Escola de física de partículas ICTP Trieste-SAIFR

Written by Victória Flório on July 16th, 2018. Posted in Blog do ICTP-SAIFR

O evento aconteceu entre os dias 18 e 29 de junho, no ICTP-SAIFR, no Instituto de Física Teórica da Unesp, em São Paulo, e trouxe os mais recentes resultados e técnicas de física de partículas para os alunos sul-americanos.

 

A física tecida no LHC continuará a surpreender a comunidade científica detectando mais e mais componentes fundamentais da matéria? Créditos da imagem: CERN, Colaboração CMS (Compact Muon Solenoid).

O início do século 21 têm sido dramático para a física de partículas, área que pretende descrever interações e decifrar a natureza dos constituintes fundamentais da matéria e da radiação. Em 2012, o Bóson de Higgs – teorizado por Peter Higgs, em 1964 – foi confirmado experimentalmente pelo LHC, o Grande Colisor de Hádrons do CERN, localizado em Genebra, Suíça. Cinco anos depois, as ondas gravitacionais – previstas em 1916 por Albert Einstein – foram detectadas pelas colaborações científicas LIGO, nos EUA, e VIRGO, sediada na Itália. Eventos de grande importância como esses deram um novo fôlego para o Modelo Padrão – teoria mais aceita sobre partículas e forças que compõem o Universo – e para a Relatividade Geral – teoria que descreve a gravidade como uma propriedade geométrica do tecido do espaço-tempo.

Apesar do entusiasmo da comunidade com os novos achados, fantasmas assombram a completa aceitação do Modelo Padrão, dentre eles, a necessidade de confirmações experimentais para matéria e energia escura – propostas para fechar a conta da quantidade total de matéria no Universo -, e para um gama enorme de partículas. Esse dinâmico período na física desperta novas possibilidades e aumenta as expectativas dos cientistas sobre o que está por vir no LHC.

 

Participantes da primeira escola conjunta de física de partículas ICTP Trieste-SAIFR, no auditório do IFT-Unesp, no campus da Barra Funda. À frente, da esquerda para a direita: os organizadores Eduardo Pontón (ICTP-SAIFR) e Enrico Bertuzzo (USP), os palestrantes Laura Covi (Institute for Theoretical Physics, Göttingen, Alemanha); Benjamin Grinstein (UCSD, EUA); Giulia Zanderighi (Universidade de Oxford, Reino Unido), e o organizador Giovanni Villadoro (ICTP-Trieste).

“O interesse do público em geral e dos estudantes universitários para o futuro da física de partículas e do LHC foi o que motivou a união com o ICTP-Trieste para organizar uma escola”, conta o pesquisador Enrico Bertuzzo, da USP, um dos organizadores da Primeira Escola Conjunta ICTP Trieste-SAIFR de física de partículas. Além de Bertuzzo, o comitê de organização foi composto pelos pesquisadores Eduardo Pontón, do ICTP-SAIFR, Andrea Romanino e Giovanni Villadoro, ambos do ICTP-Trieste, na Itália.

A parceria, segundo Bertuzzo, levou em conta a longa experiência do ICTP-Trieste na realização de escolas de física de partículas. O ICTP-SAIFR já tinha recebido outras duas escolas voltadas para a física do LHC, em 2013 e 2015, mas a parceria com o ICTP-Trieste foi o primeiro passo para iniciar uma nova tradição. “Como os cursos universitários não cobrem  os atuais resultados da física de partículas, a intenção é fornecer aos participantes da escola uma visão mais global e moderna”, complementa. Cerca de oitenta estudantes de pós-graduação, de quatorze nacionalidades (Venezuela, Peru, Chile, Colômbia, Argentina, Uruguai, Costa Rica, Cuba, México, França, Índia, Paquistão, Irã e Brasil) – a maior parte sediados em universidades brasileiras -, receberam para os cursos e palestras pesquisadores dos Estados Unidos, Itália, Alemanha, Reino Unido, Espanha e Brasil.

As palestras e cursos trataram sobre o Modelo Padrão, teorias fortemente interagentes em colisores, Universo Primordial, matéria escura, e tópicos em física experimental e teórica. “A escola foi mais teórica, com implicações na física de colisores, como o CERN”, avalia  Bertuzzo. O palestrante Alex Pomarol, da Universidade Autônoma de Barcelona, Espanha, discutiu a física além do Modelo Padrão. Outro ponto alto da escola, segundo Bertuzzo, foram a abordagem fortemente matemática da cosmologia sobre o Universo Primordial e as discussões filosóficas introduzidas pela pesquisadora Laura Covi, do Instituto de Física Teórica de Göttingen, Alemanha. Covi abordou questões como “Cosmologia é ciência?”; “Qual a reprodutibilidade dos experimentos em cosmologia?”; “É possível comparar modelos com dados experimentais?”.

A física teórica Laura Covi, graduada na Universidade de Trento, na Itália, atualmente é professora no Instituto de Física Teórica da Universidade de Göttingen, Alemanha. Covi pesquisa na fronteira entre física de partículas e cosmologia e, durante a escola, falou sobre os primeiros instantes do Universo.

A programação da escola entusiasmou os participantes. “Gostei da abordagem sobre as possibilidades experimentais em física de partículas”, menciona a estudante Milena Leal, da Universidade Pedagógica e Tecnológica da Colômbia. Já Felipe Fontineli, estudante do Instituto de Física da Universidade Nacional de Brasília, foi atraído pela apresentação de teorias além do Modelo Padrão, “A escola representou também uma oportunidade de entrar em contato com outros pesquisadores”, arremata.

“A largo prazo, nosso objetivo, é irradiar o conhecimento produzido durante a escola para outros centros. Questões financeiras dificultam viagens de estudantes até a Europa, então, temos que aproximar as possibilidades de investigação à realidade das pessoas”, enfatiza Bertuzzo. Apesar de os grandes colisores não existirem na América do Sul, há várias possibilidades de inserção internacional de pesquisadores. O Brasil, através de centros no Rio de Janeiro e em São Paulo, mantém colaborações com o LHC. Novas parcerias entusiasmam a comunidade, como os experimentos DUNE (sigla em inglês para Deep Underground Neutrino Experiment), com dois detectores que serão instalados nos EUA, e a colaboração internacional Dark Side, sediada no Laboratório Nacional do Gran Sasso, na Itália.

 

Durante a escola os participantes apresentaram trabalhos e resolveram problemas.

A motivação fundamental para pesquisar na área de física de partículas, segundo Bertuzzo, é obter uma explicação para a realidade e o funcionamento do Universo. “Essa é uma das físicas mais fundamentais, junto à cosmologia. Não é muito diferente de olhar para o céu, só que, ao invés de fazer astronomia com a luz, fazemos com partículas, os constituintes fundamentais do Universo. Abusamos da curiosidade para explorar aquilo que vemos”,  revela.

 

Ciência em Diálogo: Ficção Científica

Written by Malena Stariolo on May 16th, 2018. Posted in Blog do ICTP-SAIFR

No dia internacional de Star Wars, 4 de maio, foi realizado o segundo encontro do Ciência em Diálogo: Física e Arte com um tema bastante apropriado para a data: Ficção Científica.

Para debater sobre o tema o professor e astrofísico Rodrigo Nemmen do IAG-USP e o escritor e tradutor Antônio Xerxenesky. Como já é de costume a conversa foi mediada pelo pesquisador Rogério Rosenfeld e cada um dos palestrantes teve 15 minutos para expor sua abordagem para, depois, abrir espaço para perguntas e interação com o público.

Para começar o debate Antônio lançou uma pergunta que, apesar de parecer trivial, não fornece uma única resposta: “O que é ficção científica?”. Até hoje muitos escritores, leitores e amantes da ficção científica apresentaram inúmeras definições, às vezes complementares, às vezes opostas, para caracterizar esse gênero.

