1949: Já sabemos o que é a antimatéria

Gerd Altmann / pixabay

A antimatéria não é feita apenas de anti-partículas, também é feita de ondas. Os cientistas acabaram de provar que esta dualidade se aplica mesmo ao nível de uma única partícula de antimatéria.

A dualidade onda-partícula não é recente. Tudo à nossa volta, desde a luz até aos átomos do nosso corpo, é composto por partículas e ondas. No entanto, as partículas de antimatéria, que são idênticas às suas irmãs gémeas exceptuando a carga e a rotação opostas, são muito difíceis de ser estudadas.

As partículas de antimatéria surgem de forma fugaz, geralmente em massivos aceleradores de partículas. Contudo, uma equipa de físicos conseguiu provar ao nível com um único positrão (o gémeo de antimatéria de um electrão) que a antimatéria também é composta por partículas e ondas.

Para provar que os positrões também são ondas, os físicos realizaram uma versão mais complexa da famosa “experiência da dupla fenda” que, em 1927, mostrou pela primeira vez que os electrões são partículas e ondas.

Na experiência original, explica o Live Science, os cientistas dispararam uma corrente de electrões através de uma folha com duas fendas, com um detector do lado oposto. Se os electrões fossem apenas partículas, teriam formado um padrão de duas linhas brilhantes no detector.

Porém, os cientistas chegaram à conclusão que os electrões agiam como ondas, “difractando” como a luz, formando assim um padrão espelhado de muitas linhas alternadas, umas mais brilhantes e outras mais escuras.

Mais tarde, em 1976, os físicos descobriram como demonstrar o mesmo efeito com um electrão de cada vez, provando que até mesmo os electrões simples são ondas que podem “interferir” entre si.

Desde então que os cientistas desconfiam que, se reflectidos de uma superfície reflexiva, os positrões comportam-se como ondas. No entanto, nunca tinham realizado uma experiência de dupla fenda que provasse que os positrões individuais tinham, de facto, uma natureza ondulatória.

Recentemente, uma equipa de físicos italianos e suíços descobriu como gerar um feixe de positrões de baixa energia capaz de ser usado para executar a primeira versão da experiência da dupla fenda com antimatéria.

Desta forma, quando os cientistas direccionavam os positrões através de uma série mais complexa de múltiplas fendas, os positrões caíam no detector num padrão que esperaríamos de uma onda, e não de partículas individuais. “A nossa experiência prova a origem quântica do positrão e, portanto, a natureza ondulatória dos positrões“, afirmou Paola Scampoli, física do Politécnico de Milão e co-autora do artigo, publicado na Science Advances.

No futuro, os cientistas esperam responder a perguntas sobre a natureza ondulatória da matéria exótica mais complexa e usar esses resultados para investigar a natureza da gravidade em escalas muito pequenas.

ZAP //

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9 Maio, 2019

 

1948: Nova espécie de mil-pés descoberta fossilizada em âmbar. Tem 99 milhões de anos

CIÊNCIA

Pavel Stoev

Uma equipa de cientistas descobriu uma nova e minúscula espécie de mil-pés na Birmânia. O pequeno animal ficou fossilizado em âmbar há 99 milhões de anos.

Numa recente publicação, cujos resultados foram esta semana publicados na revista ZooKeys, os cientistas mencionam a espécie como “anões sob as pernas de dinossauros”.

O insecto em causa (Burmanopetalum inexpectatum) mede pouco menos de um centímetro (8,2 milímetros) e é o primeiro fóssil de mil-pés da ordem Callipodida já descoberto, tal como observa o portal da Newsweek.

O investigador principal, Pavel Stoev, do Museu Nacional de História Natural da Bulgária, destacou a morfologia incomum da espécie. O animal revelou ter características tão incomuns que os cientistas tiveram que introduzir uma nova subordem.

“Imagine um pequeno mil-pés, menos de um centímetro: com os seus parentes modernos, que medem até 10 centímetros de comprimento, seria considerado um anão“, explicou o autor do estudo. “Ainda mais impressionante, é o facto deste animal ter vivido numa época em que terríveis dinossauros e enormes artrópodes vagueavam pela Terra”.

