O Antilaser / The Anti-laser

No antilaser, ondas de luz que entram são capturadas numa cavidade onde se movem para a frente e para trás, até serem completamente absorvidas. A energia resultante se dissipa em forma de calor.

Mais de 50 anos após a descoberta do laser, cientistas da Universidade de Yale fizeram o primeiro antilaser do mundo, no qual raios de luz que entram interferem uns nos outros de maneira que se cancelam mutuamente (na física, não é novidade que picos e vales, quando se encontram, causam esse efeito de anulação). A descoberta poderá ser o caminho para uma variedade de novas tecnologias, com  aplicações em tudo, da computação óptica à radiologia.

Os lasers convencionais, inventados em 1960, usam um chamado  "ganho médio," geralmente um semicondutor como arsenieto de gálio para produzir um raio focalizado de ondas de luz coerentes com a mesma frequência e amplitude em compasso uma com a outra.

No verão passado do hemisfério norte o físico de Yale  A. Douglas Stone e sua equipe publicaram um estudo explicando a teoria por trás de um antilaser, demonstrando que tal dispositivo deveria ser feito com o uso de silício, o material semicondutor mais comum. Mas somente agora, após a união de forças com o grupo experimental de seu  colega Hui Cao, que a equipe de fato construiu um antilaser funcional, que eles chamam de Absorvente Coerente Perfeito (CPA).

A equipe, cujos resultados estão na edição de 18 de fevereiro da revista Science, focalizaram dois raios laser com uma frequência específica em uma cavidade contendo um "wafer" de silício que atuou como uma "perda média." O wafer alinhou as ondas de luz de uma maneira que elas se tornaram perfeitamente aprisionadas, indo para a frente e para trás indefinidamente até que elas finalmente foram absorvidas e transformadas em calor.

Stone acredita que os CPAs poderiam ser um dia usados como dispositivos interruptores ópticos, detectores e outros componentes da próxima geração de computadores, chamados computadores ópticos, que serão movidos por luz e elétrons. Outra aplicação seria na radiologia, onde Stone disse que o princípio do CPA poderia ser empregado para conduzir radiação eletromagnética a uma pequena região dentro do normalmente opaco tecido humano, tanto para propósitos terapêuticos como para imagens.

Teoricamente, o CPA deverá ter a capacidade de absorver 99,999 % da luz que entra. Devido a limitações experimentais, o atual CPA da equipe absorve 99,4 %. "Mas o CPA que fizemos é apenas uma prova do conceito," disse Stone. "Estou confiante em que nós iremos começar a nos aproximar do limite teórico à medida em que construímos CPAs mais sofisticados." Similarmente, o primeiro CPA da equipe tem cerca de um centímetro de diâmetro atualmente, mas Stone disse que as simulações em computador mostraram como fazer um tão pequeno quanto seis microns (cerca de um vigésimo da espessura do cabelo humano médio).

A equipe que fez o CPA, liderada por Cao e outro físico de Yale, Wenjie Wan, demonstrou o efeito para a radição próxima ao infravermelho, que é ligeiramente "mais vermelha" do que o olho consegue ver, e que é a  frequência da luz que o dispositivo absorve naturalmente quando o silício comum é usado. Mas a equipe espera que, com algum ajuste da cavidade e perda média em versões futuras, a CPA poderá absorver luz visível, bem como as frequências de infravermelho específicas usadas nas comunicações por fibra óptica.

Foi enquanto explicava a complexa física por trás dos lasers  a  um professor visitante que Stone teve pela primeira vez a ideia de um antilaser. Quando Stone sugeriu a seu colega pensar a respeito de um laser operando em ordem inversa, a fim de ajudá-lo a compreender como um laser convencional funciona Stone começou a imaginar se seria possível realmente fazer um laser que operaria para trás, absorvendo luz em frequências específicas, em vez de emiti-la.

"Tudo começou como uma experiência útil em pensamento, e me peguei imaginando se realmente poderia fazer aquilo," disse Stone. "Após algumas pesquisas, nós descobrimos que vários físicos haviam dados pistas do conceito em livros e artigos científicos, mas nenhum deles chegou a desenvolver a ideia."


More than 50 years after the invention of the laser, scientists at Yale University have built the world's first anti-laser, in which incoming beams of light interfere with one another in such a way as to perfectly cancel each other out. The discovery could pave the way for a number of novel technologies with applications in everything from optical computing to radiology.