Assim como seu conceito e, provavelmente por conta disso, marcar o início da ficção científica também é uma tarefa difícil: existem argumentos afirmando que esse gênero existe desde As Mil e Uma Noites, porém, também existe um consenso de que a ficção científica teve início com a Mary Shelley, escritora de Frankstein. “Não só porque tem o cientista maluco, mas porque apresenta uma extrapolação do que a ciência pode fazer e uma imaginação do que isso acarretaria”, comenta Antônio.

Depois desse salto inicial outros escritores, como Júlio Verne (Viagem ao Centro da Terra), surgiram criando uma era de euforia e extrapolação criativa, buscando imaginar o que existiria além das fronteiras da ciência da época. Esse frenesi culminou na criação da Amazing Stories (1926), a primeira revista dedicada apenas a ficção cientifica e que conduziu à conhecida Era de Ouro da ficção científica, com início nos anos 30 indo até 1960. Entre os escritores publicados estavam Isaac Asimov (Trilogia Fundação), Ursula K. Le Guin (Ciclo de Terramar) e H.G. Wells (Guerra dos Mundos).

Capa da edição de maio de 1926 anuncia histórias de H. G. Wells, Júlio Verne e Edgar Allan Poe.

Para mostrar que ficção científica não é só “coisa de americano” o escritor falou também sobre a contribuição da Rússia para o gênero, “a ficção soviética que emergiu no período da Revolução Russa tinha um forte caráter utópico. Eles estavam imaginando como seria a sociedade no futuro, com homens todos iguais em uma cidade perfeita, onde não há mais pobreza, nem crimes”. Quando o comunismo foi se firmando o Estado iniciou perseguições aos escritores que imaginavam essas utopias.

Antônio também destacou que a palavra “robô” não foi uma criação norte-americana e sim obra de Karel Čapek, um escritor tcheco, que usou essa palavra pela primeira vez nos anos 20 em uma peça de teatro, “vejam só vocês, a primeira ficção científica escrita com robôs, já tem robôs se revoltando contra a humanidade”, brinca. Curiosamente, a palavra teve origem a partir de “robota“, que pode significar trabalho exercido de forma compulsória, ou escravo.

Pôster da peça de Karel Čapek

Iniciando a conexão entre humanas e exatas, o escritor comentou da relação “problemática” que existe entre ficção científica e ciência. Afinal, até onde o escritor tem a liberdade de explorar o lado da ficção e até onde ele deve se manter preso no lado científico? “Durante a Era de Ouro existia uma cobrança muito grande de que o escritor tinha que ser quase um futurólogo para prever quais seriam os avanços tecnológicos do futuro”, comenta.

Após questionar se um escritor pode burlar regras científicas para escrever uma boa história, Antônio lembra o caso de Star Wars, entre outras obras, que perderiam muito de seu apelo caso tivessem se prendido estritamente à ciência, “acho que todo escritor tem que se questionar sobre o que é importante para sua obra. O relevante para Star Wars é muito mais uma história mítica, do que ser fiel à ciência”. Ao fim desse questionamento, Antônio passou a fala para que o pesquisador Rodrigo Nemmen apresentasse seu ponto de vista.

“Nós vivemos numa era de ficção científica”, iniciou o pesquisador, “pela aceleração de processos científicos e tecnológicos pela qual estamos passando, nós estamos vivendo em uma sociedade de ficção científica”. Para comprovar seu ponto Rodrigo trouxe duas notícias, no mínimo, chocantes. A primeira tratava sobre conseguir manter cérebros de porcos vivos sem o corpo, enquanto a segunda falava sobre a possibilidade de realizar um back-up do cérebro humano.

Para organizar sua apresentação, Rodrigo optou por mostrar o que foi previsto na ficção científica e o que é fato  hoje em dia. Para dar início a esse debate ele começou a discutir um tema muito discutido atualmente: Inteligência Artificial. Na ficção científica essa temática foi e continua sendo amplamente explorada, em filmes como Her (2013), 2001: Uma Odisseia no Espaço (1968) e Blade Runner (1982) e em livros como Neuromancer (William Gibson) e Eu, Robô (Isaac Asimov).

Hal 9000 do filme 2001: Uma Odisseia no Espaço

A primeira referência de Inteligência Artificial é de 1906, do escritor Samuel Butler, que diz “a consciência mecânica eventualmente vai surgir, apesar das máquinas possuírem pouca consciência agora. Reflitamos sobre os extraordinários avanços que as máquinas têm feito nos últimos 100 anos e notemos o quão devagar os reinos animal e vegetal estão avançando“. Apesar de se tratar de uma frase com mais de 100 anos, a comparação das escalas tecnológicas e culturais em relação à evolutiva é algo que está sendo muito discutido nas comunidades científicas do meio. Além disso, assim como a ficção científica, ainda não existe um consenso sobre uma definição para I.A, algo que também está sendo debatido.

Mesmo com os avanços tecnológicos atuais, Rodrigo tem certeza que, pelo menos por enquanto, não devemos nos preocupar com uma “revolta das máquinas”, uma vez que a ciência ainda está muito distante de conseguir um organismo cibernético com tecidos vivos sobre um endoesqueleto de metal. Então o que existe agora em termos de IA? O cientista responde a pergunta “hoje nós temos programas de computador que realizam tarefas muito específicas que, normalmente, necessitariam de humanos”. Enquanto nós, humanos, temos a facilidade de aprender uma ampla gama de tarefas e habilidades, os algoritmos existentes de IA são muito bons em tarefas específicas. Alguns exemplos são carros automatizados, reconhecimento de imagem, assistentes virtuais como a Siri (Apple) e Cortana (Windows).

Também existem IAs programadas para jogar jogos, dentro dessa área, um dos grandes desafios para a Inteligência Artificial era o Go, um jogo chinês que possui alto grau de complexidade: “em um certo estado de disposição das peças no tabuleiro, o jogador tem a possibilidade de um número de jogadas que excede o número de átomos no universo”, explica o pesquisador. Pela primeira vez, dois anos atrás uma Inteligência Artificial, desenvolvida pela Google DeepMind, conseguiu derrotar o melhor jogador do mundo de Go. O algoritmo, sua versão mais recente chamada de AlphaGo Zero, aprende jogando consigo mesmo: em 24h o algoritmo aprendeu sozinho e superou o melhor jogador do mundo, em três dias ele se tornou imbatível contra sua versão anterior e em 21 dias ele se tornou imbatível contra todos os códigos jogadores de Go que existem no mundo.

Os avanços em Inteligência Artificial já estão tendo um forte impacto na economia e na sociedade, “empregos com habilidades mais básicas se tornarão obsoletos rapidamente”, comenta Rodrigo. Com esse cenário em mente, uma das preocupações existentes é como será possível preparar as novas gerações para um futuro tão modificado, com uma “obsolescência programada de seres humanos”.

O próximo tema do Ciência em Diálogo no IMS: Física e Arte será “A noção de beleza”. Os convidados dessa edição são o físico Pedro Vieira, que trabalha com integrabilidade e teoria de campos, e a crítica de arte Sônia Salzstein, autora de Matisse: imaginação, erotismo, visão decorativa. O evento acontecerá no dia 8 de junho, às 19:00, no Instituto Moreira Salles (Av. Paulista, 2424 – Consolação). A palestra é gratuita e conta com a distribuição de fichas 60 minutos antes do início do evento. Para mais informações acesse: ICTP-SAIFR Ciência em Diálogo ou IMS Ciência em Diálogo.

O físico que usa o núcleo do átomo como laboratório

Written by Malena Stariolo on May 9th, 2018. Posted in Blog do ICTP-SAIFR

Gastao Krein é um dos convidados do primeiro dia do Pint of Science. Ele falará sobre “A flecha do tempo: por que envelhecemos e nunca rejuvenescemos?”, em uma apresentação descontraída no Tubaína Bar.

