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INFORMATIVO SOBRE ORIENTACAO DE PRECISAO DESENVOLVIDO PELA ASSOCIACAO DESPORTIVA ALMIRANTE ADALBERTO NUNES - ADAAN Laser coloca uma nova rodada sobre a luzUm novo tipo de laser pulsado que modula a polarizacao de sua luz emitida muito rapidamente foi criado por pesquisadores na Alemanha e na Escocia. A modulacao de polarizacao ocorre muito mais rapido do que a modulacao da intensidade normalmente utilizados em sistemas opticos de telecomunicacoes - e os pulsos de polarizacao resultante poderia aumentar dramaticamente a velocidade de fibra optica de comunicacoes.Rotacao aumenta a laserSistemas modernos de telecomunicacoes codificar a informacao em pulsos de luz laser que sao entao enviados ao longo das fibras opticas. Este e um metodo incrivelmente eficiente de transmitir informacao, mas sua velocidade e, em ultima analise limitada pela velocidade com que a intensidade do laser pode ser modulada, uma vez que esta determina quanto tempo leva para codificar os dados em um trem de pulsos. Com um tradicional, laser de intensidade modulada, a taxa de modulacao maxima alcancavel e de cerca de 40 GHz.Agora Nils Gerhardt e seus colegas da Ruhr-Universitat Bochum, juntamente com um colega da Universidade de Strathclyde em Glasgow, elaboraram uma forma de usar o spin do eletron para aumentar a velocidade de modulacao de um laser semicondutor - algo que os fisicos tem trabalhado em por varios anos.Reducao do limiar de energiaEm um laser semicondutor padrao ha um numero igual de spin-up e spin-down eletrons, entao girar nao desempenha nenhum papel em sua operacao. No entanto, os fisicos sabem que, se a proporcao relativa de portadores de carga em qualquer estado de spin pode ser aumentado, isso reduz a quantidade de energia que deve ser colocado para o laser antes de comecar a emitir luz - o chamado limiar de laser.Mas manter esse desequilibrio spin - ou polarizacao - em temperatura ambiente tem se mostrado extremamente dificil porque a energia termica randomize o spin de um picossegundos poucos.Entao Gerhardt e seus colegas criaram ondas de polarizacao do spin no semicondutor lancando-o com pulsos muito curtos de luz polarizada de um outro laser. Enquanto os eletrons se ainda perder sua polarizacao do spin rapidamente, alguns e repassado para os fotons, que, em seguida, re-polarize os portadores de carga.Oscilacoes spin entre fotons e eletrons durar cerca de 200 vezes maior do que a polarizacao do spin de eletrons em si.E havia uma caracteristica mais interessante para o grupo do laser de Bochum. Em contraste com a luz de um laser semicondutor padrao, que nao tem polarizacao liquida, a polarizacao da luz oscilou rapidamente por causa do acoplamento dos spins foton com o eletron gira. Enquanto esta mudanca havia sido demonstrado antes, a taxa de modulacao de polarizacao sempre foi atrelada a taxa de modulacao de intensidade.A 100 GHz e alemGerhardt e seus colegas usaram a sua tecnica para modular a polarizacao da luz de um laser 4 GHz em 11,6 GHz. Isto ainda e mais lento do que o estado-da-arte da intensidade modulada lasers, mas os pesquisadores acreditam que deve ser possivel para melhorar esta situacao. "Principalmente, voce pode ir para mais de
100 GHz", explica Gerhardt. "Nos mostramos que, teoricamente, mas primeiro temos de desenvolver um dispositivo e e isso que estamos fazendo atualmente."O fisico Igor Zutic da Universidade Estadual de Nova York em Buffalo esta impressionado. "Eu diria que esta e uma prova muito emocionante de principio e, provavelmente, mostrando-nos a ponta do iceberg do que pode ser possivel com estes lasers spin", diz ele.No entanto, Zutic Gerhardt e ambos concordam que antes de tal laser de um spin pode ser comercialmente viavel, deve ser possivel para excitar as oscilacoes de rotacao sem outra laser. Isso envolveria injecao de eletrons spin-polarizada para o laser - um processo ate agora realizado apenas em temperaturas criogenicas."Alguns dos avancos que agora sao perseguidos em areas muito diferentes - tais como discos rigidos magneticos e memoria de acesso aleatorio magneticas - sao baseados em imas melhor e melhores metodos de injecao de spin eletrica", conclui Zutic. "Uma visao mais ampla destes desenvolvimentos podem permitir a transferencia de conhecimento util."O trabalho e descrito na Appl. Phys. Lett. 99 151107 .
