Prêmio Nobel em Física – 2011
Para determinar a velocidade com que as galáxias se afastam, Hubble usou o espectro de supernovas. As supernovas formam uma classe de estrelas que explodem de forma drámatica e violenta, gerando muito mais luz do que toda a galáxia na qual ela reside. Analisando o espectro da luz emitida nessas explosões é possível determinar a velocidade da supernova e, portanto, da galáxia. Por volta de 1998, Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt e Adam G. Riess repetiram a experiência de Hubble, mas ao invés de utilizar apenas telescópios na Terra usaram telescópios acoplados em satélites, e ao invés de analisar algumas dezenas de supernovas, analisaram milhares. O resultado foi surpreeendente. Não só confirmaram que o universo está em expansão, mas que a taxa de expansão é acelerada! Isto é inesperado pporque a relatividade geral prevê que a taxa de expansão é constante. Foi por esta descoberta que receberam o prêmio Nobel de 2011.
Referências:
O Prêmio Nobel de Física de 2011. Disponível em: <http://rivelles.blogspot.com.br/2012/05/o-premio-nobel-de-fisica-de-2011.html>. Acesso em: 15 de setembro de 2015.
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics – 2011. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2011/>. Acesso em: 15 de setembro de 2015.
Autor do texto: Maycol Szpunar
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Prêmio Nobel em Física – 2012: Métodos Experimentais que Permitem a Medição e a Manipulação de Partículas Quânticas Individuais
O Prêmio Nobel de Física de 2012 foi para os cientistas Serge Haroche e David Wineland por desenvolver métodos experimentais que permitem a medição e a manipulação de partículas quânticas individuais.
“Para partículas individuais de luz ou matéria, as leis da física clássica deixam de se aplicar e assume a física quântica. Mas as partículas individuais não são facilmente isoladas do seu meio e elas perdem suas misteriosas propriedades quânticas, assim que interagem com o mundo exterior. Assim, muitos fenômenos aparentemente bizarros previstos pela física quântica não podiam ser diretamente observados”, explicou a academia.
Os cientistas juntamente com seus grupos de pesquisa conseguiram medir e controlar estados quânticos muito frágeis, antes inacessíveis para observação direta. Esses novos métodos lhes permitem analisar, controlar e contar as partículas. Os dois cientistas trabalharam separadamente, mas seus métodos têm muitas coisas em comum. David prendeu átomos eletricamente carregados em “armadilhas”, controlando-os e medindo-os com a luz (fótons). Já Serge fez o caminho inverso: ele controla e mede fótons aprisionados através do envio de átomos por uma “armadilha”. Ambos trabalham no campo da óptica quântica e estudam a interação fundamental entre a luz e a matéria. Para a academia, tais métodos permitiram os primeiros passos para a construção de um novo tipo de computador super-rápido, com base na física quântica. A pesquisa também levou à construção de relógios extremamente precisos que poderiam se tornar a base para um novo padrão de tempo, com precisão de cem vezes maior do que os relógios atuais de césio.
Referências:
O premio nobel de física de 2012. Disponível em: <http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/o_premio_nobel_de_fisica_de_2012.html>. Acesso em: 02 de setembro de 2015.
Nobel de física 2012. Disponível em: <http://ultimosegundo.ig.com.br/ciencia/2012-10-09/nobel-fisica-2012.html>, acessado Francês e americano ganham Nobel de Física de 2012 em setembro de 2015, Portal G1 de noticias, disponível em: <http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2012/10/frances-e-americano-ganham-nobel-de-fisica-de-2012.html>. Acesso em: 02 de setembro de 2015.
Autora do texto: Layara Baltokoski Boch
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Prêmio Nobel em Física – 2013: O bóson de Higgs
No ano de 1964, Peter Higgs e Francois Englert propuseram, independentemente, uma teoria para explicar como partículas subatômicas adquirem massa. Essa teoria consistia na existência de um campo, conhecido como campo de Higgs, que interage com certos tipos de partículas, os bósons, fazendo com que eles passem a ter massa. Esse campo possui uma partícula relacionada a ele, o bóson de Higgs. Apenas 48 anos depois, por meio de estudos utilizando o LHC (Grande Colisor de Hádrons), foram encontradas evidências suficientes para dar suporte a essa teoria. Assim, no ano de 2013, eles receberam o prêmio Nobel.
