O LHC Pode Realmente Criar um Buraco Negro

Olá gente, essa notícia não tem nada a ver com Club Penguin, mas tem haver com a gente mesmo.

O CERN está com mais uma idéia maluca. Tudo bem, devemos a eles grandes feitos como a criação da internet, a máquina que detecta uma porrada de tipos de câncer e a inspiração para o livro Anjos e Demônios do Dan Brown, mas agora eles estão tentando criar um Large Hadron Collider, algo como um acelerador de partículas grandão, e caso funcione irá dar muitas respostas para perguntas que levamos por milênios.

Tudo bem, nada contra, mas as possibilidades de erro são catastróficas, estamos depositando toda nossa confiança em vários homens brilhantes, porque se eles errarem qualquer 2+2 a gente vai para o espaço – literalmente. o site Misunderstood Universe criou uma animação de como seria o erro do LHC, hoje quarta feira haverá um teste desse LHC e se não der certo  olhem o que vai acontecer:

A cola cola tudo?

Uma cola tem o poder de colar qualquer material? Depende. Você já viu alguém colar sapatos com cola branca? Ou usar cola de sapateiro para colar papel? Para um cola ser cola ela precisa colar de verdade, e para isso existe um processo denominado de “atração física”.

Para entender melhor esta propriedade da cola, um exemplo simples: para duas pessoas começarem a se gostar, se apaixonarem, é preciso haver primeiramente uma atração física entre elas, ou seja, é necessário ao menos um olhar mais interessado por parte de ambos, e só então vai rolar a “paquera”. Assim também acontece com a cola, ela precisa ter afinidade pelo material que for colar. 

Esta propriedade da cola tem tudo a ver com a química, aliás, como um material permanece aderido após ser colado? As interações moleculares que ocorrem durante o processo de colagem (entre a superfície do material e a cola) permanecem fixas após a secagem. As interações correspondem a ligações químicas, decorrentes das reações químicas do processo de colagem.

Agora siga algumas dicas de como fazer que uma cola seja eficiente: 

1. Escolha da cola: o primeiro passo é a escolha da cola mais apropriada, o que depende do material a ser colado. E é exatamente por isso que existe uma variedade de colas disponíveis no mercado: cola branca (PVA), cola de sapateiro, cola quente, cola instantânea, cola de silicone, etc.

2. Limpeza da superfície: esse processo é importantíssimo, uma limpeza cuidadosa do local elimina sujeiras como gordura (óleos), poeira ou qualquer material contaminante que seja prejudicial na colagem.

3. Adição da cola: A cola deve ser espalhada uniformemente sobre toda a superfície, este processo fica mais fácil se a cola for atraída pelo material a ser colado, daí o porquê da atração física entre os materiais.

4. Colar: Feito isso, é só aproximar as partes a serem coladas e esperar a secagem.

Através de processos comuns de nosso dia-a-dia como colar objetos, podemos aprender um pouco mais sobre química! 

ônibus espaciais

Os ônibus espaciais devem carregar tudo que necessitarão durante uma missão, desde combustível até o ar que será respirado pelos astronautas. No caso do ar, são necessários equipamentos que purifique a atmosfera dentro da nave, retirando o gás carbônico, CO₂, produzido. Essa reciclagem da atmosfera é feita através de várias reações de óxido-redução.

Em missões curtas, todo o oxigênio é armazenado e não precisa ser regenerado. Somente o CO₂ necessita ser removido. O dióxido de carbono é removido através de uma reação com hidróxido de lítio:

CO₂(g) + 2 LiOH(s) ® Li₂CO₃(s) + H₂O(l)

Mas por que hidróxido de lítio e não outro hidróxido de metal alcalino? Pelo fato de o hidróxido de lítio ter a menor massa molar. Um subproduto desta reação é a água, que pode ser utilizada nos sistemas de refrigeração da nave.

Em missões longas ou a bordo de estações espaciais, o oxigênio precisa ser regenerado. Um meio de se remover o gás carbônico e gerar oxigênio é a reação com superóxido de potássio:

CO₂(g) + 4 KO₂(s) ® 2 K₂CO₃(s) + 3 O₂(g)

Em missões realmente muito longas, como a permanência em estações espaciais, outros processos de reciclagem de oxigênio precisam ser usados para um aproveitamento total dos recursos da nave. O dióxido de carbono pode reagir com hidrogênio, produzindo água:

CO₂(g) + 2 H₂(g) ® C(s) + 2 H₂O(l)

O carbono produzido é utilizado em filtros para remover os odores da cabine (imagine o cheiro que deve ser dentro de um lugar onde as pessoas ficam meses trancadas e o banho é uma toalha úmida). O oxigênio e o hidrogênio podem ser gerados através da hidrólise da água:

2 H₂O(l) ® 2 H₂(g) + O₂(g)

Para hidrolizar a água é preciso energia elétrica, que é fornecida através de painéis solares, localizados na parte externa da nave. Por este método, tudo o que é produzido é reaproveitado, aumentando a autonomia da missão.

