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Será que o Higgs não merecia esse prêmio mais do que eles?
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Serge Haroche, da França, e David Wineland, dos EUA, demonstraram a viabilidade de fazer medições em partículas sem destruir seu estado original – algo até então tido como impossível.

A sutileza do mundo quântico chega a ser cruel. Ao tentar medir o estado de uma única partícula, a tendência é destruí-lo pela simples interação. O Prêmio Nobel em Física deste ano foi para dois pesquisadores que conseguiram driblar essa dificuldade e, com isso, revolucionaram o estudo das regras básicas da natureza que regem as menores escalas. Seu trabalho pioneiro pode culminar no desenvolvimento de supercomputadores capazes de proezas hoje praticamente impossíveis.

Os PremiadosSerge Haroche, do Collège de France e da Ecole Normale Supérieure, em Paris, e David J. Wineland, do National Institute of Standards and Technology (NIST) e da Universidade de Colorado em Boulder, nos Estados Unidos, vão dividir a láurea e os 8 milhões de coroas suecas destinados à premiação.

Segundo a comissão que decide os vencedores do Nobel, eles foram agradiados por terem desenvolvido “métodos experimentais revolucionários que permitem a medição e manipulação de sistemas quânticos individuais” – algo que até então era tido como praticamente impossível pelos físicos.

O mundo quântico, que diz respeito ao comportamento individual de partículas e subpartículas, é muito diferente da física a que nos acostumamos na vida cotidiana. Sai de cena o mecanicismo clássico newtoniano que rege os objetos manipuláveis e entra um conjunto de regras contraintuitivo e desafiador.

Na mecânica quântica, por exemplo, as partículas não definem seu estado até que sejam observadas. Antes disso, podem – e diz-se que têm – todos os estados possíveis ao mesmo tempo. E a definição, ocasionada pela observação, via de regra, equivale a destruir o estado original.

Haroche e Wineland conseguiram, individualmente, vencer experimentalmente o desafio de conduzir medições em partículas sem destruir o estado quântico original. Assim, puderam examiná-las, controlá-las e contabilizá-las de uma forma antes tida como impossível.

Os dois usaram abordagens diferentes, e complementares, para atingir esse fim. Enquanto Wineland aprisionou átomos com carga elétrica – os ditos íons – em armadilhas e, por meio de partículas de luz – os fótons – conseguiu manipulá-los preservando seu estado quântico, Haroche seguiu o caminho contrário: desenvolveu a técnica de controlar e medir fótons aprisionados ao enviar átomos para uma armadilha.

A pesquisa dos dois está no campo cada vez mais efervescente da óptica quântica, que visa estudar a interação fundamental entre luz e matéria. A ideia é que, no futuro, o entendimento desses aspectos mais delicados e sutis do mundo quântico permitam a criação de supercomputadores capazes de fazer cálculos hoje impossíveis para as máquinas.

Esses computadores quânticos se baseiam na noção de que, com partículas capazes de manter vários estados quânticos ao mesmo tempo, é possível executar diversas operações simultaneamente, acelerando brutalmente o processamento paralelo de informação. Por ora, é um sonho ainda a ser realizado, mas o caminho começou a ser pavimentado por Haroche e Wineland.

Precisão

“O Nobel reconhece a importância de uma linha de pesquisa que permitiu a medida e a manipulação de sistemas quânticos individuais. É possível, hoje em dia, controlar a interação de um único átomo com um único fóton em uma cavidade!”, diz Luiz Davidovich, físico da UFRJ que teve forte colaboração com o grupo de Serge Haroche, desde o início da década de 1980.

“Os resultados obtidos, além de permitirem a demonstração de sutis propriedades do mundo quântico, abrem o caminho para o desenvolvimento do que tem sido chamado de ‘tecnologias quânticas’, que podem levar a avanços consideráveis nas áreas de computação e transmissão de informação.”

