Por que os raios não caem em linha reta, mas em zigue-zague?

Por que os raios não caem em linha reta, mas em zigue-zague?: É a primeira explicação que consegue responder a dois dos maiores mistérios dos raios.

[Imagem: FelixMittermeier/Pixabay] 

Oxigênio singleto delta

Os relâmpagos, raios e trovões atemorizam e encantam o ser humano desde a pré-história, mas até hoje os cientistas não há boas explicações do porquê o raio ziguezagueia e como ele está conectado à nuvem de tempestade acima.

Agora, John Lowke e Endre Szili, da Universidade do Sul da Austrália, acreditam ter uma explicação definitiva para os dois mistérios.

"Existem alguns poucos livros-texto sobre raios, mas nenhum explicou como os ziguezagues (chamados degraus) se formam, por que a coluna eletricamente condutora que conecta os degraus com a nuvem permanece escura e como o raio pode viajar por quilômetros," contextualiza o professor Lowke.

Segundo ele e seu colega, a resposta para os dois enigmas está nas moléculas de oxigênio na atmosfera da Terra.

Mais especificamente, em moléculas de oxigênio conhecidas como singletos delta, que são o primeiro nível de energização das moléculas O2, formando uma espécie molecular energizada a apenas 0,98 eV, mas com uma duração excepcionalmente longa, de mais de 75 minutos - seu nome técnico é 1ΔgO2.

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Como os raios funcionam?

Segundo a nova teoria, os raios acontecem quando os elétrons atingem as moléculas de oxigênio com energia suficiente para criar moléculas de oxigênio singleto delta, de energia mais alta.

Depois de colidir com as moléculas, esses elétrons "avulsos" formam um degrau altamente condutor - inicialmente luminoso - que redistribui o campo elétrico. Esse degrau inicial, chamado líder, provoca então sucessivos degraus.

A coluna condutora que conecta o degrau à nuvem permanece escura quando os elétrons se ligam às moléculas neutras de oxigênio, o que é acompanhado pelo desprendimento imediato dos elétrons pelas moléculas singleto delta.

"Sucessivos degraus se combinam para formar a longa coluna condutora que surge antes do curso de retorno. As densidades de elétrons no líder e na coluna são um equilíbrio entre a produção de elétrons por desprendimento metaestável [produção dos singletos delta] e a perda de elétrons por ligação a moléculas neutras de oxigênio, não necessitando de campo elétrico," explica a dupla.

Discussão produtiva

Como a formação dos singletos delta é um assunto complexo, por isso amplamente discutido pela comunidade da Física e da Química, será bom esperar que outros pesquisadores avaliem a explicação e, sobretudo, eventuais limitações do aparato experimental usado pela dupla, antes que se recomende imprimir um novo livro-texto sobre como os raios se formam.

Mas a discussão vale a pena, uma vez que os raios têm um impacto gigantesco, desde a dinâmica atmosférica e os ciclos da natureza, até as atividades humanas - um melhor conhecimento dos raios nos permitirá construir para-raios melhores, por exemplo.

"Precisamos entender como os raios são iniciados para que possamos descobrir como proteger melhor edifícios, aviões, arranha-céus, igrejas valiosas e as pessoas," disse o professor Lowke.

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Bibliografia:

Artigo: Toward a theory of "stepped-leaders" of lightning
Autores: John J. Lowke, Endre Szili
Revista: Journal of Physics D: Applied Physics
DOI: 10.1088/1361-6463/aca103

Sistema de posicionamento alternativo ao GPS tem precisão de 10cm

Sistema de posicionamento alternativo ao GPS tem precisão de 10cm: Em lugar de satélites, o sistema usa a rede de telefonia móvel e um relógio atômico ultrapreciso.

Laboratório de teste do SuperGPS, incluindo a antena no teto do carro, em primeiro plano.
[Imagem: VSL]

Alternativa ao GPS

Pesquisadores dos Países Baixos desenvolveram um sistema de posicionamento alternativo que se mostrou mais robusto e mais preciso que o GPS quando usado em ambientes urbanos.

O protótipo dessa nova infraestrutura de rede móvel atingiu uma precisão de 10 centímetros.

Essa nova tecnologia é importante para a implementação de uma variedade de aplicativos baseados em localização, incluindo veículos automatizados, comunicação quântica e sistemas de comunicação móvel de próxima geração.

O grande problema com o GPS em ambientes urbanos está no caminho dos sinais de rádio que vêm dos satélites, que podem ser bloqueados ou refletidos por prédios e infraestruturas, como pontes e túneis.

