RadCube estende a mão

 Caros Leitores;

O mais recente CubeSat da ESA - RadCube, para levantamento do clima espacial em órbita baixa da Terra - completou sua fase de comissionamento rigoroso, culminando na extensão de um magnetômetro maior do que o próprio satélite em miniatura.

A superfície da Terra é um raro oásis de baixa radiação, amplamente protegido das partículas carregadas que criam o espaço pelo campo magnético do nosso planeta. RadCube  é uma missão para demonstrar tecnologias miniaturizadas para medir este ambiente de radiação espacial, bem como a força do campo magnético - tudo dentro de um satélite que poderia caber em uma mala de mão de um avião comercial.

Os CubeSats são satélites montados a partir de caixas padronizadas de 10 cm. RadCube é um CubeSat de '3 unidades', recentemente desenvolvido para a ESA pela C3S  na Hungria.

O Centro de Pesquisa Energética ( EK ) da Hungria contribuiu com o sistema controlador de carga útil e um telescópio de radiação para a missão, combinando dois detectores para medir a direção e também a energia das partículas carregadas. O Imperial College do Reino Unido construiu um magnetômetro que consiste em dois sensores, um dentro do CubeSat e outro no final de uma barreira de 80 cm, que vem de Astronika, na Polônia.

Lançado a bordo do lançamento do Vega Vega, da ESA, em agosto , o RadCube também hospeda um experimento da ESA para testar a resiliência das memórias de computador contra a radiação espacial .

“A plataforma CubeSat totalmente nova e a precisão dos instrumentos em miniatura do RadCube exigiram um processo de comissionamento complexo, que agora foi concluído com sucesso”, explica Dorottya Milánkovich do C3S.

“A extensão total do boom do magnetômetro marcou um marco final dramático; este é um recurso necessário para evitar quaisquer medições magnéticas anômalas emitidas pelo próprio satélite ”, disse Dominik Nolbert da Astronika.

Jonathan Eastwood do Imperial College acrescenta: “Na verdade, os dados do magnetômetro externo claramente não mostram nenhum ruído magnético vindo do RadCube, com resultados bem alinhados com os valores esperados dos modelos de campo magnético da Terra”.

“As medições de radiação do RadCube também estão mostrando bons dados de comparação com outros satélites, revelando níveis elevados de radiação da recente tempestade solar”, destaca Attila Hirn da EK.

O mais recente de uma série de ESA Technology CubeSats  para demonstrar tecnologias promissoras para o espaço, o RadCube foi apoiado através do elemento 'Fly' do Programa de Tecnologia de Apoio Geral da ESA , com financiamento proveniente da Hungria, Reino Unido e Polônia.

Fonte: Agência Espacial Europeia (ESA, no termo em inglês) / 12-11-2021

https://www.esa.int/

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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

e-mail: heliocabral@coseno.com.br

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Eventos NASA

 Caros Leitores;

Eventos NASA

Sábado, 13 de novembro, 11h EST: Induções do Astronaut Hall of Fame dos EUASegunda-feira, 15 de novembro, 9h15 EST: coletiva de imprensa pós-voo do NASA SpaceX Crew-2Segunda-feira, 15 de novembro, 15h EST: Deep Space Food ChallengeTerça-feira, 16 de novembro, 13h EST: Teleconferência da mídia sobre a missão de Demonstração do Relé de Comunicações Laser da NASAQuarta, 17 de novembro, 14h EST: briefing preliminar para a caminhada

Fonte: NASA / 12-11-2021

https://www.nasa.gov/

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Uma viagem até NGC1850

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Sente-se, relaxe e disfrute desta viagem até NGC 1850, um aglomerado com milhares de estrelas situado a cerca de 160 000 anos-luz de distância na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da Via Láctea.

Entre muitas estrelas, este aglomerado é o lar de um buraco negro 11 vezes mais massivo que o Sol e de uma estrela de cinco massas solares que o orbita. Ao olhar para a órbita da estrela, uma equipe de astrônomos foi capaz de inferir a presença do buraco negro, tornando-o o primeiro pequeno buraco negro fora de nossa galáxia a ser encontrado dessa forma. Para obter este resultado, a equipe utilizou o instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) montado no Very Large Telescope do ESO no Chile.

