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Introdução a Computação Quântica

Uma máquina quântica é um tipo de computador que usa a mecânica quântica para o processamento de informações, o que faz com mais eficiência do que uma máquina normal.

O segredo do poder de um computador quântico reside na sua capacidade de gerar e manipular bits quânticos ou qubits.

A Computação Quântica foi iniciada no início dos anos 80, quando Richard Feynman e Yuri Manin expressaram a ideia de que um computador quântico tinha o potencial de simular coisas que um computador clássico não podia. Em 1994, Peter Shor apresentou um algoritmo quântico (um algoritmo para rodar em máquinas quânticas) que tinha o potencial de descriptografar todas as comunicações seguras, o chamado Algoritmo de Shor.

Créditos: Mehau Kulyk Getty Images

Um computador clássico tem uma memória composta de bits, onde cada bit é representado por um ou zero.

Os computadores quânticos, por outro lado, usam qubits, que são tipicamente partículas subatômicas, como elétrons ou fótons. Enquanto o bit só pode ter o valor 1 ou o valor 0, o qubit pode conter os dois valores 1, 0 ou 1 e 0. Para colocar os qubits em superposição, os pesquisadores os manipulam usando lasers de precisão ou feixes de microondas.

Uma máquina quântica com vários qubits em superposição pode processar um vasto número de resultados potenciais simultaneamente. O resultado final de um cálculo surge apenas quando os qubits são medidos, o que imediatamente faz com que seu estado quântico “colapse” para 1 ou 0.

Os pesquisadores podem gerar pares de qubits que estão “emaranhados”, o que significa que os dois membros de um par existem em um único estado quântico. Alterar o estado de um dos qubits mudará instantaneamente o estado do outro de uma maneira previsível. Isso acontece mesmo se eles estiverem separados por grandes distâncias.

Em um computador convencional, dobrar o número de bits dobra sua capacidade de processamento. Mas, devido ao emaranhamento, a adição de qubits extras a uma máquina quântica produz um aumento exponencial em sua capacidade de processamento de números.

Gerar e gerenciar qubits é um dos desafios dentro desse campo. Algumas empresas usam circuitos supercondutores outras prendem átomos individuais em campos eletromagnéticos em um chip de silício em câmaras de vácuo. Em ambos os casos, o objetivo é isolar os qubits em um estado quântico controlado.

Aplicações como, por exemplo, na criptografia demonstra seu potencial de utilização. Normalmente, para um computador comum quebrar uma criptografia irá necessitar de alguns milhares de anos. Porem, para computadores quânticos, este problema seria resolvido em questões de segundos (mais sobre criptografia pode ser encontrado nesse texto).

Diversas universidades e empresas espalhadas pelo mundo concentram esforços para a criação de uma máquina quântica mas até o momento apenas alguns elementros, como portas lógicas, foram desenvolvidos.

No Brasil, há núcleos de pesquisa em universidades públicas do Rio de Janeiro e Paraíba. Há também um grupo de pesquisadores no LNCC(Laboratório Nacional de Computação Científica) dedicado exclusivamente para as pesquisas na área quântica da computação. Segundos estes pesquisadores, a área de hardware quântico no Brasil trabalha com protótipos, mas cooperam principalmente com os grandes grupos internacionais de pesquisas.

Pra saber mais e algumas referências: 

[1] https://www.technologyreview.com/s/612844/what-is-quantum-computing/

[2] https://canaltech.com.br/hardware/O-que-e-computacao-quantica/

[3] https://olhardigital.com.br/noticia/computacao-quantica-entenda-o-que-e-e-veja-os-processadores/51722

[4] The National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (2019). Grumbling, Emily; Horowitz, Mark, eds. Quantum Computing : Progress and Prospects (2018).

[5] Feynman, Richard (June 1982). “Simulating Physics with Computers” . International Journal of Theoretical Physics. [6] Mermin, David (March 28, 2006). “Breaking RSA Encryption with a Quantum Computer: shor’s FactoringAlgorithm” . Cornell University, Physics 481-681 Lecture Notes.

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“A notável física brasileira de 25 anos”

O estímulo e o exemplo podem ser armas poderosas para o futuro de uma menina. Uma menina pode se tornar uma física excepcional aos 25 anos quando apoiada pela família e nós podemos nos inspirar com o seu grande exemplo.

Sonja Ashauer nasceu em São Paulo em 1923, filha de pais alemães e de mente bem aberta para época, ajudaram a fortalecer o espírito científico dessa jovem. Na adolescência, Sonja contava com um mini-laboratório montado pelo seu pai, onde ela detinha toda a liberdade de realizar experiências. Todo esse apoio a levou a entrar no curso de física da USP e graduar-se bacharel em 1942, tendo sido juntamente com Elisa Frota-Pessoa, que se graduou em física no mesmo ano na Universidade do Brasil, no Rio de Janeiro, a segunda mulher a se graduar em Física no Brasil.

