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O Comitê de Física da Real Academia Sueca de Ciências, anunciou nesta 3a-feira, dia 05/10,  os nomes dos agraciados com o “Prêmio Nobel de Física de 2009″. Como no ano passado, novamente 3 cientistas de diferentes instituições foram premiados; no entanto, contrariamente a 2008, quando o prêmio foi dado para trabalhos de cunho absolutamente teórico, desta vez ele vai para trabalhos voltados a temas de interesse tecnológico, no campo da óptica. Tais trabalhos refletem diretamente em uma série de inovações práticas de nosso uso cotidiano.

Um dos agraciados com 50% do premio (10 milhões de coroas suecas equivalentes a R$2,5 milhões) é Charles Kao cuja pesquisa  envolve a transmissão de luz em fibras ópticas. Ele nasceu em Xangai mas tem cidadanias norte-americana e britânica.  Kao demonstrou  em 1966 a possibilidade de transmitir luz por longas distâncias através de cabos de fibra ótica permitindo a instalação das redes de comunicação atuais, viabilizando a troca de dados via internet de alta velocidade, milhões de canais de telefonia, TV,  etc… circulando a cada segundo em todo o planeta. 

Os outros dois agraciados, com os restantes 50% do prêmio,  são Willard Boyle e George Smith, premiados pela invenção do circuito semicondutor conhecido como sensor CCD.    Boyle, que tem dupla cidadania dos EUA e do Canadá, e o norte-americano Smith. Eles inventaram os dispositivos denominados CCD (sigla em inglês para “charged-couple device”, ou dispositivo de carga acoplada),  que é usado como sensores das atuais câmeras digitais, ao converterem em impulsos elétricos as imagens formadas pela lente da câmera sobre o referido dispositivo. O CCD é algo semelhante a nossa retina: ela converte em impulsos elétricos (que são levados ao cérebro) as imagens que o cristalino de nossos olhos forma sobre elas.

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text in English – PARA O TEXTO EM PORTUGUÊS, LEIA MAIS ABAIXO

The General Director of CERN, Rolf Heuer, has informed that after one year under intensive repair, the Large Hadron Collider (LHC) will be ready to start a new series of tests by November-09.  The main problem the LHC had in the September-08 tests was related to the superconducting connections. During the last 11 months the LHC staff worked hard to check cryogenic problems in about 10 thousand pairs Cu-SC connectors:  Small heat flow at temperatures close to zero Kelvin can be fatal to the magnectic field as it interrupts the superconducting condition, corresponding to the so called “quenching”  followed by large He evaporation in the huge magnets, designed to bend the protons beams through the 27 km tunnel.

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O Diretor Geral do CERN, Rolf Heuer, anunciou que, depois de um ano trabalhando pesado, em meados de novembro-09 sua equipe irá colocar em operação o Grande Colisor de Hadrons (LHC – na sigla em ingles), para uma nova série de testes. O principal problema que o LHC teve em setembro/08 se ralacionou às junções entre os condutores e supercondutores elétricos (cerca de 10 mil pares Cu-SC): Pequenos fluxos de calor em temperaturas próximas do zero absoluto (zero Kelvin) podem se cruciais e capazes de interromper a condição supercondutora e a rápida evaporação de grandes quantidades de He (“quenching”) dos imensos imãs supercondutores,  projetados para curvar os feixes de protons em sua trajetória circular de 27 km.

Para Curso Einstein de Outubro-Novembro clique aqui 

For the lecutres “Einstein for Everyone” , click here

Paradoxically the Web (meaning internet + mobile phones + GPS + all the other systems and gadgets of the new media network)  produces practical effects that suggest the squeezing of Einstein between Bohr and Heisenberg, blending their theories in a remarkable virtual reality. The phenomenon called “foreverism”  -june 2009 trendwatching- condenses in a single word a wide spectrum from the “never ripe creations”  to the necessity of the internet users to apprehend space and time in their machines, engulfing simultaneously features such as “here + there + everywhere”  together with “present + past + future”.

As Suzana Cohen has so appropriately described in her blog, provoking my comment there, such a fluid tendency induces comparisons involving the conjunction of unmixable authorities of Modern Physics: Einstein, with the Special Theory of Relativity (space-time fusion), and Bohr-Heisenberg with the Quantum Mechanics (quantum entanglement supporting a non-local reality).

In the referred post Suzana mentions the aim of many internet users to have HERE and NOW all their friends of the present (monitoring and observing their steps by GPS on their mobile’s screens) as well as the past  fellows that they haven’t seen for decades (on the social network sites). You don’t  have to go further to affirm that a sort of SPACE-TIME FUSION is really happening there,  inside a single machine.

On the other hand, the virtual presence of such a powerful observer -as a participant of the social networks- is also inevitably spread out on the whole Planet,  and to a certain extent, within a NON-LOCAL REALITY resembling  that proposed by Quantum Mechanics (quantum entanglement). This reflects an “instantaneous omnipresence” throughout the Web.

While the speed of light is still kept as a preserved limit (in nature) and the non-locality is still a virtual feature (in the Web), this subject ought to be thought and developed: Our newest “fluid trend” demands the simultaneity of being  forEVER-EVERyWHERE. This induces us to forge a new concept of  “forEVERyWHEREism”, merging SPACETIME+NONLOCALITY in a single machine, for the real world of the fortunate Web users.

