PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS NÃO APRESENTA BARREIRAS TÉCNICAS

Atualmente, não existem barreiras técnicas para a produção de biocombustíveis. Mas ainda há muitas oportunidades para melhorar fundamentalmente os processos para fabricá-los e diversificá-los.

 

A avaliação é de uma das principais referências mundiais em pesquisas sobre biocombustíveis, Chris Somerville, diretor do Instituto de Biociências e Energia (EBI, na sigla em inglês) da Universidade da Califórnia em Berkeley, nos Estados Unidos.

 

De acordo com Somerville, hoje os processos de produção de etanol de celulose, cana-de-açúcar ou de milho apresentam muitas ineficiências. Em função disso, a produção eficiente de combustíveis celulósicos por rotas diferentes da gaseificação exigirá a inovação na produção sustentável, na despolimerização e na conversão de matérias-primas em combustíveis líquidos.

 

– Há muitas rotas diferentes para melhorar os processos para a produção de combustíveis celulósicos. Porém, devido às interdependências dos elementos no trajeto total do processo de conversão da biomassa em combustíveis, a pesquisa sobre processos aperfeiçoados de produção de biocombustíveis ainda está em um estágio preliminar de maturidade técnica, disse.

 

Entre os temas atuais de pesquisas realizadas para aprimorar o processamento de matérias-primas para a produção de biocombustíveis o cientista listou a despolimerização da lignina e sua conversão em biocombustíveis e o uso de celobiose em vez de glicose para a conversão da xilose em etanol.

 

– Como as plantas podem ser utilizadas em grande escala para capturar e armazenar energia solar, um dos caminhos para se mover em direção ao desenvolvimento de fontes de energia de baixo carbono é converter sua biomassa em combustíveis –, disse.

– Em função disso, há um interesse renovado em identificar plantas que apresentem ótima acumulação de biomassa e compreender as fases de produção, associadas com o cultivo em grande escala e a colheita sustentável dessas espécies, disse.

 

Pesquisas nos Estados Unidos

 

Segundo Somerville, nos Estados Unidos, desde quando entrou em vigor a lei que definiu a produção e uso de biocombustíveis – a Renewable Fuel Standard (RFS2), que integra o Ato de Segurança Energética de 2007 (Energy Security and Independence Act of 2007) –, a produção de biocombustíveis tem se expandido rapidamente.

As novas regulamentações estabelecem um consumo mínimo de 45 bilhões de litros de biocombustíveis nos Estados Unidos a partir de 2010, chegando a pelo menos 136 bilhões de litros em 2022.

 

Dessa quantidade final, quase 80 bilhões de litros por ano devem ser destinados aos três tipos de combustíveis considerados avançados: celulósico, diesel de biomassa e “outros avançados” – para cumprir os níveis de redução de gases de efeito estufa estipulados pela Agência de Proteção Ambiental (EPA, na sigla em inglês).

 

Para atingir a meta de produção de combustível renovável para 2022, o país deverá antecipar a construção de nove biorrefinarias para produção de etanol celulósico ou de outro biocombustível a partir da biomassa lignocelulósica, que estavam previstas para começar a ser construídas somente a partir do ano que vem.

 

De acordo com Somerville, a primeira a entrar em operação será a de Vercipia Biofuels, em Tampa, na Flórida, que começou a ser construída em 2011 e deverá iniciar a produção de etanol a partir de gramínea em 2013, quando produzirá por volta de 36 milhões de galões por ano.

 

A biorrefinaria pertence à companhia de energia British Petroleum (BP), que, em 2007, concedeu US$ 500 milhões por um período de mais de dez anos para iniciar as atividades do instituto de pesquisa em biociências e energia que Somerville dirige.

 

– O objetivo do EBI é explorar a aplicação do conhecimento biológico moderno para o setor de energia, desenvolvendo pesquisas em áreas como a de combustíveis celulósicos, microbiologia do petróleo, biolubrificantes e biossequestro de carbono –, destacou.

Uma das matérias-primas mais promissoras estudadas pelo grupo de pesquisadores liderado pelo cientista norte-americano para produzir etanol celulósico é uma grama nativa dos Estados Unidos, chamada de “planta perene”, que requer baixo investimento em insumos agrícolas e ajuda a capturar o carbono da atmosfera.

PARCERIA ENTRE BAYER E PEPSICO MOVIMENTA A CADEIA PRODUTIVA DA BATATA

A Bayer CropScience e a PepsiCo acabam de anunciar uma importante parceria para o desenvolvimento do programa Food Chain Partnership na América do Sul. O acordo, assinado recentemente, visa ampliar a adoção de práticas agrícolas sustentáveis em toda a cadeia produtiva dos fornecedores de batata da Pepsico, que atuam na Argentina, Brasil, Chile, Colômbia, Equador, Peru e Venezuela, iniciativa já realizada pela PepsiCo desde 1990.