O físico acabou escolhendo essa carreira inspirado por livros, principalmente sobre gravitação, enquanto estava no Ensino Médio.

Filho de pai ferreiro e mãe dona de casa, Gastao foi sempre incentivado a fazer o que gostasse para conseguir encontrar um rumo e “não se perder na vida”. Desde pequeno o cientista sempre teve muita facilidade com matemática, mas foi no ensino médio que ele realmente decidiu ser físico.

Antes disso, entretanto, o pesquisador colocou como sonho ser jogador de futebol chegando a treinar no Internacional de Porto Alegre, apesar de ser gremista. Com divertimento, ele lembra de um dia estar saindo do vestiário enquanto outra turma voltava do campo, “entrou um cara super franzino, cabeça vermelha, todo suado e fraquinho. Eu pensei, ‘se a competição for com esse aí eu acho que vou conseguir ser jogador’. Depois fiquei sabendo que aquele menino era o Paulo Roberto Falcão, um dos maiores jogadores que já apareceu”.

Tendo que deixar a ideia de se tornar jogador de futebol de lado, o gosto pela física surgiu no final do primeiro ano quando, incentivado por um professor, começou a frequentar a biblioteca da escola para ler os livros da coleção PSSC (Physical Science Study Committee) elaborado no MIT, principalmente a parte sobre gravitação, “eu nunca tinha pensado que a mesma força que puxa os objetos para o chão é a mesma que atua entre o Sol e a Terra. Aquilo foi meio marcante, então eu comecei a ler mais e mais e mais”. Assim, no fim do ensino médio, o cientista prestou vestibular diretamente para física.

“Na época eu trabalhava na Varig, então eu pensei em engenharia também, mas depois de ter mais contato com a física decidi que era aquilo que queria. Quando entrei no curso eu tinha a ideia de que conseguiria fazer as disciplinas e continuar trabalhando, mas um professor me convenceu que eu não teria futuro nenhum se eu levasse o curso à meia-boca, então decidi largar o emprego”, relata.

Já em meados de sua graduação o cientista conseguiu uma bolsa de iniciação científica com um professor de física nuclear, o que terminou por definir á área na física na qual ele queria se especializar: física nuclear na interface com a física de partículas. Durante sua tese, entretanto, enfrentou uma grande dificuldade, ele estava de frente com um problema que não tinha uma solução simples. “Eu tive que fazer toda a garimpagem da literatura para a minha tese e achar a forma de resolver por conta própria, então teve momentos de desânimos. Mas acabou tudo bem, achei a forma de resolver e consegui publicar dois artigos”, comenta.

Sua tese, e sua área de pesquisa, estão voltadas para a física nuclear moderna, que olha para dentro do próton e do nêutron. Assim, o objetivo maior não era entender o núcleo, ele era apenas um “laboratório” usado para entender o que eram o próton e o nêutron “e isso vai até hoje”, brinca.

Entre seus momentos marcantes Gastao lembra do primeiro artigo publicado e da bolsa que conseguiu, ao fim do doutorado, para ir aos Estados Unidos realizar o pós-doutorado. Segundo Gastao, esse foi um dos melhores lugares para sua área e lhe deu a possibilidade de publicar 13 artigos em dois anos, concedendo-lhe uma experiência profissional e pessoal muito marcante. Ao fim dessa etapa voltou para a Universidade de Santa Maria, onde era Professor Titular e dava aulas na graduação e, logo em seguida, veio um novo salto em sua carreira ao conseguir aprovação num concurso para trabalhar no IFT – UNESP, onde está até hoje.

Gastao Krein é um dos convidados da próxima edição do Papos de Física, dentro da programação do Pint of Science, e irá falar sobre “A flecha do tempo: por que envelhecemos e nunca rejuvenescemos?”. Sua apresentação será no primeiro dia, 14 de maio, segunda-feira, no Tubaína Bar (R. Haddock Lobo, 74 – Cerqueira César) às 19:30. No mesmo dia o físico Alberto Saa fará a palestra “O conceito de infinito na física e matemática”. Para a programação completa e mais informações acesse Papos de Física  e Pint of Science – São Paulo.

Marcelo Yamashita, o Diretor do IFT – UNESP

Written by Malena Stariolo on May 8th, 2018. Posted in Blog do ICTP-SAIFR

Um dos palestrantes do segundo dia do Pint of Science será o diretor do IFT, Marcelo Yamashita. Especializado em física quântica de poucos corpos, o físico passou por algumas reviravoltas em seu percurso até chegar onde está hoje.

O pesquisador fará uma palestra sobre “Ciência versus Pseudociência”

Durante a adolescência Marcelo Yamashita nunca soube muito bem o que gostaria de ser, então quando chegou o momento, começou a planejar seu futuro pensando em seguir Engenharia Civil, dedicou os estudos para o vestibular com esse objetivo em mente. Tudo mudou quando, seis meses antes de realizar a tão aguardada prova, a admiração por um professor o fez traçar um novo percurso. Apesar de achar que seu pai ficaria um pouco decepcionado por conta da expectativa de ter um filho engenheiro, tanto ele, quanto a mãe, apoiaram a decisão final do estudante de ir atrás de seu novo interesse: a física.

Mesmo com a mudança repentina de carreira, seu percurso acadêmico foi tranquilo. Desde o começo gostou do curso e se envolvia pelo que era ensinado, aprendendo tudo com grande prazer. Talvez esse gosto, aliado à disciplina que Marcelo tinha devido há anos praticando judô, ajudaram para que a vida universitária não apresentasse grandes dificuldades. Mesmo assim, o pesquisador não passou intocado pelas incertezas que, às vezes, atingem jovens durante a graduação, “Qualquer atividade apresenta momentos desagradáveis. O ser humano também tem uma busca por aquilo que é novo. Várias vezes já pensei em desistir da física, mas ainda bem que o pensamento passou logo”, comenta.

Aliás, a mudança de carreira não foi a única reviravolta na vida acadêmica do cientista. Desde sua iniciação científica até o mestrado, Marcelo se dedicou à área experimental da física para, só no doutorado, perceber que aquilo não era o que realmente queria e seguir um novo rumo no lado teórico da física:

“A minha iniciação científica e meu mestrado foram experimentais numa área chamada espectroscopia gama. Experimental no sentido de colocar a mão na massa em experimentos: carregar tijolos de chumbos, apertar parafusos, etc. Fiquei uns seis anos fazendo isso para descobrir que realmente não gostava de tudo aquilo. Comecei a estudar a minha área atual de pesquisa, a física quântica de poucos corpos, no ano 2000, no meu doutorado. Desde então tenho trabalhado em assuntos relacionados”.

Como o físico descreve, atualmente suas pesquisas estão direcionadas para o estudo de núcleos e moléculas muito fracamente ligadas. Ele está interessado em observar como moléculas resfriadas a temperaturas próximas de zero absoluto se modificam conforme mudam a dimensão espacial do sistema, ou seja, a alteração dessas moléculas quando transitam em espaços tri, bi e unidimensionais. Além de pesquisador, Marcelo, atualmente também é o Diretor do Instituto de Física Teórica da UNESP, um dos melhores institutos de física do país.

Apesar da física por si só parecer uma área extremamente complicada para a maioria das pessoas, ela nunca se tratou da maior dificuldade do cientista. A parte burocrática e administrativa de seu cargo é o que realmente o deixa enrolado, e tira um pouco do foco que ele gostaria de dedicar à outras atividades mais interessantes, “acho que a minha maior dificuldade agora é fazer relatórios e prestações de contas. Por conta da minha atual posição também não consigo me concentrar na minha pesquisa da maneira que eu gostaria”, explica.