"Isso pode tornar o GPS não confiável em ambientes urbanos, por exemplo, o que é um problema se quisermos usar veículos automatizados. Além disso, os cidadãos e nossas autoridades dependem do GPS para muitos aplicativos e dispositivos de navegação baseados em localização. Além disso, até agora não tínhamos um sistema de backup," disse Christiaan Tiberius, da Universidade de Tecnologia de Delft.

Ilustração da rede híbrida óptica-sem fio para posicionamento em ambientes urbanos, com precisão de 10cm.
[Imagem: TU Delft/Stephan Timmers]

Embora os sistemas de posicionamento global via satélite sejam conhecidos como GPS, o nome do sistema pioneiro norte-americano, hoje existem vários similares do mesmo tipo em diversos países, como o Galileo da União Europeia, o GLONASS da Rússia e o Beidou da China.

Comprovado: Nosso cérebro usa computação quântica

Um experimento inédito parece ter obtido a prova cabal de que somos computadores quânticos biológicos.
[Imagem: Peter Allen/UCSB]

Cérebro faz computação quântica

Cientistas irlandeses acreditam ter feito a demonstração cabal de que o cérebro humano usa fenômenos quânticos para funcionar.

Há muito se desconfia de que, além das computações do tipo clássica, em que os neurônios interagem por meio de sinapses, usando correntes bioelétricas e iônicas, o cérebro também usa fenômenos quânticos em nível de partículas e quasipartículas.

Já existe até um Projeto Cérebro Quântico tentando provar que somos computadores quânticos biológicos, bem como tentativas de reproduzir isso usando átomos para fazer uma computação sem software.

Contudo, como mal começamos a construir as unidades básicas dos computadores quânticos, os qubits, é muito difícil demonstrar que efetivamente está ocorrendo algum tipo de computação quântica em um cérebro vivo.

Por isso, Christian Kerskens e David Pérez, do Trinity College de Dublin, foram buscar ajuda de propostas recentíssimas de testar a gravidade quântica, o caminho mais promissor para unificar a Teoria da Relatividade com a Mecânica Quântica.

"Nós adaptamos uma ideia, desenvolvida para experimentos para provar a existência da gravidade quântica, em que você pega sistemas quânticos conhecidos, que interagem com um sistema desconhecido. Se os sistemas conhecidos se entrelaçarem, então o desconhecido também deve ser um sistema quântico. Isso contorna as dificuldades para encontrar dispositivos de medição para algo sobre o qual nada sabemos," disse Kerskens.

Computação inteligente levanta 10 questões científicas fundamentais Com informações do Zhejiang Lab - 04/11/2022

Com informações do Zhejiang Lab - 04/11/2022

Matrix ou Skynet? Programas vão se programar sozinhos
[Imagem: Pete Linforth/Pixabay]

Computação Inteligente

"As máquinas podem pensar?" Essa questão, que marcou época, foi levantada pela primeira vez por Alan Turing, em 1950, em seu artigo inovador "Maquinaria Computacional e Inteligência".

Isso não apenas inaugurou o campo da inteligência artificial (IA), como despertou a curiosidade das pessoas em uma época em que ainda não se ouvia sequer falar sobre computação.

À medida que a informática se tornou onipresente, a sociedade humana entrou em uma nova era, profundamente integrada na rede da computação universal. Por meio da integração da inteligência de máquina, dos dados e das metodologias de computação, descobertas científicas significativas e aplicativos baseados em computação inteligente surgiram em muitas áreas importantes.

Mas cada passo à frente traz seus próprios desafios e, diante da crescente demanda por computação e dos seus avanços, uma série de problemas desafiadores precisam ser resolvidos.

Desafios da computação

A velocidade computacional está sendo limitada pela arquitetura tradicional de von Neumann, os métodos computacionais estão sendo desafiados pelos megadados, a potência computacional está limitada pelo consumo de energia e o uso de recursos computacionais está limitado pelo acesso à tecnologia.

Ou seja, mesmo que tenhamos avançado muito, muitas questões ainda precisam ser exploradas e resolvidas, buscando soluções sustentáveis para o futuro.

E, se quisermos boas respostas, então precisamos fazer as perguntas certas. Desde Maio deste ano, o Laboratório de Ciência de Zhejiang, na China, tem ouvido especialistas do mundo inteiro sobre as questões científicas fundamentais, em busca de um roteiro para guiar as pesquisas sobre a computação inteligente. Após uma série de análises, pré-seleção e avaliação, 10 questões consideradas mais profundas e desafiadoras foram apresentadas por um painel de especialistas de todo o mundo.

