novembro 28, 2012

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Cientistas descobrem estrela que renasceu

 

Por Vanessa Daraya, de INFO Online

Divulgação/ESA

 

São Paulo – A Agência Espacial Europeia (ESA) descobriu uma estrela que renasceu. Segundo os cientistas, esse fato pode ajudar os pesquisadores a entender com a Terra e os outros planetas serão em alguns bilhões de anos, quando o Sol estiver em seus últimos suspiros.

A 5.500 anos-luz de distância de nós, Abell 30, ou A30, é uma estrela parecida com o Sol, e está no fim da sua fase de gigante vermelha. Há 12.500 anos, as camadas exteriores da estrela foram expulsas por um vento solar lento e denso que formou uma nebulosa planetária.

Então, há 850 anos, ela subitamente cuspiu nuvens ricas de hélio e carbono e voltou a viver. Porém, a estrutura da estrela voltou a se contrair rapidamente nos últimos 20 anos.

Isso é o que pode vir acontecer com Sol, o que também acabaria com a Terra . No centro de sua própria nebulosa, um forte vento estelar e uma poderosa radiação explodirão e agirão sobre qualquer planeta que tenha sobrevivido à sua fase de gigante vermelha.

 

 

 

 

novembro 28, 2012

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Estudo acha vida em salmoura isolada por 20 m de gelo na Antártida

 

FOLHA DE S.PAULO
DO EDITOR DE “CIÊNCIA+SAÚDE”

Poucos ambientes parecem menos promissores para a vida do que uma salmoura resfriada a -13 graus Celsius, mas um ambiente desse tipo é lar de uma diversificada comunidade de bactérias no interior da Antártida.

Mais intrigante ainda, esse ecossistema improvável parece estar isolado de fontes externas de energia e nutrientes há pelo menos 3.000 anos, afirmam os cientistas americanos que o exploraram pela primeira vez em artigo na revista científica “PNAS”.

Alison Murray e seus colegas do Centro de Pesquisas do Deserto em Reno (sudoeste dos EUA) acharam as bactérias depois de cuidadosas perfurações no manto de pelo menos 20 m que recobre o lago Vida (veja mapa abaixo).

Não se sabe exatamente a profundidade do lago. Também não está claro se, abaixo da grossa camada de gelo, existiria algo parecido com uma lagoa líquida.

O que dá para dizer é que, abaixo de certa profundidade, a placa sólida de gelo começa a dar lugar a uma rede de canais por onde corre a salmoura onde vivem as bactérias do lago.

Alison Murray/Divulgação
Lago Vida, corpo d'água congelado em vale no interior da Antártida

Lago Vida, corpo d’água congelado em vale no interior da Antártida.

O líquido não congela totalmente, mesmo com a temperatura bem abaixo de zero, por causa da elevada quantidade de cloreto de sódio (o popular sal de cozinha) dissolvida nele. Por causa disso, essa água é seis vezes mais salgada que a do mar.

Levemente amarelo, o líquido contém tanto ferro que fica laranja-escuro quando exposto à atmosfera (dentro do lago, praticamente não existe oxigênio). Também há elevadas quantidades de enxofre e nitrogênio ali.

Mesmo assim, análises de DNA e observações de amostras da salmoura feitas com microscópios revelaram a presença de exemplares de pelo menos oito filos bacterianos (um filo é um agrupamento que reúne grande diversidade de espécies; o dos cordados, por exemplo, abrange todos os vertebrados, do homem aos peixes).

Tudo indica que várias dessas espécies nunca foram detectadas antes. Há sinais de que elas estão sobrevivendo em “marcha lenta” desde que ficaram isoladas ali -sem uma explosão populacional, mas mantendo seu metabolismo numa taxa baixa e relativamente constante.

O mistério é como elas estariam fazendo isso. Uma possibilidade é que estejam se aproveitando, por exemplo, do hidrogênio produzido pelas rochas da região, em contato com o lago, para produzir alguma energia.

Vai ser preciso mais trabalho para entender o que está ocorrendo no lago Vida, mas a descoberta já dá fôlego a uma busca bem mais ampla: a caçada por micróbios durões fora do nosso planeta.