Os combustíveis

Ao contrário dos automóveis, que são movidos pelo calor gerado dentro do motor, os veículos espaciais são movidos pelo impulso gerado pelos gases produzidos durante a combustão. E ao contrário dos automóveis, as naves precisam levar tanto o combustível quanto o oxidante. Em um ônibus espacial, aqueles dois foguetes laterais que podemos ver durante o lançamento estão cheios de combustível sólido. Esse combustível é formado por alumínio em pó (o combustível), perclorato de amônio (o agente oxidante, que também é um combustível) e óxido de ferro III (um catalisador). Estas substâncias são misturadas a um polímero e formam uma pasta, que é então injetada dentro dos tanques dos foguetes. Durante a decolagem de uma nave, uma das reações que ocorre é:

	Fe2O3
3 NH4CLO4(s) + 3 Al(s)	®	Al2O3(s) + AlCl3(s) + 6 H2O(g) + 3 NO(g)

Quando estes tanques ficam vazios,cerca de 3 minutos após a decolagem, eles são ejetados e uma equipe de resgate recupera-os no mar, para utilizá-los em missões futuras.

Depois de serem ejetados, entra em operação os motores da nave e eles passam a queimar o combustível que fica armazenado naquele tanque laranja, preso embaixo do ônibus espacial. Dentro desse tanque ficam armazenados hidrogênio e oxigênio líquidos, que quando queimam produzem vapor de água:

2 H₂(l) + O₂(l) ® 2 H₂O(g)

Nas viagens à Lua, as naves das missões Apollo usaram outros tipos de combustíveis, pois hidrogênio e oxigênio são muito efusíveis, e os motores movidos à combustíveis sólidos têm o problema de serem difíceis de desligar e religar. Eram usados então dois líquidos, uma mistura de derivados de hidrazina (predominantemente metil hidrazina) e N₂O₄, que quando queimavam produziam um enorme volume de gás:

4 CH₃NHNH₂(l) + 5 N₂O₄(l) ® 9 N₂(g) + 12 H₂O(g) + 4 CO₂(g)

Os combustíveis espaciais são geralmente perigosos. A metil hidrazina é um veneno mortal e o N₂O₄ é muito reativo, sendo armazenado em tanque resistentes à corrosão.

Por que as pipocas estouram?

A "explosão" de um grão de pipoca quando aquecido é o resultado da combinação de 3 características:

1. O interior do grão (endosperma) contém, além do amido, cerca de 14% de água.
2. O endosperma é um excelente condutor de calor.
3. O exterior do grão (pericarpo) apresenta grande resistência mecânica e raramente possui falhas (rachaduras).

Quando aquecido intensamente, a água no endosperma sofre vaporização, criando uma grande pressão dentro do grão. O pericarpo atua como uma panela de pressão, evitando a saída do vapor de água até que uma certa pressão limite seja atingida. Neste ponto, ocorrem duas coisas: o grão explode, com som característico (pop!) e o amido do endosperma incha abruptamente, criando aquela textura macia.

Hummm... bateu uma vontade de comer pipoca!!!

O que é anti-matéria?

Na física de partículas e na química quântica, a antimatéria é a extensão do conceito de antipartícula da matéria, por meio de que a antimatéria é composta de antipartículas da mesma maneira que matéria normal está composta das partículas.

Por exemplo, um anti-elétron (um pósitron, elétron com carga positiva) e um antipróton (um próton com carga negativa) poderiam dar forma a um átomo de anti-hidrogênio da mesma maneira que um elétron e um próton dão forma a um átomo normal do hidrogênio da matéria.

Além disso, a mistura da matéria e da antimatéria conduziria ao aniquilamento de ambos, da mesma maneira que a mistura das antipartículas e das partículas, criando assim fótons de grande energia (raios gamma) e outros pares de partículas e antipartículas. As partículas que resultam do aniquilamento matéria-antimatéria são dotadas de energia igual à diferença entre a massa do descanso dos produtos do aniquilamento e a massa do descanso do par original da matéria-antimatéria, que é sempre grande.

Há uma especulação considerável na ciência e na ficção científica a respeito de por que o universo observado parece ser constituído inteiramente de matéria. Especula-se a respeito de outros lugares possivelmente constituídos apenas por antimatéria. Atualmente, a assimetria aparente entre matéria e antimatéria é um dos maiores problemas sem solução da física. Os possíveis processos pelo que ocorreu são explorados mais detalhadamente no bariogênese.

Em 1995, foram produzidos antiátomos de hidrogênio, assim como núcleos de anti-deutério, criados a partir de um anti-próton e um anti-nêutron. Porém, não houve sucesso na obtenção de antimatéria de maior complexidade.

A antimatéria cria-se no universo como resultado da colisão entre partículas de alta energia, como ocorre no centro das galáxias, entretanto, não se tem detectado nenhum tipo de antimatéria como resíduo do Big Bang, coisa que ocorre com a matéria normal. A desigual distribuição entre a matéria e a antimatéria no universo tem sido, durante muito tempo, um mistério. A solução mais provável reside em certa assimetria nas propriedades dos mesons-B e suas antipartículas, os antimesons.