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Sonja Ashauer. Fonte: wikipedia

 

Logo em seguida iniciou o curso de licenciatura que finalizou em 1944 e sendo imediatamente contratada como a primeira assistente da Cadeira de Física Teórica e Física Matemática de Gleb Wataghin. Neste emprego pôde participar de pesquisas sobre mecânica quântica, em especial, em estatística de núcleos e partículas elementares em temperaturas extremamente altas. Segundo o professor Silvio Salinas, em um trabalho publicado nos Anais da Academia Brasileira de Ciências, Sonja calculou o coeficiente de absorção de radiação para o efeito fotoelétrico.

Com uma bolsa do British Council, Sonja Ashauer iniciou seu doutorado em Cambridge em 1945 sob orientação do Prêmio Nobel de Física de 1933, Paul Dirac.

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Paul Dirac. Fonte: Wikipedia

Mulheres não eram aceitas em Cambridge até meados do século XIX e na época de Sonja só era permitido cursar o bacharelado, portanto o seu doutoramento foi um dos primeiros concedidos pela universidade para uma mulher.

Dirac não era uma pessoa muito fácil de lidar, vários orientados o abandonaram e até Sonja teve problemas, principalmente pela ausência de supervisão de Dirac, que viajava constantemente. Em troca de cartas com Wataghin ela relata problemas com o tema de sua pesquisa, e ele a tranquiliza e diz que seu cargo continua disponível e que o mais importante era a pesquisa e não o título. Apesar dos problemas ela conseguiu concluir seus estudos em fevereiro de 1948 com a tese “Problems on electrons and electromagnetic radiation”. Infelizmente este trabalho não é de fácil acesso, tendo sua única cópia em Cambridge.

Além do PhD, Sonja se tornou membro da Cambridge Philosophical Society, processo no qual dependia de indicação feita por membro eleito há mais de três anos e a eleição dentro do conselho.

Além de ser uma física extraordinária, ela foi relatada por Sérgio Leite Lopes (um dos maiores físicos brasileiros de todos os tempos) como uma pessoa muito querida que o ajudou muito.

Infelizmente sua trajetória foi interrompida logo no início. No mesmo ano de conclusão do doutorado e volta ao Brasil, Sonja veio a falecer. Em agosto de 1948 Sonja apanhou chuva num dia frio, resfriou-se e não deu muita atenção. Esse resfriado a levou a uma “broncopneumonia, miocardite e colapso cardíaco” que a levou a óbito. No mesmo ano o caderno “Ciência para Todos” fez um artigo sobre a trajetória da “notável física brasileira de 25 anos”, contendo relatos de vários cientistas famosos da época.

As cientistas feministas já fizeram uma linda homenagem pra essa mulher inspiradora, segue essa ilustra maravilhosa que merece ser vista periodicamente.

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Ilustração feita pelas Cientistas Feministas em homenagem a Sonja Ashauer.

 

Boa parte do conteúdo deste artigo foi retirado do livro Mulheres na física: Casos históricos, panorama e perspectiva, montado por pesquisadores do Brasil e que apresenta este e outros casos de maneira mais detalhada. Outros documentos fundamentais para a composição da biografia de Sonja foram suas cartas com Wataghin, que podem ser encontrados no acervo da USP (http://acervo.if.usp.br/index.php/declaracao-de-marcello-damy-de-souza-santos-sobre-sonja-ashauer).

Referências

[1]http://memoria.cnpq.br/pioneiras-view/-/journal_content/56_INSTANCE_a6MO/10157/902653;jsessionid=C9A8A8C4B643C3848E9A546B6DF95D2B?p_p_state=pop_up&_56_INSTANCE_a6MO_viewMode=print

[2] Mulheres na Física: Casos históricos, panorama e perspectiva. Elisa M.B. Saitovitch, Renata Z. Funchal, Marcia C. B. Barbosa, Suani T.R. de Pinho e Ademir E. de Santana. Livraria da Física, 2015.

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Meninas, trabalho doméstico e escola

O Fórum Nacional de Prevenção e Erradicação do Trabalho Infantil (FNPETI), com dados da Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios (Pnad) de 2014, realizou um levantamento estatístico com 174.468 crianças e adolescentes entre 5 e 17 anos ocupados no serviço doméstico no país. Nessa pesquisa mostrou-se que o trabalho infantil dentro de residências é, em geral, reservado às meninas, 94,2% das crianças. Entre elas, 73,4% são negras e 83%, além de trabalharem na casa de terceiros, realizam afazeres domésticos em sua própria casa. [1]

As consequências do trabalho infantil doméstico são tanto físicas quanto emocionais: elas podem desenvolver lesões por esforço repetitivo, severas alergias por exposição a produtos químicos, risco de acidentes e mordidas de animais. Há também o risco de assédio sexual por parte dos patrões ou homens que habitem o local de trabalho. [1]

Os serviços domésticos estão na vida de todas as meninas. É na idade do brincar que ocorre uma separação dos papéis entre homens e mulheres. As meninas tem contato com miniaturas de eletrodomésticos, bonecas, mini vassouras para limpar. Aos meninos, o quintal e as ruas, os joelhos sujos de terra, carrinhos e ferramentas. [1]