O bóson de Higgs ficou muito conhecido pelo nome de “God Particle”, que é traduzido, às vezes, como Partícula-Deus e, outras vezes, como Partícula de Deus. Esse nome foi dado pelo físico Leon Lederman em seu livro intitulado “A partícula de Deus: se o Universo é a resposta, qual é a pergunta?” Ele deu esse nome pois achava que a partícula tinha um papel tão central na física que decidiu dar-lhe um apelido. O título original de seu livro era “A partícula amaldiçoada” (The goddam particle), porém seu editor não o permitiu publicar o livro com este título.
Para entender a importância de sua descoberta, deve-se primeiro entender o que é um bóson de gauge. Ele é um bóson, ou seja, uma partícula com spin inteiro. Partículas elementares interagem entre si por meio da troca de bósons de gauge. Esses bósons, segundo previsões teóricas, não deveriam ter massa. Porém, dados experimentais mostram um valor de massa não nulo para esses bósons. Para resolver esse conflito, Higgs e Englert propuseram o chamado mecanismo de Higgs, em que existe um campo (de Higgs) que permeia todo o Universo. Como qualquer outro campo, quando ele recebe energia suficiente, ele é excitado e cria uma partícula – o bóson de Higgs – que, ao interagir com outras partículas elementares, transfere energia na forma de massa para essas partículas. Assim, quanto maior for a interação entre o bóson de Higgs e a partícula, maior será a massa dessa partícula.
Dessa forma, pela descoberta de um mecanismo que contribui para o nosso entendimento sobre a origem da massa das partículas subatômicas, o qual foi confirmado por meio da detecção da partícula prevista, pelos experimentos ATLAS e CMS, no LHC; Higgs e Englert receberam o prêmio Nobel no ano de 2013.
Referências:
Focus: Nobel Prize—Why Particles Have Mass. Disponível em: <http://physics.aps.org/articles/v6/111>. Acesso em: 01 de setembro de 2015.
NOBELPRIZE.ORG. Peter Higgs – Facts. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2013/higgs-facts.html>. Acesso em: 01 de setembro de 2015.
THE GUARDIAN. Anything but the God particle. Disponível em: <http://www.theguardian.com/science/blog/2009/may/29/why-call-it-the-god-particle-higgs-boson-cern-lhc>. Acesso em: 01 de setembro de 2015
THE GUARDIAN. Father of the ‘God Particle’. Disponível em: <http://www.theguardian.com/science/2008/jun/30/higgs.boson.cern/print>. Acesso em: 01 de setembro de 2015.
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Prêmio Nobel em Física – 2014: LED Azul
O Nobel de Física de 2014 foi concedido aos pesquisadores japoneses Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura em reconhecimento à criação do LED azul. “No espírito de Alfred Nobel, o prêmio reconhece uma invenção de grande proveito para a humanidade; com o uso do LED azul, a luz branca pôde ser criada de uma nova forma. Com o advento de lâmpadas de LED hoje temos alternativas mais duradouras e eficientes às antigas fontes de luz. Sua invenção foi revolucionária. Lâmpadas incandescentes iluminaram o século XX. O século XXI será iluminado por lâmpadas LED.”, declarou o comunicado do comitê do Nobel no instituto Karolinska, em Estocolmo, na Suécia.
Os LEDs vermelhos e verdes estão disponíveis para indústria desde os anos 1960, no entanto, sem o componente azul, eles não podiam ser transformados em luz branca e, por isso, esse tipo de energia não podia ser usado na iluminação comum. Foi em meados de 1990, com a criação e produção do LED azul pelos três cientistas, que teve início uma grande transformação na área da iluminação. A combinação dos três tipos de LEDs permitiu, então, a emissão da luz branca, que são conhecidos como LEDs RBG (red, blue e green).
O LED é um diodo semicondutor (junção P-N) que quando é energizado emite luz visível – por isso LED (Diodo Emissor de Luz) . A luz não é monocromática como em um laser (entenda mais sobee lasers acessando o nosso blog, no texto laser ou loser, mas consiste de uma banda espectral relativamente estreita e é produzida pelas interações energéticas do elétron. A cor, portanto, depende do cristal e da impureza de dopagem com que o componente é fabricado. O LED que utiliza o Arsenieto de Gálio emite radiação infravermelhas. Dopando-se com fósforo, a emissão pode ser vermelha ou amarela, de acordo com a concentração. Utilizando-se Fosfeto de Gálio com dopagem de nitrogênio, a luz emitida pode ser verde ou amarela. Akasaki, Amano e Nakamura conseguiram criar o LED azul a partir do Nitreto de Gálio dopados com Magnésio e Silício.