É que as condições do lago antártico não são tão diferentes assim das que existem em oceanos congelados de locais como Europa, uma das luas de Júpiter. (Reinaldo José Lopes)

 

Editoria de Arte/Editoria de Arte/Folhapress

novembro 24, 2012

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Olhos Hubble uma galáxia espiral solto

NASA

Crédito da imagem: NASA / Hubble

O Telescópio Espacial Hubble avistou a galáxia espiral ESO 499-G37, visto aqui em um cenário de galáxias distantes, espalhadas com estrelas próximas. A galáxia é visto de um ângulo, permitindo que o Hubble para revelar a sua natureza espiral claramente. Os fracos, os braços espirais soltas podem ser distinguidas como características azuladas que rodam em torno do núcleo da galáxia. Esta coloração azul emana das estrelas quentes e jovens localizados nos braços espirais. Os braços de uma galáxia espiral têm grandes quantidades de gás e poeira, e muitas vezes são áreas onde novas estrelas estão constantemente formando. traço mais característico da galáxia é um núcleo brilhante alongado. O núcleo central de abaulamento geralmente contém a maior densidade de estrelas na galáxia, onde normalmente um grande grupo de relativamente frias estrelas velhas são embalados na região, compacto esferoidal. Uma característica comum a muitas galáxias espirais é a presença de um bar que funciona através do centro da galáxia. Essas barras são pensados para funcionar como um mecanismo que o gás canais dos braços em espiral para o centro, aumentando a formação de estrelas.

 

 

novembro 24, 2012

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Terapia celular reduz tempo de regeneração do fígado

 

Por Agência Fapesp

Reprodução

Com aplicação de células-tronco indiferenciadas retiradas do broto hepático, pesquisadores da USP reduzem para menos da metade o tempo de regeneração do fígado de ratos submetidos a cirurgia que removeu 70% do órgão

Uma terapia celular desenvolvida por pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) reduziu para menos da metade o tempo de regeneração do fígado de ratos submetidos a uma cirurgia que removeu 70% do órgão.

O objetivo imediato é testar a eficácia do método no tratamento de cirrose hepática induzida em animais. Futuramente, os cientistas pretendem avaliar a possibilidade de adaptar o tratamento para humanos.

As células-tronco usadas no estudo foram obtidas do broto hepático de embriões de ratos com 12 dias e meio de gestação, explicou Maria Angélica Miglino, professora da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia (FMVZ) da USP e coordenadora da pesquisa financiada pela FAPESP .

“Nos mamíferos, logo no início da gestação surge uma estrutura conhecida como intestino primitivo, a partir da qual se formam os brotos que darão origem a todos os órgãos da cavidade abdominal, como o fígado, o pâncreas, a bexiga e as alças intestinais”, disse Miglino.

As células-tronco do broto hepático têm tendência natural para se transformar em hepatócitos e, por conta disso, seriam teoricamente mais seguras e eficientes para uso no tratamento regenerativo do fígado quando comparadas a qualquer outro tipo de célula-tronco.

“Essas células têm potencial para formar um fígado. Nossos objetivos eram descobrir quando elas são formadas, qual seria o melhor momento para retirá-las do embrião, cultivá-las in vitro e usá-las para tratar cirrose induzida em ratos”, contou Miglino.

Durante o mestrado de Amanda Olivotti, realizado na FMVZ com orientação da professora Rose Eli Grassi Rici, os pesquisadores identificaram o momento ideal da gestação para obtenção das células-tronco, realizaram o cultivo, a caracterização morfológica e as análises histológicas.

“As células mostraram grande capacidade proliferativa, mantendo-se pluripotentes principalmente na metade do 12º dia após a fecundação. Não apresentaram marcadores de transformação neoplásica ou de erros genéticos”, contou Olivotti.

O passo seguinte, realizado já no doutorado de Olivotti, foi induzir o quadro de insuficiência hepática nos animais para testar o poder regenerativo da terapia.

“No primeiro grupo de roedores foi retirado 70% do fígado. Isso causa déficit metabólico e leva a uma insuficiência equivalente a dos casos de perda do órgão por trauma. Também simula a condição de crianças que nascem com o fígado atrofiado”, disse Durvanei Augusto Maria, pesquisador do Laboratório de Bioquímica e Biofísica do Instituto Butantan e coorientador do trabalho.