Marcelo Yamashita é um dos convidados da próxima edição do Papos de Física, que está dentro da programação do Pint of Science, e irá falar sobre “Ciência versus Pseudociência”. Sua apresentação será no segundo dia, 15 de maio, terça-feira, no Tubaína Bar (R. Haddock Lobo, 74 – Cerqueira César) às 19:30. No mesmo dia o físico Oscar Eboli fará a palestra “Constituentes da Matéria: elétrons, quarks, Higgs”. Para a programação completa e mais informações acesse Papos de Física e Pint of Science – São Paulo.

Um pé na física experimental e outro na teórica

Written by Malena Stariolo on May 7th, 2018. Posted in Blog do ICTP-SAIFR

Oscar Eboli é um dos convidados para o segundo dia do Pint of Science, e fará uma palestra sobre “Constituentes da Matéria: elétrons, quarks, Higgs”. Apesar de ter se formado em Engenharia Elétrica, Oscar sempre foi apaixonado pela física e construiu uma carreira empolgado por poder fazer aquilo que gosta.

Oscar Eboli, falará sobre os Constituentes da Matéria no segundo dia do Pint of Science

Com o pai engenheiro, desde cedo Oscar foi sempre estimulado a seguir pelo mesmo caminho. Por conta disso, o futuro não foi diferente, o professor acabou cursando Engenharia Elétrica chegando a se formar no curso por “falta de coragem de abandonar”, como ele comenta. Porém, desde seu último ano na escola ele começou a desenvolver uma paixão pela física, nas aulas os professores mostravam as construções das fórmulas e as lógicas por trás de leis e regras que sempre estiveram presentes nos estudos, e aquilo foi encantando Oscar.

O encanto foi tanto que, mesmo indo para seu segundo ano de engenharia, o então aluno prestou vestibular e conseguiu ingressar no curso de física da USP. E, assim, frequentou os dois cursos paralelamente, o que não era uma tarefa fácil. Durante a manhã se dedicava às aulas da Escola Politecnica enquanto a noite estava reservada para as aulas do Instituto de Física. Quando, por fim, formou-se não teve dúvida, iniciou logo um mestrado e deu adeus para a engenharia, sem nunca sequer se preocupar em tirar o CREA ou voltar a se envolver com aquela área, mesmo com as influências do pai engenheiro.

“Entrar de vez na física, no mestrado, foi algo tão natural para mim. Era a coisa que eu realmente gostava, então, mesmo quando eu estudava de noite, eu não me importava, eu gostava do que estava acontecendo”, lembra o físico.

Oscar entrou no IF da USP em 1976, como aluno, mas desde então sempre esteve em contato com o local. Cursou o mestrado ali mesmo e, apesar de ter saído por um tempo para se doutorar, acabou voltando e concluindo o doutorado em São Paulo. Mais tarde, teve a oportunidade de realizar o pós-doc no MIT, mas logo depois voltou para o departamento, onde foi prontamente contratado, “eu já tive quatro empregos, comecei na UNESP, mudei para a USP, aí fui para o IFT e depois voltei para a USP. Decidi não mudar mais, porque alteraram a aposentaria, então fiquei quieto”, brinca.

Verdadeiramente apaixonado por sua profissão, Oscar nunca pensou em desistir da física ou seguir outro rumo. Mesmo depois de anos trabalhando percebeu sua sorte por ser “pago para fazer aquilo que gosta”. Inclusive comenta que, se pudesse fazer tudo de novo, a única coisa diferente seria abandonar a engenharia. Quando questionado sobre o qual parte mais lhe fascina na física, comenta “eu gosto da estrutura lógica, eu gosto da mistura de matemática com realidade. De entender o universo que nos cerca em termos de leis simples, isso é bonito”.

Atualmente as pesquisas do cientista estão na área de Física de Colisores, ele descreve seu trabalho como uma interface entre a teoria e o experimento. O trabalho consiste em entender as teorias que lhe são apresentadas e buscar uma forma de testá-las em máquinas. Assim, o pesquisador vive entre os mudos da física experimental e da teórica.

Explicando um pouco melhor, Oscar fala sobre a descoberta do bóson de Higgs, “quando conseguimos os dados das descobertas, com base no que foi possível ser observado, nós começamos a levantar questões como ‘é o Higgs do modelo padrão? Era aquilo que estava sendo previsto?’ A partir disso você faz modificações no modelo padrão já existente, compara com os dados e pode concluir ‘dentro da quantidade de informações coletadas, isso está dentro do padrão’”. Desde sua descoberta, o professor continua trabalhando, principalmente, com teorias e informações a respeito do Higgs.

Além da física Oscar tem outros vícios: a Coca-cola, como brinca, mas principalmente jogar tênis. Durante seu período como estudante a universidade “obrigava” os alunos a fazerem aulas de educação física, assim formou um grupo de tênis com a turma da engenharia. O gosto pelo esporte foi tanto que o hobby era usado como desculpa até para fugir de aulas consideradas “muito chatas”. Assim, desde aquela época, Oscar se viciou na atividade e faz questão de jogar pelo menos três vezes por semana, mesmo quando viaja procura locais onde possa jogar para ter suas horas de lazer e divertimento garantidas.

Oscar Eboli é um dos convidados da próxima edição do Papos de Física, que está dentro da programação do Pint of Science, e irá falar sobre “Constituentes da Matéria: elétrons, quarks, Higgs”. Sua apresentação será no segundo dia, 15 de maio, terça-feira, no Tubaína Bar (R. Haddock Lobo, 74 – Cerqueira César) às 19:30. No mesmo dia o físico Marcelo Yamashita fará a palestra “Ciência versus Pseudociência”. Para a programação completa e mais informações acesse Papos de Física e Pint of Science- São Paulo.

Victor Rivelles, cientista desde criança

Written by Malena Stariolo on May 3rd, 2018. Posted in Blog do ICTP-SAIFR

O físico será um dos palestrantes do último dia do Pint of Science e falará sobre a Teoria de Cordas. Muito antes de se envolver com a física, Victor já buscava formas de realizar experimentos em casa e aprender mais sobre esse campo.

Professor Victor Rivelles, pesquisador nas áreas de Gravitação Quântica, Supercordas, Supersimetria e Supergravitação

Na infância de Victor, ciência era um assunto que estava na moda, a corrida espacial estava em seu auge, atraindo a atenção de muitas pessoas. Ele lembra de observar os tios e o pai discutindo como funcionavam foguetes e computadores – que naquela época se chamavam cérebros eletrônicos. Certamente, estar no meio desse período de efervescência científica, serviu de influência para que Victor começasse a se sentir atraído por aqueles temas.

Quando tenta pensar em outros incentivos, ele comenta que seu pai era técnico de rádio e televisão e tinha uma oficina na própria casa o que permitia a Victor acopanhar seus trabalhos e até mesmo se envolver no conserto de alguns equipamentos. Assim, ele foi aprendendo a soldar resistências, capacitores, trocar válvulas de televisões. Por outro lado, os tios de Victor também buscavam formas de incentivar o garoto, com frequência eles traziam compostos químicos para que ele fizesse experiências e visse como cada produto reagia. Com tudo isso, o cientista conseguiu montar um pequeno laboratório onde, com auxílio de livros, realizava suas experiências.

À medida que crescia Victor percebia que, apesar de gostar de todas as áreas da ciência, ele tinha uma predileção especial por química e física. A primeira chamava a atenção porque seus experimentos e resultados eram coisas mais perceptíveis, ele podia ver como os compenentes mudavam de cor, como um composto reagia com o outro, enquanto a segunda não oferecia essa percepção visual do que estava acontecendo. Por outro lado, estudando começou a achar a física muito mais fundamental, fazendo com que ele buscasse se aprofundar naquilo. Assim, o pesquisador, no seu último ano da escola, decidiu seguir esse caminho.