Learn more on Modern Physics in the “Einstein for Everyone“lectures

 As I have said in the RealMagic twitter´s sentence, gravity of a given mass M comes from Time Expansions associated with transverse (to g) Space Contractions. The whole effect corresponds to tidal forces dragging, towards M, a second mass, m,   put in such a deformed spacetime tissue. We can see below two distinct approaches where gravity (= acceleration, according to Einstein´s General Theory of Relativity – GTR) is present:

You don´t have to know, a priori, anything about  the GTR to get the thing. You just need to know from the Special Theory of Relativity -STR- that space shrinks and time expands with increasing velocities, when a given phenomenon is described by an inertial observer. At first we use a MATERIAL spinning disc to explain what follows: Suppose a situation where the disc´s external border moves at a given velocity, e.g. at relativistic speed (v < ~c), but NOTE, this huge velocity is not necessary at all. An observer from outside the disc sees a time expansion, proportional to gamma, and a space contraction of the disc perimeter, proportional to 1/gamma, where gamma is the Lorentz Factor [1/ square root (1 – v²/c²)]; no change is observed in the radius as it is not material or it does not move (or, if you are not yet convinced, assume that “the radius moves” transversally to v and, from the STR, space shrinks only in the direction parallel to v – so “r gets thinner” conserving its length). As the internal concentric circumferences rotate with the same angular velocity (ω), the respective tangential velocities (v´ = ω.r´) are progressively smaller than v as you get closer to the center, where v´= 0. Being so, the internal circumferences shrink regressively less and less. The same happens to the centripetal accelerations (a = v²/r´ = ω² r´) as they also drop with r, when described by the external observer. The consequence of progressivelly shrunk circumferences and lethargic watches along fixed radii is a bend in space-time as you can see in the figure below. An internal rotating observer lying still on the disc’s surface feels the action  of his feet (i.e. the reaction to the centripetal force, that keeps him in rotation) pulling the “floor” radially outwards –consider this floor as a step fixed on the external circumference, to avoid that observer been spit out form the disc– what keeps him in rotation. He designates this as the “force of gravity”. For the external observer, this is also gravity and is described by the GTR as a consequence of the time expansion and transverse (to g) space contraction. From the Newtonian (Classical Physics) point of view, such a “centrifugal force” is called “inertial force” and neither time-expansions nor space-contractions exist to justify its existence. In the GTR inertial-mass is synonym of gravitational-mass: what gives m that “inertial feeling” against acceleration is exactly gravity, where time “flows” slowly.

In the second approach a given mass M distorts space with stronger time expansions and space contractions as you get closer to M (increase g):  Similarly, the gravity created by M comes from the time expansion and the transverse (to g) space contraction that creates tidal forces (observe the dragging gradient) pulling m towards M.

AVISO aos leitores interessados no “CURSO EINSTEIN-2009″:
para novas informações, clique aqui ou na barra indicativa acima

For the text in English, read below 

PARA O TEXTO EM PORTUGUÊS E PROGRAMAÇÃO DO OAFR PARA O 1o SÁBADO DE ABRIL  LEIA ABAXO

LEIA SOBRE MEUS COMENTÁRIOS DAS 100 HORAS DA ASTRONOMIA – NESSA COR DE LETRA – MAIS ABAIXO

From April 02 up to April 05, 2009 astronomers and enthusiasts of astronomy from all places on this dust-grainy planet -Earth- will keep vigil for one hundred hours – observing the sky, presenting seminars, research results and other astronomical activities- as one of the many events programmed to celebrate the International Year of Astronomy (click here to see more). Throughout the year 2009 we commemorate four hundred years since Galileo pointed his telescope to the sky and observed for the first time mountains on the Moon’s surface and other astronomical events. In the State of Minas Gerais – Brazil, the OAFR group (Federal University of Minas Gerais – UFMG) is programming to join thousands of people at the Serra da Piedade’s Frei Rosario Observatory (OAFR), from Thursday, 02 up to Sunday, 5th in a series of events. A fortunate coincidence takes place on the 4th April, as it happens on the traditional First Saturday of the month, when hundreds, and sometimes thousands of students and astronomy enthusiasts ascend to the OAFR. On that Saturday evening beyond the observations on the second largest Brazilian telescope, the general public can attend to some talks programmed for the ocasion such as “Einstein’s Legacy” by the President of the Brazilian Physical Society, Professor Alaor Chaves, “Listening to the Atoms” by Professor Aba Cohen (about “extraterrestrial  atoms” + the Bocaiuva Meteorite) and some experimental demonstrations on “Light and Information” by Professors Fernando A. Batista and Carlos Heitor D. Fonseca. Professors Renato Las Casas, Director of the OAFR and Tulio J. Santos will give special talks on the specific theme under celebration.

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Mesmo sem condições atmosféricas para se fazer observações, a visita do sábado 04/04/09 ao OAFR foi sensacional com com mais de 500 presentes, acompanhando os diversos e imperdíveis experimentos, demonstrações ao vivo e também a aula sobre o segundo mior telescópio do Brasil. Isto por sí só justificaria a subida dessa platéia distinta, mas além disso o publico foi brindado -e muito nos honrou- por assistir a 4 palestras sobre temas atualíssimos e dignos do evento: O professor Renato Las Casas – trouxe informações atualizadas sobre a estrutura do Universo; o professor Túlio Jorge Santos trouxe informações novas sobre as observações de cerca de meia dúzia de satélites e telescópios orbitais, incluindo novidades sobre as estrelas de quarks; professo Alaor Chaves falou sobre Matéria e Energia Escura; e eu finalizei,tendo contado com o apoio de três aixiliares, a saber:Miguel, Clarice e Daniel - crianças interessadíssimas e intelligentíssimas de ~ 6 a 8 anos – que me ajudaram a apresentar uma aula sobre a Física Quântica associada aos átomos e como eles, quando presentes em uma estrela, se comunicam conosco. Para ler mais sobre essa palestra, clique aqui.