Crédito:

ESO, N. Risinger (skysurvey.org), DSS, NASA/ESA/M. Romaniello. Music: Azul Cobalto

Vídeo: https://youtu.be/g4brkM1gUgs

Fonte: Observatório Europeu do Sul / 11-11-2021

https://www.eso.org/public/brazil/videos/eso2116b/      

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Buraco negro encontrado escondido em aglomerado estelar fora da nossa galáxia

 Caros Leitores;

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), os astrônomos descobriram um pequeno buraco negro fora da Via Láctea ao observar a maneira como este objeto influencia o movimento de uma estrela na sua vizinhança. Trata-se da primeira vez que este método de detecção é utilizado para revelar a presença de um buraco negro fora da nossa Galáxia. Este método pode ser crucial para descobrir buracos negros escondidos na nossa Via Láctea e em galáxias próximas e nos dar pistas sobre como é que estes objetos misteriosos se formam e evoluem.

O buraco negro recém descoberto localiza-se no NGC 1850, um aglomerado com milhares de estrelas situado a cerca de 160 mil anos-luz de distância na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da Via Láctea.

“Tal como Sherlock Holmes em busca de criminosos, também nós estamos observando cada estrela deste aglomerado com uma ‘lupa na mão’ tentando descobrir evidências que apontem para a presença de buracos negros, mas sem vê-los diretamente”, disse Sara Saracino do Astrophysics Research Institute of Liverpool John Moores University no Reino Unido, líder desta pesquisa, que foi aceita para publicação na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. “Este resultado representa apenas um dos ‘criminosos’ procurados, mas uma vez que descobrimos um, estamos a caminho de descobrir muitos mais, em aglomerados estelares diferentes.”

O primeiro “criminoso” descoberto pela equipe tem cerca de 11 vezes a massa do nosso Sol. A pista concreta que colocou os astrônomos na trilha deste buraco negro foi a sua influência gravitacional numa estrela com cinco massas solares que o orbita.

Os astrônomos tinham já descoberto pequenos buracos negros de várias massas estelares em outras galáxias ao observar os raios-X emitidos por estes objetos à medida que engolem matéria ou as ondas gravitacionais que são geradas quando os buracos negros colidem uns com os outros ou com estrelas de nêutrons.

No entanto, a maioria dos buracos negros com massas estelares não mostram a sua presença através de raios-X ou ondas gravitacionais. “A maioria destes objetos só pode ser descoberta dinamicamente”, explica Stefan Dreizler, um membro da equipe da Universidade Georg-August em Göttingen, Alemanha. “Quando formam um sistema com uma estrela, os buracos negros afetam o movimento estelar de modo sutil, mas detectável e por isso podemos observá-los com instrumento sofisticados”.

Este método dinâmico utilizado por Sara Saracino e a sua equipe poderá ajudar os astrônomos a descobrir muito mais buracos negros, ajudando assim a desvendar os seus mistérios. “Cada detecção que fizermos será importante para compreendermos melhor os aglomerados estelares e os buracos negros que aí se encontram”, disse o co-autor do estudo Mark Gieles da Universidade de Barcelona, Espanha.

Esta detecção em NGC 1850 marca a primeira vez que um buraco negro foi descoberto num aglomerado estelar jovem (este aglomerado tem apenas cerca de 100 milhões de anos de idade, um piscar de olhos em escalas astronômicas). Utilizando este método dinâmico em aglomerados estelares semelhantes poderemos descobrir buracos negros ainda mais jovens e aprendermos mais sobre como é que estes objetos evoluem. Ao compará-los com buracos negros maiores e mais velhos, situados em aglomerados estelares mais velhos, os astrônomos poderão compreender como é que estes objetos crescem, “alimentando-se” de estrelas ou se fundindo com outros buracos negros. Além disso, mapear a demografia de buracos negros em aglomerados estelares melhorará a nossa compreensão da origem de fontes de ondas gravitacionais.

Para realizar a busca, a equipe utilizou dados obtidos durante dois anos com o instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) montado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama. “O MUSE nos permitiu observar áreas muito populosas, tais como as regiões mais internas dos agomerados estelares, e analisar cada estrela individual na vizinhança. O resultado final é a obtenção de informação sobre milhares de estrelas de uma só vez, pelo menos 10 vezes mais do que com outro instrumento qualquer”, diz o co-autor Sebastian Kamann, especialista de longa data do MUSE, que trabalha em Liverpool no Astrophysics Research Institute. Isso permitiu que a equipe localizasse a estranha estrela cujo movimento peculiar sinalizava a presença de um buraco negro. Com dados da Experiência de Lentes Gravitacionais Ópticas, da Universidade de Varsóvia, e do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, a equipe conseguiu ainda medir a massa do buraco negro e confirmar os resultados.