A vontade de estudar campos foi o que, mais tarde, veio a definir a área na qual o pesquisador iria se especializar. Durante a graduação desenvolveu um interesse grande por Relatividade Geral e Mecânica Quântica, duas áreas fundamentais da física. Victor lembra de dois professores que serviram de incentivo, “através deles eu comecei a ver o que estava acontecendo na fronteira da física. Foi aí que eu descobri a existência de quarks e buracos negros. As pessoas ainda procuravam entender como as partículas interagiam entre si, se os buracos negros existiam e isso parecia fundamental para descobrir aquilo que realmente interessava”. Por essas e outras influências, hoje Victor faz pesquisas nas áreas de Gravitação Quântica, Supercordas, Supersimetria e Supergravitação.

Quando foi questionado por alguma situação curiosa em sua carreira, Victor lembrou de uma experiência um tanto quanto única: “Eu estava em uma reunião na China, na qual o Stephen Hawking também compareceu. Nessas conferências sempre organizam um jantar onde todos os participantes vão, no final colocaram música e, para minha surpresa, eu vi o Hawking, na cadeira de rodas, dançando acompanhado de uma mulher. Ele estava sorridente, muito contente, ele era uma pessoa que aproveitava a vida. Eu o vi várias vezes, mas essa é uma lembrança muito marcante”.

Victor Rivelles é um dos convidados da próxima edição do Papos de Física, que está dentro da programação do Pint of Science, e irá falar sobre o que é a teoria de cordas. Sua apresentação será no último dia, 16 de maio, quarta-feira, no Tubaína Bar (R. Haddock Lobo, 74 – Cerqueira César) às 19:30. No mesmo dia o físico Odylio Aguiar fará a palestra “Ondas Gravitacionais: prêmio Nobel de Física de 2017”. Para a programação completa e mais informações acesse Papos de Física e Pint of Science – São Paulo.

O relativista Alberto Saa

Written by Malena Stariolo on May 2nd, 2018. Posted in Blog do ICTP-SAIFR

O físico fará uma palestra no primeiro dia do Pint of Science, na qual falará sobre o conceito de infinito na física e matemática. Essas duas áreas sempre foram uma paixão para ele, mesmo quando pequeno. Conheça um pouco mais sobre a trajetória do palestrante. 

Alberto Saa ao lado del Culo de la Leona em Gerona.

Quem é aluno do professor Alberto Saa pode não desconfiar mas, na verdade, ele é uma pessoa bem tímida. Filho de uma família de imigrantes espanhóis e natural de São Paulo, Alberto fez a graduação, mestrado e doutorado no Instituto de Física da USP e se considera “cria dessa casa”. Depois de ter passado o pós-doutorado viajando por vários países da Europa, o professor conseguiu um emprego na UNICAMP, o que o fez voltar para a terra onde tinha crescido. Nesse ponto Alberto brinca “como todo paulistano, eu tinha um enorme preconceito com o interior do Estado… E eu acabei conseguindo um emprego na UNICAMP” ele ri ao lembrar da situação, e completa “mas a verdade é que eu sou muito feliz lá. Eu me arrependo de ter tido esses preconceitos, talvez, se eu tivesse conhecido o interior do estado antes, poderia ter sido melhor”. De fato, Alberto se sentiu tão bem que trabalha até hoje na UNICAMP como professor titular de física-matemática.

Ao contrário da maioria das pessoas, Alberto não se lembra quando começou a se interessar por ciência. Pensando em retrospectiva e tentando encontrar o momento que esse interesse teve início, o professor percebeu que parece que esse gosto foi algo que esteve sempre presente em sua vida. “Minha mãe conta que teve uma fase que eu era alucinado com a ideia de ser espião, mas eu tenho a impressão que ela interpretou mal os meus sinais, acho que eu queria ser cientista mesmo. Eu não tenho outras lembranças que não fossem de eu querendo me envolver com ciência”. Quando era pequeno sua diversão era montar circuitos elétricos, um hobby que aprendeu praticamente sozinho antes de entrar no colégio, depois, começou a criar gosto pelos livros do Isaac Asimov e como eles discutiam o impacto da ciência no mundo normal.

À medida que foi crescendo, apesar de gostar de todas as áreas da ciência, Alberto começou a desenvolver um interesse particular por matemática e física, tanto que, quando estava pensando qual curso queria seguir na graduação, a grande dúvida era exatamente qual dessas áreas ele iria escolher. A decisão ficou mais clara quando começaram as aulas de cálculo e ele foi capaz de perceber como o conteúdo estava intimamente conectado com problemas físicos. “Acho que não é exagero dizer que eu fui atraído para a física pela matemática”, comenta.

Mas, assim como muitas pessoas, a trajetória em um curso nem sempre é simples. Alberto teve muitos colegas que desistiram durante o percurso, outros tantos que se frustraram com expectativas inalcançáveis. Entretanto, quando questionado a respeito, ele diz que percebe que o que lhe dava forças para continuar era não criar expectativas grandiosas, como ganhar um Nobel, mas as pequenas realizações do cotidiano que o emocionavam e o inspiravam para continuar pesquisando e aprendendo.

“Eu tinha prazer em descobrir pequenas coisas. Então, resolver um exercício difícil me dava prazer. No meu trabalho de pesquisa, me dá prazer descobrir alguma coisa que é absolutamente irrelevante para qualquer um que não esteja pensando naquilo. O fato de você ter feito uma pequena descoberta, que não vai mudar absolutamente nada a vida da humanidade, mas que é um problema que várias pessoas pensaram durante muitos, muitos anos, e nunca conseguiram resolver, o fato de eu conseguir, me dá algum prazer. E eu acho que só consegui continuar nisso porque eu tenho prazer nessas pequenas descobertas do dia-a-dia”.

Hoje, Alberto Saa é um relativista, o que significa que ele é um especialista em Relatividade Geral. Do ponto de vista físico e do ponto de vista matemático a Relatividade Geral tem duas áreas muito diferentes. Por um lado está a Cosmologia, que é a descrição do universo inteiro, enquanto do outro estão os Sistemas Estelares, que trabalham com a descrição de corpos isolados, como estrelas e buracos negros. As pesquisas de Alberto estão voltadas mais para a área de problemas estelares, e quase todos os seus trabalhos têm uma motivação ou aplicação em física de buracos negros.

Alberto Saa é um dos convidados da próxima edição do Papos de Física, que está dentro da programação do Pint of Science, e irá falar sobre o conceito do infinito na física e na matemática. Sua apresentação será no dia 14 de maio, segunda-feira, no Tubaína Bar (R. Haddock Lobo, 74 – Cerqueira César) às 19:30. No mesmo dia o físico Gastao Krein fará a palestra “A Flecha do Tempo: Porque envelhecemos e nunca rejuvenescemos”. Para a programação completa e mais informações acesse Papos de Física e Pint of Science São Paulo.

Física e Arte: Fotografia Espacial

Written by Malena Stariolo on April 26th, 2018. Posted in Blog do ICTP-SAIFR

Existem diferentes formas de interpretar aquilo que nos rodeia. Cada um de nós tem uma visão diferente sobre algo baseada em nossas experiências pessoais, nosso conhecimento e nossa bagagem cultural. Assim, se duas pessoas olharem uma mesma foto, cada uma pode analisá-la de uma perspectiva diferente. Podemos ver uma imagem do espaço e pensar no processo de tratamento que ela passou, encará-la como uma arte abstrata, ou ainda questionar quais tecnologias estavam por trás dessa imagem, que tipo de conhecimento espacial ela nos transmite ou como ela pôde ser interpretada pelas diferentes pessoas que a viram. Podemos, ainda, simplesmente não dar importância, passando reto por uma fotografia da Terra, igual a tantas outras que já tivemos acesso.