A mais recente versão da computação analógica para IA usa um hardware protônico.
[Imagem: Murat Onen/Ella Maru Studio]

1. Como definimos inteligência e estabelecemos a estrutura de avaliação e padronização para computação inteligente?

Em termos gerais, a inteligência é a capacidade de analisar e responder adequadamente às questões (dados). Muitos dizem que um sistema verdadeiramente inteligente deve ser capaz de se adaptar ao seu ambiente - aprender, raciocinar e evoluir. No entanto, como podemos saber se um determinado sistema cumpre esses requisitos?

2. Existe uma teoria unificada para a computação analógica?

A computação analógica usa um hardware que mede sinais contínuos, como tensão elétrica ou intensidade de luz, e não sinais discretos, como na computação digital. Isso tem como vantagens um baixo consumo de energia e uma alta eficiência computacional na resolução de problemas específicos.

Depois de perder o bonde para a computação digital, a computação analógica tem passado por um ressurgimento devido à sua capacidade de imitar componentes de redes biológicas, como sinapses e neurônios, viabilizando a computação neuromórfica. Mas o campo ainda aguarda um modelo teórico unificado, para ajudar a promover sua padronização e aplicação em larga escala.

Uma das preocupações com a inteligência artificial é se ela irá nos levar a uma Singularidade Tecnológica.
[Imagem: Danqing Wang]

3. De onde virão as principais inovações em computação, e será que a computação quântica se aproximará do poder computacional do cérebro humano?

Os computadores quânticos funcionam de modo diferente dos computadores de uso geral. Eles ainda estão no início do processo de desenvolvimento e atualmente são usados principalmente para atividades massivas de processamento de números, como criptografia, e para simular processos quânticos. Se algum dia eles serão capazes de simular a computação cognitiva e até a capacidade emotiva do cérebro humano é uma questão de pesquisa ativa, mas longe de fornecer respostas definitivas.

4. Que novos componentes (transistores, arquitetura de chips) e paradigmas de hardware (fotônica, spintrônica, biomoléculas, nanotubos de carbono) vão vingar?

Esses e outros componentes já existem, ou estão sendo pesquisados ativamente, em escala nanométrica, e é provável que possam ser escalonados. A chave é torná-los melhores e fazer melhor uso deles. Por exemplo, existem muitos componentes que são essencialmente resistores, mas que podem ser programados em níveis, e esses níveis são memorizados e transferidos - são os chamados memoristores, os componentes da computação que imita o cérebro.

Uma variedade de tecnologias - eletrônicas, fotônicas, etc. - podem apresentar um comportamento muito semelhante, podendo ser fabricados para funcionar de modo muito parecido como as sinapses no cérebro, em que os sinais pode ser transferidos, amplificados ou reduzidos, e as excitações são integradas para construir ondas sinápticas, que serão a base de circuitos universais.

Qual será a base do hardware com que isto será feito é uma questão em aberto.

As máquinas inteligentes também vão precisar dormir?
[Imagem: LANL]

TTV atômica usa átomos para transmitir ao vivo e a cores

TV atômica usa átomos para transmitir ao vivo e a cores: "Nós agora estamos fazendo transmissão de vídeo e jogos quânticos, transmitindo videogames através dos átomos."

Átomos são energizados até um estado especial que permite que eles funcionem como um sistema de transmissão de TV, incluindo vídeos ao vivo e jogos.
[Imagem: NIST]

TV atômica

Pesquisadores do Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia dos EUA vêm há alguns anos desenvolvendo um rádio atômico, no qual átomos funcionam como receptores para comunicações sem fios.

Depois de aprimorar suas antenas e deixarem o rádio atômico 100 vezes mais sensível, eles agora deram o passo seguinte: Transformaram o rádio atômico em uma TV atômica.

Sistemas de comunicação baseados em átomos têm interesse prático porque podem ser fisicamente menores e mais tolerantes a ruídos ambientais do que a eletrônica convencional. E a adição de recursos de vídeo pode aprimorar os sistemas de comunicação sem fios, por exemplo, em locais remotos ou situações de emergência.

Em sua demonstração, a equipe não apenas apresentou imagens ao vivo com qualidade aceitável, como também usou o sistema para jogar videogames.

