Prêmio Nobel em Física – 1991
O Nobel da física de 1991 foi entregue à Pierre-Gilles de Gennes, College de France, Paris, França, por descobrir que os métodos desenvolvidos para estudar fenômenos de ordem nos sistemas simples podem ser generalizados a formas mais complexas de matéria, em particular para cristais líquidos e polímero.
Pierre-Gilles de Gennes conseguiu descrever matematicamente que, por exemplo, dipolos magnéticos, moléculas longas ou cadeias de moléculas, podem, sob certas condições, formar estados ordenados, e o que acontece quando estes passam de uma ordem para estados desordenados. Essas mudanças ocorrem quando, por exemplo, se aquece um imã, alterando seu estado onde os pequenos imãs atômicos estão alinhados em paralelo, para um estado de desordem, onde os imãs são ordenados aleatoriamente. As transições de desordem sempre ocorrem em torno de uma temperatura especifica.
Referências:
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics 1991. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1991/press.html>. Acesso em: 25 de abril de 2016.
Autora do texto: Diana M. N. Thomen
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Prêmio Nobel em Física – 1992
O prêmio Nobel de Física de 1992 foi destinado ao físico Georges Charpak. Georges nasceu no ano de 1924 em Dabrowica na Polônia, atual Doubrovytsia na Ucrânia, ele e sua família migraram para a França quando ele ainda tinha 7 anos de idade, onde permaneceu até seus últimos dias, falecendo então, em Paris no ano de 2010. Georges foi pesquisador no CERN e suas obras principais foram dedicada à Física Nuclear, depois à Física de Partículas de alta energia, para as quais os detectores que ele construíra substituiu todos que existiam até então.
A premiação foi destina em especial a construção da “câmara proporcional de multifios”, que nada mais é que um contador proporcional de partículas e fótons, que além de contar as partículas proporciona informações adicionais como a trajetória das mesmas, pela trilha formada na ionização do gás. Essa construção corresponde a uma superação a câmara de bolhas pelo fato de poder analisar, não mais uma ou duas partículas, mas até 1000 partículas detectadas por segundo. Esse avanço ocorre justamente pela substituição do ato de fotografar a trilha de ionização pela medida de sinais estabelecidos nos fios paralelos presentes no interior do detector, onde o mesmo também possui um gás que é ionizado pela passagem de uma partícula, e devido a essa ionização possibilita a criação de uma diferença de potencial nos fios, onde o fio mais próximo da partícula possui o maior sinal. Devido a essa contribuição Georges Charpak foi o físico laureado desse ano.
Referências:
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize 1992. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1992/>. Acesso em: 28 de abril de 2016.
Guildford: University of Surrey. Disponível em: <http://www.ph.surrey.ac.uk/partphys/chapter4/PartDetectors.html>. Acesso em: 28 de abril de 2016.
Autor do texto: Maycol Szpunar
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Prêmio Nobel em Física – 1993: Descoberta de Pulsares Binários
O prêmio Nobel de 1993 foi concedido para os astrofísicos Russell A. Hulse e Joseph H. Taylor Jr. Pela descoberta de um novo tipo de pulsar, que abriu novas possibilidades para o estudo da gravitação. Pulsares são a definição de estrelas que se expandem e se contraem, pulsando tanto em tamanho quanto em brilho. O primeiro pulsar binário PSR 1913+16, foi descoberto em 1974, no Observatório de Arecibo.
A estrela de nêutrons gira sobre seu eixo 17 vezes por segundo, assim o período do pulso é de 59 milissegundos. Depois de sincronismo dos pulsos de rádio por algum tempo, Hulse e Taylor notou que havia uma variação sistemática na hora de chegada dos pulsos. Às vezes, os pulsos foram recebidos um pouco mais cedo do que o esperado, às vezes, mais tarde do que o esperado. Estas variações mudou de uma maneira suave e repetitivo, com um período de 7,75 horas. Eles perceberam que tal comportamento está previsto se o pulsar estavam em uma órbita binário com outra estrela, mais tarde confirmado para ser mais uma estrela de nêutrons. Esse tipo de sistema é um dos poucos objetos de estudo que permitem aos físicos testar a relatividade geral no caso de ocorrer um forte campo gravitacional, como as ondas gravitacionais previstas por Einstein.