O Extremely Large Telescope do ESO, que deverá começar a operar no Chile no final desta década, permitirá aos astrônomos descobrir ainda mais buracos negros escondidos. “O ELT irá revolucionar definitivamente esta área de estudo, já que conseguiremos observar estrelas consideravelmente mais tênues no mesmo campo de visão, assim como procurar buracos negros em aglomerados globulares muito mais distantes“, diz Saracino.

Mais Informações

Esta pesquisa foi apresentada em um artigo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (https://doi.org/10.1093/mnras/stab3159).

A equipe é composta por: S. Saracino (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Reino Unido [LJMU]), S. Kamann (LJMU), M. G. Guarcello (Osservatorio Astronomico di Palermo, Palermo, Itália), C. Usher (Departamento de Astronomia, Centro Oskar Klein, Universidade de Estocolmo, Estocolmo, Suécia), N. Bastian (Centro Internacional de Física de Donostia, Donostia-San Sebastián, Espanha, Fundação Basca para a Ciência, Bilbao, Espanha & LJMU), I. Cabrera-Ziri (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Heidelberg, Alemanha), M. Gieles (ICREA, Barcelona, Espanha e Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona, Barcelona, Espanha), S. Dreizler (Instituto de Astrofísica, Georg-August-University Göttingen, Göttingen, Alemanha [GAUG]), G. S. Da Costa (Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University, Canberra, Austrália), T.-O. Husser (GAUG) e V. Hénault-Brunet (Department of Astronomy and Physics, Saint Mary’s University, Halifax, Canadá).

O Observatório Europeu do Sul (ESO) permite que cientistas de todo o mundo descubram os segredos do Universo para o benefício de todos. Nós projetamos, construímos e operamos observatórios de classe mundial no solo - que os astrônomos usam para para pesquisar as maiores questões astronômicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia - e promover a colaboração internacional em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, hoje o ESO é apoiado por 16 Estados Membros (Áustria, Bélgica, República Tcheca, Dinamarca, França, Finlândia, Alemanha, Irlanda, Itália, Holanda, Polônia, Portugal, Espanha, Suécia, Suíça e Reino Unido), além do país anfitrião, o Chile, e a Austrália, como parceiro estratégico. A Sede do ESO e seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, estão localizados perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar maravilhoso com condições únicas para observar o céu, hospeda nossos telescópios. O ESO opera três locais de observação: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferômetro do Very Large Telescope, bem como dois telescópios de rastreio: o VISTA trabalhando no infravermelho e o VLT Survey Telescope de luz visível. Também no Paranal, o ESO hospedará e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Junto com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA em Chajnantor, duas instalações que observam os céus na faixa milimétrica e submilimétrica. No Cerro Armazones, perto do Paranal, estamos construindo "o maior olho do mundo virado para o céu" - o Extremely Large Telescope do ESO. De nossos escritórios em Santiago, Chile, apoiamos nossas operações no país e nos relacionamos com parceiros e a sociedade chilena.

Fonte: Observatório Europeu do Sul (ESO, na sigla em inglês) / 11-11-2021

https://www.eso.org/public/brazil/news/eso2116/

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A camada superior da Lua sozinha tem oxigênio suficiente para sustentar 8 bilhões de pessoas por 100.000 anos

 Caros Leitores;

Juntamente com os avanços na exploração do espaço, recentemente vimos muito tempo e dinheiro investidos em tecnologias que poderiam permitir a utilização eficaz dos recursos

espaciais . E na vanguarda desses esforços está um foco nítido em encontrar a melhor maneira de produzir oxigênio na Lua.

Em outubro, a Agência Espacial Australiana e a NASA assinaram um acordo para enviar um rover feito na Austrália para a Lua sob o programa Artemis, com o objetivo de coletar rochas lunares que poderiam fornecer oxigênio respirável na Lua.

Embora a Lua tenha uma atmosfera, ela é muito fina e composta principalmente de hidrogênio, néon e argônio. Não é o tipo de mistura gasosa que poderia sustentar mamíferos dependentes de oxigênio, como os humanos.

Dito isso, há bastante oxigênio na Lua. Simplesmente não está na forma gasosa. Em vez disso, ele está preso dentro do regolito - a camada de rocha e poeira fina que cobre a superfície da Lua. Se pudéssemos extrair oxigênio do regolito, isso seria suficiente para sustentar a vida humana na Lua?