Em sua segunda edição, o evento Ciência em Diálogo no IMS: Física e Arte trouxe um debate sobre Fotografia Espacial. Para apresentar as diferentes visões do assunto, do lado da ciência o convidado foi o físico Raul Abramo, professor do Instituto de Física da USP, com pesquisas na área de Cosmologia Teórica e Observacional e, do lado da arte, a doutora em ciências da comunicação Cristina Bonfiglioli que estuda os laços entre arte, tecnologia e ciência na percepção da paisagem a partir da fotografia aérea e astronômica.

Independente de como interpretamos as imagens que chegam até nós, uma característica é geral: precisamos de luz para poder enxergar. A luz, entretanto, é muito mais complexa e apresenta mais variáveis do que imaginamos. A luz visível, que é a faixa que, como o próprio nome indica, conseguimos observar, está contida em um espectro com outros diferentes comprimentos de ondas, como as ondas de rádio, o infravermelho, a ultra-violeta, os raios-x e os raios-gama, todas estas invisíveis a olho nu.

O professor Raul Abramo destaca que nós temos uma limitação básica já que, de todo o comprimento de luz, nós vemos apenas uma pequena parcela. Como consequência, ao ver uma imagem, enxergamos apenas uma parte da informação que ela contém. Mas isso não quer dizer que não conseguimos observá-la por outros meios, hoje existem equipamentos que nos permitem ver uma mesma fotografia sob diferentes comprimentos de onda. Isso é útil porque nos torna capazes de analisar seus diferentes aspectos, uma vez que cada comprimento de onda é responsável por nos revelar características distintas.

Na imagem podemos ver como uma mesma fotografia apresenta características distintas quando exposta a diferentes comprimentos de onda.

Ao olharmos para o universo acontece a mesma coisa, a imagem de uma galáxia na luz visível é completamente diferente se analisada sob a luz infravermelha, que nos fornece informações distintas daquelas fornecidas pela luz visível. Ambas carregam informações valiosas porém diferentes. “A fotografia permite, então, alargar o limite do possível, a gente consegue enxergar com os nossos olhos aquilo que não conseguiríamos se não tivéssemos aqueles instrumentos”, diz o pesquisador, “o interessante é que eles expandem as possibilidades científicas e artísticas também”, completa.

Mas como funciona o processo de montar uma imagem? Alguns telescópios são capazes de capturar até 7 comprimentos de ondas diferentes, em imagens separadas. Imagine um quebra-cabeça, temos sete peças, cada uma com informações diferentes e precisamos unir todas elas para formar apenas uma. Apesar de parecer trivial, esse processo envolve o conhecimento por parte do profissional de saber como o humano irá perceber uma imagem. Nesse ponto a ciência abre um pouco de espaço para o trabalho artístico e subjetivo de tentar compreender a visão de outros.

Fotografias tiradas de uma mesma galáxia sob sete diferentes comprimentos de ondas e, no centro, a imagem final com a soma e tratamento de todas.

“Muitas vezes, retratando uma figura de uma maneira diferente, você permite ao cientista ver algo que ele não estava vendo antes. Afinal de contas, cada uma dessas imagens têm uma dimensão diferente. Se as misturarmos ou fazermos uma subtração vamos ver outra coisa. Então as combinações e cores revelam informações novas, e isso não é só uma questão científica, é também uma questão artística. Aquilo que vamos prestar atenção, aquilo que vai conectar com algo que achamos fazer sentido é algo que diz respeito ao nosso cérebro, a nossa intuição, a como nós, dentro de processos que são criativos, como nós descobrimos essas coisas novas”, concluiu o professor.

E se mudarmos nossa perspectiva e pararmos de analisar fotos a partir de equipamentos e olharmos para elas apenas com as características que nossa visão nos proporciona? A verdade é que hoje não teríamos tantas maneiras diferentes de estudar o universo se, desde as primeiras civilizações, os seres humanos não tentassem mapear o céu. Assim, à medida que a sociedade e a ciência iam evoluindo, as formas de registro também evoluiam. Através de pinturas, desenhos e números se buscavam maneiras cada vez mais eficientes de preservar a informação que ele continha.

Foi então, no século XIX, que esse processo de mapeamento deu um salto: fotógrafos, inventores e cientistas trabalharam juntos para buscar formas de registrar o céu através de máquinas e obter imagens que tivessem um alto grau de duração, precisão e qualidade. Assim, quando Louis Daguerre, apresentou o daguerreótipo, em 1839, cientistas dos mais variados campos perceberam a importância que aquele equipamento teria em seus estudos. Surgiu, dessa forma, a primeira promessa de realizar uma geografia dos céus e, com ela, os grandes primeiros registros astronômicos.

O daguerreótipo foi inventado pelo físico e pintor Louis Daguerre. O aparelho fixava as imagens obtidas na câmara escura numa folha de prata sobre uma placa de cobre.

Durante quase duas décadas as únicas fotos que a humanidade tirou eram direcionadas da terra para o céu, até 1858, quando o fotógrafo francês Félix Nadar sobrevoou Paris em um balão, tirando as primeiras fotografias áreas, invertendo, pela primeira vez, nossa visão. Imaginem como foi para as pessoas de Paris, pela primeira vez na vida, vendo uma foto tirada de cima para baixo. A partir de então outras fotos áreas foram surgindo, muitas tiradas de aviões de espionagem durante a segunda guerra mundial. Mais tarde, o pintor Malevich, olhando para as imagens começou a pensar na distância, no espaço, como algo que se conectava com as pessoas muito mais no nível dos sentidos do que no racional. Muitas vezes não se sabia o que se estava vendo nas fotografias, assim, o conteúdo delas se tornou secundário, enquanto a forma passava a ganhar importância despertando a “sensibilidade pura”.

“Que paisagem é essa que é vista do céu?” pergunta Cristina.

Quando as primeiras imagens dos astros surgiram, elas impactaram a população, elas não eram apenas belas mas traziam consigo uma grandiosidade e um assombro que se conectavam diretamente com a dimensão sensível. Assim, por um lado tínhamos a produção das imagens e, do outro, a imaginação humana sendo alimentada. Como exemplos temos Julio Verne escrevendo livros de “ficção possível”, como ir ao centro da Terra ou ir até a Lua e, mais tarde, no início do século XX vamos ter Méliès, fazendo um filme, sobre uma viagem da Lua, que gerou a icônica imagem desse satélite sendo atingido por um foguete.

“O homem já tinha sonhado com a viagem a Lua, ele já tinha sonhado com essa visibilidade, era algo possível. Então quando a Earth Rise é registrada pela Apollo 8 em 1968, é meio louco, porque o homem já tinha sonhado com aquilo, mas é uma realização daquele sonho”, comenta Cristina.

Earth Rise. A imagem original apresentava a terra surgindo da lateral da Lua, a NASA tratou a fotografia e deixou a lua na base.

As imagens do universo serviram, e continuam servindo até hoje, de inspiração para as mais diversas expressões artísticas e para instigar a curiosidade humana em busca de mais conhecimento sobre o universo, o que gera o desenvolvimento de novas tecnologias. Além disso, elas são umas das responsáveis pelo surgimento da ficção científica, que tem seu marco inicial com a Guerra dos Mundos de H. G. Well e vem evoluindo desde então, chegando ao ponto de serem feitas superproduções unindo cientistas e artistas, como foi o caso de Interstellar, um filme de Christopher Nolan que trabalhou com a colaboração de Kip Thorne, físico da Caltech, especialista em ondas gravitacionais.