O especialista observou que muito provavelmente este mil-pés habitava o solo de “florestas de clima quente e árvores densas, como pinheiros e sequóias”.

Burmese Amber @Burmese_Amber

Figure 1. Burmanopetalum inexpectatum gen. nov. et sp. nov., female holotype (ZFMK-MYR07366) A
habitus B head, anterior-most body rings and vulvae, anterior view C antennae, lateral view D pleurotergal crests ornamentation, lateral view E telson, lateral view F legs, dorsola…

A espécie que acabamos de descrever difere do seus “parentes modernos” por ter “o último segmento [do seu corpo] especialmente projectado, que teria desempenhado um papel na sua biologia”. Faltavam-lhe também “excrescências características de cabelo nas costas, que estão presentes em todos os membros da ordem Callipodida“, acrescentou.

Pavel Stoev acrescentou ainda que o animal tinha “olhos muito simples”, enquanto que “a maioria dos seus colegas modernos tem uma visão complexa”, apontou.

A descoberta de Burmanopetalum inexpectatum ajuda a melhor compreender a história evolucionária da sua ordem. O autor do estudo ressalvou que os cientistas têm agora “fortes evidências de que esta linhagem surgiu há 99 milhões de anos”.

ZAP //

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9 Maio, 2019

 

1947: Asteróide destruiu a cidade de Nova Iorque numa simulação

CIÊNCIA

Andrew Rowe / Flickr

Na semana passada, a NASA e várias agências federais, juntamente com várias organizações internacionais, planearam um exercício que pode, no futuro, salvar milhões de vidas: simularam o que aconteceria se um asteróide fosse descoberto em rota de colisão com a Terra.

O exercício, parte da Conferência de Defesa Planetária, permite que os investigadores resolvam os desafios científicos, técnicos e políticos que terão que ser superados para proteger com sucesso o nosso planeta do impacto de um asteróide.

A simulação condensa oito anos de ficção em cinco dias. Graças a observações terrestres, descobriu-se que o asteróide fictício 2019 PDC tem uma probabilidade de 1 em 100 de atingir a Terra. No Dia 2, calcula-se que o risco é agora de 1 em 10 e provavelmente atingirá Denver, Colorado, em 29 de Abril de 2027.

As fases de planeamento das missões de reconhecimento e de defesa aumentam um pouco. No dia 3, no final de Dezembro de 2021, a primeira nave de reconhecimento chegou ao asteróide. Na missão de deflexão, várias naves devem entrar no asteróide em Agosto de 2024 para retirá-lo da órbita.

O dia 4 começou alguns dias depois da deflexão e trouxe boas notícias e algumas más. O corpo principal do asteróide foi desviado com sucesso, mas um fragmento com entre 50 e 80 metros de tamanho ainda estava em rota de colisão com a Terra – mais especificamente a cidade de Nova Iorque. Além disso, os detritos libertados pelo impacto destruíram a nave de reconhecimento, tornando muito mais difícil saber o que estava a acontecer.

“Precisamos nos desafiar e fazer as perguntas difíceis. Não se aprende nada se não se estudar o pior caso possível a cada dia”, explicou Paul Chodas, director do Centro de Estudos de Objectos da Terra no JPL da NASA, e criador do cenário, em comunicado.

Tendo ficado sem opções, a equipa reformulou a opção nuclear que foi discutida no segundo dia, mas foi arquivada devido a controvérsias e riscos generalizados. Os investigadores analisaram o envio de um dispositivo nuclear de 300 quilotonatos para explodir a menos de 145 metros do fragmento de asteróide, o que poderia desviá-lo ou fragmentá-lo, mostraram os cálculos.

Mas mesmo com a confiança nos números – a mesma estratégia conseguiu salvar Tóquio na simulação do ano passado – a missão não pôde ser implementada devido a divergências políticas e o asteróide não pôde ser parado. Tudo o que restava era preparar Nova Iorque para o impacto.

O dia 5 começou apenas 10 dias antes do impacto. O asteróide entraria na atmosfera a 19 quilómetros por segundo e libertaria o equivalente a 5-20 megatons de energia na explosão. Explodiria a cerca de 15 quilómetros acima do Central Park, destruindo a cidade e criando um raio “não-seguro” de 15 quilómetros.