A amplitude do oxigênio

O oxigênio pode ser encontrado em muitos dos minerais do solo ao nosso redor. E a Lua é feita principalmente das mesmas rochas que você encontrará na Terra (embora com uma quantidade um pouco maior de material proveniente de meteoros).

Minerais como sílica, alumínio e óxidos de ferro e magnésio dominam a paisagem lunar. Todos esses minerais contêm oxigênio, mas não na forma que nossos pulmões podem acessar.

Na Lua, esses minerais existem em algumas formas diferentes, incluindo rocha dura, poeira, cascalho e pedras que cobrem a superfície. Este material resultou dos impactos de meteoritos que caíram na superfície lunar ao longo de incontáveis ​​milênios.

Algumas pessoas chamam a camada da superfície da Lua de “solo” lunar, mas, como cientista do solo, hesito em usar esse termo. O solo que conhecemos é uma coisa muito mágica que só ocorre na Terra. Ele foi criado por uma vasta gama de organismos trabalhando no material original do solo - regolito, derivado de rocha dura - ao longo de milhões de anos.

O resultado é uma matriz de minerais que não estavam presentes nas rochas originais. O solo da Terra está imbuído de notáveis ​​características físicas, químicas e biológicas. Enquanto isso, os materiais na superfície da Lua são basicamente regolito em sua forma original e intocada.

Uma substância entra, duas saem

O regolito da Lua é composto de aproximadamente 45% de oxigênio. Mas esse oxigênio está fortemente ligado aos minerais mencionados acima. Para romper esses laços fortes, precisamos colocar energia.

Você pode estar familiarizado com isso se souber sobre eletrólise. Na Terra, esse processo é comumente usado na manufatura, como para produzir alumínio. Uma corrente elétrica é passada através de uma forma líquida de óxido de alumínio (comumente chamada de alumina) por meio de eletrodos, para separar o alumínio do oxigênio.

Nesse caso, o oxigênio é produzido como subproduto. Na Lua, o oxigênio seria o produto principal e o alumínio (ou outro metal) extraído seria um subproduto potencialmente útil.

É um processo bastante direto, mas há um porém: ele consome muita energia. Para ser sustentável, ele precisaria ser sustentado por energia solar ou outras fontes de energia disponíveis na Lua.

A extração de oxigênio do regolito também exigiria equipamentos industriais substanciais. Precisaríamos primeiro converter o óxido de metal sólido na forma líquida, aplicando calor ou combinando-o com solventes ou eletrólitos. Temos a tecnologia para fazer isso na Terra, mas mover este aparelho para a Lua - e gerar energia suficiente para operá-lo - será um grande desafio.

No início deste ano, a startup de Serviços de Aplicações Espaciais com sede na Bélgica anunciou que estava construindo três reatores experimentais para melhorar o processo de produção de oxigênio por eletrólise. Eles esperam enviar a tecnologia para a Lua até 2025 como parte da missão de utilização de recursos in-situ da Agência Espacial Europeia (ISRU) .

Quanto oxigênio a Lua poderia fornecer?

Dito isso, quando conseguirmos retirá-lo, quanto oxigênio a Lua pode realmente fornecer? Bem, bastante, ao que parece.

Se ignorarmos o oxigênio preso ao material rochoso mais profundo da Lua - e considerarmos apenas o regolito, que é facilmente acessível na superfície - podemos fazer algumas estimativas.

Cada metro cúbico de regolito lunar contém 1,4 toneladas de minerais em média, incluindo cerca de 630 quilos de oxigênio. A NASA diz que os humanos precisam respirar cerca de 800
gramas de oxigênio por dia para sobreviver. Portanto, 630 kg de oxigênio manteriam uma pessoa viva por cerca de dois anos (ou pouco mais).

Agora vamos supor que a profundidade média do regolito na Lua seja de cerca de dez metros , e que podemos extrair todo o oxigênio disso. Isso significa que os dez metros mais altos da superfície da Lua forneceriam oxigênio suficiente para sustentar todos os oito bilhões de pessoas na Terra por algo em torno de 100.000 anos.

Isso também dependeria da eficácia com que conseguimos extrair e usar o oxigênio. Independentemente disso, esse número é incrível!

Dito isso, temos muito bom aqui na Terra. E devemos fazer tudo o que pudermos para proteger o planeta azul - e seu solo em particular - que continua a sustentar toda a vida terrestre sem nós nem mesmo tentarmos.