Referências:
FOLHA UOL. Japoneses inventores dos leds azuis ganham o nobel de física. Disponível em: <http://www.folha.uol.com.br/ciencia/2014/10/1528599-janoneses-inventores-dos-leds-azuis-ganham-o-nobel-de-fisica.shtml>. Acessado em: 01 de setembro de 2015.
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics – 2014. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2014/press.html>. Acesso em: 01 de setembro de 2015.
TECHTUDO. LED azul. Disponível em: <http://www.techtudo.com.br/noticias/noticias/2014/10/led-azul-ou-vermelho-entenda-direfenca-e-saia-do-escuro.html>. Acesso em: 01 de setembro de 2015.
Autora do texto: Alaíne Gomes
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Prêmio Nobel em Física – 2015: Oscilações e Massa do Neutrino
O Prêmio Nobel deste ano foi dividido entre dois pesquisadores o japonês Takaaki Kajita e o canadense Arthur McDonald (figura 1), receberam o prêmio nesta terça-feira dia 06 de outubro, pela descoberta da oscilação dos neutrinos, o que demonstra que essas partículas têm massa. Os neutrinos são considerados como partículas fantasmas pela dificuldade em sua detecção, por serem partículas subatômicas desprovidas de carga, em que as únicas formas de interação que possui é a gravitacional e pela força fraca. A muito acreditava-se que essas partículas não existiam, pois, as suas massas eram tão pequenas que nenhuma tecnologia poderia detectar e medi-la.
Alguns detectores foram construídos nas profundezas da terra na tentativa de detectar essa partícula. Trabalhando no detector Super-Kamiokande (construído a 1 km a baixo da terra) Kajita liderou um grande grupo de pesquisa que, em 1998, identificou que os neutrinos parecem passar continuamente por um processo de metamorfose, se transformando entre suas três possíveis versões ou sabores: elétron, múon e tau, por interagirem da mesma forma que essas. Os neutrinos detectados pelo Super-Kamiokande eram criados em reações entre raios cósmicos e a atmosfera da Terra.
Três anos depois, Arthur McDonald mostrou com sua equipe do Sudbury Neutrino Observatory (detector construído a 2 km a baixo da terra), que nada havia de particular no comportamento dos neutrinos atmosféricos. Na verdade, os neutrinos gerados pelo Sol passavam pelo mesmo processo. A principal consequência desse resultado foi a descoberta de que neutrinos – ao contrário do que se imaginava anteriormente – têm massa. Ideia que teve de ser incorporada no modelo padrão.
Referências:
EL PAÍS. Nobel de Física para a explicação sobre neutrinos, a partícula fantasma. Disponível em: <http://brasil.elpais.com/brasil/2015/10/06/ciencia/1444125814_641821.html>. Acesso em: 30 de agosto de 2015.
SBF. Metamorfose dos neutrinos rende Nobel de Física em 2015. Disponível em: <http://www.sbfisica.org.br/v1/index.php?option=com_content&view=article&id=704:metamorfose-dos-neutrinos-rende-nobel-de-fisica&catid=151:destaque-em-fisica&Itemid=315>. Acesso em: 30 de agosto de 2015.
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics 2015. Disponível em: <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2015/>. Acesso em: 30 de agosto de 2015.
Autor do texto: Maycol Szpunar
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Prêmio Nobel em Física – 2016
O Prêmio Nobel de Física em 2016 foi dividido, sendo metade concedido a David J. Thouless, e a outra metade, em conjunto, para F. Duncan M. Haldane e J. Michael Kosterlitz “pelas descobertas teóricas de transições de fase topológicas e fases topológicas da matéria”.
Os estados mais conhecidos da matéria são o sólido, liquido e o gasoso, mas quando os materiais são submetidos a temperaturas extremamente altas ou baixas surgem outras fases da matéria. Esses cientistas demonstraram algumas propriedades da matéria em estado exótico, a partir de métodos da topologia estudaram essas fases incomuns que podem ocorrer, por exemplo, em supercondutores, superfluidos e filmes finos magnéticos.