Conventional lasers, which were first invented in 1960, use a so-called "gain medium," usually a semiconductor like gallium arsenide, to produce a focused beam of coherent light-light waves with the same frequency and amplitude that are in step with one another.

Last summer, Yale physicist A. Douglas Stone and his team published a study explaining the theory behind an anti-laser, demonstrating that such a device could be built using silicon, the most common semiconductor material. But it wasn't until now, after joining forces with the experimental group of his colleague Hui Cao, that the team actually built a functioning anti-laser, which they call a coherent perfect absorber (CPA).

The team, whose results appear in the February 18 issue of the journal Science, focused two laser beams with a specific frequency into a cavity containing a silicon wafer that acted as a "loss medium." The wafer aligned the light waves in such a way that they became perfectly trapped, bouncing back and forth indefinitely until they were eventually absorbed and transformed into heat.

Stone believes that CPAs could one day be used as optical switches, detectors and other components in the next generation of computers, called optical computers, which will be powered by light in addition to electrons. Another application might be in radiology, where Stone said the principle of the CPA could be employed to target electromagnetic radiation to a small region within normally opaque human tissue, either for therapeutic or imaging purposes.

Theoretically, the CPA should be able to absorb 99.999 percent of the incoming light. Due to experimental limitations, the team's current CPA absorbs 99.4 percent. "But the CPA we built is just a proof of concept," Stone said. "I'm confident we will start to approach the theoretical limit as we build more sophisticated CPAs." Similarly, the team's first CPA is about one centimeter across at the moment, but Stone said that computer simulations have shown how to build one as small as six microns (about one-twentieth the width of an average human hair).

The team that built the CPA, led by Cao and another Yale physicist, Wenjie Wan, demonstrated the effect for near-infrared radiation, which is slightly "redder" than the eye can see and which is the frequency of light that the device naturally absorbs when ordinary silicon is used. But the team expects that, with some tinkering of the cavity and loss medium in future versions, the CPA will be able to absorb visible light as well as the specific infrared frequencies used in fiber optic communications.

It was while explaining the complex physics behind lasers to a visiting professor that Stone first came up with the idea of an anti-laser. When Stone suggested his colleague think about a laser working in reverse in order to help him understand how a conventional laser works, Stone began contemplating whether it was possible to actually build a laser that would work backwards, absorbing light at specific frequencies rather than emitting it.

"It went from being a useful thought experiment to having me wondering whether you could really do that," Stone said. "After some research, we found that several physicists had hinted at the concept in books and scientific papers, but no one had ever developed the idea."

Comprovantes furtivos

A maioria dos consumidores decerto já notou a expansão do uso de papel térmico na emissão de cupons fiscais, o mesmo utilizado nos hoje obsoletos aparelhos de fax. Está na lembrança que as mensagens geradas por fax costumavam se apagar ou se desvanecer com o tempo.

Pois não é diferente o que ocorre com os papéis, geralmente amarelos, brancos ou azuis utilizados na emissão de cupons fiscais, e, pior, nas lotéricas, onde se fazem pagamentos de títulos e outras obrigações.

O papel térmico é de fato muito prático porque permite uma impressão rápida e dispensa o uso de tinta, porém em detrimento do consumidor, pois, a depender de condições como exposição ao Sol, ao calor, à umidade e pelo decurso do tempo é comum as informações neles constantes se tornarem ilegíveis.

Há quem pague tributos cujos recibos devem ser guardados por dois ou três anos, como o IPVA, em lotéricas, e na hora de vender o veículo poderá não ter o comprovante para dar ao comprador, quando o Detran de São Paulo, apesar de o sistema de recolhimento desse tributo ser totalmente informatizado, ainda exige os recibos de pagamento dos dois últimos anos.

O cupom fiscal é o instrumento para fazer valer direitos, especialmente o de garantia de bens duráveis, que pode chegar a três anos. Mas é, também, a prova de compra e propriedade de um bem.

A saída, enquanto as autoridades não tomam providências para resolver o problema, é sempre tirar cópia dos comprovantes que necessitem ser guardados por longo tempo, a fim de fazer prova, caso o original se torne ilegível.

O papel térmico tem sido utilizado também em bancos, como comprovante de depósito que em muitas ocasiões faz as vezes de recibo de algum pagamento.