Em um segundo modelo animal, a cirrose foi induzida pela administração de medicamentos que causam fibrose nas células do fígado, levando a um quadro semelhante ao provocado pelo consumo excessivo de álcool ou pela inflamação crônica resultante de doenças como hepatite.

Vias de administração

Os pesquisadores testaram quatro diferentes vias de administração da terapia nos ratos hepatectomizados. As células-tronco foram marcadas com uma substância fluorescente para que seu deslocamento pelo corpo pudesse ser monitorado por meio de exames de ultrassom, raios X e tomografia de emissão de pósitrons (PET).

A primeira via avaliada foi a endovenosa, na qual as células eram introduzidas no organismo dos ratos por meio da veia peniana. Em um segundo grupo de roedores, as células foram injetadas no peritônio, membrana que reveste os órgãos da cavidade abdominal.

A terceira via testada foi a endotraqueal, que consistia em passar uma sonda no interior da traqueia e levar as células até o pulmão. “Alguns pacientes com cirrose desenvolvem síndrome respiratória e essa seria uma via alternativa para promover primeiro melhora no pulmão e, em segunda instância, no fígado”, explicou Augusto Maria.

Por último foi avaliada a via oroenteral, na qual uma sonda era introduzida pela cavidade oral, passava pela faringe, esôfago, estômago e aplicava as células-tronco no duodeno. Por essa via, segundo Olivotti, as células chegaram em maior número ao fígado e se mantiveram constantes no órgão por mais tempo.

“Obtivemos os melhores resultados pela via oroenteral por causa do ducto hepático, canal que une o duodeno e o fígado e serve normalmente para a passagem da bile. Essa via, até hoje, ninguém havia testado”, disse Miglino.

Segundo Augusto Maria, a intenção é avaliar uma quinta via de administração, mais direta, porém de maior risco: a artéria hepática. “Do ponto de vista cirúrgico, é mais fácil passar uma sonda do que mexer com uma artéria. Mas pretendemos avaliar também essa via, pois a ideia é desenvolver um modelo de tratamento que tenha reprodutibilidade em humanos”, disse.

Os animais foram acompanhados por 21 dias. Após esse período, as células-tronco se mostraram viáveis em todas as vias de administração, com maior ou menor eficácia em termos de regeneração do fígado.

“Um fígado leva em média 25 dias em modelos experimentais para se regenerar após a hepatectomia. Com a aplicação de uma única dose de células-tronco indiferenciadas do broto hepático nos animais submetidos à hepatectomia, a média foi reduzida para dez dias, mostrando ser um sistema altamente eficaz”, disse Olivotti.

Embora o fígado dos animais tenha voltado ao volume original, sua funcionalidade ainda não foi avaliada pelos pesquisadores. “Essas análises serão feitas até o fim do doutorado, mas os resultadosin vitro indicam que o órgão manteve sua capacidade de metabolização”, disse Olivotti.

O modelo piloto de cirrose induzida por medicamentos precisou ser revisto, uma vez que a droga usada na primeira tentativa – a dimetilnitrosamina (DMN) – mostrou-se agressiva demais e poucos animais sobreviveram ao experimento.

“Iniciamos um novo protocolo de indução com tiocetamida (TAA), que é menos agressiva, mas o processo de desenvolvimento de cirrose leva mais tempo para acontecer”, disse Olivotti.

No momento, os pesquisadores também fazem um novo modelo de indução por hepatectomia no qual 90% do fígado é removido cirurgicamente. “Este protocolo tem de ser mais invasivo para podermos monitorar por mais tempo o processo de regeneração do fígado”, explicou.

Aplicação clínica

Embora a estratégia tenha se mostrado promissora, ainda há muitos obstáculos a serem vencidos até que a terapia possa ser testada em humanos. O primeiro deles é descobrir uma forma viável para obter as células do broto hepático.

“Ainda que a lei permitisse, não podemos usar embriões remanescentes de tratamentos de reprodução assistida, pois nessa fase de desenvolvimento o intestino primitivo ainda não está formado”, disse Miglino.

Embora seja tecnicamente possível usar células de fetos que sofreram aborto espontâneo ou provocado, haveria muitas questões éticas e legais envolvidas.

