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  1. #1
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    Seta Aniquilação de matéria e antimateria poderá criar o exótico laser de Raios Gama

    Aniquilação de matéria e antimatéria pode criar laser de raios gama


    Tudo começa com o positrônio, um átomo exótico, de vida extremamente curta, formado pela união de um elétron com sua antipartícula, o pósitron, sem um núcleo.

    Em 2005, físicos da Universidade da Califórnia criaram uma molécula de positrônio, uma substância completamente nova, também chamada de matéria artificial, porque ela essencialmente é formada por uma junção de matéria e antimatéria. O feito foi confirmado em 2007.

    Agora, a mesma equipe conseguiu isolar pela primeira vez uma amostra de átomos de positrônio polarizados pelo spin.

    Spin do positrônio

    O spin é uma propriedade fundamental e intrínseca de um elétron, e se refere ao momento angular do elétron. Átomos polarizados pelo spin, ou spin-polarizados, são átomos que estão todos no mesmo estado de spin.

    Uma grande amostra de átomos de positrônio spin-polarizados é necessária para criar uma outra forma especial da matéria, chamada condensado de Bose-Einstein (BEC: Bose-Einstein Condensate). Em um BEC, bilhões de átomos entram em sintonia e se comportam como se fossem um gigantesco átomo individual.

    "Nós obtivemos esse resultado aumentando a densidade dos átomos de positrônio," conta David Cassidy, o principal autor do artigo. "Em uma densidade tão elevada, os átomos de positrônio se aniquilam simplesmente interagindo uns com os outros. Mas acontece que nem todos os átomos de positrônio são aniquilados sob essas condições."

    Laser de raios gama

    Cassidy explicou que os átomos de positrônio podem ser de dois tipos - um tipo up e um tipo down, referindo-se ao seu spin. Os átomos de positrônio só são aniquilados quando um tipo up se encontra com um tipo down. Dois átomos com o mesmo spin não se afetam.

    Além do grande interesse em termos de física fundamental, há um interesse prático muito grande nessa colisão de átomos de matéria e antimatéria: ao se encontrarem e se aniquilarem, a reação gera um disparo de raios gama.

    Esse gerador de raios gama pode ser a fonte de radiação necessária para criar um incrível laser de raios gama, um tipo futurístico de laser que emite luz pela aniquilação de matéria e antimatéria.

    "Há processos fundamentais que podem ser olhados de maneiras totalmente novas quando você tem a matéria no estado BEC", explica Allen Mills, coordenador da pesquisa. "Ter os átomos em um condensado torna mais fácil verificar como eles interagem em determinadas condições. Além disso, ter átomos de positrônio imóveis é um aspecto importante para construir algo como um laser de raios gama, que poderia ter inúmeras aplicações."

    Antimatéria no universo

    Segundo Mills e Cassidy, a nova pesquisa pode levar também à produção de energia por fusão nuclear.

    "Se você tiver 50 por cento de ups de 50 por cento de downs e apertá-los, eles vão se aniquilar totalmente e se transformar em raios gama," diz o pesquisador "Mas se você tiver, por exemplo, cerca de 66 por cento de ups e 33 por cento de downs, então, apenas metade dos ups será destruída. Você terá uma carga de raios gama - mas no final você vai ficar com apenas um tipo de átomo - neste caso, os átomos up."

    "Este é um passo importante para criar um BEC", continua, "porque você efetivamente purificou sua amostra de positrônio. E você precisa de uma coleção pura de átomos de spin alinhados para fazer o BEC."

    Quando os átomos estão no estado BEC, eles ficam essencialmente parados (ou se movem muito lentamente), facilitando seu estudo.

    "A eventual produção de um condensado de positrônio poderá nos ajudar a entender por que o universo é feito de matéria, e não de antimatéria ou simplesmente energia pura," diz Cassidy. "Também poderá um dia nos ajudar a medir a interação gravitacional da matéria com a antimatéria. Hoje, ninguém sabe ao certo se a antimatéria cai para cima ou para baixo."

    http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=laser-raios-gama&id=010115100915






    Esta imagem mostra a câmara de alto vácuo no interior da qual foi criada a nuvem de átomos de positrônio polarizados pelo spin. [Imagem: David Cassidy/UC Riverside]








    Superfóton: criada uma nova forma de luz


    Físicos da Universidade de Bonn, na Alemanha, criaram uma forma totalmente nova de luz, algo que, até recentemente, era apontado pelos cientistas como sendo algo impossível de realizar.