 

Os objetivos desta parceria são capacitar os agricultores e incentivá-los a investir em práticas que garantam competitividade e diferenciação no mercado, oferecendo ferramentas para a gestão agrícola, gestão integrada do tubérculo, rastreabilidade, armazenamento e utilização correta e segura de produtos fitossanitários. Os produtores também receberão informações relevantes sobre a importância do desenvolvimento sustentável da agricultura, sendo o principal ponto para a superação dos grandes desafios globais do segmento, além do atendimento da crescente demanda por alimentos.

 

Para este acordo, a Bayer CropScience desenvolveu treinamentos personalizados para os produtores da Pepsico, focados no uso correto e seguro de defensivos agrícolas, armazenamento adequado dos produtos, além de cursos sobre pragas e doenças que atacam a cultura da batata. Também faz parte desta parceria atividades que auxiliarão no cumprimento de normas de certificação, como por exemplo, GlobalGap e Rainforest Alliance, cuja norma para certificação de produtores de batata em todo o mundo foi desenvolvida a partir do modelo seguido por produtores parceiros da PepsiCo no Chile, os primeiros a receber esta certificação em cultivo de batata.

 

"A parceria com a Bayer CropScience possibilitará à PepsiCo ampliar a sua atuação sustentável, fundamental em nossa visão de negócios de Performance com Propósito. Entre as nossas promessas estão o respeito e uso responsável dos recursos naturais em nossos negócios e na comunidade onde atuamos, o que inclui oferecer recursos, suporte técnico e treinamento a agricultores locais, promover a educação ambiental e melhores práticas junto aos nossos parceiros de negócios. O programa Food Chain Partnership dará um impulso fundamental para ampliar a abrangência dos projetos que temos desenvolvido na região ao longo dos últimos 20 anos", afirma Jorge Tarasuk, vice-presidente de Operações da PepsiCo para América do Sul.

 

Com o processo, a PepsiCo contará com produtos agrícolas de alta qualidade, produzidos dentro dos conceitos de desenvolvimento sustentável e atendendo as exigências dos consumidores, que cada vez mais buscam produtos de qualidade e seguros, provenientes de fontes responsáveis que respeitam o meio ambiente e a sociedade.

 

"Unimos forças para a implementação das boas práticas agrícolas nos fornecedores de batata da Pepsico. O sucesso do programa Food Chain Partnership da Bayer CropScience na América do Sul está fundamentado no comprometimento da empresa com a sustentabilidade das cadeias produtivas", destaca Franziska Bendisch, responsável por Desenvolvimento Sustentável e Food Chain Partnership da Bayer CropScience para América Latina.

 

Dentro da parceria, Colômbia, Argentina, Equador e Chile foram os primeiros países a receber o programa Food Chain Partnership. Já nas primeiras semanas, 35 produtores colombianos participaram de workshops sobre sustentabilidade, combate ao trabalho infantil e manejo seguro dos produtos. Na Argentina mais de 20 agrônomos que atendem a Pepsico também participaram de treinamento do programa. No Equador, 15 agricultores foram capacitados, além dos agrônomos da PepsiCo. No Chile todos os 10 fornecedores de batata da PepsiCo estão comprometido com a participação no programa.

 

O programa de Food Chain Partnership da Bayer CropScience será iniciado com os produtores da Pepsico no Brasil, Peru e Venezuela ainda no segundo semestre de 2011.

 

A Bayer CropScience trabalha em mais de 40 projetos de Food Chain Partnership na América Latina e mais de 250 globalmente, apoiando empresas parceiras a implementarem políticas agricultura sustentável. Desde que começou suas ações, em 2006, já auxiliou inúmeros agricultores em mais de 40 países pelo mundo.

FONTE: Bayer CropScience

 

 

CONSTRUÇÃO CIVIL É MAIOR EMISSOR DE CO2 NO MUNDO

CONSTRUÇÃO CIVIL É MAIOR EMISSOR DE CO2 NO MUNDO (O Debate)

 

Estados Unidos - Segundo informações do Energy Information Administration (2006), a construção civil é o principal setor responsável pelas emissões de CO2 no mundo, ultrapassando automóveis e indústrias.

Porém, estes números podem ser reduzidos em até 39% quando se trata de uma construção ecologicamente correta. Além disso, práticas sustentáveis podem reduzir em até 50% o consumo de energia, 40% o gasto de água e 70% a geração de resíduos sólidos.

