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ENQUANTO ISSO, NO CIENTECNO… CONTINUAMOS COM O ACELERADOR DE PARTÍCULAS!

Para começarmos a construir nosso acelerador de partículas, vamos ter que saber um pouco sobre as partículas.

Bom, nos anos de 50 e 60 foram descobertas centenas de partículas menores do que as três já conhecidas: prótons, elétron e nêutrons.

E com o tempo, os aceleradores de partículas foram ficando cada vez maiores e a tecnologia cada vez melhor, possibilitando assim, que mais e mais partículas fossem descobertas.

Muitas delas sobrevivem por menos de um bilionésimos de segundo e outras se combinam entre elas, formando partículas cada vez mais estáveis. E foi assim que surgiu a nossa “Tabela Periódica das Partículas”, ou melhor, o nosso Modelo Padrão, através dessas detecções e observações.

Nós já conhecemos as quatro forças fundamentais que são:

- Nuclear Forte que mantém o átomo unido;

- Nuclear Fraca que faz parte do decaimento radioativo;

- Eletromagnetismo que faz a interação das partículas;

- Gravidade que é a força de atração entre massa e distância (essa todo mundo sente e conhece).

E, através dessas quatro forças que tivemos conhecimento das partículas e montamos nosso Modelo Padrão. Assim sendo, a matéria é dividida em:

- Léptons : Partículas Elementares que não matem o núcleo do átomo unido (ex. elétrons e neutrinos);

- Quarks: Ao contrário dos Léptons, mantém o núcleo unido;

- Antimatéria: as antipartículas, com as mesmas características das partículas, mas com cargas opostas;

- Hádrons: Partículas compostas (ex.prótons e nêutrons);

- Bósons – partículas carregadas que dão origem a outras.

E existem também os Férmions, que são os excluídos (coitadinhos), pois não são nem matéria e nem antimatéria. Então, você deve estar se perguntando: E o que eles são exatamente? São, simplesmente, Férmions e pronto!

 

 

 

 

 

Agora nós conhecemos um pouquinho das nossas partículas e podemos começar a nossa construção.

Iremos construir um acelerador linear, como o linac que está situado no Laboratório de Acelerador Linear de Stanford (SLAC), na Califórnia. E como o SLAC, precisaremos de 3 km de comprimento.

Decidi fazer ele linear, pois como eles fazem a mesma coisa que os circulares, só é mais fácil para cavar em linha reta do que em círculos não é mesmo? Nesse túnel colocaremos o nosso tubo de cobre, onde os nossos elétrons acompanharão as ondas que serão criadas pelos geradores de ondas (conhecido como clístrons).

Os eletroímãs é que vão manter as partículas alinhadas num feixe estreito até atingirem o alvo. E quando esse feixe atinge o alvo, no fim do túnel, os detectores irão registrar tudo, tanto as partículas quanto a radiação que será liberada.

Então, vamos começar cavando nosso túnel e colocando os devidos equipamentos, pois ainda tem mais coisas para fazer!

Quando descobrimos, no início do século XX, que o átomo não era indivisível e que além de não ser indivisível era formado por partículas subatômicas (prótons, elétrons e nêutrons) ficaram maravilhados e pensaram: Devem existir mais coisas dentro dessas partículas, não é mesmo?

E com essa curiosidade que resolveram criar um experimento capaz de “quebrar” o átomo. E assim foi criado os Aceleradores de Partículas. Mas, como “quebravam o átomo? Muito simples, aliás, “quase muito simples”. Eles pegam uma partícula, como o elétron, por exemplo, aceleram quase a velocidade da luz e colidem ela com o átomo, descobrindo assim suas partes internas.

Nessas colisões são gerados feixes e radiações que foram detectadas e medidas, assim, através dessas informações sobre as partículas e as forças que mantinham o átomo unido e concluíram que existiam partículas muito menores, as chamadas partículas elementares.

Mas para saber como realmente funciona um Acelerador de Partículas tem duas alternativas: jogar uma TV do Empire State Building de Nova York (ele tem a altura necessária) e olhar os seus pedaços ao atingirem o chão ou, outra alternativa, construir o seu próprio acelerador. Então, se optou pela segunda opção, mãos à obra. Você vai precisar de:

-      Uma fonte de partículas para que sejam aceleradas.

