Mecânica

Violino a laser dispensa o violino

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/04/2013

O violino é substituído por um feixe de laser

que reflete no arco e é coletado por sensores ópticos. [Imagem: Dylan Menzies]

Sinfonia N* 40 de Mozart - Fragmento de Smalin

Os músicos costumam dizer que o arco é tão importante quanto o violino.
Dylan Menzies foi mais longe, e garante que apenas o arco é importante.
O pesquisador da Universidade Montfort, no Reino Unido, inventou um arco que dispensa totalmente o violino.

Ou melhor, ele criou um "violino óptico",

um autêntico Stradivarius da era tecnológica,

formado por um feixe de laser.

Sensores ópticos rastreiam o movimento de um arco real de violino conforme ele é iluminado pelo laser quando passa por uma ranhura em uma base metálica.

As fotocélulas detectam o ângulo e a velocidade do arco e passam a informação para um computador, onde um software constrói a música digitalmente.

Segundo Menzies, que agora pretende comercializar sua invenção, o violino óptico é mais fácil de tocar do que um violino comum porque dispensa justamente a parte mais difícil dessa mestria: a pressão do arco sobre as cordas do violino.

Também é fácil gerar efeitos sonoros, como o vibrato, algo muito difícil para os iniciantes, mas que pode ser feito apenas inclinando levemente o arco sobre o violino a laser.

Site Inovação Tecnológica

O Livro De Ouro Do Universo -

Energia

Elétrons surfam onda de laser

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/12/2013

Uma característica única do acelerador fotônico

é que ele é modular, podendo ser expandido para um sistema multinível. [Imagem: John Breuer]

Aceleração com luz
Físicos do Instituto Max Planck, na Alemanha, conseguiram acelerar elétrons diretamente usando uma onda de luz.

Se partículas eletricamente carregadas podem ser aceleradas com luz, isso abre o caminho para a construção de aceleradores de partículas muito mais compactos do que os atuais.

Nos aceleradores atuais, as partículas são aceleradas por micro-ondas. Recentemente, um grupo norte-americano construiu um acelerador de elétrons menor que um grão de arroz, mas que ainda depende da etapa inicial de micro-ondas.

Para construir aceleradores de partículas mais compactos, o campo elétrico de condução das partículas tem que ser reforçado.

O problema é o material de que são feitos os aceleradores atuais: um metal.
As superfícies metálicas podem ser danificadas quando o campo elétrico é forte demais, limitando a energia que pode ser transferida para a partícula a cada metro do trajeto - a saída é fazer um acelerador bem grande.

Os pesquisadores alemães usaram um material não condutor, o vidro, que pode suportar campos elétricos 100 vezes mais intensos do que os metais, desde que a fonte do campo elétrico seja a luz.
John Breuer e Peter Hommelhoff obtiveram uma força de aceleração tão forte quanto a alcançada nos aceleradores de partículas convencionais.

E uma característica única do seu dispositivo é que ele é modular, podendo ser expandido para um sistema multinível, capaz de acelerar partículas a velocidades cerca de 100 vezes mais rápidas do que os sistemas atuais.
E isso vale não apenas para elétrons, mas também para íons e prótons.
Em um cálculo rápido, os pesquisadores estimam que isso resultará em aceleradores com 10 metros de diâmetro e custando uma fração dos atuais.

Motor diamétrico engana Terceira Lei de Newton e trapaceia Mecânica Quântica

Bibliografia:

Laser-Based Acceleration of Nonrelativistic Electrons at a Dielectric Structure
John Breuer, Peter Hommelhoff
Physical Review Letters
Vol.: 111.134803
DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.134803

-O Símbolo Perdido -

O Símbolo Perdido

A Culpa é das Estrelas

Estudantes e Técnicos Montagem de Micros para Autodidatas -

Eletrônica

Eletromagnon: o elo que faltava entre o "eletro" e o "magnetismo"

Com informações da TUWien - 19/12/2013

Só recentemente um material multiferroico permitiu controlar o magnetismo usando eletricidade a temperatura ambiente pela primeira vez.[Imagem: Ruhr Universitat]

Eletricidade e magnetismo são duas faces da mesma moeda - toda a tecnologia atual, incluindo a eletrônica, é baseada na interação entre a matéria e o eletromagnetismo.
Ondas no espaço livre, como a luz ou a radiação de um telefone celular, sempre consistem tanto de um componente magnético quanto de um componente elétrico.

Na ciência dos materiais, contudo, efeitos elétricos e magnéticos têm sido geralmente estudados separadamente - há materiais com ordenamento magnético, que reagem a campos magnéticos, e há materiais com ordenação elétrica, que podem ser influenciados por campos elétricos.
Um ímã tem um campo magnético, mas nele não há campo elétrico. Um cristal piezoelétrico, por outro lado, pode gerar um campo elétrico, mas não um campo magnético. Ter os dois ao mesmo tempo parecia impossível.

"Normalmente, os dois efeitos são criados de maneiras muito diferentes. O ordenamento magnético surge quando os elétrons alinham seus momentos magnéticos, e a ordenação elétrica vem quando cargas positivas e negativas movimentam-se umas em relação às outras," explica o professor Andrei Pimenov, da Universidade de Tecnologia de Viena, na Áustria.

Eletromagnons
Contudo, em 2006, Pimenov encontrou indícios de excitações que pareciam ser baseadas simultaneamente nas ordenações elétrica e magnética.
Essas excitações, que ele batizou de "eletromagnons", ficaram meio no limbo, sendo contestadas por muitos outros cientistas.

Agora Pimenov finalmente conseguiu demonstrar seus eletromagnons na prática e de forma indiscutível.
Para isso, ele ligou e desligou os eletromagnons usando apenas um campo elétrico, em um material especial feito de disprósio, manganês e oxigênio (DyMnO3).

Óxidos desconhecidos viram super-heróis da eletrônica

Este foi o complexo aparato desenvolvido por Pimenov para demonstrar que suas suspeitas iniciais estavam corretas. [Imagem: TUWien]

Magnetoelétricos
Cada elétron tem uma orientação magnética que é ligeiramente distorcida em relação à dos elétrons adjacentes - por conseguinte, os elétrons criam espirais de momentos magnéticos.
Essa espiral magnética tem duas orientações possíveis - no sentido horário ou anti-horário - e, surpreendentemente, um campo elétrico externo pode fazê-la alternar entre essas duas possibilidades.
Nesses materiais magnetoelétricos, as cargas e os momentos magnéticos dos átomos estão conectados. E no óxido de manganês e disprósio essa ligação é particularmente forte:

"Quando os momentos magnéticos oscilam,

as cargas elétricas se movem muito," disse Pimenov.

Nesse material, os momentos magnéticos e as cargas elétricas tomam parte simultaneamente na excitação, e, por conseguinte, os dois podem ser influenciados por um campo externo único.
Pimenov afirma haver muitas ideias para futuras aplicações dos eletromagnons: onde quer que seja desejável combinar as vantagens dos efeitos magnéticos e elétricos, os novos materiais magnetoelétricos poderão ser usados no futuro.

Isto inclui novos tipos de amplificadores, transistores ou dispositivos de armazenamento de dados, além de sensores altamente sensíveis.

Bibliografia:

Electric Field Control of Terahertz Polarization in a Multiferroic Manganite with Electromagnons
A. Shuvaev, V. Dziom, Anna Pimenov, M. Schiebl, A. A. Mukhin, A. C. Komarek, T. Finger, M. Braden, A. Pimenov
Physical Review Letters
Vol.: 111, 227201
DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.227201