Entre os dias 02 e 05 de abril/2009, astonomos e entusiastas da astronomia de todos os cantos deste ínfimo Planeta Terra, farão uma vigília de 100 horas, em um dos muitos eventos programados para este Ano Internacioal da Astronomia (clique aqui para obter mais informações). Ao logo deste2009, estaremos comemorando os quatrocentos anos desde que Galileu apontou seu telescópio refrator para o céu, descorindo montanhas na Lua e vários outros fenômenos astronômicos. No Estado de Minas Gerais – Brasil, o Grupo do Observatório Astronomico Frei Rosário – OAFR – irá se reunir na Serra da Piedade de 02 a 05/abril para uma série de eventos. Coincidentemente, dia 04 será o primeiro sábado do mês, e a já tradicional visita dos primeiros sábados reforçará o evento, podedo trazer milares de pessoas para a Serra. Além das observações que poderão ser feitas no segundo maior telescópio do Brasil, os presentes (em entrada franca) poderão assitir a palestras como “O Legado de Einstein” pelo Presidente da Sociedade Brasileira de Física, “ouvindo os Átomos”pelo Prof. Aba Cohen (sobre “átomos extraterrestres” e o Meeorito Bocaiuva), além de vivenciar demonstrações em oficinas específicas, como “Luz e Informação Vindas do Céu” apresentadas pelos Professores Fernando A. Batista e Carlos Heitor D. Fonseca. Professores Renato Las Casas, Diretor do OAFR e Tulio J. Santos irão brindar o público falando sobre temas específicos relacionados às comemorações que hora celebramos..

PROGRAMAÇÃO DO OAFR NO 1o SÁBADO DE ABRIL/09

No próximo dia 04 de abril o Observatório Astronômico Frei Rosário – OAFR da UFMG – situado na Serra da Piedade, próximo a Belo Horizonte, estará aberto ao público em geral, para a tradicional visita dos 1os sábados de cada mes, com entrada franca. Como estaremos comemorando as 100 horas de Astronimia, a programação será especial e, se o clima colaborar, os visitantes poderão observar eventos astronômicos – a serem definidos – através do segundo maior telescópio do Brasil, assim como em diversos outros telescópios que estarão sendo isponibilizados para o evento. Além das observações o público poderá assistir às excelentes apresentações e demonstrações laboratoriais realizadas pelos professores Fernando Augusto Batista e Carlos Heitor D’Ávila Fonseca, sobre o tema “Como a Luz nos Traz Informações. Estão também programadas palestras em duas etapas: das 18hs às 00hs e, em havendo condições climáticas favoráveis, a continuidade das observações, demonstrações e palestras seguirão madrugada a dentro. O cronograma das apresentações será anunciado no site do Observatório (clique aqui), confira também aqui:

=Participe desse evento mundial=

SAIBA ENTÃO COMO CHEGAR LÁ:

A partir de Belo Horizonte pegue o anel rodoviário no sentido de João Monlevade. Siga em frente pela BR-381 (Antiga BR-262) até o trevo de Caeté. Entre à direita no sentido de Caeté até o trevo indicando o Santuário Nossa Senhora da Piedade. Entre novamente à direita até o alto da Serra (aproximadamente 5 km).
      Distância do centro de Belo Horizonte ao Observatório: 50 Km

=Se você tiver telescópio, traga-o ao “Frei Rosário” e

seja também mostrador do céu=

 

 

Parte 1: das 17:00 às 24:00h – Com exceção das observações, todas as demais atividades acontecerão independentemente das condições atmosféricas.

 

AULAS COM RECURSOS MULTIMÍDIA

18:00h- A Estrutura do Universo

Prof. Renato Las Casas (UFMG-OAFR)

 

19:30h- Matéria e Energia Escuras

Prof. Alaor Chaves (Presidente da Soc. Bras. Física)

 

21:00h- As Últimas Descobertas da Astronomia

Prof. Túlio Jorge dos Santos (UFMG-OAFR)

 

22:30h- Do Muito Grande ao Muito Pequeno

Prof. Aba Israel Cohen Persiano (UFMG-OAFR)

 

 

LABORATÓRIO INTERATIVO

 

Como a luz nos traz informações dos astros

Prof. Carlos Heitor d’Ávila Fonseca (UFMG-OAFR) e

Prof. Fernando Augusto Batista (UFMG-OAFR)

 

 

OBSERVAÇÕES

 

Telescópio Principal

Lua e Saturno

 

 

 

 

Telescópios Amadores

A pedido do visitante

 

 

Parte 2: das 24:00 às 05:00h – Acontecerá apenas se as condições meteorológicas permitirem as observações astronômicas.