-      Um tubo de cobre para que as partículas viajem dentro (não esqueça que todo o ar deve ser retirado, pois tem que viajar no vácuo)

-      Geradores de microondas para gerar ondas onde as partículas viajaram.

-      Eletroímãs, tanto convencionais como os supercondutores, para manter as partículas confinadas enquanto viajam pelo vácuo.

-      Alvos (átomos), para as partículas colidirem.

-      Detectores para que possam olhar os fragmentos e sua radiação lançada na colisão.

-      Aparelhos para remover todo o ar e a poeira do tubo do acelerador, são os conhecidos sistemas de vácuo.

-      Um sistema de resfriamento para o calor gerado pelos eletroímãs.

-      Computadores para controlar e analisar os dados. (Tem que ser um computador muito bom).

-      Sistema de blindagem para a proteção da radiação.

-      Um circuito fechado de TV para detectar a radiação dentro do acelerador.

-      Um sistema de energia elétrica para fornecer a energia necessária. (esse caso será mais difícil, pois não podemos contar com a Elektro).

-      Anéis que armazenam feixes das partículas que não estão sendo utilizadas.

Bom, anotou tudo? Então pode providenciar, pois no próximo artigo começaremos a construção do nosso Acelerador de Partículas.

Se for convidado a dar uma voltinha numa nave espacial, nunca esqueça de levar uma balança, aquela que sua mãe tem no banheiro para se pesar constantemente. Ela poderá lhe dar boas notícias.

Dentro de uma espaçonave, no espaço sideral, ao subir na balança, você vai verificar que seu peso é zero. Zero? Como assim? Então, você não existe?

Calma! Você ainda existirá, pois sua massa continuará lá: você poderá se tocar e verificar que ainda continua lá. E que sua massa não alterou: se for gordo, continuará gordo e se for magro, continuará magro, nem mais e nem menos.

Mas a balança está mentindo? Não.

Por quê?

Expliquemos: isso acontece pelo simples fato de não haver nenhuma força ou aceleração puxando você, nem para baixo, nem para cima.Você não tem peso, está flutuando. Mas, se o seu amiguinho verde o levar para conhecer o seu planeta, cuja gravidade é três vezes menor que a Terra, será que você seria mais magro?

Não, pois sua massa continuaria lá. O seu peso é que seria menor. Afinal, a força que puxa você para baixo, ou melhor, a aceleração da gravidade do planeta será menor.  Nesse caso, o seu peso muda, mas a sua massa não se altera.

Deu pra entender a diferença entre peso e massa?

Assim, quando estiver numa farmácia e for se pesar, na realidade está se “massando”, pois a massa é dada em quilos, ou seja, o valor do seu peso é sua massa multiplicada pela aceleração da gravidade da Terra.

“Matematicando”: P=m.a.

E então: você já se “massou” hoje?

                Em um mundo onde a interdisciplinaridade está em alta, nada mais justo que unir duas áreas tão clássicas quanto as Exatas e as Biológicas.

                Medicina, a Ciência brotada das mãos de Hipócrates, passou décadas tendo seus conceitos confundidos com atos sobrenaturais. Somente com o crescer da curiosidade e da busca da verdade, foi sendo cada vez mais considerada a solução para muitos problemas físicos e até mesmo psicológicos.

                Mas o avançar da Medicina deixou algumas lacunas tecnológicas que só puderam ser tapadas com o surgimento de conhecimentos interdisciplinares que associavam as Ciências Exatas às Biológicas, como foi o caso da Física Médica, o conhecimento físico utilizado para fins médicos . Leonardo da Vinci, em meados do século XVI, é considerado o primeiro físico médico, devido aos seus estudos relacionados à biomecânica como a locomoção humana e o movimento do coração e do sangue no sistema cardiovascular.

                Hoje, a biomecânica é uma das áreas que mais associa essas duas grandes áreas do conhecimento científico. Existem vários estudos que unem engenheiros, médicos, físicos, químicos, biólogos, entre tantos outros profissionais que se dedicam à Ciência. O desenvolvimento de próteses e de exoesqueletos são exemplos básicos da biomecânica.