Atualmente, existem alguns parâmetros para que uma obra seja considerada sustentável, como eficiência energética, baixo consumo e reutilização de água, uso de materiais recicláveis e regionais, sistemas eficientes para conforto térmico e gestão ambiental.

A analista de projetos na Verti Ecotecnologias, Fernanda Vidal, ressalta que é importante investir ainda na análise de ciclo de vida dos materiais, o que reduz o uso inadequado de matéria-prima e auxilia na escolha correta dos materiais. “Trata-se de um investimento em longo prazo, que trará benefícios para os usuários, vizinhos e também para o planeta”, afirma

 

A ECONOMIA VERDE PRECISA DE UM ROSTO SOCIAL (Mercado Ético)

 

Convocada duas décadas após a ECO-92, um divisor de águas nas relações internacionais envolvendo a problemática socioambiental no planeta, a Conferência das Nações Unidas sobre Desenvolvimento Sustentável, a Rio+20, chegará ao Brasil em junho de 2012. Foi no mesmo palco, a cidade do Rio de Janeiro, que se construiu uma das agendas mais ambiciosas e progressistas para o desenvolvimento global dos princípios de sustentabilidade e igualdade. Uma avaliação honesta, contudo, sugere que, embora avanços tenham sido feitos e inovações tenham ocorrido, o mundo fracassou em consolidar novas estruturas macropolíticas que representem verdadeiramente mudanças nos negócios....

 

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ENTRELAÇAMENTO QUÂNTICO E ÁTOMOS ASSOMBRADOS DE EINSTEIN

ENTRELAÇAMENTO QUÂNTICO

Emaranhamento quântico

Fenômeno da mecânica quântica que permite que dois ou mais objetos estejam de alguma forma tão ligados que um objeto não possa ser corretamente descrito sem que a sua contra-parte seja mencionada - mesmo que os objetos possam estar espacialmente separados. Isso leva a correlações muito fortes entre as propriedades físicas observáveis dos diversos sub-sistemas.

Essas fortes correlações fazem com que as medidas realizadas num sistema pareçam estar a influenciar instantaneamente outros sistemas que estão emaranhados com ele, e sugerem que alguma influência estaria a propagar-se instantaneamente entre os sistemas, apesar da separação entre eles. Mas o emaranhamento quântico não permite a transmissão de informação a uma velocidade superior à da velocidade da luz, porque nenhuma informação útil pode ser transmitida desse modo. Só é possível a transmissão de informação usando um conjunto de estados emaranhados em conjugação com um canal de informação clássico - aquilo a que se chama o teletransporte quântico.

O emaranhamento quântico é a base para tecnologias emergentes, tais como computação quântica, criptografia quântica e tem sido usado para experiências como o teletransporte quântico. Ao mesmo tempo, isto produz alguns dos aspectos teóricos e filosóficos mais perturbadores da teoria, já que as correlações preditas pela mecânica quântica são inconsistentes com o princípio intuitivo do realismo local, que diz que cada partícula deve ter um estado bem definido, sem que seja necessário fazer referência a outros sistemas distantes. Os diferentes enfoques sobre o que está a acontecer no processo do emaranhamento quântico dão origem a diferentes interpretações da mecânica quântica

Físicos da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, conseguiram demonstrar um efeito discutido por Albert Einstein há quase um século, e que ele chamava de átomos assombrados - um átomo, separado de outro por qualquer distância, pode "sentir" uma alteração no primeiro e reagir instantaneamente.

Computação quântica

A técnica deverá ser útil no campo de pesquisas da computação quântica, que busca desenvolver computadores milhares de vezes mais rápidos do que os computadores eletrônicos atuais. A equipe de pesquisadores é a mesma que já havia proposto uma nova arquitetura para computadores quânticos.

Os cientistas utilizaram luz para provocar um entrelaçamento ("entanglement") entre dois átomos - um fenômeno pelo qual dois átomos, depois que se chocam, passam a compartilhar as mesmas propriedades quânticas. Mais do que isso, quando a propriedade de um átomo é alterada, o outro reage instantaneamente e tem seu estado quântico alterado também.

Internet quântica

"Essa ligação entre átomos remotos poderá ser uma peça fundamental de uma arquitetura radicalmente nova de computador quântico," afirmou o professor Christopher Monroe, coordenador da pesquisa. "Agora que a técnica foi demonstrada, poderá ser possível expandí-la para redes de muitos componentes interconectados que serão eventualmente necessários para o processamento quântico de informações."