 

AULAS COM RECURSOS MULTIMÍDIA

24:00h- Como a luz nos traz informações dos astros

Prof. Carlos Heitor d’Ávila Fonseca (UFMG-OAFR) e

Prof. Fernando Augusto Batista (UFMG-OAFR)

 

01:30h- O Legado de Einstein

Prof. Alaor Chaves (Presidente da Soc.Bras. Física)

 

03:00h- Há 400 Anos… A Invenção do Telescópio

Prof. Renato Las Casas (UFMG-OAFR)

 

 

OBSERVAÇÕES

 

Telescópio Principal

Saturno e Júpiter

 

Telescópios Amadores

A pedido do visitante

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Recentemente fui entrevistado pela TV Globo que indagava sobre ”a razão física de o tempo estar passando cada vez mais depressa”; concordei quanto ao fato de todos nós temos essa sensação, mas acrescentei que a justificativa nesse caso não vem da Física: Complementei sugerindo que um dos fatores para essa sensação se relaciona à rapidez com que a tecnologia evolui, com máquinas de processamento e comunicação resolvendo tudo praticamente à velocidade da luz, trazendo um contraste muito grande com a velocidade com que os meios de transporte de matéria (massa de repouso não nula), e nesse caso nós mesmos, nos locomovemos. Isto faz com que determinados processos andem muito mais lentamente do que outros e certamente “nossa lerdeza” diante de tantos outros processos extremamente rápidos do nosso dia-a-dia pode los levar a essa “sensação de falta de tempo”. Somando a nossa lentião com a possibilidade de deixarmos várias tarefas para serem resolvidas pelas “máquinas fantásticas” -que às vezes dá vontade de quebrá-las quando resolvem ficar só um pouquinho lentas- temos um contraditório que gera essa angustia da ”falta de tempo para tudo”.

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Mas indo agora para a Física, o que podemos dizer a esse respeito é que o tempo não é “uma substância” mas tão somente um mero parâmetro que mede a evolução dos fenômenos. Posto isto, poderíamos até pensar que o tempo não pudesse ter flexibilidade. O fato é que esse “parâmetro” é flexível sim! Essa flexibilidade vem da Teoria da Relatividade Geral, de Einstein, que demonstra a REAL POSSIBILIDADE da dilatação do tempo em circunstâncias especiais (ou melhor o evoluir mais lento de processos associados) a TODOS os fenômenos que estiverem presentes em um sistema acelerado relativo a outro, tomado como referência. No meu curso “Einstein no Terceiro Milênio”, que a UFMG oferece a todo o público – universitário ou não, demonstramos o porque desse fenômeno, capaz de garantir, por exemplo, as tão decantadas viagens no tempo. Também veremos assuntos relacionados a Mecanica Quântica e diversos outros temas de interesse do “cidadão do século XXI”.

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Vemos assim que o parâmetro TEMPO não tem um “fluir”, mas se pudermos usar essa expressão, ele pode “fluir” mais lentamente (e não mais rapidamente) se observado de fora (ou seja, por alguém que não participa) de um sistema -pessoas, objetos, coisas etc- acelerado. Como nós estamos em um sistema (Planeta Terra) de baixíssima aceleração (se somamos todas as acelerações a que estamos submetidos, o valor não diferirá muito da aceleração da gravidade, g = 9,8 m/s2) os retardos no “fuir” do tempo são de pouca importância, em relação a referenciais não acelerados, onde o tempo “flui com a celeridade padrão”, se é que isso existe. Meso assim, os sistemas GPS (Global Positioning Systems) que usam “relogios” presentes na superfície da Terra e nos satélites de comunicação precisam de sofrer permanentes correções para não darem informações erradas. Soma-se a isto a questão do atrito das marés, que faz com que a velocidade de rotação da Terra diminua minimamente a cada século, tornando o dia cada vez mais longo. Esses efeitos mostram que o “fluir” do tempo é cada vez mais lento, se pudermos assim dizer, contradizendo a “sensação de encolhimento do tempo” que sentimos neste mundo cada vez mais tecnológico.

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No próximo sábado, dia 07 de março/2009 -Ano Internacional da Astronomia – o Observatório Astronômico Frei Rosário, situado na Serra da Piedade, a ~50km de Belo Horizonte, por asfalto, estará aberto ao público em geral, no horário das 17:30 às 23:30.  A programação está sendo montada e fomos honrados com o convite para apresentar a palestra das 22hs, quando falaremos sobre “A obra de Einstein em 8 capítulos”. Sob esse título, daremos uma visão panorâmica sobre as 8 aulas que compõem o curso “Einstein no Terceiro Milênio”  (ver acima) a ser realizado na UFMG como atividade de extensão e conferindo certificado aos alunos regulares. Dentre as outras atividades do próximo sábado, o telescópio principal estará aberto, assim como diversos outros telescópios de menor porte para observações astronômicas diversas.

É hora de curtirmos as  belas montanhas que temos à volta e, esta é uma ótima dica para voce e sua família passarem algumas horas do sábado num ambiente mágico e contrastante com o calor que tanto nos tem incomodado. Aos que forem, recomendamos levar bons agasalhos pois costuma fazer bastante frio. Mais informações sobre o OAFR e programação podem ser obtidas no site do Observatório.

COMO CHEGAR

      A partir de Belo Horizonte pegue o anel rodoviário no sentido de João Monlevade. Siga em frente pela BR-381 (Antiga BR-262) até o trevo de Caeté. Entre à direita no sentido de Caeté até o trevo indicando o Santuário Nossa Senhora da Piedade. Entre novamente à direita até o alto da Serra (aproximadamente 5 km).
      Distância do centro de Belo Horizonte ao Observatório: 50 Km totalmente asfaltado.