Davidovich cita que progressos já foram feitos nesse sentido, atingindo estágio prático. “A comunicação quântica, que utiliza propriedades da física quântica para proteger a transmissão de dados, já tem sido utilizada, por exemplo, na transmissão de votos eleitorais em Genebra.”

Além de Davidovich, outro pesquisador brasileiros que tem laços com Haroche é Paulo Nussenzveig, da USP. Ele fez seu doutorado sob os auspícios do vencedor francês do Nobel. “Fiquei um pouco surpreso por sair nesse ano, tendo em vista que o último prêmio para a área de óptica foi há apenas três anos”, diz. “Mas considero certamente merecido.”

“Tanto o Haroche quanto o Wineland exploraram um terreno inóspito: a ‘fronteira’ entre o mundo quântico e o mundo clássico. Sabemos que existem vários fenômenos físicos que ocorrem na escala microscópica que não observamos no mundo macroscópico. Por que isso ocorre? Conforme vários outros pesquisadores haviam proposto, a interação com o ambiente destrói propriedades quânticas frágeis como a coerência de superposições de estados. Esse fenômeno, chamado de descoerência, era uma teoria até 1996. A partir de então, passou a ser considerado um fenômeno físico, observado em laboratório.”

Fonte: Sociedade Brasileira de Física

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O cientista israelense Daniel Shechtman venceu o Nobel de Química de 2011.O Nobel de Química 2011 foi para o cientista israelense Daniel Shechtman, 70 anos, conhecido pela descoberta dos “quase-cristais”. Ele recebe sozinho o prêmio de 20 milhões de coroas suecas, o equivalente a R$ 5,4 milhões.

O comitê do Nobel lembrou que os quase-cristais foram estudados por muitos cientistas, mas que a descoberta se deve exclusivamente a Shechtman, que precisou de muita “habilidade e tenacidade” para convencer uma “muito cética” comunidade científica.

Segundo o comitê do Nobel, os cientistas acreditavam que a matéria sólida era feita sempre de átomos arrumados em uma ordem definida e que podia ser repetida diversas vezes para formar uma estrutura de cristal.

Mas os átomos que Shechtman descobriu não tinham um arranjo que podia ser repetido. Ele estudava um material formado por alumínio e manganês com um microscópio eletrônico. Ao analisar as imagens que o equipamento consegue produzir para mostrar a organização dos átomos, o cientista se deparou com um formato que seria impossível de existir.

“Os quase-cristais redefiniram o primeiro capítulo do estudo da matéria organizada”, afirmou o representante do comitê responsável por explicar a pesquisa de Schechtman.

Bola de futebol estranha

Para o comitê do Nobel, a descoberta de Shechtman seria tão estranha quando tentar formar uma bola de futebol somente com gomos de seis lados. Quem já pegou em uma bola de futebol nota que existem também gomos de cinco lados, para que a forma esférica seja possível.

O trabalho foi tão controvertido que o cientista foi retirado do seu grupo de pesquisa, em 1982. Mas o escolhido pelo Nobel conseguiu convencer os químicos a tentarem definir outra vez a concepção que tinham de matéria. “As reações que Daniel recebeu ao apresentar sua pesquisa iam de ‘vá embora, Daniel’ a ‘isso não é muito interessante”, lembrou o comitê do Nobel.
Nascido em 1941, Shechtman é, na verdade, um físico e trabalha no Instituto de Tecnologia de Israel, o Technion. No dia 8 de abril de 1982, quando aconteceu a descoberta, o israelense estava tirando um ano sabático nos Estados Unidos.

“É uma das raras descobertas que podemos dizer o dia exato em que aconteceram”, disse o comitê do Nobel. “Conversamos com ele por telefone e ele está muito feliz. Ele disse que sonhou com isso, mas tinha desistido da esperança de consegui-lo.”

O anúncio foi feito nesta terça-feira (4) no Instituto Karolinska em Estocolmo, na Suécia. Este é o último prêmio para ciência de 2011. Nesta quinta-feira será entregue o Nobel de literatura. Na sexta, a vez é do da paz e na segunda, o de economia.