Em pesquisa realizada pela Plan em 2013, retratou a divisão de tarefas domésticas em suas casas entre as meninas e meninos, evidenciando a discrepância entre a quantidade de tempo dedicado para tarefas entre os dois gêneros. A figura 1 mostra um pouco dessas diferenças. O tempo gasto para tarefas domésticas é retirado de tempo de estudo e lazer dessas meninas, o que pode prejudicar seu desenvolvimento educacional. [2]

Em um trabalho desenvolvido na USP em 2011, mostrou-se que as meninas que têm essa rotina de trabalho doméstico acaba por ver a escola como um ambiente mais agradável, tratando os estudos como lazer já que o tempo de lazer lhes foi retirado pelas obrigações domésticas. Porém, segundo o FNPETI, trabalhando em jornadas tão longas, as meninas não conseguem dar continuidade aos estudos, começando um histórico de reprovações que culmina no abandono da escola antes mesmo do término do ensino fundamental.[3] [4]

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Figura 1: Distribuição de tarefas entre meninos e meninas nas casas brasileiras. Fonte: Plan 2013.

No trabalho realizado pela professora Ana Lúcia Kassouf, do departamento de Economia, Administração e Sociologia, da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” (USP/ESALQ), e seus alunos do programa de doutorado em Economia Aplicada Marcos Garcias, Ida Bojicic Ono e Camila Rossi, integraram ao projeto PEP (Partnership for Economic Policy), os resultados analisados mostraram que o trabalho infantil, dentro ou fora de casa, atrapalha e diminui o desempenho das crianças na escola. “Nossas conclusões indicam que o trabalho doméstico, que muitas vezes não é contabilizado nas estatísticas sociais e não é considerado perigoso, deve ser incluído nas políticas de governo destinadas a combater o trabalho infantil”, ressaltou Ana. [3]

Na análise, monitorando diversos fatores relacionados às crianças, família e escola, ainda notamos que as crianças que trabalham, seja no domicílio ou no mercado, apresentam menor rendimento escolar, pois estão mais cansadas e sobrecarregadas”, ressaltou a professora. [3]

Nos EUA há um cenário parecido, numa pesquisa realizada pela Universidade de Maryland entre adolescentes de 15 a 19 anos, mostrou-se que os meninos gastam em média 30 minutos ao dia em tarefas domésticas enquanto as meninas cerca de 45 minutos. [6]

No passar dos anos o cenário não melhora para essas meninas, uma vez casadas, a responsabilidade do cuidado da casa será quase que exclusivamente delas. O IBGE em 2016 constatou que as mulheres dedicam, em média, 20,9 horas semanais aos cuidados com o lar, enquanto os homens dedicavam 11,1 horas semanais.[5]

Além das tarefas domésticas o levantamento do IBGE mostrou que cerca de 25% da população em idade de trabalhar cuidou de outras pessoas em 2016. O percentual de mulheres (32,4%) que se dedicavam a cuidar de pessoas foi superior ao dos homens (21%). [5]

A pesquisa mostrou que 49,6% das pessoas que receberam cuidados tinham entre zero e 5 anos de idade e 48,1% tinham entre 6 e 14 anos. O cuidado de idosos correspondeu a apenas 9% dos casos. Ou seja, a responsabilidade pelos cuidados dos filhos ainda é majoritariamente da mulher. [5]

Na figura 2, podemos ver a distribuição atual das tarefas dentro das casas brasileiras divulgada pelo IBGE em 2017. [5]

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Figura 2: Distribuição das tarefas domésticas nos lares brasileiros Fonte: G1

Desde criança as meninas são submetidas a uma carga maior de responsabilidades dentro de casa além de serem estimuladas com brincadeiras dedicadas às tarefas domésticas, por mais que isso possa trazer certo benefício no desenvolvimento da organização, outros fatores do desenvolvimento podem ser afetados. Com uma sobrecarga de tarefas, essas meninas podem não se dedicar tanto às atividades de lazer e escolar quanto deveriam. Durante toda sua vida serão cobradas nos quesitos de eficiência tanto ou mais quantos os homens no mercado de trabalho, mas estão acumulando duplas e triplas jornadas de trabalho. O quanto essa divisão injusta dos trabalhos domésticos pode estar atrapalhando o desenvolvimento intelectual dessas meninas e mulheres ao redor do mundo? Quanto a humanidade não poderia se beneficiar com mentes brilhantes que acabam presas dentro de casa a uma rotina de trabalhos domésticos?

O quadrinho “Era só pedir” (https://www.geledes.org.br/quadrinho-explica-por-que-as-mulheres-se-sentem-tao-cansadas/) traz o agravante de o quanto esses trabalhos domésticos são mais do que o ato, mas todo o esforço emocional que as mulheres carregam para manter um lar funcionando.

Referências:

[1] O perigo do trabalho infantil doméstico dentro e fora de casa. Cecília Garcia. Matéria feita em parceria com o Fórum Nacional de Prevenção e Erradicação do Trabalho Infantil (FNPETI) Atualizada às 10h30 do dia 27/04/2018.