“Uma possibilidade seria formar um banco de células de primatas adaptadas a formar fígado humano. Mas precisamos investigar ainda se o transplante entre espécies diferentes seria viável”, disse Miglino.

Para Augusto Maria, ainda serão necessários estudos de longa duração com animais para que todos os riscos dessa terapia sejam avaliados. “É possível que a aplicação das células induza a formação de trombos e crie áreas infartadas. Pode ainda formar um tumor ou induzir doenças autoimunes”, ponderou.

Os estudos de longa duração, acrescentou, também são necessários para entender se as células-tronco estimulam o tecido agredido a se regenerar ou se são elas próprias que se proliferam dentro do órgão.

“Uma possível estratégia seria induzir cirrose em porcos para avaliar os efeitos da terapia celular. O fígado suíno é o que mais se assemelha ao humano”, disse Augusto Maria.

Os resultados preliminares estão agora sendo enviados para publicação. A pesquisa está vinculada ao Projeto Temático“O enigma vitelino”, também coordenado por Miglino.

 

novembro 23, 2012

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Pesquisa descobre detalhes inéditos do vírus da gripe

 

23 de novembro de 2012 

 

Terra

Imagem mostra a replicação do vírus da gripe, com os diferentes tipos de proteínas. Foto: El Mundo/Reprodução

Imagem mostra a replicação do vírus da gripe, com os diferentes tipos de proteínas
Foto: El Mundo/Reprodução


Uma pesquisa publicada nesta quinta-feira pela revista Science aponta detalhes do vírus da gripe observados pela primeira vez pelos cientistas. O estudo de mais de 10 anos de pesquisadores espanhóis e americanos permitiu compreender como funciona a estrutura molecular tridimensional que contém o material genético dos vírus.

De acordo com o estudo, o “coração” dos vírus é composto por oito segmentos de ácido ribonucleico (RNA), que compõem o código genético, associados a várias proteínas. Esse complexo, denominado ribonucleoproteínas, é encarregado pela replicação dos vírus, produzindo novas cópias de si mesmos e contribuindo para a disseminação da infecção.

“O que descobrimos é como estão organizadas essas máquinas que permitem a transcrição e a replicação dos vírus da gripe”, disse Martín Benito, um dos coordenadores da pesquisa, ao site El Mundo. O conhecimento mais avançado do processo permite indicar alguns pontos vulneráveis do vírus, o que abre caminho para o desenvolvimento de novos medicamentos capazes de impedir a multiplicação do vírus da gripe.

 

Terra

 

novembro 23, 2012

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Grupo da Nasa afirma que viagem mais rápida que a luz pode ser possível

 

SALVADOR NOGUEIRA
COLABORAÇÃO PARA A FOLHA

A julgar pelo corajoso trabalho de alguns cientistas, o futuro da exploração espacial parece bastante promissor. Enquanto o maior caçador de planetas americano sai em busca de supercivilizações, um físico da Nasa desenvolve um meio de visitá-las.

Geoff Marcy, da Universidade da Califórnia, ficou famoso a partir de 1995, quando começou a descobrir uma penca de planetas fora do Sistema Solar -e por pouco não inaugurou esse campo de estudo, iniciado meses antes por Michel Mayor, do Observatório de Genebra.

Encorajado pelo sucesso, ele agora decidiu investir seus talentos em trabalhos mais especulativos. E o surpreendente é que lhe deram a verba -inicialmente modesta, é verdade- para isso.

O dinheiro, equivalente a R$ 400 mil, vem da britânica Fundação Templeton. O plano mais chamativo que Marcy tem para o financiamento é a busca de povos alienígenas extremamente avançados, tão tecnológicos que chegariam a modificar estrelas.

Tais povos criariam estruturas apelidadas de esferas de Dyson (em homenagem ao físico Freeman Dyson, responsável por propor que elas seriam possíveis) em torno de suas estrelas natais.

Elas serviriam para obter o máximo possível de recursos energéticos de determinado astro. E esse “parasitismo” cósmico deixaria traços na luminosidade que escapa da estrela, permitindo, em tese, que telescópios aqui na Terra detectassem tais pistas.