"Nós agora estamos fazendo transmissão de vídeo e jogos quânticos, transmitindo videogames através dos átomos. Basicamente codificamos o videogame em um sinal e o detectamos com os átomos. A saída é alimentada diretamente na TV," disse Chris Holloway, coordenador da equipe.

Uma TV atômica pode parece futurística, mas o sistema é incrivelmente simples.
[Imagem: Nikunjkumar Prajapati et al. - 10.1116/5.0098057]

A equipe teve que ajustar vários parâmetros para obter a melhor qualidade de imagem (coluna da direita).
[Imagem: Nikunjkumar Prajapati et al. - 10.1116/5.0098057]

Bibliografia:

Artigo: TV and video game streaming with a quantum receiver: A study on a Rydberg atom-based receiver’s bandwidth and reception clarity
Autores: Nikunjkumar Prajapati, Andrew P. Rotunno, Samuel Berweger, Matthew T. Simons, Alexandra B. Artusio-Glimpse, Stephen D. Voran, Christopher L. Holloway
Revista: AVS Quantum Science
DOI: 10.1116/5.0098057

Por que pessoas tém dor de cabeça, se o cérebro não sente dor?

 https://qr.ae/pvwEz6

cintinue lendo

As Cefaléias, vulgo dores de cabeça, sempre são um incômodo em menor ou maior grau na vida humana, mas que sempre atiçam a curiosidade por haver mais de 50 causas diferentes conhecidas e pelo fato de que o cérebro não ostenta receptores de dor — que são chamados de Nociceptores. Então como sentimos este tipo de dor tão marcante?

créditos para :

Augusto Aragão de Barros

Mestrado em Química de Produtos Naturais e Farmacognosia, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) (Formou-se em 2011)14 de ago.

Motor elétrico mais durável do mundo garante torque máximo contínuo Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/07/2022

 Engenheiros alemães apresentaram o que eles afirmam ser o motor elétrico mais durável já construído.

O motor para veículos elétricos pode ter versões com ou sem ímãs.
[Imagem: Mahle]

Motor com torque contínuo

Engenheiros alemães apresentaram o que eles afirmam ser o motor elétrico mais durável já construído.

Desenvolvido para equipar veículos elétricos de todos os portes, de carros a grandes tratores, o motor consegue rodar indefinidamente no seu ponto de maior desempenho.

"Construir grandes motores elétricos que oferecem alto desempenho a curto prazo é fácil. O que ainda faltava no mercado até agora eram acionamentos duráveis e compactos, para tornar os veículos elétricos irrestritos para o uso diário. Nosso novo motor elétrico SCT é a solução," disse Martin Berger, da empresa Mahle.

SCT é a sigla em inglês para "torque contínuo superior": Apesar de ser muito compacto e leve, o novo motor SCT fornece continuamente 90% da sua capacidade de pico de torque.

Isso permite o uso de veículos elétricos de todos os tipos, cada um em suas condições mais exigentes. Exemplos clássicos são dirigir um caminhão elétrico sobre picos e vales de regiões montanhosas, e as múltiplas arrancadas de um carro de passeio elétrico a bateria. Os motores elétricos automotivos atuais não cobrem esses cenários de forma eficiente.

O motor foi projetado de forma a ser particularmente eficiente dentro de uma determinada faixa de rotações (rpm). Esta inovação complementa uma outra tecnologia apresentada pela empresa no ano passado, quando ela apresentou um motor que funciona de forma muito eficiente em uma ampla faixa de rpm.

A empresa se refere à sua criação como um "motor sem desgaste".
[Imagem: Mahle]

Descoberta ação de bactéria do intestino no Alzheimer - e como evitar isso

 https://www.diariodasaude.com.br/news.php?article=bacteria-intestino-alzheimer-como-evitar&id=15486&nl=nlds

Bactéria no intestino induzindo Alzheimer

Pesquisadores descobriram uma via que começa no intestino e termina com uma potente toxina pró-inflamatória nas células cerebrais, contribuindo para o desenvolvimento da doença de Alzheimer.

Uma notícia ainda melhor é que eles também descobriram uma maneira simples de evitar que isso aconteça.

creditos : https://www.diariodasaude.com.br/index.php

Checagem com artigo científico:

Artigo: Downregulation of Neurofilament Light Chain Expression in Human Neuronal-Glial Cell Co-Cultures by a Microbiome-Derived Lipopolysaccharide-Induced miRNA-30b-5p
Autores: Aileen I. Pogue, Vivian R. Jaber, Nathan M. Sharfman, Yuhai Zhao, Walter J. Lukiw
Publicação: Frontiers in Neurology
Vol.: 13
DOI: 10.3389/fneur.2022.900048

Criada uma molécula de luz e matéria

Criada uma molécula de luz e matéria: Um estado especial de ligação entre átomos foi criado em laboratório pela primeira vez.