[2] POR SER MENINA NO BRASIL: Crescendo entre Direitos e Violências. Pesquisa com meninas de 6 a 14 anos nas cinco regiões do Brasil. Plan. 2013

[3] Trabalho infantil provoca significativas quedas no desempenho escolar . Ana Carolina Brunelli . Universidade de São Paulo. 2016

[4] Trabalho doméstico não prejudica meninas na escola. Ariane Alves. Ano: 46 – Edição No: 94 – Educação – Faculdade de Educação. 2013

[5] https://g1.globo.com/economia/noticia/mulheres-passam-o-dobro-do-tempo-dos-homens-com-tarefas-domesticas-aponta-ibge.ghtml

[6] A ʻGenerationally Perpetuatedʼ Pattern: Daughters Do More Chores. Claire Cain Miller. The New York Times. 2018

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Asteroides : O início e o fim da humanidade?

Asteroides têm seu próprio charme. Mais do que uma simples pedrinha espacial, um asteroide pode ser a resposta pra vida da Terra e mesmo o responsável pelo fim da humanidade no futuro. Várias agências de pesquisas têm concentrado seus esforços para entender melhor esses objetos.

A hipótese que a vida pode ter sido trazida a Terra é chamada de Panspermia. Essa ideia foi abandonada por muitos anos pela falta de dados que pudessem corroborar essa ideia mas no fim dos anos 70 com a descoberta de meteoritos originados de Marte na Terra, mostrou-se que era possível a troca de matéria entre objetos no espaço e essa hipótese ganhou força novamente. [1] [2]

A chegada de um asteroide com material orgânico na Terra não é simples. Os microrganismos precisam de um ambiente em que possam sobreviver durante toda a viagem interplanetária. Entretanto, experimentos espaciais demonstraram que com proteção ultravioleta mínima, vários tipos de microrganismos podem sobreviver por anos ao ambiente hostil do espaço. Os resultados demonstraram que os microrganismos poderiam sobreviver a aceleração para a velocidades de escape de Marte e ao impacto subsequente em superfícies de diferentes composições. Assim, há fortes evidências de que microrganismos podem sobreviver às condições de transferência interplanetárias [1].

O sistema Terra-Marte não é o único lugar onde transferência natural pode ocorrer. A descoberta de potencialmente ambientes habitáveis, como alguns satélites de Júpiter e Saturno, expande a possibilidade de transferência de vida no Sistema Solar [1].

Para estudar melhor as possibilidades de microrganismos e composição de asteroides, várias missões têm sido lançadas com o objetivo de coleta de material para a análise na Terra.

A Hayabusa, da Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA), foi desenvolvida para coletar amostras do asteroide Itokawa e devolvê-las à Terra. Itokawa é um NEO (Near Earth Object), um objetos próximos da Terra que foi empurrado pela atração gravitacional de planetas próximos em órbitas que lhes permitem entrar na vizinhança da Terra, ou seja, tem maiores chances de colisão com a Terra [3][6].

A missão foi lançada em maio de 2003 e encontrou o asteróide Itokawa em novembro de 2005. Lá, fez várias tentativas de coletar. Durante uma dessas tentativas, a espaçonave inesperadamente perdeu a comunicação com a Terra e aterrissou na superfície do asteroide, danificando a espaçonave. Apesar desse revés, a JAXA conseguiu devolver a Hayabusa com segurança para a Terra em junho de 2010 [3].

Embora o mecanismo de coleta não tenha funcionado, milhares de partículas foram encontradas em um dos recipientes de amostra, aparentemente introduzidos durante o impacto da espaçonave na superfície do asteroide. Muitas dessas partículas seriam do asteroide por sua química e mineralogia, mas infelizmente foram contaminadas por partículas da espaçonave. Assim, em vez de devolver vários gramas de amostra, a Hayabusa retornou menos de um miligrama de amostra. No entanto, estas são as primeiras amostras diretas de um asteroide e, portanto, têm grande valor científico [3].

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Figura 1: Foto do Itokawa tirada pela Hayabusa em 2005. Créditos: JAXA

Seguindo a mesma linha, a JAXA enviou a Hayabusa2 que teria os pontos fracos da missão anterior resolvidos. Hayabusa2 foi lançado em dezembro de 2014 e encontrou-se com o asteroide 162173 Ryugu em 27 de junho de 2018. A missão deve inspecionar o asteróide por um ano e meio e retornar à Terra em dezembro de 2020 [4].

A Hayabusa2 também coletará material do asteroide e contem um dispositivo explosivo adicional que será usado para cavar o subsolo do asteroide [4].

 

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Figura 2: Foto do 162173 Ryugu tirada pela Hayabusa2 . Créditos: JAXA

A missão da NASA, OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer) segue a mesma lógica das missões japonesas, é uma missão de retorno de amostras de asteroides. Lançada em setembro de 2016, sua missão é estudar o asteroide 101955 Bennu, também considerado um NEO, e retornar uma amostra para a Terra em setembro de 2023 [5].