                Mais recentemente, tem-se falado em noticiários do neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis. Formado pela Universidade de São Paulo, ele tem trabalhado no Brasil e nos Estados Unidos em um projeto que se baseia em movimentar próteses mecânicas a partir do pensamento. Seu ideal para mostrar a importância de tal projeto, é conseguir que uma criança incapaz de andar possa, utilizando o exoesqueleto mecânico, dar o ponta pé inicial na próxima Copa. Algo tão surpreendente que já se fala em um possível Nobel ao cientista brasileiro. Porém tal demonstração é apenas um dos primeiros resultados de sua pesquisa que cresce a cada dia.

                Mas estudos de próteses não estão tão longe quanto se pensa. Na própria Universidade de São Paulo e na Universidade Estadual Paulista, ambas em Bauru/SP, há projetos envolvendo professores, graduandos, mestrandos e doutorandos de Engenharia Mecânica e Odontologia no projeto de próteses ortodônticas. A ideia é inicialmente analisar algumas próteses já existentes ou arcadas dentárias por meio de tomografia computadorizada e posteriormente trabalhar nesses dados em computador, projetando novas próteses e tecnologias ortodônticas. A análise computacional de resistência das próteses é realizada por meio de discretização da geometria (divisão em pedacinhos) por meio do Método dos Elementos Finitos, conhecido em Engenharia. Cada pedacinho fornece uma rigidez e uma deformação, dados utilizados para o cálculo de sua resistência.

                Em vista disso tudo fica clara a necessidade da integração entre essas áreas tão importantes no dia-a-dia. Seja Medicina, Física, Engenharia, Biologia, Química, ou qualquer outra Ciência que busque o conhecimento, a necessidade real que o mundo quer e que todos precisam são ideias inovadoras que ajudem muito mais que os próprios profissionais ou a quem deles tanto precisam, mas sim a Vida como um todo.

Olá pessoal! Venho dar uma dica e pedir o apoio em uma pesquisa do professor Alysson. Esse pesquisador vem tentando melhorar a qualidade da Educação Brasileira, principalmente sobre o Ensino de Física, por meio desse trabalho. A meu pedido, Alysson escreveu um texto resumindo o seu trabalho e como podemos ajudar.

Por favor pessoal, ajudem nessa pesquisa. Com menos de 5 minutos você, professor ou estudante, pode dar sua parcela de apoio para esse trabalho!

Com os programas governamentais atuais, o livro didático é um instrumento quase onipresente nas escolas, mas ainda sabemos muito pouco sobre ele. Especialmente sobre o seu uso em sala de aula. O debate acadêmico durante muito tempo esteve interessado em outras nuances do livro didático: como ele explora a História da Ciência? Quais são os erros conceituais que ele carrega? Qual a visão social que ele abarca? Qual seu valor como documento histórico? Mas a investigação didático-pedagógica ficou de lado e somente agora começa a ganhar corpo, tendo o professor Megid Neto da Unicamp e a professora Tânia Braga da UFPR como dois expoentes.

É nessa lacuna, de descoberta do uso efetivo do livro didático, que me insiro. Como o professor lida com o livro didático? Como o aluno o faz? Quais são as expectativas de ambos sobre o livro? O que faz um livro ter qualidades para o professor? E para o aluno? Essas são as respostas que quero ajudar a responder com minha pesquisa. Ao menos no que diz respeito à minha área de competência: a Física.

Porém, para estar a altura dessa pretensão, não me basta entrevistar professores e alunos do meu círculo de convívio. Daí a necessidade de pedir ajuda a inúmeros pesquisadores, professores e alunos. Preciso da opinião deles e, mais, preciso que ajudem a divulgar a pesquisa entre seus pares. Por isso, se você for professor de física ou aluno de ensino médio e quiser ajudar a produzir conhecimento científico e melhorar a qualidade de ensino no nosso país, peço que responda a esse questionário. Não demora nem 5 minutos, mas pode contribuir muito para o nosso futuro.

Questionário para os alunos: bit.ly/alunos2011
Questionário para os professores: bit.ly/pprof11