SEGUE A PROGRAMAÇÃO OFICIAL DO OAFR:

PROGRAMAÇÃO 07 DE MARÇO-2009 

CONHECER O OBSERVATÓRIO 

 Entrada entre 17:00 e 23:00h

AULAS COM RECURSOS MULTIMÍDIA

18:00h- Saturno: O Senhor dos Anéis

Prof. Tulio Jorge dos Santos (UFMG-OAFR)

19:30h- Há 400 anos . . . A Invenção do Telescópio

Prof. Renato Las Casas (UFMG-OAFR)

21:00h- O Legado de Einstein: Teorias de Unificação dos Campos

Prof. Alaor Chaves (Presidente da Sociedade Brasileira de Física)

22:30h- Einstein no 3o Milênio *

Prof. Aba Israel Cohen Persiano (UFMG-OAFR)

LABORATÓRIO INTERATIVO

Como a luz nos traz informações dos astros

Prof. Carlos Heitor d’Ávila Fonseca (UFMG-OAFR) e

Prof. Fernando Augusto Batista (UFMG-OAFR)

OBSERVAÇÕES

Telescópio Principal  Lua e Saturno

Telescópios Amadores O que for de interesse do visitante.

* CURSOS de EXTENSÃO

   Na aula “Einstein no Terceiro Milênio” o Prof. Abá apresentará um resumo do que será tratado em seu curso de mesmo nome, com início marcado para 11 de março. Ver informações neste blog, clicando na aba indicativa no alto da página.

  Em abril também será oferecido um curso de introdução à astronomia “Astronomia para Iniciantes”; ministrado pelo Prof. Renato Las Casas e convidados. O início das inscrições será divulgado nessa página.

O “Frei Rosário” recomenda

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Nós brasileiros temos mais um motivo de orgulho: agora temos nos céus um novo asteróide, cujo nome homenageia o Astrofísico brasileiro Rodrigo Dias Tarsia. Em sua reunião do mês de fevereiro deste Ano Internacional da Astronomia - 2009 – , o “Small Bodies Naming Committee” (Comitê de Denominação de Pequenos Objetos) – Massachusetts-USA – decidiu homenagear o Prof. Rodrigo Dias Tarsia dando o nome Tarsia = 1992 RT5 a um dos seis asteróides designados na ocasião.

O Prof. Rodrigo Tarsia é professor aposentado do Departamento de Física-UFMG onde atuou durante décadas, tendo sido diretor e pesquisador do Observatório da Serra da Piedade, trabalhando na área da fotometria e publicado artigos e livros de astronomia. Na mesma reunião do SBNC, junto com o Prof. Rodrigo foram homenageadas outras personalidades de renome internacional como o Astrofísico estoniano Jaan Einasto, autor de importantes contribuições na área da cosmologia, como a descoberta tanto da matéria escura quanto de estruturas celulares de larga escala observadas na distribuição de super-clusters galácticos no universo; outro homenageado nessa reunião foi o Poeta espanhol Esteban Manuel de Villegas, autor de trabalhos líricos precursores do Neoclassicismo.

O asteróide Tarsia = 1992 RT5  foi descoberto pelo astrônomo belga Eric Walter Elst no dia 2 de setembro de 1992, e coube ao próprio Prof. Elst comunicar no último dia 07 de fevereiro, diretamente ao Prof. Tarsia, sobre a decisão do SBMC.

Tenho a honra de ser ex-aluno e posteriormente colega do Prof. Rodrigo Dias Tarsia. Maior ainda é o privilégio e satisfação de compartilhar de sua amizade.

For text in English, read below - PARA O TEXTO EM PORTUGUES, LEIA A NOTA ABAIXO E CONTINUE MAIS AO FINAL

 AVISO aos leitores interessados no “CURSO EINSTEIN-2009″: para novas informações, clique aqui  ou na aba indicativa acima 

I have been asked about the reason and the physics behind the word similar to “ECNALUBMA” written on the head of  many ambulances. It is not difficult to see that it is the specular (our mirror) image of the Word AMBULANCE. It serves to alert the car drivers going ahead the ambulance, who can give way promptly after reading correctly “AMBULANCE” in the rearview mirror. The EasyPhysics question is: “How does it work”. The answer comes in two steps: (i) using logical arguments and (ii) using one of main laws of specular reflection.

To follow step (i) you must stand with your right arm close to, and the left arm far from a mirror.  The image will be symmetrical as you see the image of the right arm (behind and) close to and the left arm far from the mirror. As we can see in the image above, the letter “A” in both object and image are the closest letter to the mirror. So far we explained the order-inversion element of the writing. But this does not explain everything!!

If you observe your right arm reflected on the mirror, you will see “a left arm” – It is funny!- try shaking (the correct right) hands with someone, and observe the mirror image: two left hands will shake in the other side of the mirror. Here we have the second element, beyond order,  to analyze: the form element:  Observe the letter “E”; in the real ambulance it is written inverted, with the “comb teeth end” turned to the left. The same happens to all letters non-symmetrical (relative to the vertical) letters as in B, L, N, C and E. Observing the two elements (order and form inversions), you are ready to write sepcular wordings, readable through mirrors.

One of the laws of reflection says that “the angle of the reflected ray, relative to the normal (perpendicular line to the mirror surface at that point) is equal to the angle of the incident ray, relative to the same normal line. In the figure above,  a light ray from letter “B” (red line) approaches the mirror with angle (b) relative to the normal (Nb) and is reflected with angle (b´). Here (b) = (b´). the same happens to the ray from letter “E” (green line) and despite (b) > (e), the angles (e) and  (e´) are equal. The most interesting, to finish this explanation, is the convergence of rays B and E in the car driver´s eye. The continuation of these lines (dotted lines in the virtual space) seems to the driver as they “really” arrives from behind the mirror, giving him the sensation (through a virtual image,  name given because there is no light behind the mirror to form the image) that the ambulance, where from he reads correctly the word AMBULANCE,  is there. Of course it is behind the car, not the mirror  - and the driver does not have to waist time “translating” strange wordings: He just gives way promptly.