Um futuro promissor - instituto da Fundacao Kavli 16 de O futuro de um dos principais centros de pesquisa do Japao cosmologicas poderia ser seguro depois de ter sido premiado com um impulso enorme de dinheiro US $ 7,5 milhoes da Fundacao Kavli norte-americana. O Instituto de Fisica e Matematica do Universo, que e baseado na Universidade de Toquio, torna-se o primeiro centro no Japao a ser suportado pela fundacao. Ha agora um total de 16 Kavli institutos de todo o mundo, incluindo 10 em os EUA, tres na Europa e dois na China. Instituido em 2007, o centro passara a ser conhecido como o Instituto Kavli de Fisica e Matematica do Universo (Kavli IPMU).Pretende-se abordar algumas das maiores questoes da fisica, tais como a origem, evolucao e destino do universo, bem como a natureza da materia escura e energia escura. O trabalho e realizado em uma base interdisciplinar por mais de 200 pesquisadores, incluindo fisicos teoricos e experimentais, matematicos e astronomos. O dinheiro novo e um impulso vital para o instituto, que foi criado como parte de uma iniciativa japonesa para atrair cientistas do exterior para trabalhar no pais. Um total de cinco institutos foram fundados sob o pais Premier Internacional Mundial do programa (WPI), cada um dos quais foi prometido $ 10mA ano durante uma decada e disse para recrutar 30% de seus pesquisadores do exterior. No entanto, no inicio de 2010 o governo japones cortou o orcamento do WPI de 22%, colocando pontos de interrogacao sobre o futuro da IPMU a longo prazo. Os planos para dois novos institutos foram, entao, WPI axed, deixando o IPMU com um menor, mas ainda problematico, corte de orcamento de 3,6%. Hitoshi Murayama, diretor do IPMU, diz que o apoio da Fundacao Kavli agora vai ajudar o instituto a continuar mesmo quando o financiamento WPI se esgote. "O retorno [a partir do dom] e nada perto do nivel de financiamento atual, mas e um comeco", disse elephysicsworld.com . Murayama esta confiante de que o dinheiro Kavli tambem ira trazer "prestigio e visibilidade internacional [que] deve ajudar o instituto para atrair e recrutar mais cientistas". Murayama mesmo foi atraido de volta para o Japao para executar o IPMU apos quase 15 anos em os EUA na Universidade da California, Berkeley.Atualmente, cerca de 56% do pessoal do IPMU sao nao-japoneses.Buscando visibilidade internacional - Hitoshi Murayama A Fundacao Kavli, com sede na California, foi criada em 2000 pelo fisico noruegues, nascido e filantropo Fred Kavli. Ele patrocina pesquisa em astrofisica, nanociencia, neurociencia e fisica teorica.Ele tambem concede tres prestigiados premios US $ 1 milhao a cada ano, bem como oficinas de financiamento, simposios, catedras Kavli e um programa para jornalistas de ciencia. "Espero que o nosso apoio da ciencia no Japao pode demonstrar que a busca pelo conhecimento nao tem fronteiras, e que encontrar as respostas para algumas das questoes maiores e mais fundamental da ciencia em si requer a colaboracao internacional", diz Kavli. Pressao crescimento do tumor limitesCelulas sob pressao nao se dividemFisicos na Franca descobriram que a simples aplicacao de pressao mecanica podem retardar
menor crescimento resulta diretamente da pressao mecanica, ao inves de todos os processos bioquimicos afetados pela mudanca de pressao. A simulacao representa pares de celulas como particulas mutuamente repelindo, cada qual divide-se em um novo par, quando a sua separacao excede um determinado valor. Com a morte de celula representada por uma taxa constante de remocao de particulas, aumentando a pressao do lado de fora do tumor simulada produz uma reducao no crescimento que coincide com o observado nos experimentos.Tendo verificado que a colocacao de um tumor sob pressao reduz o tamanho final desse tumor, o membro da equipa Fabien Montel aponta que os tumores mais invasivos