Os NEOs podem ser uma grande ameaça para a humanidade. Mais de 1 milhão de asteroides têm o potencial de impactar a Terra, e através de todos os telescópios disponíveis em todo o mundo, descobrimos apenas cerca de um por cento. Por causa disso foi criado o Dia do Asteroide (Asteroid Day), cujo os detalhes você pode encontrar no texto do próprio blog.

Resumidamente, o Asteroid Day (30 de Junho) é uma maneiras para conscientizar a sociedade sobre asteroides e as possibilidades de queda na Terra. A iniciativa também é uma maneira para estimular o investimento em pesquisa desses objetos. Alguns projetos brasileiros compostos de astrônomos profissionais e amadores têm colaborado para o monitoramento desses objetos quando atingem a atmosfera da Terra, como é o caso do Bramon e do Exoss.

O Brasil, pelo segundo ano seguido, foi a país que mais desenvolveu atividades no Asteroid Day. As atividades foram constituídas de palestras, cartazes, observações do céu dentre outras atividades, tudo acessível para todos os públicos.

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Figura 3: Número de eventos do Asteroid day em diversos países. Créditos: EXOSS

O Asteroid Day é uma ótima forma de conectar a academia com a comunidade e o Brasil fez o seu dever de casa. De norte a sul iniciativas como esta tem se tornando cada vez mais comum entre os cientistas, o que colabora para o acesso da população aos trabalhos desenvolvidos dentro da universidades e centros de pesquisas.

Referências:

[1] P. H. Rampelotto; PANSPERMIA: A PROMISING FIELD OF RESEARCH; Astrobiology Science Conference 2010;

[2] http://www.sciencemag.org/news/2016/08/nasa-sample-asteroid-clues-life-earth

[3] https://curator.jsc.nasa.gov/hayabusa/

[4] http://global.jaxa.jp/press/2018/06/20180627_hayabusa2.html

[5] https://www.nasa.gov/mission_pages/osiris-rex/

[6] https://cneos.jpl.nasa.gov/about/basics.html

 

 

 

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Resultados Recentes da Missão Juno

A sonda Juno, lançada pela NASA em 2011, tem como objetivo estudar profundamente o maior planeta do Sistema Solar, Júpiter. Aspectos como campo gravitacional, campo magnético e a composição do núcleo do planeta são alguns dos mistérios que Juno poderia ajudar a desvendar.

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Figura 1: 95 Minutos Sobre Júpiter. Fonte: https://www.nasa.gov/mission_pages/juno/images/index.html

Na mitologia Juno é a esposa do deus Júpiter e muitas brincadeiras foram feitas em relação a sonda, visto que muitos satélites de Júpiter, como Europa, Calisto e Io têm nomes de amantes de Júpiter.

Juno entrou na órbita de Júpiter em meados de 2016, e já estamos colhendo os frutos da missão. Quatro artigos sobre os resultados de Juno foram publicados na edição de 8 de março da revista Nature.

Entre as descobertas, divulgou-se que as famosas faixas atmosféricas de Júpiter, já conhecida desde Galileu Galilei, seriam mais profundas do que se imaginava. A superfície visível de Júpiter é dividida em um número de bandas paralelas com o equador. Existem dois tipos de bandas: “zonas”, que possuem uma cor clara, e “cinturões”, bandas de cor mais escura. A diferença na aparência entre zonas e cinturões é causada por diferenças na opacidade das nuvens. As bandas de Júpiter são limitadas por fluxos atmosféricos zonais chamados “jatos”. Os fluxos atmosféricos (ventos) do planeta gigante se estendem profundamente em sua atmosfera e duram mais do que os processos atmosféricos similares encontrados aqui na Terra.

Os jatos penetrariam cerca de 3.000 quilômetros de profundidade e conteriam uma massa equivalente a três Terras, cerca de 1% da massa de Júpiter. Em contraste, a atmosfera da Terra tem menos de um milionésimo da massa total da Terra.

A sonda Juno tem fornecido uma imagem em 3D desses fluxos. Como os ventos de Júpiter podem chegar a cerca de 360 km/h, isso perturba a massa espalhada pelo planeta. Portanto, o mapeamento do campo gravitacional de Júpiter pode esclarecer o quão profundo essas faixas se estendem abaixo da superfície. Quanto mais profundos os jatos, mais massa eles contêm, levando a um sinal mais forte do campo gravitacional. Assim, a magnitude da assimetria na gravidade determina a extensão das correntes de jato.

 

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Figura 2: Hemisfério Sul de Júpiter. Fonte: https://www.nasa.gov/mission_pages/juno/images/index.html

Outro resultado interessante é que sob a camada climática Júpiter giraria quase como um corpo rígido e não como um fluído como esperávamos para um planeta gasoso. Isso ocorre porque as altas pressões encontradas no planeta geram forças que impedem os ventos de fluirem em direções opostas.

Já os pólos de Júpiter são um contraste gritante com os cinturões e zonas que circundam o planeta em latitudes mais baixas. Seu pólo norte é dominado por um ciclone central cercado por oito ciclones circumpolares com diâmetros que variam de 4.000 a 4.600 quilômetros de diâmetro. O pólo sul de Júpiter também contém um ciclone central, mas é cercado por cinco ciclones com diâmetros que variam de 5.600 a 7.000 quilômetros de diâmetro.