APRESSADINHO

Enquanto isso, Harold “Sonny” White trabalha em um laboratório do Centro Espacial Johnson, da Nasa, para tornar as viagens interestelares possíveis.

Com as tecnologias atuais, atravessar a vasta distância entre as estrelas é dureza. Veja, por exemplo, a espaçonave Voyager-1, lançada em 1977 e hoje o objeto mais distante já enviado pelo homem ao espaço. Se fosse apontada na direção de Alfa Centauri, o sistema estelar mais próximo, ela chegaria lá em cerca de 75 mil anos.

Pior ainda, as viagens interestelares esbarram na inconveniente teoria da relatividade, que dita que nada pode viajar mais depressa que a luz. O limite de velocidade universal seria, portanto, 300 mil km/s -4,3 anos para chegar a Alfa Centauri.

A saída seria usar outro truque da relatividade. Se, por um lado, há um limite máximo de velocidade, por outro a teoria sugere que é possível “curvar” o espaço, compactando-o e esticando-o conforme a necessidade.

Essa foi a premissa usada na série de TV “Jornada nas Estrelas” para impulsionar a nave Enterprise. Encurtando o espaço à frente da nave, pode-se viajar a uma velocidade modesta e ainda assim, para um observador externo, ir mais rápido que a luz.

Ficção? Em 1994, o físico mexicano Miguel Alcubierre escreveu um artigo científico sugerindo que tal feito seria possível, mas exigiria níveis de energia equivalentes à massa de Júpiter, o maior planeta do Sistema Solar.

VERSÃO 2.0

Harold White vem trabalhando em cima do problema e descobriu que, mudando a configuração da criação do campo de dobra, é possível obter o mesmo efeito com energia equivalente à da massa da espaçonave Voyager-1, pouco mais de 700 kg.

“As descobertas mudam o status da pesquisa de impraticável para plausível e meritória de mais investigação”, diz White, que está montando um experimento de laboratório para testar a ideia.

Usando lasers e uma bobina com forma de anel, ele espera criar a primeira demonstração experimental de uma dobra espacial, que tentará distorcer o espaço-tempo em escalas submicroscópicas.

Ainda é muito pouco para levar uma nave até Alfa Centauri, mas seria ao menos uma prova de princípio.

Mesmo com a redução da energia necessária (e vale dizer que 700 kg de matéria convertida em energia equivale ao consumo anual dos EUA), ainda resta um problema: as distorções para a dobra espacial exigem o que os físicos chamam de densidade de energia negativa.

Isso não é expressamente proibido pela física (no mundo quântico, das partículas elementares, às vezes surgem quantidades diminutas de energia negativa), mas ninguém sabe como chegar lá. Um teste de laboratório talvez seja capaz de funcionar com os efeitos quânticos diminutos que os físicos já geram, mas uma espaçonave exige bem mais.

Para resolver isso, os físicos estão explorando soluções como manipular energia escura (a força de expansão acelerada do Universo, hoje pouco compreendida) e a possibilidade de que existam mais dimensões além das quatro que conhecemos. Há muito trabalho pela frente.

 

JORNADA Cientistas propõem o uso de "dobra espacial" para encurtar distâncias interestelares

novembro 22, 2012

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Cientista anuncia descoberta histórica em Marte, mas Nasa reduz expectativa

Diretor da missão do Curiosity disse em entrevista que descoberta é digna de entrar em livros de história. Nasa afirmou que entusiasmo de cientista seria apenas com qualidade dos dados

AFP

 

 

Nasa 

Ilustração mostra Curiosity durante pesquisar em solo marciano

 

A excitação foi total nesta quarta-feira (21) quando um cientista da Nasa mencionou uma descoberta “digna de entrar para os livros de história” feita pelo veículo-robô Curiosity em Marte, mas, em seguida, a agência espacial americana reduziu as expectativas em torno do feito.

“Esta descoberta vai entrar nos livros de história, parece realmente excelente”, afirmou à rádio NPR John Grotzinger, diretor da missão Curiosity no Laboratório de Propulsão a Jato Jet Propulsion Laboratory, JPL) em Pasadena (Califórnia, oeste dos Estados Unidos).