e, portanto, mais perigosos, devem ser aqueles que sao capazes de suportar pressoes mais elevadas. Ele diz que ele e seus colegas gostaria de ser capaz de provar essa correlacao, colocando biossensores minusculos tumores em pacientes dentro e estabelecendo que os mais perigosos sao realmente aqueles sujeitos a pressoes mais elevadas (ele acrescenta que esses sensores podem vir a ser utilizado como um diagnostico ferramenta para medir o quao perigoso tumores individuais sao). Mas ele diz que isso seria extremamente dificil de fazer com a tecnologia atual e assim um passo mais viavel seguinte seria levar pecas de tumores que foram retirados de pacientes e expo-los ao teste de estresse de laboratorio, demonstrando assim, embora dentro de condicoes ideais, que a correlacao de pressao invasiva e real."Nao estamos dizendo que a mecanica e a unica maneira de olhar para o crescimento do tumor, porque sabemos que ha um monte de bioquimica envolvidos", diz Montel. "Mas talvez nos nao tem que saber todos os detalhes do que esta acontecendo dentro da celula, a fim de compreender o seu crescimento."A pesquisa e descrita na Phys. Rev. Lett. 107 188102 .
Continentes pode refletir as condicoes no nucleo da TerraExaminar a simetria dos continentes sobre o equadorEm novas pesquisas em negrito, um grupo de cientistas na Franca acredita que estabeleceu uma ligacao entre duas das grandes descobertas no seculo 20 geofisica - placas tectonicas eo fato de que o campo magnetico da Terra tem inverteu a direcao varias vezes ao longo da historia do planeta. Os pesquisadores da Ecole Normale Superieure, CNRS e Institut de Physique du Globe de Paris, afirmam que durante um determinado periodo geologico a localizacao dos continentes esta relacionada com a frequencia de reversao do campo magnetico. As conclusoes foram recebidas com entusiasmo cauteloso por outros geofisicos no campo.O campo magnetico da Terra e produzido pelo fluxo de ferro fundido no nucleo exterior do planeta - a forca de Coriolis ajuda a criar um padrao de conveccao nesta zona, levando a uma geodinamo. Ao estudar a orientacao de minerais magneticos nas rochas na superficie da Terra, os geofisicos sabem que o principal componente dipolar do campo tem inverteu a direcao varias vezes desde o campo tornou-se estabelecido no inicio da historia da Terra.Tem sido reconhecido, no entanto, que a taxa media destas inversoes do campo magnetico tem variado ao longo dos ultimos.Por exemplo, durante os ultimos 25 milhoes de anos, a taxa media de reversao foi uma vez a cada 250 mil anos; comparado com uma vez a cada 600 mil anos durante os ultimos 25 milhoes anos. Mais geofisicos concorda que a frequencia de reversoes devem ser relacionados para retardar as mudancas nas condicoes na fronteira entre o nucleo externo eo manto sobrejacente - uma regiao algumas 2900 km abaixo da superficie da Terra. O trabalho de modelizacao demonstrou que reversoes mais ocorrer quando ha uma assimetria entre as condicoes no nucleo externo no hemisferio norte e os do sul."Quebra de simetria"Neste ultimo trabalho, a equipe francesa sugere que estas condicoes na fronteira manto-nucleo pode ser correlacionada com a conveccao do manto de largura. Estas enormes conveccao resultado celulas na circulacao de quase derretido material do manto e eles eventualmente fornecer a forca motriz por tras das placas tectonicas.A equipe especula que esta "quebra de simetria" nas profundezas da Terra pode ser refletido na distribuicao dos continentes - resultando em mais massa de terra em um dos hemisferios do que os outros.Para testar a teoria, a equipe quantificada a simetria de norte a sul dos continentes ao longo da historia da Terra. Os pesquisadores fizeram isso usando locais reconstruidos dos continentes projetadas em um mapa 2D e envolvendo todos os continentes com um envelope chamado complexo - isso permitiu-lhes observar a simetria sobre o equador. Eles entao compararam a simetria mudando com a taxa bem estabelecida de reversoes do campo magnetico nos ultimos 300 milhoes de anos.Publicacao de seus resultados na revista Geophysical Research Letters , os pesquisadores relatam uma correlacao entre a taxa de reversao do campo e da extensao da assimetria entre os continentes. Ambos os fenomenos ocorrem em uma escala de tempo de cerca de 100 milhoes de anos. "O ponto e que 100 milhoes