Referências:
OLIVEIRA FILHO, K., SARAIVA, M. F, Astronomia e Astrofísica, 2ª ed, Livraria da Física, 2004;
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics 1993. Disponivel em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1993/>. Acesso em: 12 de Abril de 2016.
Weisberg, J. M.; Taylor, J. H.; Fowler, L. A. (October 1981). Gravitational waves from an orbiting pulsar. Scientific American 245: 74–82. Bibcode:1981SciAm.245…74W. doi:10.1038/scientificamerican1081-74. />. Acesso em: 12 de Abril de 2016.
Autora do texto: Alaíne Gomes
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Prêmio Nobel em Física – 1994
O Prêmio Nobel em Física de 1994 foi dedicado aos estudos relacionados aos nêutrons, estes fazem parte do núcleo dos átomos, são as partículas neutras destes. Eles podem ser removidos do núcleo através de algum processo de rearranjo nuclear e, com isso, apresentar um espectro em energia compreendido desde baixa energia (Em < 2×10-7 eV) até alta energia (Em > 100 MeV). O físico canadense Bertram N. Brockhouse conseguiu desenvolver uma maneira de medir o espectro de um nêutron, a espectroscopia de nêutrons. Paralelamente o estadunidense Clifford G. Shull desenvolveu a técnica de difração de nêutrons, similar à difração de raio X, porém com duas grandes vantagens sobre esta: a maior capacidade de localizar átomos na estrutura; e o fato de que os nêutrons apresentam spin e, portanto, interagem com a estrutura magnética de um sólido, estrutura esta que se forma pelo alinhamento do spin de elétrons não pareados na estrutura.
A combinação dos estudos destes dois físicos resultou no desenvolvimento das técnicas de espalhamento de nêutrons para o estudo da matéria condensada. E foi isto que rendeu à ambos o Prêmio Nobel em Física de 1994.
Referências:
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics 1994. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1994/>. Acesso em: 28 de março de 2016.
Cristalografia: Difração de neutrons versus difração de raios X. Disponível em: <http://www.comunitexto.com.br/cristalografia-quais-sao-as-vantagens-da-difracao-de-neutrons-em-relacao-a-difracao-de-raios-x/#.VwO9fvsrLIV>. Acesso em: 28 de março de 2016.
Espectrometria de neutrons com Sistema de esferas de bonner utilizando detectors passivos termoluminescentes. Disponível em: <http://www.repositorio.ufpe.br/handle/123456789/9952>. Acesso em: 28 de março de 2016.
Autora do texto: Bárbara de Almeida S.
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Prêmio Nobel em Física – 1995
O Prêmio Nobel da Física de 1995 foi concedido metade ao estadunidense Martin L. Perl de Stanford pelo descobrimento do tau lepton, e a outra metade ao também estadunidense Frederick Reines da University of California pelo descobrimento do neutrino. Juntos, esse dois pesquisadores contribuiram para um melhor entendimento das partículas sub-atômicas.
Utilizando o acelerador linear de Stanford, Martin Perl e sua equipe descobriram, entre 1974 e 1977, a existência da partícula subatômica tau, que é semelhante a um elétron, porém cerca de 3500 vezes mais pesado. Tal descoberta contribuiu para o desenvolvimento da teoria do modelo padrão de física de partículas.
Frederick Reine por sua vez, trabalhando em conjunto com Clyde L. Cowan, conseguiu demonstrar experimentalmente, em 1956, a existência dos neutrinos. Para isso, utilizaram um reator nuclear e um tanque de água com cloreto de cádmio.
Essas duas descobertas contribuíram para o entendimento das menores estruturas que compõem a matéria. Essas pequenas estruturas são responsáveis por determinar como as forças que regem nosso universo funcionam, por isso é tão importante uma compreensão profunda sobre elas.
Referências:
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics 1995. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1995/>. Acesso em: 21 março de 2016.