A topologia é o ramo da matemática que descreve as propriedades que não mudam quando uma forma é alterada de modo gradual. O estudo mostrou que algumas regularidades no comportamento da matéria estão por trás das transições de fase. Esse conhecimento é de grande importância para a busca por novas fases da matéria, que podem ser usadas em novas tecnológicos, como o computador quântico.
Na década de 1970, David Thouless, da Universidade de Washington, participou dos dois aspectos premiados (transições de fase e fases topológicas da matéria) e ficará com metade do prêmio total. Ele e Michael Kosterlitz, da Universidade Brown, refutaram a teoria na qual a supercondutividade não poderia se dar em camadas finas. Eles mostraram também que o motivo dessa propriedade desaparecer quando se aumenta a temperatura é uma transição de fase.
Thouless também mostrou que a condutância tinha natureza topológica, e podia ser medida em números inteiros. Nessa mesma época, Duncan Haldane, da Universidade de Princeton, mostrou como os conceitos topológicos poderiam ser utilizados para entender as propriedades de cadeias de pequenos ímãs encontrados em alguns materiais. Kosterlitz e Haldane dividirão a outra metade do prêmio.
Referências:
NOBELPRIZE.ORG. The Nobel Prize in Physics 2016. Disponível em: <https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2016/>. Acesso em: 10 de outubro de 2016.
Trio britânico vence o Nobel de Física por pesquisas sobre a matéria. Disponível em: <http://zh.clicrbs.com.br/rs/vida-e-estilo/noticia/2016/10/trio-britanico-vence-o-nobel-de-fisica-por-pesquisas-sobre-a-materia-7664424.html>. Acesso em: 10 de outubro de 2016.
GUIMARÃES, M. Nobel de Física premia propriedades topológicas da matéria. Disponível em: <http://revistapesquisa.fapesp.br/2016/10/04/nobel-de-fisica-premia-propriedades-topologicas-da-materia/>. Acesso em: 10 de outubro de 2016.
Autor do texto: Diego H. Witchemichen
Prêmio Nobel em Física – 2017
Rainer Weiss, Barry C. Barish e Kip S. Thorne
O prêmio Nobel de física do ano de 2017 foi dividido entre os físicos Rainer Weiss, Barry C. Barish e Kip S. Thorne, pelas suas contribuições ao LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) e à detecção e observação das ondas gravitacionais.
Rainer Weiss, conhecido por suas medidas pioneiras do espectro da radiação cósmica de fundo micro-ondas, que estuda o passado do universo como sendo mais denso, quente e preenchido de um fluido primordial, constituído de radiação e partículas elementares extremamente energéticas. Em 1975 durante um comitê da NASA Weiss descreveu a Kip Thorn a detecção interferométrica de ondas gravitacionais. Kip então propôs a ideia ao governo da California Istitute of Technology, que concordou em investir no projeto inicialmente chamado LISA (Laser Interferometer Space Antena).
Com base no sucesso dos dados adquiridos com LISA, Rainer Wess propôs a construção de um detector interferométrico de linha longa, com sensibilidade suficiente para interceptar ondas gravitacionais incidentes na Terra a partir de fontes astronômicas plausíveis chamado LIGO, que recebeu aprovação em 1990.
Barry C. Barish começou sua pesquisa na área de física de alta energia, chegando a liderar um grupo de pesquisa na construção de um grande acelerador de partículas chamado Superconducting Super Collider (SSC), que em 1993 foi cancelado pelo congresso dos Estados Unidos. Após o cancelamento do SSC tornou-se segundo diretor da LIGO, instituindo mudanças técnicas de design, como o uso de laser de estado sólido em vez de lasers de argônio, como planejado originalmente. Em 1997 estabeleceu o LIGO Scientific Collaboration (LSC), uma equipe de centenas de cientistas do mundo todo, com a finalidade de ajudar no projeto.
No dia 14 de setembro de 2015 o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser detectou e ondas geradas pela colisão entre buracos negros há cerca de 1,3 bilhões de anos.
Referências:
MLA style: “The Nobel Prize in Physics 2017”. Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 7 Oct 2017. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2017/