Exemplo de uso ainda mais prejudicial do uso de papel térmico é o da empresa Controlar, que faz a inspeção ambiental veicular anual na capital de São Paulo. Como o documento é de porte obrigatório, embora haja também um selo - uma redundância comprobatória -  para ser colado no para-brisa, ele se apaga ainda mais rapidamente que um cupom fiscal guardado em casa, por exemplo.

O caso foi exposto à Promotoria de Justiça do Consumidor da Capital. A instituição certamente encontrará um meio de fazer com que todas as empresas e instituições que utilizam esse tipo de papel apresentem uma alternativa que garanta o consumidor, ou se abstenham de empregá-lo. Afinal, não é razoável que o consumidor, desavisado, venha a se prejudicar por conta do uso de papel térmico, e nem que tenha o trabalho extra de tirar cópia dos comprovantes.

Questionada, a Controlar, que faz a inspeção veicular ambiental em São Paulo, não se manifestou, mas em seu site consta que uma segunda via do furtivo documento com o selo por ela emitido exige, além de uma inacreditável, infernal peregrinação burocrática, o pagamento de três tarifas!

Pelo selo e certificado, o absurdo de R$ 51,80. Para autuação do processo a tarifa é de R$ 13,80, acrescida de R$ 1,35 por folha.

Os preços, obscenos, nem aparecem na página, mas o maquiavélico processo para obtenção da segunda via é descrito neste link:

http://www.controlar.com.br/Servicos_2ViaDeSeloECertificado.aspx

Luiz Leitão é jornalista luizmleitao@gmail.com

Liquefaction / Liquefação

Vista aérea de uma região onde ocorreu o fenômeno da liquefação, próxima a Christchurch, Austrália, após o mortífero terremoto.

O fenômeno da liquefação dos solos é ainda um dos temas mais complexos e controversos da engenharia geotécnica, sendo a liquefação dinâmica, causada por terremotos, o maior contribuinte do risco sísmico urbano em vários países andinos.

O movimento causa aumentos na poropressão, que reduz a tensão efetiva e, consequentemente, a resistência ao cisalhamento de solos arenosos. Fonte: Célia Gladys, Celso Romanel e Aquino Hurtado - Depto de Engenharia Civil PUC-RJ, 2009.

 

 

Aerial view of liquefaction near Christchurch, following the deadly earthquake.

The soil liquefaction phenomenon is still one of the most complex and controversial themes of geotechnical engineering, and the dinamic liquefaction, caused by quakes, the biggest component of urban sysmic risk in many Andean countries.

The movement  increases poropressure, which in turn reduces the effective pressure and, consequentently, the resistance of  arenous soil to shearing. Source: Célia Gladys, Celso Romanel and Aquino Hurtado - Civilian Engineering Dept. PUC-Rio de Janeiro, Brazil, 2009.

Sun storm / Tempestade solar

O professor Sir John Beddington, cientista-chefe do governo britânico, disse que o Sol estava despertando de um período de calmaria e deverá, provavelmente,  emitir muito mais  "clima espacial" em direção à Terra.

Inclusive, o mundo estaria cada vez mais vulnerável devido à nossa dependência dos satélites, redes de comunicações e equipamentos de computação.

Se uma tempestade solar atingir a Terra, poderá tirar do ar nossos sistemas de navegação (GPS, por exemplo), causar um colapso nas bolsas de valores, impedir a decolagem de aviões e causar apagões de eletricidade.

O custo financeiro de um episódio assim seria da ordem de 1,2 trilhão apenas nos EUA, segundo especialistas.

"O lado crítico  é que nós levamos muito a sério o clima espacial," disse Sir John, falando na conferência da Sociedade  Americana  para o Progresso da Ciência, em Washington.

"Nós temos tido um período de clima  espacial relativamente calmo. Mas não podemos esperar que continue assim.

"A vulnerabilidade potencial dos nossos sistemas aumentou significativamente, seja na rede de distribuição de nossos sistemas de energia elétrica ou o uso do  GPS em quase tudo o que utiliza atualmente."

Sir John disse que precisamos pensar a respeito da capacidade de emitir um alerta com antecedência quando tipos particulares de clima espacial apresentarem probabilidade de ocorrer.

A situação estaria se tornando cada vez mais séria porque o ciclo solar estava entrando em um período de atividade mais intensa nos próximos 11 anos, disseram outros cientistas.

"Não é uma questão de se; mas de quando e quão grande," disse Jane Lubchenco,  administradora da National Oceanic and Atmospheric Administration.