O grande destaque do experimento foi a observação do fenômeno quando os dois átomos foram colocados a uma distância de 1 metro um do outro. "O entrelaçamento localizado já foi feito em qubits de armadilhas de íons antes, mas se alguém deseja construir uma rede de computadores quânticos escalável (ou uma internet quântica), é necessário criar esquemas de entrelaçamento entre memórias de qubits entrelaçadas remotamente," explica David Moehring, outro pesquisador do grupo.

Terras-raras

No experimento, os pesquisadores utilizaram dois átomos de itérbio para funcionar como qubits - os bits dos computadores quânticos. A informação - o 0 ou 1 - é armazenada em sua configuração de elétrons. Os pesquisadores então excitaram os dois átomos induzindo elétrons a passar para um estado mais baixo de energia e emitir um fóton - a partícula elementar da luz.

Os átomos de itérbio, um elemento do grupo das terras-raras, são capazes de emitir dois tipos de fótons, cada um com um comprimento de onda diferente. O tipo de fóton liberado indica o estado particular de cada átomo. Por isso, cada fóton está entrelaçado com seu átomo.

Átomos Assombrados de Einstein

Manipulando os fótons emitidos por cada um dos átomos e guiando-os para interagir no interior de uma fibra óptica, os pesquisadores conseguiram detectar o choque dos dois e entrelaçar os dois átomos. Depois disso, a fibra óptica pode ser retirada e os dois átomos vão continuar entrelaçados e se comportarem como um tivesse uma espécie de "intuição" do que acontece com o outro. Ou um passa a "assombrar" o outro, como dizia Einstein.

O mecanismo continua funcionando mesmo se um dos átomos pudesse ser levado para Júpiter ou para o outro lado da galáxia - não importa a distância, eles continuarão entrelaçados. No experimento, os cientistas os afastaram 1 metro um do outro e comprovaram o efeito.

Mesmo com o progresso que o experimento representa, há ainda um longo caminho pela frente para que se possa realmente construir um computador quântico. O efeito de entrelaçamento é feito em ambientes extremamente precisos de laboratório e assombrosamente difíceis de se controlar.

(Wikipedia e Inovação Tecnologica)

 

Bibliografia:

Entanglement of single-atom quantum bits at a distance

D. L. Moehring, P. Maunz, S. Olmschenk, K. C. Younge, D. N. Matsukevich, L.-M. Duan, C. Monroe

Nature   - 6 September 2007   - Vol.: 449, 68-71   - DOI: 10.1038/nature06118

 

Teletransporte quântico é realizado no Japão

Cientistas japoneses anunciam que, pela primeira vez, conseguiram transmitir uma imagem numa rede de comunicação pelo processo conhecido como teletransporte quântico

No laboratório, os cientistas japoneses conseguiram transmitir a imagem de um gato codificado em qubits, os bits quânticos

São Paulo — Um novo marco na comunicação quântica foi atingido na semana passada, quando pesquisadores japoneses anunciaram o primeiro teletransporte quântico de um conjunto complexo de informações. O teletransporte é a transferência via luz de informação quântica de um local a outro, uma forma poderosa de representar e processar informação que é a base da computação quântica.

Até agora, as tentativas de teletransporte não haviam sido muito bem sucedidas. Ou operação era muito lenta ou alterava a informação enviada, fazendo com que alguns detalhes fossem perdidos. Para efeito de comparação, seria o equivalente à tripulação do Star Trek chegar a um planeta sem um braço, ou com ele colado à orelha.

No caso do teletransporte feito pela equipe liderada pelo professor Akira Furusawa, da Universidade de Tóquio, não foram enviados objetos e nem pessoas, mas informações. Os pesquiadores conseguiram, pela primeira vez, enviar um pacote de dados complexos por uma rede quântica. Os dados representavam o famoso gato de Schrodinger, criado no início do século 20 pelo físico Erwin Schrodinger para descrever a situação na qual um objeto normal, clássico, pode existir em uma sobreposição quântica, tendo dois estados de uma vez.

Quantificando

A memória de um computador comum, binário, funciona em bits – cada um deles representando um “um” ou um “zero”. Ele opera com os chamados chaveamentos excludentes, do tipo sim ou não. Já um computador quântico usa os chamados qubits, onde os estados não são mutuamente excludentes. Cada qubit pode representar “um”, “zero” ou estar nos dois estados ao mesmo tempo.