Autor do texto: Matheus W. Pretko
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Prêmio Nobel em Física – 1996
O Prêmio Nobel da Física de 1996 foi concedido aos físicos norte-americanos David Morris Lee, Robert Coleman Richardson e Douglas Dean Osheroff pela descoberta da superfluidez do hélio-3 (2He3). Lee despertou seu interesse sobre o tema quando servia como cabo-de-guarda e encontrou-se com o soldado norte-americano Herbert Fried, que foi estudante de pós-graduação do físico norte-americano Paul Zilsel, especialista em superfluidez. Foi nessa ocasião que os dois tiveram uma longa conversa sobre a superfluidez do hélio 4 (2He4), na temperatura de aproximadamente 2,19 K. Osheroff foi estimulado a trabalhar na física do estado sólido (física da matéria condensada) ao participar com os físicos norte-americanos Don McCullum e Walter Ogier, em uma experiência para atingir a temperatura de 0,5 K com um filme superfluido imerso em um banho de He. Depois de graduado Osheroff decidiu realizar sua pós-graduação na Cornell University, trabalhando com Lee e Richardson. Foi nessa ocasião que, em novembro de 1971, eles realizaram a notável descoberta da superfluidez do hélio-3.
O hélio já vinha sendo pesquisado, mas em virtude da Guerra, as pesquisas sobre esse raro isótopo do He só se intensificaram depois de seu término, em 1945, como subproduto do programa de produção de bombas atômicas e nucleares.
Referências:
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics 1996. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1996/>. Acesso em:26 de fevereiro de 2016.
A Descoberta da superfluidezdo Hélio-3 e o Prêmio Nobel de Física (PNF) de 1996. Disponível em: <seara.ufc.br/folclore/folclore346.htm>. Acesso em: 26 de fevereiro de 2016.
Autora do texto: Gabriele Chomen
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Prêmio Nobel em Física – 1997
O Prêmio Nobel de Física 1997 foi atribuído em conjunto ao professor Steven Chu da Stanford University, Califórnia, EUA, ao Professor Claude Cohen-Tannoudji, Collège de France e École Normale Supérieure, em Paris, França, e ao Dr. William D. Phillips, Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, Gaithersburg, Maryland, EUA, para o desenvolvimento de métodos para esfriar e átomos de armadilhas com luz laser.
Sabe-se que à temperatura ambiente, os átomos e moléculas do ar se movem a uma velocidade de 4000 km/h, o que torna o estudo dos mesmos muito complexo, pois desaparecem rapidamente do local a serem observado. Uma solução é diminuir a temperatura, o que diminui a velocidade das moléculas e dos átomos, mas não é indicado também, pois quando os gases são arrefecidos, primeiramente se condensa em liquido e depois congela, fazendo com que os átomos individuais fiquem muito próximos, dificultando novamente o estudo.
Para resolver esse problema Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji e Willian D. Phillips desenvolveram métodos de utilização de luz laser para arrefecer os gases para a gama de temperatura µK e mantendo os átomos refrigerados flutuantes ou capturados em diferentes tipos de “armadilhas”. A função do laser é estar como um líquido espesso, apelidado de melado óptico, em que os átomos são retardados. À medida que os átomos são capturados, se forma uma fina camada de gás, e assim suas propriedades podem ser estudadas em pormenor.
Este método de investigação contribui significativamente para o conhecimento e a compreensão do comportamento quântico-físico dos gases a baixa temperatura. Este avanço pode contribuir para a concepção de relógios atômicos mais precisos para o uso em, por exemplo, navegação espacial e determinação precisa da posição.
Referência:
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics 1997. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1997/press.html>. Acesso em: 01 de março de 2016.
Autora do texto: Diana M. N. Thomen
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Prêmio Nobel em Física – 1998
O prêmio Nobel da Física de 1998 foi para os cientistas: Robert B. Laughlin, Horst L. Störmer e Daniel C. Tsui.
O prêmio dividido em partes iguais foi pela descoberta de que os elétrons que interagem nas proximidades de campos magnéticos fortes podem formar novas partículas carregadas, cujas cargas são frações da carga do elétron. Ou seja, os elétrons podem condensar para formar uma nova forma de fluido quântico. Este novo fluido quântico está relacionado com os fluidos quânticos que ocorrem no caso da obtenção de hélio líquido ou o processo de supercondutividade. As conclusões a respeito começaram a tomar forma em 1982 e estão permitindo obter uma compreensão mais profunda da estrutura interna geral e dinâmica do conhecimento assunto.