Ficção científica será o tema do próximo Ciência em Diálogo no IMS: Física e Arte e, para levantar essa discussão, os convidados são o astrofísico Rodrigo Nemmen, que trabalha com astrofísica e buracos negros, e o escritos e tradutor Antônio Xerxenesky, autor de “As perguntas, F”. O evento acontecerá no dia 4 de maio, às 19:00, no Instituto Moreira Salles (Av. Paulista, 2424 – Consolação). A palestra é gratuita e conta com a distribuição de fichas 60 minutos antes do início. Para mais informações acesse: http://outreach.ictp-saifr.org/dialogo/ ou https://ims.com.br/eventos/ciencia-em-dialogo-fisica-e-arte/

Em busca do lado escuro do Universo

Written by Malena Stariolo on April 16th, 2018. Posted in Blog do ICTP-SAIFR

Na última edição do Papos de Física a professora de física, Ivone Albuquerque, falou sobre a misteriosa matéria escura e sobre o quão pouco conhecemos o nosso universo 

A professora Ivone Albuquerque falando sobre matéria escura no Tubaína Bar

“Quando você olha para o céu, o que você vê?” Com esse questionamento a professora Ivone Albuquerque, começou a discussão sobre “O lado escuro do universo”. Pesquisadora na área de astrofísica de partículas, a cientista foi a convidada do mês de abril para realizar mais uma edição do Papos de Física, que aconteceu na  primeira quinta-feira do mês, dia 05 de abril, no Tubaína Bar. Voltemos a pergunta que deu início a palestra e a essa matéria, o que você vê quando olha para o céu?

Se for em São Paulo, não muita coisa, como brincou a professora, mas se nos afastarmos um pouquinho mais e fazermos nossa observação em um local longe de toda a iluminação da grande cidade, poderemos ver milhões de pontinhos brilhantes na escuridão que representam milhões de astros espalhados pelo universo. A grande responsável por nos permitir essa experiência, e por nos tornar capazes de ver qualquer objeto a nossa volta, é a luz.

A luz, por si só, carrega muita informação que astrônomos e cosmólogos usaram ao longo do tempo para aprender mais sobre o espaço no qual estamos inseridos. Por meio dela podemos determinar, por exemplo, qual é a distância de uma estrela até o nosso planeta, com base no tempo que a luz percorre até alcançar a Terra. Por isso a medida de distância utilizada na astronomia é calculada em anos/luz. Quando se diz que um objeto está a 2,5 milhões de anos-luz, como é o caso da Galáxia de Andrômeda, significa que sua luz demorou 2,5 milhões de anos para chegar até nós, ou seja, muitos dos pontinhos brilhantes que vemos no céu podem não existir mais! Olhar para o céu, é olhar para a história do universo.

A luz visível está contida em uma pequena parte do chamado “espectro eletromagnético”, uma escala que também inclui ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, ultravioleta, raios-X e raios gama. Apesar dessas ondas serem imperceptíveis para nossa visão, elas carregam informações que podem ser medidas e analisadas com telescópios. Assim, tudo o que nós sabemos sobre os astros é determinado pela luz que chega até nós em suas diferentes faixas. Isso é uma indicação de que a matéria que nós conhecemos interage com a luz de diversas formas, o que nos permite descobrir suas propriedades e estudá-las, a partir da luminosidade dos astros podemos descobrir sua massa, por exemplo. Além do método do brilho, existe uma outra forma de determinar a massa das galáxias: usando o método orbital. Nesse método, esse cálculo é feito a partir das velocidades e dos raios orbitais das estrelas pertencentes a galáxia em estudo.

Espectro da Luz

Por volta de 1930, o físico Fritz Zwicky estudando o aglomerado de galáxias Coma, localizado a 300 milhões de anos luz da Terra, percebeu que a massa total obtida pelo método orbital era muito maior do que a massa total obtida pelo método de brilho. E ainda dentro dessa análise, já que massa e velocidade estão relacionadas, as velocidades individuais das galáxias dentro desse aglomerado eram tão grandes que provocariam a desagregação do aglomerado, o que obviamente não estava acontecendo. Zwicky concluiu que deveria haver uma grande quantidade de matéria invisível (matéria escura) segurando e mantendo coeso esse aglomerado graças à gravidade. Na época, os dados coletados pelo astrônomo traziam muitas incertezas o que fez com que a teoria fosse deixada de lado.

Isso até os anos 70, quando a cientista Vera Rubin estudando as velocidades orbitais das estrelas em Andrômeda, surpreendeu-se com o comportamento apresentado por estrelas distantes do centro dessa galáxia: ao invés de comportarem-se como os planetas do sistema solar, que diminuem sua velocidade conforme aumenta a distância em relação ao sol, estas permaneciam constantes. Vera Rubin concluiu que isso só seria possível se houvesse matéria escura em grande quantidade na parte mais exterior dessa galáxia. Assim foi confirmada a existência de matéria escura, mas não apenas isso, também foi determinado que, de toda a matéria que compunha o universo, 85% era desconhecida. A matéria escura ficou “escondida” por tanto tempo porque ela não interage de forma alguma com a luz, ou seja, não havia forma de observar sua existência.

Nessa situação, aquela velha frase de Sócrates “só sei que nada sei” é muito pertinente, porque mesmo hoje, com todo o avanço na tecnologia, conhecemos apenas 15% do universo, enquanto todo o resto permanece como um grande mistério. Mas, ao contrário da década de 30, agora cientistas do mundo inteiro não economizam energia em busca de formas de descobrir mais informações sobre a matéria escura, um componente tão misterioso quanto essencial do nosso universo.

Apesar de ainda não ter sido diretamente observada, ao longo dos anos foram surgindo diferentes indícios que comprovam sua existência, como a professora Ivone apresentou em sua fala: “Hoje existem várias outras observações completamente independentes das rotações de galáxias que indicam a existência de matéria escura, e o mais interessante é que elas indicam que a necessidade de matéria escura é a mesma quantidade que a determinada pela rotação de galáxias. Uma dessas medidas é o efeito chamado de lentes gravitacionais, previsto inicialmente por Einstein. Basicamente, ele indica que quando a luz se propaga pelo universo, a presença de matéria faz com que ocorra uma distorção no caminho dela. Ou seja, surgem trajetórias curvas devido a presença de matéria. O ângulo dessa curvatura depende da quantidade de matéria que ela atravessa, portanto, o ângulo de distorção nos permite determinar quanta matéria tem nessa galáxia. E, ao fazer essa medida, você chega na mesma conclusão que na rotação de galáxias. Mais uma vez a existência de matéria escura está confirmada”.

Fotografia retratando o efeito de lentes gravitacionais, notem como a trajetória da luz está curva

Outro efeito que a cientista demonstrou por meio de uma animação (que você pode ver abaixo) foi a colisão de dois aglomerados de galáxias. Quando dois aglomerados passam um pelo outro a matéria escura, por não interagir com a luz, também não interage com a matéria conhecida, fazendo com que ela passe reto pela colisão, enquanto a matéria “comum” se choca e interage mesclando-se. “A matéria escura, em azul, passa como se a outra galáxia não existisse e no meio, a matéria conhecida interage e se concentra. Se você medir onde está a maior parte da matéria depois dessa colisão, você vai ver que ela está na região azul, confirmando que a maior parte passa sem colidir, já que ela basicamente não interage em termos da luminosidade”, explicou.

E do que é composta a matéria escura? Essa é uma pergunta ainda sem resposta. “Nós já sabemos algo muito importante, nós sabemos que ela é composta por nada que conhecemos. Esses 15% de matéria conhecida, nós conhecemos muito bem e sabemos que ela não compõe a matéria escura”, destaca a cientista. Hoje diversos laboratórios no mundo buscam formas de tentar medir partículas que compõe a matéria escura para tentar encontrar uma definição. Ivone lembra que uma das grandes questões da física é conseguir determinar do que o universo é composto e, sermos capazes de, em algum momento, decifrar do que essa misteriosa matéria escura é composta seria um grande passo em busca de uma resolução para esse problema.