"A última vez que tivemos um período de aumento da atividade solar, cerca de 10 anos atrás, o mundo era um lugar diferente.

"Muitas coisas com que lidamos corriqueiramente hoje, como os telefones celulares, são muito mais dependentes dos processos de clima espacial do que no caso de dez anos passados."

Juha-Pekka Luntama da Agência Espacial Europeia disse: "Não se pode dizer se haverá uma grande tempestade dentro de seis meses, mas é possível dizer quando as condições estão propícias para uma delas ocorrer."

Professor Sir John Beddington, the UK Government's chief scientist, said that the Sun was waking up from a quiet period and was likely to throw a lot more "space weather" at the Earth.

Also, the world was increasingly vulnerable to damage because of our dependence on satellites, communication networks and computer devices.

If a solar storm hit the Earth, it could throw out navigation systems, crash stock markets, ground aircraft and cause power cuts.

The financial fallout could cost £1.2 billion in the US alone, claim experts.

"What is critical is that we take space weather seriously," said Sir John, speaking at the American Association for the Advancement of Science conference in Washington.

"We've had a relatively quiet period of space weather. We can't expect that to continue.

"The potential vulnerability of our systems has increased dramatically, whether it is the smart grid in our electricity systems or the use of GPS in just about everything we use these days."

Sir John said we needed to think about the ability to give an early warning when particular types of space weather were likely to occur.

The situation would only get increasingly serious because the solar cycle was heading into a period of more intense activity in the coming 11 years, said other scientists.

"This is not a matter of if, it is a matter of when and how big," said Jane Lubchenco, National Oceanic and Atmospheric Administration administrator.

"The last time we had a period of increased solar activity, about 10 years ago, the world was a different place.

"Many things that we take for granted today, such as cell phones, are so much more prone to the process of space weather than was the case 10 years ago."

Juha-Pekka Luntama of the European Space Agency said: "We can't tell if there is going to be a big storm six months from now, but we can tell when conditions are ripe for one to take place."

The Rollerskater / O patinador

Um papagaio treinado pelo italiano Anthonie Zattu atua usando um par de patins de rodas num festival internacional de circo, em Praga, República Checa.

A parrot trained by the Italian trainer Anthonie Zattu performs wearing a pair of rollerskates during an international circus festival in Prague, Czech Republic.

Pingpong with the Moon / Pingue-Pongue com a Lua

Esta bela foto do astronauta Paolo Nespoli foi batizada Jogando Pingue-pongue com a Lua. Abaixo e ao fundo, a escuridão absoluta do espaço (In?)finito.

 

This beautiful picture by astronaut Paolo Nespoli is called Playing Pingpong with the Moon. Below, in the background, the blackness of (In?)finite space.

 

Lightning / Relâmpagos

Relâmpagos vistos do espaço, em algum lugar sobre o Brasil. O autor da foto, astronauta  Paolo Nespoli estima o seu diâmetro em, pelo menos, 80 quilômetros.


Lightning as seen from space, somewhere over Brazil. I estimate the diameter to be at least 80 kilometres," he writes the picture's autor, astronaut Paolo Nespoli.

Ostrov Shikotan

Gelo marinho circunda a ilha vulcânica de Ostrov Shikotan, no Arquipélago da Ilha Kuril, entre o Japão e a Rússia, nesta foto do Observatório Earth da NASA.

Sea ice surrounds the volcanic island of Ostrov Shikotan in the Kuril Island Archipelago between Japan and Russia in this NASA Earth Observatory picture.

Flyby / De passagem

Um avião é fotografado pelos satélites do Google Maps passando sobre a Praça  Russell, em Londres, na direção do Museu Britânico.

A plane is spotted on Google Maps over Russell Square in London, heading towards the British Museum.

Hyperion

O que há no fundo das estranhas crateras de Hyperion?

Ninguém sabe ao certo. Para ajudar a descobrir, a nave-sonda robótica Cassini, atualmente orbitando  Saturno passou raspando pela lua de textura esponjosa, em 2005 e 2010 e obteve imagens com detalhes sem precedentes.

Uma imagem da passagem de 2005, mostrada aqui em cores artificiais, exibe um notável mundo cheio de estranhas crateras e uma superfície bizarra.

As sutis diferenças das cores provavelmente representam variações na composição da superfície. No fundo da maioria das crateras há algum tipo de material escuro desconhecido.