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Figura 3: Formações de Nuvem em Júpiter. Fonte: https://www.nasa.gov/mission_pages/juno/images/index.html

A sonda Juno tem feito um ótimo trabalho possibilitando descobertas fantásticas, podendo até colaborar para desvendar os mistérios da formação planetária. Além disso, Juno tem nos fornecido belíssimas imagens, como podemos ver no decorrer do texto.

Referências:

[1] Ingersoll, A.P.; Dowling, T.E.; Gierasch, P.J.; et al. (2004). “Dynamics of Jupiter’s Atmosphere”. In Bagenal, F.; Dowling, T.E.; McKinnon, W.B.Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere.

[2]L. Iess, et al., “The measurement of Jupiter’s asymmetric gravity field,” Nature volume 555, pages 220–222 (08 March 2018).

[3] Y. Kaspi, et al., “Jupiter’s atmospheric jet-streams extending thousands of kilometers deep,” Nature volume 555, pages 223–226 (08 March 2018).

[4] T. Guillot, et al., “A suppression of differential rotation in Jupiter’s deep interior,” Nature volume 555, pages 227–230 (08 March 2018).

[5] A. Adriani, et al., “Clusters of Cyclones Encircling Jupiter’s Poles,” Nature volume 555, pages 216–219 (08 March 2018).

 

 

 

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Put a Ring on it: Os novos anéis do Sistema Solar

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Beyoncé e suas amigas que gostam de anéis

Saturno, o segundo maior planeta do Sistema Solar, sempre chamou grande atenção por seus lindos anéis. Os aneis de Saturno foram detectados pela primeira vez em 1610 por Galileu Galilei. Os anéis de Saturno são feitos de gelo e rocha de diversos tamanhos. Alguns são tão pequenos como um grão de areia e outros são tão grandes como uma casa. Por muito tempo pensou-se que Saturno era o único objeto com tal característica, mas tempos depois descobriu-se que os anéis não eram um privilégio de Saturno mas todos os planetas gigantes do Sistema Solar apresentam anéis, mesmo que não tão majestosos como o de Saturno. Apesar de ser uma descoberta de longa data, os cientistas não sabem quando e como os anéis se formaram.

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Saturno com seus majestosos anéis. Fonte: Istock/Getty Images

Parecia que este tipo de estrutura era formada em apenas planetas gigantes mas uma descoberta brasileira de 2014 revelou que era possível anéis em asteróides. Os pesquisadores do Observatório Nacional detectaram a presença de não apenas um, mas de dois anéis no objeto (10199) Chariklo, o que foi uma grande surpresa. Chariklo é pertencente aos Centauros, uma classe de pequenos objetos que se encontram entre Júpiter e Netuno. Chariklo tem um raio de cerca de 124 km. Os dois densos anéis tem 7 e 3 km de largura e foram batizados de Oiapoque e Chuí, uma referência aos extremos do Brasil. A maior parte da composição dos anéis é de água congelada. [1]

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Chariklo e os anéis Oiapoque e Chuí. Fonte: The Space Reporter.

No dia 3 de junho de 2013, Chariklo passaria em frente à estrela UCAC4 248-108672, uma estrela distante. As observações foram feitas em diversos sítios de localizados no Brasil, Argentina, Uruguai e Chile. Durante o eclipse, os astrônomos puderam observar a silhueta do asteroide com mais cuidado. Os resultados de Chariklo, no entanto, surpreenderam. O brilho da estrela foi bloqueado em dois momentos inesperados, instantes antes e instantes depois da passagem do asteroide, como podemos observar no vídeo. Era um sinal de que Chariklo não estava sozinho. “Nós não estávamos procurando por anéis, e não achávamos que corpos tão pequenos quanto Chariklo tivessem anéis. Por isso essa descoberta – e a imensa quantidade de detalhes que conseguimos observar no sistema – foram uma grande surpresa”, declarou Felipe Braga Ribas, o principal pesquisador envolvido na descoberta. [3]

Os anéis ainda explicam um fenômeno observado quando da descoberta do asteroide em 1997. Quando avistado pela primeira vez, ele era um corpo brilhante, cuja luminosidade diminuiu até ressurgir em 2008. Isso aconteceu porque seus anéis, formados em grande parte por água congelada, refletem a luz como grandes espelhos. Entre 1997 e 2008, no entanto, a superfície refletora ficou voltada na direção oposta à Terra.

A ciência não para e um time composto por diversos brasileiros, inclusive muitos dos que estiveram envolvidos na descoberta dos anéis de Chariklo, anunciaram em meados de Outubro uma nova descoberta: um anel em um planeta anão!