Segundo a entrevista, divulgada na terça-feira, análises feitas pelo robô enviado ao planeta vermelho para tentar encontrar vestígios de vida no passado, teriam apontado para uma descoberta incrível. Mas os cientistas não poderiam antecipar nada mais antes de confirmar seus estudos preliminares, o que poderá levar várias semanas.

Nesta quarta-feira, no entanto, Guy Webster, responsável pelas relações com a imprensa do JPL, reduziu a expectativa em torno de uma descoberta revolucionária.

“No que diz respeito ao seu comentário sobre os ‘livros de história’, a missão em seu conjunto tem uma natureza (que a torna candidata) a entrar nos livros de história (…), não há nada específico no futuro que seja revolucionário”, disse.

“John (Grotzinger) estava encantado com a qualidade das análises das amostras provenientes do veículo robótico quando estava com um jornalista em seu escritório na semana passada”, explicou Webster. “Já tinha ficado entusiasmado no passado com resultados anteriores e estará de novo no futuro”, acrescentou.

“A equipe científica analisa os dados de uma amostra do solo marciano, mas não se pode falar disso neste momento”, continuou. “Isto não muda os procedimentos habituais: deve-se confirmar os primeiros resultados antes de torná-los públicos”, afirmou.

No final de setembro, o Curiosity descobriu cascalho proveniente do leito de um antigo riacho, sustentando a hipótese da existência de água no planeta vermelho. O veículo robô, dotado de vários instrumentos de medição e análise, encontrou no mês passado “objetos brilhantes” na superfície do solo, o que deixou os especialistas perplexos.

 

novembro 22, 2012

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Morte de George Solitário não extinguiu tartaruga gigante de Galápagos

 

Cientistas descobriram genes da espécie em 17 tartarugas do arquipélago. Parque Nacional de Galápagos avalia realizar programa de reprodução em cativeiro

AFP | 

 

Dirección del Parque Nacional  Galápagos

George Solitário, Ultimo quelônio de sua espécie, morreu sem deixar descendentes.


A morte, há cinco meses, de George Solitário , uma tartaruga gigante das ilhas Galápagos, não significou a extinção da espécie, como se acreditava, revela um estudo que descobriu genes deste exemplar em 17 indivíduos, informou nesta quarta-feira a direção da reserva natural equatoriana.

A morte do quelônio, em 24 de junho, “não representa o fim da espécie de tartarugas gigantes (Chelonoidis abingdonii ) da ilha Pinta”, de onde era originário George, destacou a Direção do Parque Nacional de Galápagos (DNPG), em um comunicado.

Segundo o informe, uma pesquisa realizada em conjunto com a universidade americana de Yale “demonstra a existência de 17 tartarugas com ascendência da ilha Pinta, que habitam o vulcão Wolf, da ilha Isabela”.

“O estudo identificou nove fêmeas, três machos e cinco jovens com genes da espécie de tartarugas gigantes da ilha Pinta, depois de analisar mais de 1.600 amostras coletadas no ano 2008 no vulcão Wolf”, destacou a DNPG.

e acordo com os cientistas, a “descoberta marca o primeiro passo rumo à recuperação da espécie Chelonidis abingdonii , por meio de um programa de reprodução e criação em cativeiro, opção que é avaliada pela DPNG”.

George, uma tartaruga centenária, era considerado o último representante de sua espécie e sua morte por causas naturais ocorreu após décadas de esforços científicos para conseguir a sua reprodução.

 

 

novembro 16, 2012

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Fio elétrico feito de bactérias

FERNANDO REINACH – O Estado de S.Paulo

O fundo do mar é cheio de surpresas, mas esta é inesperada. Foram descobertos longos fios compostos por fileiras de bactérias que funcionam como cabos elétricos, transportando eletricidade no solo dos oceanos.

No fundo do mar existe pouco oxigênio. A quantidade de oxigênio no interior do solo dos mares é ainda menor e diminui rapidamente à medida que penetramos no solo. Dois milímetros abaixo da superfície, a quantidade de oxigênio já é 10% da presente na água que recobre o solo. Essa camada superior do solo é chamada oxida (com oxigênio), e o resto, abaixo dela, de anoxida (sem oxigênio).