Uma inspeção da imagem mostra características brilhantes indicando que o material escuro pode ter apenas dezenas de metros de espessura em alguns locais.

A Hyperion tem cerca de 250 quilômetros de diâmetro, rotação caótica, e uma densidade tão baixa que pode abrigar uma vasta rede de cavernas em seu interior.

What lies at the bottom of Hyperion's strange craters?

 Nobody's sure. To help find out, the robot Cassini spacecraft now orbiting Saturn swooped past the sponge-textured moon in 2005 and 2010 and took images of unprecedented detail.

An image from the 2005 pass, shown above in false color, shows a remarkable world strewn with strange craters and a generally odd surface. The slight differences in color likely show differences in surface composition.

At the bottom of most craters lies some type of unknown dark material. Inspection of the image shows bright features indicating that the dark material might be only tens of meters thick in some places.

Hyperion is about 250 kilometers across, rotates chaotically, and has a density so low that it might house a vast system of caverns inside.

Tietê

Uma visão diferente do Rio  Tietê, a noroeste de São Paulo, Brasil. Autor: Paolo Nespoli, astronauta da ESA a bordo da Estação Espacial Internacional, ISS.

A rather different view over Tietê River, to northwest of São Paulo, Brazil. Author:
Paolo Nespoli, ESA's astronaut, aboard the International Space Station, ISS.

Christchurch quake / O momento do terremoto em Christchurch

Esta imagem panorâmica, postada no Reddit, parece mostrar a cudade de Christchurch, na Austrália,  momentos após ser atingida pelo terremoto. A origem da foto é desconhecida.

This panoramic image, which was posted on Reddit, appears to show the city of Christchurch, Australia,  moments after the earthquake struck. The origin of the photo is unknown.

Panorama Route

Um espetacular pôr-do-Sol na Panorama Route, em Mpumalanga, África do Sul.

Spectacular sunset on the Panorama Route in Mpumalanga, South Africa.

O voo da vitória / Catch of the day

Uma carpa koi é levada no bico de  uma águia marinha. O momento foi captado pelo fotógrafo  israelense  Assaf Gavra em um afastado lago fora de Pardesiya, Israel, onde ele esperou pelo flagrante durante horas.

A koi carp is carried off in the talons of an osprey. The moment was captured by Israeli photographer Assaf Gavra at a secluded pool outside Pardesiya, Israel, where Mr Gavra lay waiting for several hours.

Uncomfy & unsafe / Desconfortável e inseguro

Um homem escreve no interior de uma minúsculo "quarto" de um novo "Hotel Cápsula", a ser inaugurado breve em Xangai, China.

O Corpo de Bombeiros da cidade se recusou a aprovar o primeiro e provavelmente último hotel cápsula da cidade, dizendo que os materiais utilizados em sua construção não satisfazem as normas de segurança.

A que ponto chegou a valorização do espaço rubano na China...


A man works inside a tiny room at a new capsule hotel to be opened soon in Shanghai.

The city's fire authorities have refused to approve the city's first and perhaps its last capsule hotel, saying that materials used in its construction do not meet safety standards.

At what  point has urban space appreciation reached in China...

PU-HHC

Este avião monomotor de uma empresa de taxi aéreo caiu sobre uma casa, no Recife, Pernambuco, Brasil. O piloto sofreu vários ferimentos  e foi hospitalizado.

A single-engine aeroplane of air taxi company Aerolines crashes into a house in Recife, Pernambuco, Brazil. The pilot suffered several injuries and was taken to a hospital.

Torres solares / Solar towers

Na primeira unidade comercial de torre solar do mundo, uma inspiradora visão do futuro da geração de energia. O que está impedindo a adoção desta tecnologia em larga escala?

A Espanha recebe uma boa dose de radiação solar, comparada ao restante da Europa. Surpreendentemente, esta tecnologia poderia ser comparada a uma usina de geração hidrelétrica convencional "seca", já que produz vapor de água, que move as turbinas, produzindo eletricidade com água no meio do deserto.

O governo da Espanha decidiu apoiar a indústria de energia solar. Em uma usina de torre solar, a tecnologia consiste em uma fileira de enormes espelhos dispostos de maneira semicircular e uma torre muito alta. Cada espelho é controlado remotamente.

O vasto campo de espelhos é dirigido com precisão por um computador central para seguir o arco solar, à medida que o Sol cruza o céu do sul do país. O silêncio do processo é interrompido pelo som dos motores fazendo ajustes na posição de cada espelho.