de anos nao e muito tempo para o fluxo de manto porque esta fluindo muito lentamente", membro da equipe disse Francois Petrelis physicsworld.com , apontando que uma placa tectonica normalmente tomar a mesma quantidade de tempo para mover um alguns milhares de quilometros.A revolucao francesa?Ronald Merrill, um pesquisador geomagnetico da Universidade de Washington, diz que o papel e provavel a receber atencao nos circulos internacionais, mas que nao sera visto como revolucionario.Enquanto ele nao descarta a ligacao, ele esta preocupado que e dificil estabelecer uma ligacao clara entre o fluxo de calor no nucleo ea distribuicao dos continentes. Ele ressalta que os processos que levam a criacao de novos materiais continental em cima das placas tectonicas estao longe de ser trivial.Ulrich Christensen, pesquisador de geofisica no Max Planck Institute for Solar System Research, assume uma posicao similar. "A correlacao e bom o suficiente para continuar a explorar a ideia, mas e mais sugestivo do que convincente", diz ele. Christensen acredita que a ideia sera reforcado com mais evidencia a partir de simulacoes dinamo que a simetria norte-sul na fronteira manto-nucleo e realmente o fator mais importante o controle de frequencia de reversao.Petrelis diz que esta e uma das maneiras em que ele pretende desenvolver esta pesquisa e ele tambem vai procurar mais informacoes sobre o processo de reversao nos registros paleomagneticos.
PANKEKA FISICA- UM CONVITE A FISICA NO DIA-A-DIA !: Chuva drena a energia da atmosfera: Chuva que cai aquece a atmosfera mais do que o esperado Quando se trata de dissipacao de energia na atmosfera, o humilde manei... Fisicos extraem fotons de anel de diamanteAnel de diamante guia de onda e grades Fisicosnos EUA sao o primeiro a fazer um dispositivo integrado que extrai os fotons deum pequeno pedaco de diamante antes que a luz seja enviada atraves de um guiade ondas para o mundo exterior. Todos os fotons tem a mesma frequencia e sao originarias deuma vaga de azoto (NV), que e um defeito que ocorre no diamante, quando doisatomos de carbono vizinhos sao substituidos por um atomo de azoto e um local detrelica vazio. De acordo com os pesquisadores, o chippode ser usado para criar informacao quantica da tecnologia, tais comorepetidores quanticos. Paraqualquer um que tenta construir um computador quantico NVs sao uteis, porqueeles tem um spin eletronico que e extremamente bem isolado da rede circundante- isso, se um NV e colocado em um estado de spin certo, entao ele irapermanecer nesse estado por muito tempo, mesmo em temperatura ambiente. Uma NV tambem pode emitir apenas um foton unico se animado por um laserde comprimento de onda certa. Tomadas em conjunto, estas propriedadessignifica que NVs permitem que os dados sejam armazenados por longos periodosde um defeito, antes de ser lido como um unico foton. Osinvestigadores estao particularmente interessados em extrair fotons que nao interagemcom a estrutura circundante, porque esta "linha phonon zero" (ZPL) fotonstem uma frequencia bem definida. Infelizmente, um desafio em sistemas de edificioquantum NV- baseado e confiavel obter fotons ZPL fora do diamante e a umsistema optico integrado, em que ele pode ser processado adicionalmente. O que Andrei Faraon e colegas do Caltech, Hewlett Packard e daUniversidade de