Os positrons e os antiprotons podem ser armazenados num dispositivo denominado "armadilha" (Penning trap, em inglês), que usa uma combinação de campos magnéticos e elétricos. Para a criação de armadilhas que retenham átomos completos de anti-hidrogênio foram empregados campos magnéticos muito intensos, assim como temperaturas muito baixas. As primeiras destas armadilhas foram desenvolvidas pelos projetos ATRAP e ATHENA.

O símbolo que se usa para descrever uma antipartícula é o mesmo símbolo da partícula normal, porém com um traço sobre o símbolo. Por exemplo, o antiproton é simbolizado como: .

As reações entre matéria e antimatéria tem aplicações práticas na medicina como, por exemplo, na tomografia por emissão de positrons (PET).

fonte: Wikipedia

Teoria da anti-matéria

A teoria mais aceita para a origem do universo é a do Big Bang que diz que tudo se iniciou numa grande expansão. Nos primeiros instantes o universo não era constituído por matéria, mas sim por energia sob forma de radiação. O universo então passou a expandir-se e, consequentemente, a arrefecer. Pares de partícula-antipartícula eram criados e aniquilados em grande quantidade. Com a queda de temperatura a matéria pôde começar a formar hádrons, assim como a antimatéria a formar antihádrons, pois matéria e antimatéria foram geradas em quantidades iguais. Atualmente, no entanto, parece que vivemos em um universo onde só há matéria.

Na realidade, já é estranho que o universo exista, pois, quando a matéria e a antimatéria se encontram, o processo inverso da criação ocorre, ou seja, elas anulam-se gerando apenas energia nesse processo. Seria altamente provável, portanto, que logo após terem sido criadas, partículas e antipartículas se anulassem, impedindo que corpos mais complexos como hádrons, átomos, moléculas, minerais e seres vivos pudessem formar-se. Acredita-se que esse processo de geração e aniquilação realmente ocorreu para quase toda a matéria criada durante o início da expansão do universo, mas o simples facto de existirmos indica que ao menos uma pequena fração de matéria escapou a esse extermínio precoce.

É possível que algum processo, de origem desconhecida, tenha provocado uma separação entre a matéria e a antimatéria. Neste caso existiriam regiões do universo em que a antimatéria e não a matéria seria mais abundante. Planejam-se algumas experiências no espaço para procurar essas regiões. No entanto, como até hoje não se conhece um processo capaz de gerar tal separação, a maioria dos cientistas não acredita nessa hipótese.

Por outro lado, existe a possibilidade de que a natureza trate de forma ligeiramente diferente a matéria e a antimatéria. Se isto for verdade, seria possível que uma pequena fração da matéria inicialmente gerada tenha sobrevivido e formado o universo conhecido hoje. Há resultados experimentais e teóricos que apontam nesta direção.

O que é Quark?

Quark, na física de partículas, é um dos dois elementos básicos que constituem a matéria (o outro é o lépton) e é a única, dentre as partículas, que interage através de todas as quatro forças fundamentais. O quark é um férmion fundamental com carga hadrónica ou cor. Não se observaram ainda quarks em estado livre. Segundo o Modelo Padrão, os quarks ocorrem em seis tipos na natureza: "top", "bottom", "charm", "strange", "up" e "down". Os dois últimos formam os prótons e nêutrons, enquanto os quatro primeiros são formados em hádrons instáveis em aceleradores de partículas.

Os quarks têm uma unidade de carga hadrônica, que aparece em três tipos distintos (cores). O campo hadrônico é também chamado de força nuclear forte. A teoria que estuda a dinâmica de quarks e das cargas hadrônicas (mediadas pelos glúons) é chamada Cromodinâmica Quântica. Segundo a Cromodinâmica Quântica, os quarks podem formar estados ligados aos pares e às trincas. Os pares de quarks são chamados mésons e as trincas hádrons. O próton é uma trinca de quarks, formado por dois quarks "up" e um quark "down". O nêutron é outro estado ligado de três quarks, dois deles "down" e um "up".

Os quarks têm carga elétrica -1/3 ou 2/3, onde a unidade é a carga do elétron. Antipartículas dos quarks têm carga oposta. Os quarks também interagem com a força nuclear fraca, a qual transmuta tipos distintos de quarks. Por exemplo, o quark tipo "down" pode mudar para um quark tipo "up" pela emissão de um bóson vetorial massivo, que transporta a força nuclear fraca. Tal mecanismo está por trás da desintegração do nêutron.

Apesar de não serem observados em estado livre, a massa dos quarks pode ser inferida dos hádrons e mésons observados. Sabe-se que os quarks "up" e "down" tem massa comparável com a do eléctron, enquanto o quark "top" tem uma massa cerca de 200 vezes maior que a do próton.

A propriedade mais importante dos quarks é chamada de confinamento. É um fato experimental que os quarks individuais não são vistos  — Eles estão sempre confinados ao interior dos hádrons, partículas subatomicas como os protons, neutrons, e meson. Esperava-se que esta propriedade fundamental surgisse da moderna teoria das interações forte, chamada de cromodinâmica quântica (QCD). Embora não exista nenhuma derivação matemática de confinamento na QCD, é fácil mostrar isto usando a teoria grade gauge.