estimar a quantidade de água na várzea do rio Amazonas usando estudos de campo esporádicos e deduções sobre o fluxo de água. Na verdade, o volume de água em qualquer várzea é pouco conhecido — e essa informação é crucial para prever enchentes e secas que acompanham a mudança de clima global, segundo Doug Alsdorf, professor de ciências da terra da Universidade Estadual de Ohio, EUA. O trabalho dele e dos colegas foi publicado no site do no periódico americano Remote Sensing of Enviroment.
Alsdorf disse que “ninguém sabe exatamente quanta água existe no mundo”. “Temos que entender como o nosso suprimento de água irá mudar a medida que o clima muda, e o primeiro passo é descobrir quanta água temos de verdade”, completou.
A equipe de pesquisadores encontrou um jeito de medir a quantidade de água a partir do espaço. “Observações de satélite são as únicas opções confiáveis para lugares como a Amazônia, e especialmente a bacia do Congo, onde medições in loco são quase impossíveis. Chegar lá já é um desafio sério”, disse Alsdorf.
Nesse estudo, os pesquisadores estavam interessados apenas na quantidade de água que invadia e deixava a várzea do rio Amazonas — ou seja, a quantidade de água derramada sobre a terra em volta em épocas de cheia do rio Amazonas, normalmente nos períodos de chuva.
Eles combinaram dados de quatro satélites — três da Nasa e um do Japão — registrados durante os anos de 2003 a 2006. Juntos, os dados permitiram que os cientistas compreendessem como a paisagem da Amazônia mudava com as chuvas e cheias. Depois que o nível de água em volta do rio diminuía, eles calcularam a mudança da quantidade de água por toda a várzea.
Esses cálculos nunca foram feitos antes em parte por causa da imensa dificuldade de combinar diferentes tipos de dados de maneira confiável. Os pesquisadores tiveram que fundir leituras da gravidade — uma medida da massa da enchente — com medidas feitas por radares e fotos do nível da água e extensão da várzea.
As medidas somaram uma média de 285 quilômetros cúbicos de água na planície de enchente do rio Amazonas durante um ano. Apesar de ser muita água, os cientistas acreditam que isso representa apenas 5% de toda a água que o rio Amazonas joga no mar todos os anos.
Para Alsdorf, os resultados questionam a quantidade total de água que existe no sistema amazônico, e ressalta os fatores desconhecidos que cientistas devem confrontar a medida que trabalham para entender as mudanças climáticas. “Apesar de imensa, a Amazônia é apenas uma bacia hidrográfica dentre tantas outras no mundo — cada uma vital para a qualidade do solo e água das regiões que as cercam”, disse.
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