Washington conseguiram fazer e criar um sistema integrado deotica que faz exatamente isso.Frequencias correspondentes Nocentro do seu dispositivo ha um anel de diamante com apenas 4,5 m de diametro econtem centros NV. O anel fica ao lado de uma guia de ondaque e de cerca de 10 m de comprimento (ver figura). O dispositivo e arrefecido a menos de 10K e o anel e digitalizado com umlaser verde ate um centro de NV com uma frequencia ressonante perto onde o anelesta localizado. A equipe, entao, introduz um gas nobreno criostato e alguns dos que condensa no anel - alterando sua frequencia deressonancia. Mais gas e adicionado ate que asfrequencias do centro NV e o anel correspondam exatamente. Osfotons ZPL sao criados por disparar o laser verde no centro NV. Os primeirosfotons circulares em torno do anel antes de saltar para o guia de onda. Eles entao viajam para qualquer extremidade do guia de ondas, em que umarede de difracao dispersa para fora do dispositivo, onde podem ser observadocom um microscopio ligado a um espectrometro e um fotodetector. Ospesquisadores descobriram que eles coletaram cerca de 25 vezes mais fotons ZPLa partir destes dispositivos que foram coletados a partir de centros NV emamostras semelhantes de diamante que nao faziam parte de dispositivosintegrados.
Faraonve este trabalho como um passo importante para a criacao de circuitosintegrados, nos quais os fotons ZPL carregam informacao quantica de um centroNV para outro. "Nos demonstramos que os fotons -as operadoras de informacao - a partir de um unico centro NV podem ser acopladosa um ressonador optico e posteriormente acoplados a um guia de ondasfotonico", diz ele. "Esperamos que varios dispositivos deste tipo sejaminterligados em uma rede em um chip fotonico". Oque Faraon e colegas querem fazer agora e desenvolver dispositivos que incluemmais de um centro NV e mostrar que fotons emitidos por dois NVs podem ser feitospara interferir - um pre-requisito para enredar centros NV. Uma vez que o emaranhamento foi alcancado, os dispositivos podem serutilizados como repetidores quanticos, que absorvem e reemitem fotonsemaranhados sem perturbar o estado entrelacado - algo que e necessario, se ainformacao quantica e para ser transmitido ao longo de grandes distancias. Faraon disse physicsworld.com que seus colegas da Hewlett Packard estao agora trabalhando em centrosde enredar NV no mesmo chip. O dispositivo edescrito no New Journal of Physics.
de "equilibrar" os campos magneticos que mantem as vigas no alvo.Um feito semelhante foi alcancado no Relativistic Heavy-Ion Collider (RHIC) em Brookhaven National Laboratory, em os EUA, onde os ions de deuterio e ouro foram os primeiros colidiu em 2003. No RHIC demorou quase um mes para obter as colisoes instalado e funcionando para que experimentos util poderia ser feito. Mais sessoes de proton-lead colisoes estao previstas no LHC nos proximos quatro semanas, embora a maior parte do tempo de feixe em novembro sera dedicado a levar chumbo colisoes.Sobre o autorHamish Johnston e editor da physicsworld.com
Fisica da escrita e derivada em ultimaReescrever as leis da fisicaEnquanto os seres humanos tem sido escrito ha pelo menos 5000 anos, temos muito pouco conhecimento da fisica basica como a tinta se desloca de caneta no papel. Agora, os fisicos na Coreia do Sul e os EUA elaboraram uma teoria - apoiada pela experiencia - que sugere que a taxa de tinta de fluxo depende de um rebocador-off-guerra, que e jogado para fora entre as propriedades capilar de caneta e papel.A equipe, liderada por Ho-Young Kim, da Universidade Nacional de Seul, considerados dois cenarios: o blot e da linha. Com a caneta estacionaria, os pesquisadores identificam quatro principais fatores que afetam o fluxo de tinta: a atracao capilar da caneta; a atracao capilar dos poros no papel; a tensao superficial da tinta