O Papos de Física é um evento mensal de divulgação científica, organizado pelo ICTP – SAIFR, que convida físicos para falarem, de forma descontraída, sobre novos avanços e outros temas que despertam nossa curiosidade. No próximo mês o evento fará parte da programação do Pint of Science Brasil, então acontecerá de uma forma um pouquinho diferente, serão três dias de debates com 2 palestrantes em cada dia.

  • No dia 14 de maio, uma segunda-feira, teremos o professor Gastao Krein (IFT-UNESP) falando sobre “A flecha do tempo: por que envelhecemos e nunca rejuvenescemos?” e Alberto Saa (UNICAMP) com “O conceito de infinito na física e matemática”;
  • Dia 15 de maio, terça-feira, os convidados são Oscar Eboli (IF-USP) que apresentará “Constituintes da matéria: elétrons, quarks, Higgs…” e Marcelo Yamashita (IFT-UNESP) para discutir “Ciência versus pseudociência”;
  • Por último, no dia 16 de maio, quarta-feira, teremos Odylio Aguiar (INPE) com uma apresentação sobre “Ondas Gravitacionais: prêmio Nobel de Física de 2017” e Victor Rivelles (IF-USP) com “O que é a teoria de cordas?”.

O local continua sendo o de costume: Tubaína Bar (R. Haddock Lobo, 74 – Cerqueira César). Fique atento ao site do ICTP para mais informações!

Ondas Gravitacionais: “O próximo passo é o inesperado”

Written by Malena Stariolo on March 15th, 2018. Posted in Blog do ICTP-SAIFR

Após a detecção e, mais recentemente, a observação de ondas gravitacionais uma nova porta se abre para os estudos da física e da astrônomia.

(Fonte: NASA)

Na última semana o ICTP-SAIFR promoveu o minicurso Gravitational Waves for Field Theorists ministrado pelo professor Rafael Porto. Uruguaio de nascensa, o pesquisador é um físico teórico que trabalha com os aspectos fundamentais e observacionais da gravidade e com a Teoria Quântica de Campos. Dentro de sua linha de pesquisa se encontram seus trabalhos com Ondas Gravitacionais.
As Ondas Gravitacionais (Gravitational Waves) são definidas como ondulações do espaço-tempo, elas se espalham pelo universo na velocidade da luz, ou seja: 299.792 km/s. Em geral, as ondas gravitacionais mais poderosas são geradas a partir da colisão de objetos que se movem a velocidades muito grandes. É o caso de quando dois buracos negros se fundem, ou quando duas estrelas de nêutrons colidem.

(Geração de ondas gravitacionais. Fonte: LIGO Caltech)

Infelizmente esses eventos apresentam uma grande dificuldade de detecção porque ocorrem a distâncias muito grandes e, quando finalmente chegam na Terra, as ondas já estão muito fracas para serem identificadas. É simples de imaginar o fenômeno se pensarmos em uma lagoa, alguém joga uma pedra no meio dela, no momento do impacto da pedra com a água as ondulações formadas serão maiores e bem perceptíveis, entretanto, quanto mais próximas da beirada, menores elas serão e, portanto, será mais difícil diferenciá-las.
As ondas gravitacionais foram previstas pela primeira vez por Albert Eistein em 1916, em sua Teoria Greral da Relatividade, na qual propunha que os corpos mais violentos do espaço liberam parte de sua massa através de energia por meio dessas ondas. Porém, pelo fato de serem tão difíceis de detectar e, consequentemente, comprovar, o próprio Eistein duvidava da veracidade de sua teoria. Foi só quase um século depois, em 2015, que sua existência foi 100% confirmada através de um detector super sensível, desenvolvido pela colaboração da equipe do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO).
O experimento, considerado um dos mais caros e ambiciosos em décadas, consiste em duas instalações, localizadas no estado de Washington e Louisiana. Apresenta um formato em L e, cada braço, percorre uma extensão de 4km completamente em linha reta. Por ser extremamente sensível a variações, o experimento está localizado em regiões distantes de cidades ou de qualquer fonte de interferência, para evitar uma detecção falsa. Em seu interior um raio laser gerado é dividido nos dois sentidos do L e percorre o interior de cada tubo, no fim de sua extensão espelhos super estáveis refletem os lasers de volta. Em geral, os lasers percorrem os tubos, são refletidos e retornam exatamente na mesma frequência, entretanto essa calmaria é alterada quando uma onda passa pela Terra gerando uma vibração.
Até 2017 nós tivemos a oportunidade de detectar cinco ondas gravitacionais, todas geradas por buracos negros. Entretanto, em Agosto de 2017 mais um avanço surpreendente: pela primeira vez cientistas conseguiram não apenas detectar as ondas, mas também observá-las. O evento teve origem do choque de duas estrelas de nêutrons, na constelação de Hydra, há 130 milhões de anos atrás. Essas estrelas são extremamente pequenas, entretanto, super densas, em média elas têm 19km de extensão mas sua massa é equivalente a de um sol e meio. O interessante dessa observação é que, por terem campos eletromagnéticos, as estrelas de nêutrons podem causar explosões de ondas eletromagnéticas o que nos permite ver o fenômeno ao apontar um telescópio em sua direção. Assim, foi possível não apenas detectá-las, como também observá-las.

(Registro da explosão de estrelas de nêutros. Na figura 1 no momento da expĺosão em 17 de Agosto de 2017 e, na Figura 2, o evento desbotado alguns dias depois, em 21 de Agosto de 2017. Fonte: 1M2H TEAM/UC SANTA CRUZ & CARNEGIE OBSERVATORIES/RYAN FOLEY)

A detecção das ondas gravitacionais abriu um campo inteiramente novo de pesquisas e especulações na astrônomia e na física, permitindo novas formas de compreensão do universo e de sua origem. As ondas carregam consigo informações de sua criação, que remetem há milhões de anos atrás, nos permitindo identificar como elas surgiram e quais eram as características da sua fonte. Assim, é possível expandir nosso conhecimento sobre fenômenos até agora muito pouco explorados, como os buracos negros, além de permitir um estudo sob um novo ângulo a respeito das vibrações do espaço-tempo. Rafael Porto, destaca que o próximo passo é o inesperado, as ondas gravitacionais podem ser utilizadas para a exploração do universo em busca de novos objetos como também para o estudo em busca de conhecimento preciso sobre fenômenos já conhecidos.
“Nós não sabemos o que está lá fora, podem ser buracos negros, estrelas de nêutros, ou pode ser algo completamente exótico e novo que nós ainda não conhecemos. Para conseguir extrair informação e diferenciar o que sabemos do que não sabemos nós precisamos estudar o que nós chamamos de wave forms (formato de ondas), predições super precisas do que nós conhecemos, para comparar com as observações e ver se existe uma incompatibilidade o que nos permitirá falar ‘ok, isso é algo novo’. Uma possibilidade é a existência de estrelas feitas de matéria que nós ainda não vimos, ou buracos-negros podem ter o que nós chamamos de “pêlos”, eles podem estar rodeados por uma condensação de muitas partículas que nós não conhecemos, existe também a matéria escura que nós ainda não observamos diretamente. Então, através das ondas gravitacionais, nasce uma forma realmente nova de olhar para o universo”.
Apesar de acreditar que o próximo grande avanço na área vai acontecer daqui a muitos anos, Porto se mostra otimista sobre as novas possibilidades de estudo que a observação de ondas gravitacionais apresenta. Em relação à comunidade não científica ele defende que não existe como não se interessar por avanços como esse, que permitem a criação de um imaginario inteiramente novo sobre as origens do nosso universo.