O planeta anão Haumea é um objeto interessante, gira em torno do Sol em uma órbita elíptica que leva 284 anos, e leva apenas 3,9 horas para girar em torno de seu próprio eixo, muito menos que qualquer outro corpo que mede mais de cem quilômetros de comprimento em todo o Sistema Solar. Esta velocidade de rotação faz com que ele tenha uma forma elipsoidal semelhante a uma bola de rugby. Os dados recentemente publicados revelam que Haumea mede 2.320 km no seu maior eixo, quase o mesmo que Plutão. [2]

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Haumea (esquerda) e Plutão (direita). Fonte: Sylvain Cnudde – SIGAL – LESIA, Observatoire de Paris

De acordo com os dados obtidos a partir da ocultação estelar, o anel fica no plano equatorial do planeta anão, assim como o seu maior satélite, Hi’iaka, e exibe uma ressonância 3:1 em relação à rotação de Haumea, o que significa que as partículas congeladas que compõem o anel rodam três vezes mais lentamente ao redor do planeta do que gira em torno de seu próprio eixo.[4]

A origem destes anéis não foi esclarecida ainda. Uma hipótese é que a composição dos anéis podem ser remanescentes do disco de poeira primordial que ficou confinado. Outras possibilidades seriam colisão com outro objeto, ou na dispersão do material de superfície devido à alta velocidade de rotação do planeta no caso de Haumea.

Referências:

[1] Braga-Ribas, F. et al., A ring system detected around the Centaur (10199) Chariklo, ature. Nature, Volume 508, Issue 7494, pp. 72-75 (2014). https://arxiv.org/abs/1409.7259

[2] Ortiz, J.L., et al. The size, shape, density and ring of the dwarf planet Haumea from a stellar occultation. Nature, Volume 550, Issue 7675, pp. 219-223 (2017). http://www.nature.com/nature/journal/v550/n7675/full/nature24051.html?foxtrotcallback=true

[3] http://epoca.globo.com/tempo/noticia/2014/03/brasileiros-descobrem-bsistema-de-aneisb-em-torno-de-asteroide.html

[4] http://www.iaa.es/en/news/haumea-most-peculiar-pluto-companions-has-ring-around-it

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Software Livre: mais que softwares, uma ideologia

Em 1983, Richard Stallman, funcionário do Laboratório de Inteligência Artificial do MIT, identificou uma falha no software de uma impressora Xerox. Para corrigi-la precisaria do código-fonte porém a empresa não quis liberar. Esse fato o motivou a criar um mecanismo legal que garantisse a todos desfrutar dos direitos de copiar, redistribuir e modificar software, dando origem ao GPL (General Public License). Para institucionalizar o Projeto GNU (um acrônimo recursivo para Gnu’s Not Unix), Stallman fundou a Free Software Foundation (FSF) e deu origem ao movimento software livre. [1]

Segundo a Free Software Foundation, é comum que os usuários confundam softwares gratuitos (freewares) com softwares livres. Ao contrário de um software gratuito, software livre é aquele que respeita a liberdade e senso de comunidade dos usuários. Richard Stallman cita que “para entender o conceito deve-se pensar em ‘liberdade de expressão’, não em “cerveja grátis”. Isto significa que um desenvolvedor que distribuir um software livre pode tanto cobrar por isto quanto o fornecer de maneira gratuita. [1]

Ao contrário de um software gratuito, software livre é aquele que respeita a liberdade e senso de comunidade dos usuários.”

Uma importante característica do software livre é o compartilhamento de código-fonte. Esse compartilhamento pode simplificar o desenvolvimento de novas aplicações, que não precisam ser programadas a partir do zero. Essa vantagem tem impacto significativo na redução de custos e na diminuição da duplicação de esforços. Além de que um maior número de desenvolvedores pode ser capaz de identificar e corrigir mais bugs (falhas) em menos tempo e um número maior de usuários pode gerar situações de uso e necessidades variadas. [1]

Além do conceito de software livre, Stallman introduziu o Copyleft. Esse termo surgiu em uma carta de um amigo que havia escrito: “Copyleft: all rights reversed” (Esquerdos autorais: todos os direitos invertidos), contrapondo-se à nota que é encontrada em muitas obras: “Copyright: all rights reserved” (Direitos autorais: todos os direitos reservados). O Copyleft ou Licença de Documentação Livre, baseia-se em diferentes tipos de licenças que permitem ao autor estabelecer os usos de sua obra, garantindo o reconhecimento de sua produção e autoria. O autor abdica dos direitos de propriedade em favor da livre circulação das criações intelectuais, pois o Copyleft encara os utilizadores de conteúdo como potenciais criadores. A licença permite a livre cópia, divulgação, a modificação do original, e torna possível a difusão do conteúdo para um maior número de pessoas. [2]

Um programa é considerado um software livre quando os usuários possuem as quatro liberdades essenciais:

Liberdade 0: A liberdade de executar o programa como você desejar, para qualquer propósito.

Liberdade 1: A liberdade de estudar como o programa funciona, e adaptá-lo às suas necessidades.

Liberdade 2: A liberdade de redistribuir cópias de modo que você possa ajudar ao próximo .

Liberdade 3: A liberdade de distribuir cópias de suas versões modificadas a outros.