A pesquisa do grupo de cientistas estudou o efeito quântico Hall, com temperaturas ainda mais baixas e campos magnéticos mais altos, descobrindo um novo comportamento do formulário de elétrons, apelidado de efeito Hall quântico fracionário (FQHE). Esse efeito pode ser observado através de um gás de elétrons preso a um espaço bidimensional sujeito a um campo magnético externo onde se comporta como se fosse um fluido quântico incompressível. Este fluido apresenta as mais estranhas características, uma delas é a aparente presença de “quase-partículas”, novas formas de partículas carregadas que são frações da própria carga do elétron, semelhantes a fragmentos de elétrons, com cargas iguais a um terço (1/3), um quinto (1/5) ou frações ainda menores da carga de elétron.
Referências:
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics 1998. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1998/>. Acesso em: 15 de janeiro de 2016.
Autora do texto: Nicole Moura
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Prêmio Nobel em Física – 1999
O prêmio Nobel da Física de 1999 foi atribuído conjuntamente aos professores Martinus Veltman e Gerardus ‘t Hooft, respectivamente da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, e da Universidade Utrecht, na Holanda. A citação da Academia sueca no Anúncio do prêmio diz que receberam o prêmio “por terem elucidado a estrutura quântica da teoria das interações eletrofracas”. Podendo-se dizer que eles colocaram a teoria da física de partículas elementares numa base matemática sólida. Em particular, eles demonstraram como usar a teoria para calcular com grande precisão certas grandezas físicas. Em experiências nos Grandes Colisores de Hádrons (LHC), foram possíveis as confirmações de muitos desses cálculos, colocando a teoria das interações eletrofracas ao mesmo nível de precisão que a Eletrodinâmica Quântica obtivera aos anos 50.
Referências:
ROMÃO, J. C. Prêmio Nobel da Física de 1999. Gazeta da Física, Lisboa.
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics 1999. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1999/>. Acesso em: 27 de fevereiro de 2016.
Autor do texto: Maycol Szpunar
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Prêmio Nobel em Física – 2000: As Heteroestruturas Semicondutoras, e o Circuito Integrado
O Prêmio Nobel de Física de 2000 foi concedido aos físicos, o alemão Herbert Kroemer e o russo Zhores I. Alferov, pelo desenvolvimento das heteroestruturas semicondutoras (HeS) e ao engenheiro eletrônico norte-americano Jack St. Clair Kilby, pela invenção do circuito integrado (chip).
Os componentes eletrônicos são geralmente feitos de semicondutores, ou seja, material que é algo entre um condutor e um isolador. Um semicondutor, que consiste em várias camadas finas com lacunas da banda diferentes é denominado um semicondutor heteroestruturado. São feitos de arseneto de gálio (GaAs) e arseneto de gálio de alumínio (AlGaAs). As camadas são geralmente selecionadas de modo que suas estruturas cristalinas encaixam entre si e a carga pode mover-se quase livremente na interface. A primeira proposta para um transistor de heteroestrutura foi publicado em 1957 por Herbert Kroemer. O seu trabalho mostrou que um heterotransistor pode ser superior a um transistor convencional, particularmente para aplicações de amplificação de corrente e de alta frequência. Uma frequência de 600 GHz foi medida num heterotransistor, ou seja cerca de 100 vezes maior do que os melhores transistores comuns. Além disso, o ruído é baixo em amplificadores de base de tais componentes.
Já o circuito integrado é mais uma invenção técnica do que uma descoberta na física. No entanto, abrange diversos problemas físicos. Um exemplo é a questão de como alumínio e ouro, que são parte de um circuito integrado, diferem quanto a sua adesão ao silício. Assim, é óbvio que o desenvolvimento do circuito integrado solicitava enorme investimento em pesquisa e desenvolvimento na física de estado sólido. Isso não só levou ao desenvolvimento em tecnologia de semicondutores, mas também para o desenvolvimento gigantesco de aparelhos e instrumentos. Jack Kilby e Robert S. Noyce são ambos considerados como os inventores do circuito integrado. Kilby foi quem construiu o primeiro circuito. Noyce desenvolveu o circuito como foi mais tarde a ser fabricado. Robert Noyce morreu em 1990. Ele então foi homenageado como um dos fundadores mais importantes do Vale do Silício.
Referências:
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics 2000. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2000/popular.html>. Acesso em: 13 de dezembro de 2015.
Autor do texto: Layara B. Boch