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Justificamos abaixo, primeiro dando uma explicação verbal e em seguida tendo por base uma das leis da reflexão especular,  * sobre o porque de a palavra AMBULÂNCIA  ser escrita na forma espelhada nos referidos veículos: “Isto se dá pela necessidade de os demais motoristas, dirigindo carros à frente da  ambulância, conseguirem ler em seus espelhos retrovisores a palavra escrita na ordem e forma correta e assim dar passagem mais prontamente “:

Para entender, devemos fazer o seguinte exercicio: Vamos nos aproximar de um espelho e abrir os braços, de modo que o braço direito fique mais próximo do espelho e o esquerdo mais afastado. Veremos que nossa imagem manterá uma simetria, com um braço próximo e o outro afastado. Uma observação mais atenta mostrará que,  o braço direito (o mais próximo) terá uma imagem que se assemelha à de “um braço esquerdo” e vice versa -  para entender melhor, procure cumprimentar outra pessoa, como normalmente se faz (com a mão direita), e veja a imagem refletida: É engraçado, mas parecerá que voces estão se cumprimentando com mãos e braços esquerdos. A imagem acima mostra melhor esse fenômeno, onde usamos exatamente a palavra AMBULANCE -em ingles-  escrita de modo espelhado – como está nas ambulâncias (em portugues é algo como AICNALUBMA, mas não exatamente, como explico abaixo):

Na figura acima, a letra “B” (invertida – ou seja, a letra que de fato está escrita na frente ambulância), está mais próxima do espelho e à direita da letra “E” (também invertida), que está mais afastada do espelho.  Assim conseguimos explicar que a imagem vista através do espelho manterá essa relação de proximidade/afastamento exatamente como no caso dos braços. Desta forma a imagem da letra “B” (refletida) ficará mais próxima do espelho e portanto  à esquerda da imagem da letra “E”, como corretamente deve ser na palabra amBulancE  (primeiro o B e à sua direita o E) – ou seja,  como se escreve e lê corretamente.

Pelo que dissemos até agora, voce poderia dizer que, para dar certo, bastaria trocar a ordem das letras e escrever ECNALUBMA. Mas não é bem assim: Para nossa justificativa ficar completa, não basta trocar a ordem já que devemos também trabalhar com a forma das letras. Vamos prestar atenção, por exemplo, à letra “C” da figura: Vemos que a “boca” dessa letra está de costas para o espelho tanto na ambulancia de verdade quanto na imagem. Logo, para dar certo, letras não simétricas como  B, L, N, C e E têm que ser escritas na forma espelhada.

Dentre as leis da reflexão, temos uma que afirma o seguinte: todo raio de luz, ao incidir no espelho com um certo ângulo (b) em relação à reta normal (reta N, perpendicular ao espelho naquele ponto) refletirá formando um ângulo (b´ – também em relação a N) tal que b = b´. Assim, na figura acima mostramos dois raios de luz que partem da palavra AMBULÂNCIA (invertida): um deles sai da letra “B” (invertido – linha continua em vermelho) e outro que sai da base da letra “E” (invertido – linha continua em verde). Ao incidirem sobre o espelho esses raios formarão ângulos (b) e (e) com as respectivas retas normais (Nb e Ne). Note que o ângulo (b) é maior que o ângulo (e), no entanto b = b´ e  e = e´.  Assim os ângulos (b´) e (e´) dos raios refletidos não só obedecem a essa lei como também fazem com que os raios refletidos converjam para o olho do observador (o motorista – que observa pelo espelho retrovisor), de modo tal que ele (o observador) enxerga como se a luz tivesse partido do fundo do espelho, como se estivessem provindo da região indicada pelas linhas pontilhadas, até chegar ao seu olho.  Como o objeto real não está atrás, do espelho e sim à frente, essa imagem, formada pelo prolongamento dos raios refletidos é conhecida por “imagem virtual”. Assim a imagem virtual será percebida na ordem e forma correta:  AMBULANCE.

Text in English (PARA O TEXTO EM PORTUGUES, LEIA MAIS ABAIXO)

OVERVIEW ON STANDING WAVES:

When a guitar string is plucked, it oscilates between at least two standing points: one where the string is fixed to the guitar’s box and the other in the instrument’s arm, were the string is hindered by the musician’s left hand fingers.  This wave configuration is called  “standing wave”. Sound is produced when this vibration is transmitted to the instrument’s body and within the resonant cavity (guitar’s box), sound waves (not string waves) in a standing configuration are enhanced, as they can be understood as the composition of two waves moving forth and backwards

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Literally speaking, the constituent atoms of stars and galaxies spread out all over the universe talk to us by using their own language: Like our vocal apparatus or any musical instrument such as violins containing strings and mechanical resonant cavities for sound waves, the atoms work as (spherical or other shapes) electric & magnetic resonant cavities holding standing material waves. The equivalence to the standing waves in vibrating strings, as in violins, is played by material deBroglie electron standing waves. As the timbre of any musical instrument, each of the ninety two stable elements has a multiplicity of specific tunes. Similarly, like the bow exciting the violin strings to produce typical sound waves, thermal excitations promote electronic transitions to emit specific spectra of radiation of (not sound but) electromagnetic waves, in a large range of frequencies such as radio, microwave, infra-red, light, X-rays, etc.