Os raios solares refletidos são dirigidos a uma marca no topo da torre. Por trás desta intensa marca quente água está sendo fervida, gerando vapor. As temperaturas podem chegar a 2.000 graus.

Não obstante, a usina está operando atualmente entre 450 e 500 graus. Assim, o vapor gera eletricidade ao fazer girar as turbinas e a energia é vendida à Rede Nacional.

Esta plataforma solar tem a capacidade de fornecer eletricidade à cidade de Sevilha para cerca de 250 residências.

O coordenador da empresa Desertec no Reino Unido, Gerry Wolff, diz: "Um modelo para o mundo. É a primeira unidade comercial do planeta, cercada por plantações e laranjeiras onde mais de mil unidades com suportes de 1,3 metro chamados Helio Stats (Stats: pilhas, montes; Helio, Sol em grego) foram plantadas.   

A constância do investimento inicial tem sido grande. Cada Helio Stats tem um espelho preso a um apoio motorizado, com controle remoto.

A única diferença entre geradoras a luz solar concentrada e as nucleares ou a carvão é que a matéria prima vem do Sol, evitando a queima de carvão e reações nucleares.

Como a luz solar é intermitente, existe tecnologia para estocar o calor gerado durante o dia, que utiliza tanques com sais derretidos. É relativamente fácil criar e estocar calor; a meta é ter uma usina que gere energia solar 24 horas por dia.

A usina solar impressiona por seu tamanho e escala. Enormes torres que a comunidade de investidores ainda enxerga como um risco alto estão evoluindo, e há mudanças ocorrendo com a eficiência da tecnologia na Espanha e no exterior.

Será esse plano visionário bom demais para ser verdade?

A tecnologia ainda é cara, e à medida que as usinas forem construídas de maneira mais eficiente, a eletricidade da energia solar concentrada provavelmente se tornará a fonte mais barata da Europa, incluindo os custos de transmissão.

Dificilmente teria sido construída e sobrevivido sem subsídios governamentais, o que ocorre com tecnologias renováveis, e a solar não é diferente; o investimento inicial é grande, a maior parte do dinheiro é gasta na construção das usinas; não há, porém, custos com combustíveis quando entram em operação.

A questão, então, é o apoio governamental, e no caso da Espanha, o subsídio vem em forma de tarifas de fornecimento. Durante anos os valores de venda proporcionaram ao governo preços de energia vendida à Rede Nacional pelas tecnologias solares emergentes relativamente altos.

Na década passada as células fotovoltaicas voltaram à moda, e à medida que as vendas cresceram, os custos baixaram.

Nos anos 1970 gastava-se US$ 30 por watt para fazer um painel solar. Hoje é barato, US$ 1,50 por watt pelo fabricante de menor custo - adivinhe - a China.

Células solares tradicionais absorvem um influxo de amplo espectro na conversão de luz do dia em energia.

A luz branca é composta de muitas cores diferentes, que correspondem a diferentes níveis de energia; uma parte do espectro que compõe a luz é mais energética do que o de outras cores.

A energia eletromagnética absorvível pelas células se estende do ultravioleta ao infravermelho. Para tornar as células solares mais eficientes é necessário construir absorventes capazes de coletar altas energias, além da frequência infravermelha, pouco energética.

É preciso ter várias células solares diferentes para essas cores específicas de luz. Como estes módulos geram corrente direta (DC), um dispositivo eletrônico, o "inversor", é necessário para transformar a energia em corrente alternada (AC), utilizada no funcionamento de aparelhos residenciais. 

Se os custos puderem ser cortados, a Mountain Solar Cell Technology provavelmente terá um papel muito maior na produção futura de eletricidade. Calcula-se que a energia solar que atinge a Terra em um dia seja suficiente para proporcionar toda a eletricidade consumida no mundo durante um ano. Tais cálculos levaram alguns africanos que operam com energias renováveis a pensar grande.

O Desertec é um grande plano para implantar a tecnologia de energia solar nos desertos do mundo, com o potencial de suprir toda a necessidade mundial de eletricidade: http://www.desertec.org/

É um conceito, e a ideia básica é que em regiões desérticas como a do Saara há um colosso de energia vindo do céu na forma de luz solar, além do que existem agora novas tecnologias para captá-la e, a custo razoável, transformá-la em eletricidade.