    Embora as implicações da realização ainda não tenham sido totalmente exploradas, a técnica poderá ser utilizada para criar fontes de luz parecidas com o laser que operam na faixa dos raios X - um laser de raios X.

    Condensado de Bose-Einstein de fótons

    Quem acompanha as pesquisas na fronteira da física, sobretudo na computação quântica, já está acostumado com termos como condensado de Bose-Einstein e átomos artificiais.

    Para criar os átomos artificiais, os físicos aglomeram e resfriam átomos de rubídio até próximo do zero absoluto. Ao serem concentrados em número suficiente em um espaço suficientemente pequeno, o aglomerado de átomos passa a se comportar como se fosse um átomo único - uma superpartícula, ou um átomo artificial.

    O que os cientistas fizeram agora foi um condensado de Bose-Einstein formado por fótons.

    A maioria dos físicos afirmava que fazer um condensado de Bose-Einstein de fótons era impossível porque, ao serem resfriados, os fótons simplesmente desaparecem. Até então, parecia ser impossível concentrar e resfriar a luz ao mesmo tempo.

    Mas os cientistas alemães derrubaram mais essa impossibilidade usando dois espelhos para aglomerar os fótons e uma camada de moléculas que "engolem" e "cospem" os fótons para resfriá-los.

    Laser de raios X

    Este superfóton, ou condensado de Bose-Einstein fotônico, é uma forma completamente nova de luz, que tem características que lembram o laser.

    Se parecer com o laser já não fosse o bastante, a nova forma de luz tem uma vantagem decisiva sobre ele: "Atualmente nós não somos capazes de fabricar lasers que gerem luz com comprimento de onda muito pequeno, na faixa do ultravioleta ou dos raios X, por exemplo. Com o condensado de Bose-Einstein fotônico isto poderá ser possível," explica o Dr. Jan Klars, um dos autores do experimento.

    Isto é particularmente interessante para os fabricantes de chips, que usam laser para gravar os circuitos lógicos nas pastilhas de semicondutores. A miniaturização desses circuitos esbarra justamente no comprimento de onda da luz do laser - comprimentos de onda maiores são menos adequados para um trabalho mais preciso do que os comprimentos de onda menores.

    Em princípio, os lasers de raios X permitirão desenhar componentes menores e mais precisos na mesma pastilha de silício, uma vez que os raios X têm um comprimento de onda muito menor do que a dos lasers hoje utilizados.

    Há poucas semanas, usando a aniquilação de matéria e antimatéria, cientistas deram os primeiros passos rumos à criação de um laser de raios gama, outro tipo de laser futurístico.

    Concentrar os fótons em um pequeno espaço pode parecer fácil de entender. Mas esfriá-los já não parece tão intuitivo.

    Imagine uma lâmpada incandescente. Conforme seu filamento vai se aquecendo, ele começa a brilhar: primeiro fica vermelho, depois amarelo e, finalmente, azul.

    Desta forma, cada cor de luz pode ser associada a uma "temperatura de formação", aquela temperatura que causa sua emissão - assim, a luz azul é mais quente do que a luz vermelha.

    Mas cada elemento brilha de forma diferente. O ferro, por exemplo, vai emitir luz de forma diferente do tungstênio de que é feito o filamento da lâmpada incandescente.

    É por isto que os físicos calibram a temperatura da cor com base em um objeto teórico, chamado de corpo negro. Se um corpo negro for aquecido a uma temperatura de 5.500 graus centígrados, ele terá praticamente a mesma cor da luz do Sol ao meio-dia - a temperatura dos seus fótons sobe.

    À medida que o corpo negro é resfriado, em um determinado ponto ele pára de irradiar luz na faixa visível, passando a emitir fótons infravermelhos, que são invisíveis ao olho humano.

    Ao mesmo tempo, a intensidade de sua radiação cai - a temperatura dos seus fótons diminui - e o número de fótons se torna cada vez menor, conforme a temperatura cai. É isto que torna tão difícil obter a quantidade necessária de fótons frios necessários para fazer o condensado de Bose-Einstein.

    Superfóton

    Os cientistas alemães resolveram o desafio usando dois espelhos quase perfeitos, altamente reflexivos, onde um feixe de luz foi posto para ficar refletindo de um lado para o outro.

    Entre os dois espelhos eles colocaram uma solução contendo moléculas de pigmentos, com as quais os fótons colidiam periodicamente.

    Nessas colisões, as moléculas "engoliam" os fótons e depois os "cuspiam" de volta.

    "Durante este processo, os fótons assumem a temperatura do fluido. Eles resfriam um ao outro a partir da temperatura ambiente, e fazem isto sem se perderem no processo," explica o professor Martin Weitz, outro membro da equipe.