Fonte: The Conversation / Beth Daley / 11-11-2021

https://theconversation.com/the-moons-top-layer-alone-has-enough-oxygen-to-sustain-8-billion-people-for-100-000-years-170013

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Nova teoria sugere que a matéria escura pode criar nova matéria escura a partir da matéria regular

 Caros Leitores;

Mapa de matéria escura da região de pesquisa KiDS (região G12). Crédito: pesquisa KiDS

Uma equipe internacional de físicos está propondo um acréscimo à teoria da matéria escura. Em seu artigo publicado na revista Physical Review Letters , o grupo está sugerindo que a matéria escura veio da matéria regular e que a matéria escura é capaz de criar mais matéria escura a partir da matéria regular.

A existência de um material descrito como matéria escura foi proposta por físicos para explicar certos comportamentos observados por pesquisadores - a maneira como a luz se curva ao fazer seu caminho de lugares distantes até os telescópios aqui na Terra é apenas um exemplo. Mas algumas partes da teoria ainda precisam ser descobertas, por exemplo, como surgiu a quantidade de matéria escura que se acredita existir hoje? A equipe desse novo esforço apresentou uma teoria para responder a essa pergunta.

Os teóricos começam citando pesquisas anteriores que sugerem que alguma quantidade de matéria escura foi criada como parte do 'banho termal' - onde o plasma primordial feito de matéria regular gerou partículas de matéria escura - mas não a quantidade que se acredita existir hoje. Eles sugerem que em algum ponto as partículas de matéria escura começaram a fazer mais partículas de matéria escura a partir de partículas regulares. E as novas partículas de matéria escura também foram capazes de criar novas partículas de matéria escura a partir de partículas regulares.

Os pesquisadores observaram que, em tal cenário, pareceria que, eventualmente, não haveria mais nada no Universo, exceto partículas de matéria escura. A razão pela qual isso não aconteceu, eles sugerem, é por causa da rápida expansão do universo. Nos primeiros dias, tudo estava junto, tornando mais fácil para a matéria escura entrar em contato com a matéria normal e convertê-la. Mas com o passar do tempo, as coisas foram se distanciando cada vez mais como parte da expansão - e isso tornou mais raros os casos de matéria escura encontrando matéria regular. Essa expansão retardou a conversão de matéria regular em matéria escura, deixando-nos com a quantidade que se acredita existir hoje.

A equipe construiu um modelo que mostra que tal teoria pode explicar a quantidade de matéria escura que se acredita existir atualmente - e eles afirmam ainda que suas teorias podem ser testadas. Se suas ideias estiverem corretas, eles argumentam, deve haver uma impressão digital observável deixada para trás na radiação cósmica de fundo - tudo o que precisa ser feito agora, eles observam, é encontrá-la.

Explore mais

3 conhecidos e 3 desconhecidos sobre a matéria escura

Mais informações: Torsten Bringmann et al, Dark Matter from Exponential Growth, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.127.191802

Informações do periódico: cartas de revisão física

Fonte: Phys News / por Bob Yirka, Phys.org / 10-11-2021    

https://phys.org/news/2021-11-theory-dark-regular.html

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Usando novas arquiteturas de computação quântica para criar cristais de tempo

Caros Leitores;

Impressão artística de um cristal de tempo discreto composto de nove qubits representados pelos spins nucleares de nove átomos de carbono-13 no diamante. A cadeia de spins conectados é travada em uma fase em que eles invertem periodicamente seus estados. Crédito: Joe Randall e Tim Taminiau, cortesia da QuTech

O físico Norman Yao, da UC Berkeley, descreveu pela primeira vez há cinco anos como fazer um cristal do tempo - uma nova forma de matéria cujos padrões se repetem no tempo em vez do espaço. Ao contrário dos cristais de esmeralda ou rubi, entretanto, esses cristais de tempo existiram por apenas uma fração de segundo.

Mas chegou a hora dos cristais do tempo. Desde a proposta original de Yao, novos insights levaram à descoberta de que os cristais do tempo vêm em muitas formas diferentes, cada uma estabilizada por seu próprio mecanismo distinto.

Usando novas arquiteturas de computação quântica, vários laboratórios chegaram perto de criar uma versão localizada de muitos corpos de um cristal de tempo, que usa desordem para manter qubits quânticos acionados periodicamente em um estado contínuo de agitação subarmônica - os qubits oscilam, mas apenas uns aos outros período da movimentação.