Sobre o Prêmio Nobel

Tradução: Luiz Roberto Mendes Gonçalves

Que prêmio Nobel explicou a física quântica da radioatividade, postulou a versão moderna do Big Bang, propôs que as estrelas brilham por causa de reações termonucleares e descobriu o conceito do código genético? Nenhum. A pessoa existiu – chamava-se George Gamow -, mas não recebeu o prêmio. Nem o de física nem o de medicina.

Tampouco o recebeu Dimitri Mendeleyev, cuja tabela periódica decora as escolas de todo o mundo; nem Oswald Avery, que demonstrou que o DNA é a molécula portadora da informação genética; nem Lise Meitner, descobridora da fissão nuclear; nem Julius Lilienfeld, criador do transistor; nem George Zweig, codescobridor dos quarks. Esse é apenas o início de uma longa lista de ilustres nunca premiados com um Nobel de ciências.

E fora das ciências é ainda pior. O pacifista mais célebre do século 20, Mahatma Gandhi, não recebeu o Nobel da Paz, diferentemente de Henry Kissinger ou Yasser Arafat. E o de literatura teve de realmente afinar a pontaria para não cair em Leon Tolstói, Anton Chekov, Franz Kafka, Marcel Proust, James Joyce, Henry James, Vladimir Nabokov, Graham Greene ou Jorge Luis Borges, para citar só os mortos.

No entanto, o Nobel continua sendo o prêmio mais prestigioso que um intelectual deste planeta pode receber. E seu prestígio não se deve à tradição – por que teria o mundo que respeitar uma tradição sueca? -, mas a seu exaustivo mecanismo de seleção. Os prêmios que conhecemos nesta semana são o resultado de um ano de investigação sobre os candidatos.

A Real Academia Sueca de Ciências (que concede os prêmios de física, química e economia), o Instituto Karolinska (medicina), a Academia Sueca (literatura) e o Comitê Nobel Norueguês (paz) convidaram em outubro do ano passado – como fazem todos os outonos – 6 mil especialistas de todo o mundo para apresentar as nomeações (nunca de si próprios).

São cerca de mil especialistas por prêmio, entre eles os agraciados anteriormente em cada área, e o resultado costumam ser cem ou 200 indicações ao todo. Os seis comitês Nobel, um por prêmio, começaram a selecionar essas nomeações em fevereiro, e só acabaram há algumas semanas. Durante esse processo consultam muitos especialistas externos, e daí costumam vir os rumores sobre a identidade dos premiados, em geral escassos e pouco confiáveis.

Uma seleção desse tipo garante que todos os premiados merecem sê-lo – em ciência houve poucas concessões controvertidas -, mas não que todos os merecedores sejam premiados. Portanto, é lógico que a maioria das decisões polêmicas da academia o tenham sido sobretudo por ausência. Ou por atraso, que só difere da ausência na longevidade do candidato. Mas o certo é que cada caso é um mundo.

Uma categoria minoritária de não premiados são os que o físico britânico John Gribbin chama de “os visionários”. São “mais importantes que os prêmios Nobel”, segundo Gribbin. O paradigma é o próprio Gamow, citado no primeiro parágrafo. Sua influência na ciência é incalculável, embora também no sentido literal: não se pode calcular. São ideias, avistamentos, pautas. Seu alcance se deve a como estas influíram em outros cientistas, e o Nobel costuma ir para estes.

Gamow nasceu em Odessa quando fazia parte do Império Russo e estudou física em São Petersburgo quando se chamava Leningrado, mas trabalhou toda a sua vida em Göttingen, Copenhague, Cambridge e Boulder (Colorado, EUA). Em 1948 ele propôs com Ralph Alpher a teoria do Big Bang. Outros físicos haviam especulado antes com a ideia, mas foi o artigo de Alpher e Gamow que permitiu demonstrar o Big Bang 15 anos depois.