We give two examples to enlighten why each of the ninety two stable elements of the periodical table has its own radiance spectrum, or signature:

The hydrogen atom -the most abundant element in the universe- has a spherical potential (or resonant cavity) centered in the nucleus which is composed by a single proton (charge +). Using quantum mechanics tools and aesthetical arguments it is  easy to understand that such a symmetric “box” fits electron-standing-waves (charge -) of specific wavelengths associated to specific energies. Figure 1 shows two deBroglie electron-waves around the nucleus; the first one is a standing wave with exactly 4.0 wavelengths; the second contains a non integer number (7.3) of wavelengths. The first configuration fits the “resonant cavity” and corresponds to a specific harmonic to the hydrogen atom. The second does not, so it does not subsist and vanishes! On the other hand, if it was exactly 7.0 or 8.0, it would match another specific harmonic to fit the hydrogen “cavity” and would be a potential resonant condition of that atom.

Figure 1

If hydrogen is thermally excited, it absorbs energy and subsequently emits light in some distinct (and very sharp)  frequencies as a consequence of electron transitions between existing harmonic states. The three most intense emissions of the hydrogen atom are in the light frequencies of 457, 617 and 691 THz (1 THz = 10 ¹² oscilations per second)  producing the red, blue and purple typical components of the hydrogen emission spectrum (or signature – see Figure 2).

Helium, the second element in the periodical table, has a nucleus containing two protons and two neutrons. This creates a different “resonant cavity” for electron-waves, when compared with that produced by a single proton in hydrogen, and the characteristic emission spectrum of helium has the three most intense frequencies 424, 449 and 598 THz (dark red, yellow and light green), a signature completely distinct from that of hydrogen.

Figure 2

Contrarily to the sound waves that require a material medium to propagate, the atomic “voices” are transmitted through vacuum as the electromagnetic waves travel in empty space such as that between the stars/galaxies and our planet. This makes clear the reference to the remotely located atoms, as quoted above, and gives substance to the main way huge amounts of information come to us from the outer space. Chemical compositions (characteristic tuning frequencies), temperature (excited frequency produced by the “thermic bow” playing the strings), recession speeds (light Doppler Effect towards red, similar to the stretched bass sound from a receding ambulance siren), effects caused by light interacting with gas nebulae (or sound interacting with objects) in its way to us, are good examples of the similarities between light  and sound to those who want to listen what atoms tell about themselves and the interstellar medium.

A similar spectral analysis to investigate the composition of extraterrestrial (non luminous) bodies can be carried on by measuring directly on a piece of the external object, like a stone collected and brought from the Moon or a sample of a meteorite. Figure 3, produced by using an electron microprobe analyzer was generated in the LMA – Microanalysis Laboratory-UFMG (Belo Horizonte-Brazil): differently from the thermal excitation, we used an electron beam to excite the atoms present in a fragment of the Bocaiuva meteorite, discovered in Bocaiuva Town-Br in 1965. The impact of external electrons on the meteorite’s surface produces the emission of characterisitic X-ray from internal transitions of the electrons present in the meteorite’s constituent elements. In the same way, the X-ray typical signatures can tell us, and we know their language to listen the (orchestra of) elements in the sample. In the present case, among other phases, we see the formation of  Troilite (iron sulfide – see the sulphur signal present in the phase in artificial yellow color) characterized by the X-ray signatures of Fe and S, as detected by energy dispersive spectroscopy (EDS).

Figure 3

Taking into account the composition, combination of elements and the set of phases present, among other properties of a given meteorite, astronomers can infer where about it comes from. This is the next step we are preparing to follow regarding the Bocaiuva meteorite:  joining distinct areas of  knowledge such as Physics, Geology and Astronomy, in collaboration between A.I.C.Persiano (LMA-UFMG),  L.R.A Garcia (LMA) and R. LasCasas (OAFR-UFMG) to listen what the incoming atoms from remote places in the Solar System have to say.

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CONCEITOS BÁSICOS SOBRE ONDAS ESTACIONÁRIAS:

Quando uma dada corda de violão é tocada, ela vibra entre no mínimo dois pontos fixos: un deles onde a corda é fixada na caixa do violão e o outro no braço  do instrumento, onde o violonista comprime a corda com o dedo. Essa configuração é denominada “onda estacionária”. O som é produzido quando essas vibrações são transmitidas para o corpo do instrumento e, dentro da caixa ressonante (caixa do violão) as ondas sonoras, em uma configuração estacionária, são reforçadas já que elas podem ser entendidas como a composição de duas ondas movendo-se em direções opostas VEJA AS FIGURAS LÁ NO ALTO ou

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Literalmente falando, os átomos existentes nas estrelas e galáxias espalhadas por todo o universo conversam conosco, usando sua própria linguagem. Assim como nosso aparelho fonador ou qualquer instrumento musical tal como os violinos que contêm cordas e caixas mecânicas de ressonância para ondas sonoras, os átomos funcionam como caixas elétricas de ressonância (esféricas ou de outro dá forma) que abrigam ondas materiais estacionárias. A equivalência com as cordas vibrantes, como nos violinos, é feita por ondas estacionarias materiais (de elétrons) como as ondas propostas por deBroglie. Como o timbre de cada instrumento musical, cada um dos noventa e dois elementos estáveis da tabela periódica tem uma multiplicidade de  harmônicos típicos.Do mesmo modo, como o arco faz vibrar as cordas do violino produzindo sons típicos, as excitações térmicas promovem transições eletrônicas e assim os átomos emitem espectros específicos de radiação (não sonoras mas) de ondas eletromagnéticas, em uma grande gama de freqüências tais como rádio, microondas, infravermelho, luz visível, raios X, etc

Vejamos dois exemplos para esclarecer o porquê de cada um dos noventa e dois elementos terem o seu próprio espectro de radiação, ou assinatura:

O átomo de hidrogênio -o elemento mais abundante no universo- tem um potencial elétrico esférico (ou a caixa de ressonância) centrado no núcleo que é composto por um único próton (carga +). Usando argumentos estéticos baseados nos princípios da Mecânica Quântica, é fácil de entender que essa “caixa” tão simétrica consegue abrigar ondas materiais estacionárias de elétrons (carga -) com comprimentos-de-onda específicos associados a energias específicas. A Figura 1 mostra duas ondas em torno do núcleo do átomo de hidrogênio; a primeira (mais interna) é uma onda estacionária com exatamente 4.0 comprimentos-de-onda; a segunda contém um número não-inteiro (7.3) de comprimentos-de-onda. A primeira configuração se ajusta com perfeição à “caixa de ressonância” e corresponde a um harmônico específico possível de existir no átomo do hidrogênio. A segunda não, e desta forma ela não subsiste! Por outro lado, se fossem exatamente 7.0 ou 8.0, comprimentos-de-onda um outro harmônico específico iria caber com perfeição na “caixa” e seria uma condição potencial de ressonância. Ver a Figura 1 LÁ NO ALTO

Se o hidrogênio for tèrmicamente excitado, absorverá energia e emitirá subseqüentemente luz em algumas freqüências distintas (muito precisas) decorrentes  das transições eletrônicas entre os estados harmônicos existentes (lembrem-se apenas aqueles possíveis, com N = inteiro). As três emissões mais intensas do átomo de hidrogênio estão nas freqüências luminosas de 457, de 617 e de 691 THz (1 THz = 10 ¹² oscilações por segundo) que produz as componentes típicas nas cores vermelho, azul e roxo do espectro de emissão do hidrogênio (ou seja: sua assinatura – veja a Figura 2 LÁ NO ALTO).

O segundo elemento na tabela periódica, o hélio, contém em seu núcleo dois prótons e dois nêutrons. Isto cria uma “caixa de ressonância” diferente para as ondas eletrônicas, quando comparado com a aquela produzida por um único próton do caso do hidrogênio, e o espectro de emissão característico do hélio tem suas três freqüências mais intensas de 424, 449 e 598 THz (vermelho-escuro, amarelo e verde-claro), uma assinatura completamente distinta daquela do hidrogênio. Ver a Figura 2

Contrariamente às ondas sonoras que requerem um meio material para se propagar, as “vozes atômicas” são transmitidas no vácuo já que as ondas eletromagnéticas viajam no espaço vazio, tal como o existente entre as estrelas/galáxias e o nosso planeta. Isto esclarece a referência que fizemos no primeiro parágrafo, quanto aos átomos remotamente localizados e dá substância à maneira principal com que enormes quantidades de informação nos chegam do espaço exterior. As composições químicas (timbres característicos), temperatura (freqüência gerada por ação do “arco que toca as cordas”), velocidades de recessão (efeito de Doppler, similar luminoso ao som grave de uma sirene de ambulância se afastando), efeitos causados pela luz que interage com nuvens de gás (ou som que interage com os objetos) em seu caminho até nós, são bons exemplos para as similaridades que damos àqueles que desejam escutar o que os átomos dizem sobre si mesmos, sobre onde estão e sobre o meio inter-estrelar

Uma análise espectral similar para investigar a composição de corpos extraterrestres (não luminosos) pode ser realizada investigando-se diretamente um pedaço do objeto, como uma pedra coletada e trazida da lua ou de uma amostra de um meteorito. A Figura 3, produzida com uso de uma microssonda eletrônica, foi gerada no LMA – Laboratório de Microanálises-UFMG (Belo Horizonte-Brasil): diferentemente da excitação térmica, nós usamos um feixe de elétrons para excitar os átomos presentes em um fragmento do meteorito de Bocaiúva, encontrado na cidade mineira de Bocaiúva em 1965. O impacto de elétrons externos sobre a superfície do meteorito produz a emissão dos raios X característicos das transições internas dos elétrons presentes nos elementos constituintes do meteorito. Da mesma maneira, as assinaturas típicas dos raios-X podem nos dizer quais elementos estão presentes na amostra. Mas para entender, temos que conhecer sua língua e assim escutar o que os elementos ali presentes nos dizem. No caso presente, dentre outras fases, nós vemos a formação Troilita (sulfeto de ferro – veja a localização do enxofre na amostra representada na cor artificial amarela) caracterizada pelas assinaturas dos raios-X emitidos (por instrumentos do dueto composto) pelos elementos Fe e S, como detectado pela espectroscopia por dispersão em energia (EDS). Ver a Figura 3 LÁ NO ALTO.

Os astrônomos podem inferir de onde um dado meteorito veio, tendo em consideração a composição química, a combinação dos elementos e o conjunto das fases presentes, entre outras propriedades. Esta é a nossa etapa seguinte, que estamos preparando para seguir a respeito do meteorito de Bocaiúva: juntando distintas áreas do conhecimento tais como a física, a geologia e a astronomia, numa colaboração entre A.I.C.Persiano (LMA-UFMG),  L.R.A Garcia (LMA) e R. LasCasas (OAFR-UFMG) buscaremos escutar o que os átomos, vindos de lugares remotos no sistema solar, têm para nos dizer

PARA SABER MAIS SOBRE O ANO INTERNACIONAL DA ASTRONOMIA aberto a todo o público, sem limites,  bem como para visitar o Laboratório de Microanálises (número limitado de participantes) quando poderão ver e escutar o meteorito de Bocaiuva em seus aspectos microscópicos, clique aqui