Em um artigo publicado na revista Science na semana passada, Yao e colegas da QuTech - uma colaboração entre a Delft University of Technology e o TNO, um grupo de pesquisa independente na Holanda - relataram a criação de um cristal de tempo discreto localizado de muitos corpos que durou por cerca de oito segundos, correspondendo a 800 períodos de oscilação. Eles usaram um computador quântico baseado em um diamante, onde os qubits - bits quânticos, o analógico dos bits binários em computadores digitais - são os spins nucleares de átomos de carbono-13 embutidos dentro do diamante.

"Embora um cristal de tempo perfeitamente isolado possa, em princípio, viver para sempre, qualquer implementação experimental real se deteriorará devido às interações com o ambiente", disse Joe Randall da QuTech. "Prolongar ainda mais a vida útil é a próxima fronteira."

Os resultados, postados pela primeira vez neste verão no arXiv, foram replicados em um experimento quase simultâneo por pesquisadores do Google, Stanford e Princeton, usando o computador quântico supercondutor do Google, Sycamore. Essa demonstração empregou 20 qubits feitos de tiras de alumínio supercondutor e durou cerca de oito décimos de segundo. Os cristais do tempo do Google e da QuTech são chamados de fases Floquet da matéria, que são um tipo de material sem equilíbrio.

“É extremamente empolgante que várias descobertas experimentais estejam acontecendo simultaneamente”, disse Tim Taminiau, pesquisador-chefe da QuTech. "Todas essas plataformas diferentes se complementam. O experimento do Google usa duas vezes mais qubits; nosso cristal do tempo vive cerca de 10 vezes mais".

A equipe de Qutech manipulou os nove qubits de carbono-13 da maneira certa para satisfazer os critérios para formar um cristal de tempo localizado de muitos corpos.

"Um cristal de tempo é talvez o exemplo mais simples de uma fase de não equilíbrio da matéria", disse Yao, professor associado de física da UC Berkeley. "O sistema QuTech está perfeitamente preparado para explorar outros fenômenos fora de equilíbrio, incluindo, por exemplo, fases topológicas Floquet".

Esses resultados seguem os passos de outra época de avistamento de cristais, envolvendo também o grupo de Yao, publicado na Science há vários meses. Lá, os pesquisadores observaram um chamado cristal de tempo pré-termal, onde as oscilações sub-harmônicas são estabilizadas por meio de condução de alta frequência. Os experimentos foram realizados no laboratório de Monroe na Universidade de Maryland usando uma cadeia unidimensional de íons atômicos aprisionados, o mesmo sistema que observou as primeiras assinaturas da dinâmica cristalina do tempo há mais de cinco anos. Curiosamente, ao contrário do cristal de tempo localizado de muitos corpos, que representa uma fase de Floquet quântica inatamente, os cristais de tempo pré-termais podem existir como fases quânticas ou clássicas da matéria.

Muitas questões em aberto permanecem. Existem aplicações práticas para os cristais de tempo ? A dissipação pode ajudar a estender a vida útil de um cristal? E, de maneira mais geral, como e quando os sistemas quânticos dirigidos se equilibram? Os resultados relatados demonstram que os defeitos de spin em sólidos são uma plataforma flexível para estudar experimentalmente essas importantes questões em aberto na física estatística.

"A capacidade de isolar os spins de seu ambiente e, ao mesmo tempo, controlar suas interações oferece uma oportunidade incrível de estudar como as informações são preservadas ou perdidas", disse o estudante de graduação da UC Berkeley, Francisco Machado. "Será fascinante ver o que vem a seguir".

Explore mais

Observando um cristal de tempo discreto pré-termal

Mais informações: J. Randall et al, Many-body-localized discrete time crystal com um simulador quântico baseado em spin programável, Science (2021). DOI: 10.1126 / science.abk0603

A. Kyprianidis et al, Observation of a prethermal discrete time crystal, Science (2021). DOI: 10.1126 / science.abg8102

Norman Y. Yao et al, Time crystals in periodically driven systems, Physics Today (2018). DOI: 10.1063 / PT.3.4020

Informações do periódico: Science , Physics Today

Fornecido pela University of California - Berkeley

Fonte: Phys News/ por Robert Sanders, Universidade da Califórnia - Berkeley / 10-11-2021

https://phys.org/news/2021-11-quantum-architectures-crystals.html 

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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

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