    Os físicos aumentaram a quantidade de fótons entre os dois espelhos usando um laser para excitar a solução com os pigmentos. Isto permitiu que eles concentrassem as partículas de luz resfriadas tão fortemente que elas se condensaram em um superfóton.

    http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=superfoton-nova-forma-luz&id=010815101129






    Esquema do experimento onde foi criado o superfóton. [Imagem: Klaers et al./Nature]




  2. #2
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    Os positrons (partícula de antimateria do elétron, isto é, um elétron com carga positiva) são usados em diagnostico por imagens na Tomografia por Emissão de Pósitrons (Positron Emission Tomography  PET)


    O paciente recebe uma substancia (por exemplo a glicose) com um isótopo radioativo de meia vida curta (flúor-18, nitrogênio-13, carbono-11, oxigênio-15, rubídio-82). A glicose é metabolizada por órgãos como tumores ou o coração. O decaimento do isótopo radioativo libera positrons. Os positrons se aniquilam com os elétrons próximos e então emitem dois raios gama. Sensores no aparelho detectam raios gama e então emitem luz visível, que é convertida em corrente elétrica. Um computador faz o processamento dos dados e constrói as imagens.

    O PET, assim como outros métodos de diagnósticos por imagem com isótopos radioativos, não estudam aspectos morfológicos ou anatômicos dos órgãos (formato e dimensões, como na tomografia computadorizada de raios X) e sim aspectos fisiológicos ou funcionais. Os métodos de diagnósticos por imagem com isótopos radioativos são usados para estudar tumores, aneurismas, problemas na circulação sanguínea, deficiência no funcionamento de órgãos como pulmão, tireóide, etc.

    Os aparelhos de PET precisam estar próximos a aceleradores de partículas (maquinas que criam os isótopos radioativos usados no exame), pois esses isótopos tem meia vida de apenas algumas horas.

    O PET gera imagens em 3D ou em fatias, semelhantes aos aparelhos de tomografia computadorizada de raios X.

    O PET foi desenvolvido nos Estados Unidos em 1973.


    http://en.wikipedia.org/wiki/Positron_emission_tomography












  3. #3
    Cacildis san andres pego pesado agora o0

    tenso, vou ter que me matricular numa facul de fisica pra entender +- isso ai rsrsrs

  4. #4
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    Cara, entendí umas coisinhas ae.

    Novidade pra mim esse negócio.
    gente boa eh o maurivillas - um sujeito interesante - modera como 2 gorilas - bane ateh os visitante

    I have a blog now
    CAMPANHA: Qualificações e Bad Reports são importantes.

  5. #5
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    essa frase está meia dúbia
    Uma grande amostra de átomos de positrônio spin-polarizados é necessária para criar uma outra forma especial da matéria, chamada condensado de Bose-Einstein (BEC: Bose-Einstein Condensate).
    não é necessário positronio pra conseguir um BEC, mas pra conseguir um BEC DE positronio, é necessário que esteja spin polarizado.
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  6. #6
    Séria possivel gerar energia para espaçonaves atraves disso?
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  7. #7
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    Citação Postado originalmente por Kingoftime Ver Post
    Séria possivel gerar energia para espaçonaves atraves disso?
    a aniquilação de matéria com anti-matéria é a reação mais energética que conhecemos no universo, pois converte TOTALMENTE matéria em energia (ao contrário de fissão ou fusão nuclear)

    entretanto, criar anti-matéria consome ABSURDOS de energia, muito mais do que conseguimos de energia com a aniquilação matéria-anti matéria.


    bom, obviamente, podiamos ter reatores de fusão nuclear, na Terra, especialmente voltados pra criar anti-matéria, que então seria carregada a bordo de naves pra ser usada como combustivel.


    ENTRETANTO, ainda não temos tecnologia pra isso. A quantidade de anti-matéria produzida atualmente é MINIMA... o CERN, o maior acelerador de particulas no mundo, consegue produzir 10^7 antiprotons por minuto. Mesmo se pudessemos converter 100% deles em átomos de antihidrogenio, demoraria 100 bilhões de anos (10x a idade do universo) pra produzir UM GRAMA de anti-hidrogenio!!!
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  8. #8
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    Laser de raios X é o laser mais puro do mundo

    Laser de raios X o laser mais puro do mundo



    O SLAC é a fonte de raios X mais puro já medida, o que ajudará a desvendar a estrutura atômica dos materiais. [Imagem: SLAC]



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