Como os nomes Alpher e Gamow parecem “alfa e gama”, Gamow não pôde resistir a buscar um beta para arredondar o artigo. Encontrou-o logo, em um dos grandes físicos teóricos do século 20, Hans Bethe, a quem convenceu a assinar o trabalho apesar de sua contribuição nula. O histórico artigo “A origem dos elementos químicos” saiu, portanto, assinado por Alpher, Bethe e Gamow, para satisfação deste último. Bethe pelo menos recebeu o Nobel, embora por outra coisa.

James Watson e Francis Crick descobriram a dupla hélice do DNA em 1953. Pouco depois de ter publicado a descoberta na revista “Nature”, receberam uma carta de Gamow, que não conheciam. O físico propunha ali o primeiro modelo de um código genético: uma linguagem que traduzia a ordem linear das letras do DNA – recém-descoberto pelos destinatários da carta – em outro tipo de sequência: a fileira de aminoácidos que constitui as proteínas. Seu modelo concreto era incorreto, mas o conceito de código genético foi capital.

Thomas Edison patenteou 1.093 invenções, entre elas o fonógrafo, o alto-falante e o microfone do telefone, as peças chaves do cinematógrafo, o primeiro gerador eficaz e um modelo de ferrovia elétrica. E a lâmpada, é claro. Enquanto isso, seu colega Nikola Tesla idealizava os dínamos de corrente alternada, a transmissão da energia elétrica e a bobina de indução, o que lhe permitiu adiantar-se a Marconi na patente do rádio. Edson e Tesla foram indicados para o Nobel em 1915, mas a academia os descartou por um motivo de peso: um não podia ver o outro. Marconi tinha recebido o prêmio seis anos antes.

Durante a primeira metade do século, os experimentos em aceleradores descobriram tantas partículas subatômicas que os físicos as chamavam de “zoológico”: prótons, nêutrons, rho, delta, sigma, xi, kaons, anti-kaons, píons, centenas de partículas elementares. Em 1964, Murray Gell-Mann e George Zweig perceberam que podiam explicá-las como combinações diferentes de apenas três partículas ainda mais elementares: os quarks. Gell-Mann, que foi quem lhes deu esse nome, foi o único que recebeu o prêmio Nobel. Zweig os havia chamado de “ases”.

A maior descoberta da biologia do século 20, a hélice dupla do DNA – a chave da herança genética -, não teria sido possível sem um dado anterior essencial: que o DNA é o material hereditário. Foi Oswald Avery quem o demonstrou em 1944, e contra todos os prognósticos porque quase todos os cientistas pensavam o contrário (e a maioria continuou pensando assim mesmo depois).

Um motivo pelo qual Avery não recebeu o prêmio foi um mistério durante 50 anos, o tempo que a comissão Nobel demora para publicar suas deliberações. Hoje se sabe que o químico sueco Einar Hammarsten bloqueou sua candidatura, e continuou a fazê-lo mesmo depois que Watson e Crick descobriram a dupla hélice em 1953. Hammarsten acreditava que a informação genética estivesse nas proteínas, e sua convicção era impermeável aos dados.

Barbara McClintock descobriu os transposons – genes que saltam de um lugar para outro do genoma – em 1948 com uma série impecável de experimentos no milho. Não só demonstrou sua existência, como também que costumam alterar a atividade dos genes, e percebeu que deviam ser muito importantes no desenvolvimento e na evolução. McClintock já era reconhecida então como uma das geneticistas mais brilhantes do mundo, mas seus resultados foram recebidos com ceticismo por muitos cientistas e ignorados por muitos outros.

O resultado foi que McClintock recebeu o Nobel, mas 35 anos depois, quando já estava com 81. Pelo menos pôde se vingar no jantar protocolar em Estocolmo, com estas palavras: “Devo admitir que no início me senti surpresa, e depois confusa. Ninguém me convidava para dar aulas ou seminários, nem para participar de comitês ou tribunais acadêmicos. Mas esse longo intervalo foi uma delícia. Deu-me uma completa liberdade para continuar pesquisando por puro prazer e sem interrupções”.