Para entender a diferença, imagine um labirinto repleto de bifurcações. No computador binário você só poderia escolher um caminho em cada bifurcação. Se chegasse a um ponto sem saída, teria de voltar ao começo e repetir a operação, escolhendo outras opções, uma de cada vez. Já no computador quântico seria possível entrar nas duas opções da bifurcação ao mesmo tempo. Repetindo isso em sucessivas bifurcações, uma das combinações de alternativas acabaria chegando à saída, e todos os caminhos teriam sido percorridos.

Com o desenvolvimento do teletransporte quântico, se torna possível mover blocos de informação num computador de forma mais rápida, abrindo caminho para a computação quântica. O feito também reforça a possibilidade de construção de redes de transmissão de dados mais velozes com base nessa tecnologia. Os feitos da equipe do professor Furusawa foram publicados na revista científica Science.

DESCOBERTA CONEXÃO SURPREENDENTE ENTRE FENÔMENOS QUÂNTICOS

"Se quebrarmos o princípio da incerteza, não podemos imaginar como o nosso mundo seria."

Conexões quânticas

Dois pesquisadores descobriram uma conexão inesperada e surpreendente entre as duas propriedades fundamentais da física quântica.

O resultado está sendo anunciado como um avanço radical no entendimento da mecânica quântica, dando novas pistas para os cientistas que procuram compreender os fundamentos do funcionamento do mundo em escala atômica.

Stephanie Wehner, da Universidade Nacional de Cingapura, e Jonathan Oppenheim, da Universidade de Cambridge, descobriram uma ligação entre a chamada "ação fantasmagórica à distância" e o Princípio da Incerteza de Heisenberg.

O comportamento absolutamente estranho das partículas quânticas - como átomos, elétrons e fótons - tem intrigado os cientistas há quase um século. Albert Einstein foi um dos que acharam que o mundo quântico era tão estranho que a teoria quântica devia estar errada.

Mas a realidade mostrou o contrário, e experimento após experimento têm confirmado as previsões da teoria.

Fantasmas e incerteza

Um dos aspectos mais estranhos da teoria quântica é que é impossível saber certas coisas simultaneamente, como o momento e a posição de uma partícula - conhecer uma dessas propriedades afeta a precisão com que você pode conhecer a outra.

Isto é conhecido como o Princípio da Incerteza de Heisenberg, em homenagem ao físico alemão Werner Heisenberg, que o enunciou nos anos 1920.

Outro aspecto estranho é o fenômeno da não-localidade, que se mostra no bem conhecido entrelaçamento quântico.

Quando duas partículas ficam entrelaçadas, elas se comportam como se estivessem coordenadas entre si, como se estivessem "trocando informações" à distância, de uma forma totalmente estranha à intuição clássica sobre partículas fisicamente separadas.

Até agora, os pesquisadores vinham tratando a não-localidade e a incerteza como dois fenômenos distintos.

Mas Wehner e Oppenheim mostraram que eles estão intrinsecamente ligados.

Mais do que isso, eles demonstraram que esta ligação é quantitativa, e elaboraram uma equação que mostra que a "quantidade" de não-localidade é determinada pelo princípio da incerteza.

"É uma reviravolta surpreendente e talvez irônica", disse Oppenheim. Einstein e seus colaboradores descobriram a não-localidade quando procuravam uma maneira de se livrar do princípio da incerteza. "Agora o princípio da incerteza parece estar dando o troco."

Em 2007, cientistas realizaram um experimento que demonstrou a que os átomos assombrados de Einstein eram reais, o que representou um avanço para a computação quântica. [Imagem: UMichigan]

Não-localidade

A não-localidade determina como duas partículas distantes podem coordenar suas ações sem trocar informações.

Os físicos acreditam que, mesmo na mecânica quântica, a informação não pode viajar mais rápido do que a luz.

Acontece que a mecânica quântica permite que duas partículas se coordenem muito melhor do que seria possível se elas obedecessem às leis da física clássica.

Na verdade, as ações das partículas entrelaçadas são de tal maneira coordenadas que parece que uma é capaz de falar com a outra. Foi por isto que Einstein chamou esse fenômeno de "ação fantasmagórica à distância".

E isso não é tudo. Os fantasmas podem ser ainda mais assustadores, porque é possível ter teorias que permitem que partículas separadas e distantes uma da outra coordenem suas ações muito melhor do que a natureza permite - e sem depender de que a informação viaje mais rápido do que a luz.

Limite da esquisitice

O que os dois pesquisadores agora descobriram é que parece haver um limite para essas esquisitices da teoria quântica.

"A teoria quântica é mesmo muito estranha, mas não é tão estranha quanto poderia ser. Nós realmente temos que nos perguntar, o que limita a mecânica quântica? Por que a natureza não permite uma não-localidade ainda mais forte?" pondera Oppenheim.