Nesse cenário, é o trabalho da Agência Federal de Gestão de Emergências (FEMA) de evacuar e realojar dez milhões de pessoas, os seus animais de estimação e pertences, proteger instalações nucleares e químicas na área e transferir obras de arte. O tom da conversa mudou do técnico e científico, para o sociológico, legal e político.

“Este exercício é valioso na medida em que continua o trabalho actualmente em andamento para identificar as principais questões para este cenário de baixa probabilidade, mas de altas consequências”, disse Leviticus Lewis, da FEMA.

Tóquio salvou-se no exercício do ano passado, mas outras vítimas fictícias de asteróides incluem a Riviera Francesa, Daca e Los Angeles. No entanto, a probabilidade de um asteróide impactar a Terra permanece altamente improvável e os exercícios são planeados para ser o pior caso dentro do campo de possibilidades. O próximo exercício acontecerá em Viena em 2021.

ZAP // IFL Science

Por ZAP
9 Maio, 2019

 

1946: Descobertos micróbios que respiram arsénio na costa do México

CIÊNCIA

NASA / Flickr

O arsénio é um elemento mortal para a maioria dos seres vivos, mas uma nova investigação levada a cabo pela Universidade de Washington, nos Estados Unidos, descobriu micro-organismos que respiram esta substância para sobreviver numa grande área do Oceano Pacífico. 

De acordo com a nova publicação, cujos resultados foram esta semana publicados na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences os cientistas analisaram amostras de água de uma região localizada abaixo da superfície, onde não há oxigénio e, por isso, os seres vivos são obrigados a procurar outras estratégias para extrair energia dos alimentos. As amostras foram recolhidas em 2012, na costa do México.

Os resultados sugerem que micróbios que respiram arsénio representam menos de 1% da população de micróbios existente nas águas analisadas. Os biólogos acreditam que a estratégia é um remanescente dos primórdios da Terra, quando o oxigénio era escasso e as formas de vida precisavam de obter energia através de outros elementos, como o arsénio, que, muito provavelmente, era um dos mais comuns nos oceanos da época.

Segundo escreveram os cientistas, as populações que respiram arsénio podem voltar a crescer devido às mudanças climáticas, se as regiões com baixos níveis de oxigénio se expandirem e a quantidade de oxigénio dissolvido diminuir no ambiente marinho.

“Pensar em arsénio não apenas como uma coisa má, mas também como algo benéfico, mudou a forma como eu vejo o elemento”, afirmou a autora principal da investigação, Jaclyn Saunders, citada em comunicado.

“Sabemos há muito tempo que há níveis muito baixos de arsénio no oceano”, completou a co-autora do estudo a Gabrielle Rocap. “Mas a ideia de que os organismos poderiam estar usá-lo para ganhar a vida – é todo um novo metabolismo para o oceano aberto”.

Em declarações ao portal Gizmodo,  Saunders concordou que a sua descoberta é relevante para a procura de vida extraterrestre. “Existem mundos oceânicos – corpos planetários que possuem oceanos de água líquida – no nosso próprio Sistema Solar (…) Enceladus é uma lua de Saturno que tem um núcleo rochoso, um oceano de água líquida e uma espessa camada de gelo na superfície. É um dos locais mais promissores para encontrar vida”.

A identificação deste organismos “amigos” do arsénio no oceano, que é pobre em oxigénio, expande os limites em que os cientistas tradicionalmente procuram estes seres vivos.

Encontrar estes ser vivos numa lua de Saturno ou noutro qualquer lugar seria realmente importante para a Ciência e para a procura de longa data sobre vida extraterrestre mas, tal como mostra investigação, algumas das formas de vida mais estranhas podem mesmo estar aqui ao lado, na Terra.

Recentemente, um outro estudo detectou que uma bactéria única que come petróleo prolifera na Fossa das Marianas, no Pacífico Ocidental. Os resultados da investigação foram publicados no fim de Abril na revista científica especializada Microbiome.

ZAP //

Por ZAP
9 Maio, 2019