Na oxida vive uma enorme comunidade de bactérias e outros seres que usam o oxigênio do mesmo modo que nós usamos o oxigênio do ar. Para obter energia, tanto nosso corpo como essas bactérias degradam açúcares, produzindo CO2. Esse processo gera elétrons e a energia presente neles é usada para nos manter vivos. O destino final desses elétrons é se ligar ao oxigênio, produzindo moléculas de água, num processo que os bioquímicos chamam de respiração. Por isso que pelos pulmões nosso corpo capta oxigênio e expele CO2 e água.

Mas na anoxida também vive muitos microrganismos, que também degradam açúcares e produzem CO2. Esse processo também gera elétrons, cuja energia é usada para manter esses seres vivos. Mas o destino final desses elétrons no subsolo do oceano é diferente. Como não há oxigênio suficiente para receber esses elétrons, íons sulfato (SO4–) assumem o papel do oxigênio e, ao se ligarem aos elétrons, transformam-se em moléculas de sulfito de hidrogênio (H2S). Mas isso causa um problema. O sulfito é toxico e, ao acumular no solo, mata os microrganismos. Por isso há no fundo do mar outras bactérias que retiram os elétrons do sulfito e o transformam em enxofre (S). O que esses organismos fazem com esses elétrons? Até agora, ninguém sabia.

Cientistas descobriram que, se usassem uma espécie de voltímetro e colocassem uma agulha na região oxida do solo e a outra agulha na região anoxida, era possível medir uma corrente elétrica, indicando que elétrons da anoxida estavam sendo transportados para a oxida, onde combinam com moléculas de oxigênio e formam água. Então veio a questão: de que maneira esses elétrons estavam sendo transportados do fundo do solo para a superfície?

Ao examinar o solo que liga a oxida à anoxida, encontraram grande quantidade de fios muito finos, orientados na vertical, ligando as duas regiões. Contando os fiosm concluíram que haviam 117 metros de fios por cada centímetro cúbico de solo. Essa densidade enorme de fios ligando as regiões só é possível porque cada fio tem 0,5 milésimo de milímetro de diâmetro.

Observando esses fios no microscópio, os cientistas descobriram que eles eram compostos por fileiras de centenas de bactérias. Será que esses fios estavam transportando os elétrons da anoxida para a oxida? Foi aí que fizeram um experimento que achei genial. Cortar os fios para ver se a corrente elétrica ainda era transmitida. Exatamente o que fazemos em casa se queremos saber se um determinado fio leva a eletricidade a uma lâmpada. Mas como cortar esses milhares de fios?

Os cientistas produziram um fio muito fino de metal e passaram um pedaço dele uma vez entre a oxida e a anoxida, cortando cada fileira de bactérias em um único ponto. Bastou isso para que a corrente elétrica deixasse de ser transmitida. Com ela interrompida, a quantidade de sulfito de hidrogênio aumenta rapidamente no subsolo. Dias depois, as bactérias recompunham os fios, a corrente elétrica era reestabelecida e a quantidade de sulfito diminuía novamente.

Esse e outros experimentos, como colocar filtros com buracos menores que o tamanho dos fios entre a oxida e a anoxida, demonstram que a corrente elétrica é transmitida por esses fios.

Esses resultados demonstram que essas finas fileiras de bactérias são verdadeiros fios elétricos que levam elétrons do fundo do solo dos oceanos às camadas mais superficiais, permitindo a sobrevivência de uma enorme comunidade de seres vivos em locais muito pobres em oxigênio. Mas esses fios são muito melhores que os produzidos pelos espertos seres humanos. Por serem vivos, eles se consertam automaticamente quando cortados. É o tipo de tecnologia que seria útil nesse nosso país de frequente apagões.

Imagine que são esses milhões de fios que seu pé está rompendo cada vez que você caminha em um manguezal. Você está causando um enorme apagão, rompendo uma sofisticada rede elétrica que abastece uma comunidade de microrganismos.

 

novembro 16, 2012

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Ligações poderosas

 

Ligações poderosas

Cientistas austríacos conseguem obter novo tipo de entrelaçamento entre fótons, que poderá ser usado no futuro para conectar objetos maiores.