Einstein ganhou o prêmio Nobel em 1921 por sua explicação do efeito fotoelétrico, um dos artigos chaves que publicou em seu “annus mirabilis” de 1905. Isto implica que sua teoria da relatividade, um dos pilares da física atual, junto com a mecânica quântica, é outro dos grandes esquecidos da academia, embora seu autor não o seja. E desta vez o motivo tem algo de paradoxal.

Einstein formulou a relatividade, também em 1905, para responder à pergunta: o que aconteceria se uma pessoa corresse tão depressa que conseguisse alcançar uma onda de luz? A pessoa veria uma onda de luz imóvel, como parece imóvel um trem que se desloca paralelamente ao nosso. Mas a velocidade da luz é uma lei fundamental da natureza, e portanto não pode parecer imóvel a ninguém.

A solução de Einstein foi aceitar os fatos e deduzir suas consequências lógicas, por mais estranhas que parecessem. A velocidade não é mais que o espaço dividido pelo tempo. Se a velocidade da luz tem de ser constante, mesmo que uma pessoa corra tanto quanto ela, é que o tempo e o espaço não o podem ser. Essa teoria de 1905 chama-se relatividade especial, e uma de suas consequências diretas é a célebre equação E=mc2 [ao quadrado], que revelou que a massa (m) e a energia (E) são duas faces da mesma moeda, e que uma quantidade ínfima de massa pode se transformar em uma grande quantidade de energia ao se multiplicar pelo quadrado da velocidade da luz (c), que é um número enorme. É o fundamento da energia nuclear e da bomba atômica. E também do brilho das estrelas.

Einstein foi indicado por essa teoria várias vezes desde 1910, mas a academia preferiu esperar que os experimentos elucidassem as dúvidas. Isso ocorreu em 1915, mas então Einstein já havia desenvolvido a relatividade geral, a teoria da gravitação que corrigiu Newton. E esta era ainda mais chocante que a relatividade especial, por isso Estocolmo novamente recuou. Portanto, de certa forma, o físico foi vítima de seu próprio êxito. Mas esse é um assunto sobre o qual os cientistas só abrigam uma dúvida: se Einstein mereceu outros dois prêmios Nobel, ou se foram três.

Alfred Nobel, o inventor dos prêmios – e da dinamite -, deixou escrito em seu testamento que o prêmio de literatura seria concedido a escritores de “tendência idealista”. O comitê levou a frase à risca nos primeiros tempos, e a empunhou para recusar as candidaturas de Tolstói, Twain, Ibsen e Zola. Quando a norma foi relaxada, já estavam todos mortos.

Karel Capek, o grande escritor tcheco da primeira metade do século 20 – e introdutor da palavra “robô” -, provocou as dúvidas do comitê Nobel por suas obras antinazistas dos anos 1930. Os acadêmicos as consideravam demasiado insultantes para o governo alemão. De todo modo, quiseram dar uma oportunidade a Capek, de cujos méritos literários não duvidavam, e lhe pediram para apresentar uma obra menos polêmica. “Obrigado pela intenção”, respondeu Capek, “mas já escrevi minha tese de doutorado”. Ficou sem o prêmio, é claro.

O caso de 1974 em literatura é pouco representativo, mas ainda menos evitável. Vladimir Nabokov, Graham Greene e Saul Bellow foram rejeitados nesse ano para se conceder o prêmio a Eyvind Johnson (“Retorno a Ítaca”) e Harry Martinson (“Urtigas em Flor”), dois escritores muito conhecidos na Suécia, entre outras coisas por serem membros da Academia Sueca.

Não está claro quanto tempo o Nobel poderá resistir com seu esquema atual. Os matemáticos e os paleontólogos sempre se queixaram de que não haja um Nobel para suas disciplinas, mas a lista de agraciados poderá crescer logo para limites insuportáveis. Porque também não há um Nobel de computação, nem de novos materiais, nem de nanotecnologia, nem de climatologia. Nem de cinema, que poderiam ter dado a Ingmar Bergman sem cair no ridículo.