O movimento software livre não costuma tomar posições políticas ou de outros caráteres que não programas de computadores porém alguns defensores do software livre acreditam que outros trabalhos que servem a um propósito prático também devem ser livres . Para o Movimento do software livre, que é um movimento social, não é ético aprisionar conhecimento científico, que deve estar sempre disponível, para assim permitir a evolução da humanidade.

Quadrinhos: Software Proprietário

Fonte: http://www.ufpa.br/dicas/linux/li-lisol.htm

Qualquer licença livre é também uma licença Open Source, sendo que a diferença entre as duas nomenclaturas reside essencialmente na sua apresentação e na ideologia que as alicerçam. O termo Código Aberto, ou Open Source em inglês, foi criado pela OSI (Open Source Initiative). O movimento pelo Código Aberto foi iniciado no final do século XX, tendo se originado como parte de uma campanha de marketing para o Software Livre. Salienta os benefícios técnicos e econômicos do código-fonte aberto e livre ao desenvolvimento, e não enfatiza os aspectos éticos. Assim, enquanto a FSF utiliza o conceito “Software Livre” dentro de um discurso baseado em questões éticas, de práticas de direitos e liberdade, o conceito “Código Aberto” é utilizado pela OSI sob um ponto de vista puramente técnico, pragmático, evitando questões éticas e ressaltando não as liberdades oferecidas pela licença, mas a alta qualidade técnica do software. Os dois grupos acabam se unindo em diversas situações e são mencionados, pela sigla “FLOSS” (Free/Libre and Open Source Software). [3]

E quais são os softwares livres mais usados?

O mais famoso de todos os softwares livres talvez seja o GNU/Linux. Em julho de 1991, Linus Torvalds, um estudante finlandês da Universidade de Helsinki, divulgou uma mensagem mencionando sobre seu projeto de construir um núcleo livre, similar ao Minix, e obteve ajuda de vários desenvolvedores. Em setembro do mesmo ano, Linus lançou a versão oficial do que é hoje o Linux. Centenas de desenvolvedores se juntaram ao projeto para integrar todo o sistema GNU (compilador, editor de textos, shell, etc) em torno do núcleo do Linux. Nasce então, sob a licença GPL, o sistema operacional GNU/Linux.

O VLC Media Player é um excelente reprodutor multimídia, usado no mundo todo. Está disponível para todas as plataformas e sistemas operacionais. O software é leve, muito rápido e é capaz de rodar quase todos os formatos de áudio e vídeo disponíveis no mercado

O GIMP, Image Manipulation Program, é um programa criado explicitamente para ser uma alternativa livre ao uso do Adobe Photoshop. O programa também roda em qualquer sistema operacional.

O “nosso” conhecido WordPress. O sistema de gerenciamento de conteúdo na Web tem seu foco direcionado para a confecção de blogs, é escrito em PHP com banco de dados em MySQL.

O Compilador GCC. Conhecido inicialmente como GNU Compilador para a linguagem C.

Também software livre, o LibreOffice pode ser uma alternativa ao pacote Office do Windows.

Para fortalecer a ideologia do Software Livre, alguns eventos tem sido realizado, como o “ Dia da Liberdade de Software(SFD), uma celebração mundial anual de Software Livre, que visa divulgar as virtudes do Software Livre e incentivar seu uso (link).

Desde  2005, é realizado o Festival Latino-americano de Instalação de Software Livre (FLISoL). Esse é o maior evento da América Latina de divulgação de Software Livre. Seu principal objetivo é promover o uso de Software Livre, mostrando ao público em geral sua filosofia, abrangência, avanços e desenvolvimento. Para alcançar estes objetivos, diversas comunidades locais de Software Livre (em cada país/cidade/localidade), organizam simultaneamente eventos em que se instala, de maneira gratuita e totalmente legal, Software Livre nos computadores dos participantes. Além disso, paralelamente acontecem palestras, apresentações e workshops, sobre temas locais, nacionais e latino-americanos sobre Software Livre (link).

O software livre está inserido num contexto mais amplo onde a informação (de todos os tipos, não apenas software) é considerada um legado da humanidade e deve ser livre (visão esta que se choca diretamente ao conceito tradicional de propriedade intelectual). Coerentemente, muitas das pessoas que contribuem para os movimentos de Conhecimento Aberto, movimento do software livre, sites Wiki, Creative Commons, fazem parte da comunidade científica. Cientistas estão acostumados a trabalhar com processos de revisão mútua e o conteúdo desenvolvido é agregado ao conhecimento científico global. Embora existam casos onde se aplicam as patentes de produtos relacionados ao trabalho científico, a ciência pura, em geral, é livre. [6]

Referências:

[1] http://www.fsf.org/

[2] Software Livre – Histórico, Definição, Importância .http://www.ufpa.br/dicas/linux/li-lisol.htm)

[3] Software Livre e de Código Aberto.  https://pt.opensuse.org/Software_Livre_e_de_C%C3%B3digo_Aberto

[4] http://www.softwarefreedomday.org/

[5] https://flisol.info/

[6] Cultura Livre, Lawrence Lessig. http://free-culture.cc/