e da viscosidade da tinta. Quando se esta em movimento, a velocidade da caneta e um fator de quinta.Teoria da equipe define uma "caneta minima", como um simples tubo capilar, nao ao contrario do junco oco utilizado pelos egipcios para fazer inscricoes em papiros. O papel pesquisadores aproximada como uma matriz de cilindros. Papel aspero e modelado como estreitos, pilares de forma compacta, enquanto mais curto, mais largo, mais generosamente pilares espacados sao usados para um papel mais liso aproximados. Enquanto o papel e na verdade uma matriz muito mais complexo de fibras de celulose, a equipe argumenta que tais matrizes extrair o liquido atraves dos mesmos mecanismos que permitem que papel para desenhar a tinta de uma caneta.Puxar o poderAs cavidades menores em papel tem uma maior atracao capilar que o maior tubo da caneta, mas poros muito pequenos tambem restringir o fluxo da tinta. Enquanto os poros do material nao sao mais largas do que a abertura na pena minima, materiais rougher puxar a tinta mais rapidamente. Isso tambem explica porque e tao dificil de escrever a caneta em um pedaco de vidro - sem poros, a superficie nao pode retirar a tinta. Em contraste, as penas mais amplo tem menos forca capilar, para que eles dao a tinta com mais facilidade. Quanto a tinta em si, a tensao maior superficie permite que ele molhado a matriz de papel ou pilar de forma mais eficaz, enquanto maior viscosidade retarda. A equipe de condensado essas relacoes, mais o tempo que gasta a caneta em contato com o papel, em leis de escala.Grupo de Kim confirmou os modelos, fazendo a caneta e papel idealizada no laboratorio. Os pesquisadores gravado wafers de silicio em padroes de pilares 10-20 mM em diametro, altura e espacamento. Tubos capilares de vidro com diametros de 0,5-1 mm serviu como canetas, preenchido com diferentes concentracoes de solucao de glicerina para a tinta mock. A equipe filmou a propagacao de borroes de tinta eo desenho de linhas, concluindo que os dados combinados de seus modelos.Apos milenios de escrita, voce pode pensar que nao haveria nada nestes resultados inesperados, mas Kim diz que a forma da tinta na frente da caneta em movimento era uma surpresa. "Nos mostramos que a forma real e exatamente parabolica - lindamente
simples, mas ninguem previu isso", explica ele. A razao para a parabola e que os poros na frente da caneta movendo tirar o grosso da tinta, enquanto os poros por tras ja estao em plena capacidade.Colocar a caneta no papelTestes de suas leis de escala com uma caneta real e de papel, os pesquisadores realizaram uma ponta 0,1 mm de diametro, contra o papel comum por 2 s. Eles previram um raio blot de 3 mm, esperando uma largura de linha de 0,82 mm, com a caneta movendo a 5 mm s -1 . A largura da linha real era bastante proximo, 0,7 mm, enquanto a mancha nao era metade do tamanho previsto em 1,3 mm. A equipe explica a diferenca em termos de inchaco papel. Ao contrario de silicone rigido, fibras de celulose deformam como eles absorvem liquido, aumentando assim o tamanho dos poros.Laurent Courbin da Universidade de Rennes, Franca, descreve o estudo tao divertido que atinge o cerne da fisica. "O objetivo de um fisico e identificar problemas interessantes ainda nao entendeu e fazer esses problemas compreensivel usando os modelos teoricos mais simples possivel", diz ele. "Quando tais investigacoes envolvem fenomenos fisicos que experimentamos em nossa vida cotidiana, nosso trabalho e ainda mais gratificante!"Embora a equipe nao simulam diretamente a necessidade de protetores de bolso, Kim diz que "manchas de tinta nas camisas a partir de uma caneta no bolso sao bons exemplos da mancha de tinta que nos tratamos". Enfim, a pragmatica tem uma prova rigorosa por que o forro de plastico nerd e uma boa ideia.Esta pesquisa sera publicado na Physical Review Letters .