A resposta que ele e Wehner encontraram está justamente no princípio da incerteza.

Duas partículas só podem coordenar suas ações de forma mais eficiente se quebrarem o princípio da incerteza, que na verdade impõe um limite estrito à intensidade da não-localidade.

"Seria ótimo se pudéssemos coordenar melhor nossas ações a longas distâncias, o que nos permitiria resolver muitas tarefas no processamento de informações de forma muito eficiente," diz Wehner. "No entanto, a física deveria ser fundamentalmente diferente. Se quebrarmos o princípio da incerteza, não podemos imaginar como o nosso mundo seria."

Vendo as coisas de outro modo

E como eles descobriram uma ligação que passou despercebida por tanto tempo?

Wehner começou sua carreira como "hacker de computador", fazendo "serviços sob encomenda". Agora ela trabalha com teoria da informação quântica. Já Oppenheim é físico.

Wehner acredita que a aplicação das técnicas da ciência da computação às leis da física teórica foi fundamental para detectar a conexão.

"Eu acho que uma das idéias fundamentais foi vincular a questão a um problema de programação," diz Wehner. "As formas tradicionais de ver a não-localidade e a incerteza obscureciam a estreita ligação entre os dois conceitos."

O comportamento absolutamente estranho das partículas quânticas - como átomos, elétrons e fótons - tem intrigado os cientistas há quase um século. [Imagem: Adaptado de Chanchicto/Wikimedia]

Jogo de tabuleiro quântico

Imagine um jogo de tabuleiro quântico, jogado por dois parceiros, Alice e Bob. O tabuleiro tem apenas dois quadrados, nos quais Alice pode colocar um contador de duas cores possíveis: verde ou rosa. Ela foi instruída a colocar a mesma cor nos dois quadrados, ou colocar uma cor diferente em cada quadrado.

Bob tem que adivinhar a cor que Alice colocar no primeiro ou no segundo quadrado. Se o seu palpite estiver correto, Alice e Bob ganham o jogo.

Dessa forma, Alice e Bob vão sempre ganhar o jogo se puderem falar um com o outro: Alice simplesmente diz a Bob quais cores estão nas casas um e dois.

Mas Bob e Alice estão situados tão distantes um do outro que a luz - portanto, qualquer sinal de transmissão de dados - não tem tempo para trafegar entre eles durante o jogo.

Se eles não podem se falar, não vão ganhar sempre.

Mas, através da medição das partículas quânticas, eles poderão ganhar o jogo mais vezes do que qualquer estratégia que não dependa da teoria quântica.

No entanto, o princípio de incerteza os impede de se sair melhor do que isso, e ainda determina a frequência com que eles vão perder o jogo.

Princípio da física quântica

A descoberta traz de volta a questão mais profunda de quais princípios estão subjacentes à física quântica.

Várias tentativas de compreender os fundamentos da mecânica quântica têm-se centrado na não-localidade.

Wehner acredita que pode ser mais interessante examinar os detalhes do princípio da incerteza. "Entretanto, nós mal arranhamos a superfície do entendimento das relações de incerteza", diz ela.

Segundo os pesquisadores, sua descoberta é "à prova de futuro" e se aplica a todas as teorias que buscam encontrar uma teoria quântica da gravidade. (Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/11/2010)

Bibliografia:

The Uncertainty Principle Determines the Nonlocality of Quantum Mechanics

Jonathan Oppenheim, Stephanie Wehner

Science  - 19 November 2010  - Vol.: 330 pp 1072-1074  - DOI: 10.1126/science.1192065

 

FUTURO DO UNIVERSO PODE ESTAR INFLUENCIANDO O PRESENTE

Quando se pensa o Universo a partir das leis da mecânica quântica começam a fazer sentido algumas ideias aparentemente inconcebíveis
Influências do futuro sobre o passado
Uma reformulação radical da mecânica quântica sugere que o Universo tem um destino definido, e que esse destino já traçado volta no tempo para influenciar o passado, ou o presente.

É uma afirmação alucinante, mas alguns cosmólogos já acreditam que uma reformulação radical da mecânica quântica, na qual o futuro pode afetar o passado, poderia resolver alguns dos maiores mistérios do universo, incluindo a forma como a vida surgiu.

E, além da origem da vida, poderia ainda explicar a fonte da energia escura e resolver outros enigmas cósmicos.

O que é mais impressionante é que os pesquisadores afirmam que recentes experimentos de laboratório confirmam de forma dramática os conceitos que servem de base para esta reformulação.