Imagem feita por pesquisadores austríacos que mostra a superposição de feixes de luz e evidencia que eles estão entrelaçados. (imagem: Zeilinger et al/ Science)

Minha coluna deste mês, publicada no último dia 2, trata dos fundamentos e aplicações do entrelaçamento quântico, tema que motivou a concessão do Prêmio Nobel de Física deste ano. O entrelaçamento é um fenômeno que se refere à correlação entre propriedades físicas de dois ou mais sistemas quânticos, ou seja, partículas separadas e distantes entre si se mantêm conectadas e compartilham informações e características. Dessa forma, qualquer alteração nas propriedades de uma partícula afeta as da(s) outra(s).

Até hoje, as realizações práticas desse fenômeno foram implementadas com fótons polarizados em eixos perpendiculares. Mas, no mesmo dia em que a coluna foi ao ar, a revista Science publicou um artigo, de autoria de Anton Zeilinger e colaboradores, da Universidade de Viena (Áustria), com resultados experimentais da obtenção de um novo e instigante tipo de entrelaçamento.

No mesmo dia em que minha coluna foi ao ar, a revista Science publicou um artigo com resultados experimentais da obtenção de um novo e instigante tipo de entrelaçamento

Em vez da polarização dos fótons, eles usaram o momento angular orbital, uma propriedade muito similar ao momento angular de objetos clássicos, grandeza física associada à rotação de um corpo em torno de um eixo.

No caso de fótons, o momento angular orbital manifesta-se quando a frente de onda eletromagnética (conjunto de pontos do ambiente que está no limite entre a região que sofre perturbação da onda e aquela não perturbada) gira em torno da direção de propagação do feixe de luz. Quanto mais rápido a frente de onda gira, maior o momento angular orbital, que representa o número de rotações no espaço de um comprimento de onda e é simbolizado pela letra ‘L’.

Fótons entrelaçados

Um modo relativamente simples de promover esse comportamento é fazer um feixe de laser incidir sobre determinados tipos de cristais. Esse processo resulta, naturalmente, em alguns poucos fótons entrelaçados via momento angular orbital. No entanto, nesses casos, o número de rotações por comprimento de onda é de, no máximo, 20.

Zeilinger e seus colaboradores conseguiram um momento angular orbital de 300, um número suficientemente grande para se pensar na aplicação da técnica em objetos macroscópicos no futuro, mas ainda pequeno para fazer girar qualquer objeto, por menor que seja.

Superposição de feixes de luz com momentos angulares de sentidos contrários entrelaçados. As imagens mostram feixes com números de rotações diferentes obtidos pelos pesquisadores: 10 (à esquerda), 100 (ao centro) e 300 (à direita). Quanto maior esse número, menor é a separação entre os elementos da imagem, um dos fatores que dificultam a observação do entrelaçamento em objetos macroscópicos. (imagem: Zeilinger et al/ Science)

O pulo do gato da equipe austríaca foi usar um modulador espacial de luz. Trata-se de uma fina película de determinado material – como o cristal líquido, entre outros – capaz de alterar a fase de um feixe de luz incidente. Não se preocupe em entender o que significa ‘fase de um feixe de luz’, o importante aqui é saber que, se o feixe for polarizado, o material fará com que a frente de onda do feixe refletido gire em torno de seu eixo de propagação.

Mais importante ainda é que dois feixes com polarizações perpendiculares entre si geram frentes de onda com ângulos de rotação contrários. Dessa forma, assim como acontece no entrelaçamento de polarizações contrárias, se uma rotação de um feixe for invertida, automaticamente a do outro também será.

O que o grupo de Zeilinger fez foi dividir um feixe de laser em dois, com polarizações perpendiculares, e depois transformar cada um deles em feixes com momentos angulares orbitais de sentidos contrários. Os pesquisadores então inverteram a rotação de um dos feixes e observaram que a rotação do outro também se inverteu, comprovando, assim, que esses feixes estavam entrelaçados.

Essa façanha pode dar origem ao entrelaçamento de objetos macroscópicos. No futuro, esse fenômeno poderá ser usado no desenvolvimento de computadores quânticos, dotados de uma supercapacidade de processamento de informações.

Carlos Alberto dos Santos
Professor-visitante sênior da Universidade Federal da Integração Latino-americana