Os átomos são polarizados pelo feixe de luz e começam a se atrair uns aos outros, estabelecendo uma ligação molecular fraca.
[Imagem: Harald Ritsch/TU Wien]

Ligação da luz com a matéria

Um estado especial de ligação entre átomos, induzido por luz, foi criado em laboratório pela primeira vez.

É essencialmente uma molécula de luz e matéria.

Usando um feixe de laser, pesquisadores demonstraram que é possível fazer com que átomos sejam polarizados de modo que fiquem carregados positivamente de um lado e negativamente do outro. Isso fez com que eles se atraíssem, criando um estado de ligação muito especial - uma ligação muito mais fraca do que a ligação entre dois átomos em uma molécula comum, mas ainda assim mensurável.

santa catarina-BR

 

Maiores supercomputadores do mundo podem ser secretos

Maiores supercomputadores do mundo podem ser secretos: O supercomputador <i>Frontier</i> recebeu manchetes no mundo todo como a primeira máquina exascala do mundo. Será?

O Frontier é considerado o supercomO Frontier é considerado o supercomputador mais rápido do mundo e o primeiro a alcançar a exaescala - mas provavelmente ele não é nem uma coisa e nem outra.
[Imagem: ORN

Supercomputadores exaescala

Um novo supercomputador chamado Frontier recebeu manchetes no mundo todo como a primeira máquina exaescala do mundo.

Mas será realmente?

Embora o Frontier, que foi construído pelo Laboratório Nacional Oak Ridge, nos EUA, esteja no topo da lista mais conhecida de supercomputadores, outros podem já ter alcançado essa marca em segredo - e continuarão assim.

Exaescala é um termo usado para descrever máquinas que podem realizar um bilhão de bilhões de operações por segundo (1018 FLOPS). Como todo número redondo costuma ser, a exaescala tem sido um alvo há muito tempo para fabricantes que buscam um desempenho cada vez maior.

Hoje, os supercomputadores são vitais na realização de uma ampla gama de pesquisas científicas, executando grandes simulações de tudo, desde física nuclear a efeitos de medicamentos, além do treinamento de modelos de inteligência artificial. Eles também são usados para minerar dados e procurar padrões em buscas pela internet. Assim, ter uma máquina mais poderosa pode dar uma vantagem a acadêmicos, empresas ou governos.

A lista de supercomputadores mais poderosos do mundo é a Top500, que é baseada em uma única medida: Quão rápido uma máquina pode resolver um grande número de equações executando um software chamado LINPACK. Isso fornece um valor em operações de ponto flutuante por segundo, ou FLOPS (Float-Point Operations Per Second).

Acontece que nem todos os supercomputadores estão nessa lista: Só aparecem aqueles cujo proprietário executou o software de avaliação e enviou o resultado para os organizadores da lista. "Se eles não enviarem, não entrarão. Não posso forçá-los," disse Jack Dongarra, organizador da Top500.

Supercomputadores secretos

Alguns proprietários de supercomputadores preferem não divulgar informações, ou mesmo revelar publicamente a existência de uma máquina - agências de inteligência e determinadas empresas, claro, mas também algumas máquinas puramente acadêmicas, como a Blue Waters, da Universidade de Illinois de Urbana-Champaign, que também nunca entrou, mas é sabidamente superpoderosa.

Então, quantas máquinas exaescala existem?

"Certamente nos [EUA] algumas das forças de segurança têm coisas que as colocariam no topo. Definitivamente, há grupos que obviamente não gostariam de estar nesta lista," disse o professor Simon McIntosh-Smith, especialista em supercomputação da Universidade de Bristol, no Reino Unido.

O próprio Dongarra acrescenta que o consenso entre os especialistas em supercomputadores é que a China tem pelo menos duas máquinas exaescala funcionando desde 2021, conhecidas como OceanLight e Tianhe-3, e está trabalhando em uma terceira ainda maior, chamada Sugon. A existência desses supercomputadores foi "denunciada" por artigos científicos sobre pesquisas não relacionadas à supercomputação, mas que revelaram evidências dessas máquinas ao descrever cálculos realizados nelas.

créditos: Com informações da New Scientist - 06/06/2022, https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=maiores-supercomputadores-mundo-secretos&id=020150220606#.YqjvwFzMJkg