Recentemente, cientistas descobriram uma conexão surpreendente entre fenômenos quânticos. [Imagem: Adaptado de Chanchicto/Wikimedia]

Ordem oculta na incerteza

O cosmólogo Paul Davies, da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos, está iniciando um projeto para investigar que influência o futuro pode estar tendo no presente, com a ajuda do Instituto FQXi, uma entidade sem fins lucrativos cuja proposta é discutir as questões fundamentais da física e do Universo.

É um projeto que vem sendo acalentado há mais de 30 anos, desde que Davies ouviu falar pela primeira vez das tentativas do físico Yakir Aharonov para chegar à raiz de alguns dos paradoxos da mecânica quântica.

Um desses paradoxos é o aparente indeterminismo da teoria: você não pode prever com precisão o resultado de experimentos com uma partícula quântica; execute exatamente o mesmo experimento em duas partículas idênticas e você vai obter dois resultados diferentes.

Enquanto a maioria dos físicos que se confrontaram com esse problema concluíram que a realidade é, fundamentalmente, profundamente aleatória, Aharonov argumenta que há uma ordem oculta dentro da incerteza. Mas, para entender sua origem, é necessário um salto de imaginação que nos leva além da nossa visão tradicional de tempo e causalidade.

Em sua reinterpretação radical da mecânica quântica, Aharonov argumenta que duas partículas aparentemente idênticas comportam-se de maneiras diferentes sob as mesmas condições porque elas são fundamentalmente diferentes. Nós apenas não detectamos esta diferença no presente porque ela só pode ser revelada por experiências realizadas no futuro.

"É uma ideia muito, muito profunda", diz Davies.

Consequências presentes do futuro

A abordagem de Aharonov sobre a mecânica quântica pode explicar todos os resultados normais que as interpretações convencionais também conseguem, mas tem a vantagem adicional de explicar também o aparente indeterminismo da natureza.

Além do mais, uma teoria na qual o futuro pode influenciar o passado pode ter repercussões enormes e muito necessárias para a nossa compreensão do universo, diz Davies.

Os cosmólogos que estudam as condições do início do universo ficam intrigados sobre o porquê do cosmos parecer tão idealmente talhado para a vida.

Mas há também outros mistérios: Por que é que a expansão do universo está se acelerando? Qual é a origem dos campos magnéticos visto nas galáxias? E por que alguns raios cósmicos parecem ter energias impossivelmente altas?

Estas questões não podem ser respondidas apenas olhando para as condições passadas do universo.

Mas talvez, pondera Davies, se o cosmos já tem definidas algumas condições finais nele próprio - um destino -, então isto, combinado com a influência das condições iniciais estabelecidas no início do universo, pode perfeitamente explicar estes enigmas cósmicos.

Aharonov já teve ideias menos extravagantes, como a aplicação da nanotecnologia à água. [Imagem: Katsir et al.]

Testando a flecha do tempo
É uma ideia muito boa - embora extremamente estranha.

Mas haveria alguma maneira de verificar a sua viabilidade? Dado que ela invoca um futuro ao qual ainda não temos acesso como causa parcial do presente, isto parece ser uma tarefa impossível.

No entanto, testes de laboratório engenhosamente inventados recentemente colocaram o futuro em teste e descobriram que ele poderia realmente estar afetando o passado.

Aharonov e seus colegas previram há muito tempo que, para certos experimentos quânticos muito específicos, realizados em três etapas sucessivas, o modo como a terceira e última etapa é realizada pode mudar dramaticamente as propriedades medidas durante o passo intermediário. Assim, ações realizadas no futuro (na terceira etapa), seriam vistas afetando os resultados das medições efetuadas no passado (na segunda etapa).

Em particular, nos últimos dois anos, equipes experimentalistas realizaram repetidamente experiências com lasers que mostram que, ajustando o passo final do experimento, é possível introduzir amplificações dramáticas no montante pelo qual o feixe de laser é desviado durante as etapas intermediárias do experimento. Em alguns casos, a deflexão observada durante a etapa intermediária pode ser amplificada por um fator de 10.000, dependendo das escolhas feitas na etapa final.

Estes resultados estranhos podem ser explicados de forma simples pelo quadro traçado por Aharonov: a amplificação intermediária é o resultado da combinação de ações realizadas tanto no passado (na primeira etapa) quanto no futuro (na etapa final).

É muito mais complicado explicar esses resultados usando interpretações tradicionais da mecânica quântica, afirma Andrew Jordan, da Universidade de Rochester, nos Estados Unidos, que ajudou a conceber um dos experimentos com laser.

A situação pode ser comparada à forma como o modelo heliocêntrico do Sistema Solar, de Copérnico, e o modelo geocêntrico de Ptolomeu, ambos fornecem interpretações válidas dos mesmos dados planetários, mas o modelo heliocêntrico é muito mais simples e mais elegante.
Uma das ideias "selvagens" mais recentes de Davies foi a de uma viagem sem volta a Marte.

Consequências cósmicas
Embora os experimentos com laser estejam dando boas notícias para a equipe, Davies, Aharonov, Tollaksen e seu colega Menas Kefatos, da Universidade Chapman, na Califórnia, estão agora à procura de consequências cósmicas observáveis de informações do futuro influenciando o passado.

Um bom lugar para procurar é a radiação cósmica de fundo (CMB), o "brilho" remanescente do Big Bang. A CMB tem ondulações fracas de calor e frio e, trinta anos atrás, Davies desenvolveu um modelo com seu então aluno Tim Bunch que descreve essas ondas no nível quântico.

Davies e Tollaksen estão agora revisando este modelo no novo arcabouço quântico.

Físicos têm ideias já bem desenvolvidas sobre como era o estado inicial do universo e como pode acabar sendo seu estado final - muito provavelmente um vácuo, o resultado inevitável da contínua expansão.

A equipe está colocando estas ideias junto com seu novo modelo para ver se ele consegue prever assinaturas características da influência do futuro na CMB que possam ser captadas pelo telescópio espacial Planck.

"A cosmologia é um caso ideal para esta abordagem," afirma Bill Unruh, da Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá. "Desde que Aharonov encontrou esses resultados tão estranhos em algumas situações, vale a pena olhar para a cosmologia."

Davies ainda não sabe se essas ideias vão produzir resultados. Mas se o fizerem, seria revolucionário.

"A coisa mais notável sobre Paul," avalia Michael Berry, da Universidade de Bristol, "é que ele tem ideias muito selvagens combinadas com extremo cuidado e sobriedade."

Este pode ser exatamente o caráter necessário para fazer um grande avanço. Pode até ser o destino de Davies, uma mescla de seu futuro e de seu passado

COMPOSTEIRA CONCEITO AUXILIA A PRODUÇÃO DE ADUBO ORGÂNICO

O conceito CompostAll, criado pela empresa norte americana Frog Design, surgiu para que os alimentos desperdiçados fossem mais bem aproveitados do que simplesmente ir para o ralo - no caso das pias com trituradores ou para o lixo. Além disso, a criação coloca uma pressão no sistema de coleta de água norte-americana “forçando” uma separação entre “lixo” e água residual.

Nos Estados Unidos a maioria das pias possui trituradores. Este tipo de instalação acaba misturando água cinza com resíduos sólidos, dificultando e encarecendo o tratamento de água dos sistemas municipais. Além do investimento necessário, o aumento de nutrientes orgânicos em um sistema aquático pode causar crescimento de algas indesejadas podendo se tornar um problema.

Dispositivos verdes, por sua definição, estão necessariamente em harmonia com o meio ambiente. A compostagem a partir de restos de comida é uma prática atemporal que remonta a milhares de anos e é uma ótima maneira para colocar bons nutrientes no solo, tornando-o fértil para o plantio. Mas, para muitas pessoas este processo é inconveniente ou desagradável de fazer.

O CompostAll é uma composteira conceito que facilita este tipo de atividade. Ele pode ser encaixado de baixo da pia da cozinha e é ligado diretamente à torneira das tubulações de águas residuais. Isso significa que é ideal para casas com pias duplas, onde todos os seus resíduos orgânicos são enviados para um dreno conectado à composteira.

Há também uma luz indicadora para mostrar quando é hora de esvaziá-lo. Esta luz torna o processo muito mais fácil de se fazer. Se a pia tiver um moedor no ralo, o tempo necessário para decompor os resíduos será drasticamente reduzido.

O dispositivo é facilmente removido e as alças duplas facilitam o transporte e esvaziamento do conteúdo para que os resíduos possam ser despejados em uma “lixeira de compostagem” maior em seu jardim. Além disso, um revestimento metálico lhe confere uma aparência elegante e ainda acelera o processo de decomposição.

Esta prática mantém os resíduos orgânicos longe de aterros sanitários e das estações de tratamento e reutiliza os nutrientes (composto orgânico) para enriquecer o solo do jardim onde podem ser cultivados os alimentos. Ele funciona como um depósito de lixo normal, é discreto e não deixa odor no local.

Este gadget verde foi submetido à Competição Greener Gadgets Design de 2009 pela Frog Design da América.

Com informações de Clear Greener China, Frog Design e Sundance Channel.