Gus Schellekens, da PricewaterhouseCoopers no Reino Unido diz que  muitos não percebem  que a eletricidade das fontes convencionais como combustíveis fósseis, gás, carvão e, em alguma medida, a nuclear, são todas subsidiadas de alguma maneira.

 No Brasil, por exemplo, usinas como a de Belo Monte são subsidiadas a juros baixíssimos do BNDES, e a diferença é paga pelo Tesouro Nacional – vulgo, o bolso do consumidor. Outro caso clássico é o subsídio cruzado, onde os usuários do sul pagam mais que os do norte do País. A sociedade banca, inclusive, a energia mais barata consumida pela indústria.

Artificialmente barata, porém, já que são todas subsidiadas. Interesses políticos e privados operam a favor dessa situação e podem entravar o crescimento do uso da energia solar.

Além das usinas solares, a Espanha é o maior usuário mundial de células fotovoltaicas. Painéis solares fotovoltaicos são feitos basicamente de silício ou outros materiais semicondutores, e criam eletricidade diretamente da radiação solar. Células solares energizam os satélites da NASA (e da Estação Espacial ISS) desde 1950.

Entraram na moda após a crise do petróleo dos anos 1970. Mas as fases de iniciativas ambiciosas caíram todas por terra quando o fluxo de petróleo barato foi retomado.

Se os custos puderem ser cortados, a empresa Mountain Solar Cell Technology deverá desempenhar um papel maior na produção futura de eletricidade. Estima-se que a energia solar que atinge a Terra em uma hora seja suficiente para suprir a demanda mundial por energia durante um ano.

A única diferença básica entre a energia solar concentrada e a gerada por usinas a carvão, nuclear, óleo, é que o calor vem do Sol; poluição zero. Ou melhor, as solares são livres de riscos, considerando a recente explosão de uma usina nuclear no Japão, após o terremoto de magnitude 8,9 Richter e o tsunami.

A luz solar é intermitente, mas existe  tecnologia para estocar o calor gerado durante o dia; uma tecnologia usas tanques de sais derretidos. É relativamente fácil criar e estocar o calor e o objetivo é ter uma usina que gere energia solar 24 horas por dia.

Torres solares não são a única tecnologia para concentrar energia solar, ou CSPs. Uma alternativa é concentrá-la em tubulações cheias de óleo, onde a energia do Sol é concentrada em quase 100 vezes mais. O óleo é aquecido a até 500ºC, fervendo água, que gera vapor para girar turbinas que produzem eletricidade.

Planos para CSPs foram oferecidos na América durante décadas. No caso das usinas americanas, construídas nos anos 1980, as terras já se pagaram e eles conseguem produzir energia por cerca de US$0,03 por quilowatt, uma das mais baratas formas de energia atualmente. Mais barata que a nuclear, o carvão, ou qualquer outra fonte fóssil.

A energia Solar tem um grande papel a cumprir; é uma fonte inesgotável de suprimento,  uniformemente distribuída pelo mundo, com tecnologia já existente para  captá-la e transmiti-la imediatamente; a única coisa necessária é desentravar a resistência.

Luiz Leitão é jornalista luizmleitao@gmail.com

The world's first commercial solar tower plant gives a breathtaking glimpse of the future of power generation. What's stopping the technology's widespread adoption?


Here you see the Abengoa Solar Plant. Spain has a good solar radiation compared to the rest of Europe. Surprisingly, this technology could be compared to a "dry" conventional hidroelectric generating plant, once it produces steam, which is water vapour, that moves turbines, producing electricity from water in the middle of the desert.


The Spanish Government has decided to firmly support the solar energy industry. At a solar tower plant like this, the technology consists in a row of huge mirrors disposed in a semicircular pattern and a very tall tower. Each mirror is controlled by remote control.


The vast field of mirrors is precisely directed by a central computer to follow the arc of the Sun as it crosses the sky of southern Spain. The silence of the process is interrupted by the sound of motors making adjustments in the position of each mirror.


The reflected solar rays are targeted to the spot at the top of the tower. Behind this intense hotspot water is being boiled, generating steam. Temperatures can reach 2,000 degrees.


Not withstanding, the plant is presently operating at 450 to 500 degrees. Thus, the steam generates electricity by running the turbines and the energy is sold to the National Grid.


This Solar Platform will be able to supply electricity to the city of Seville for about 250 homes.


The UK coordinator of Desertec, Gerry Wolff, says: "A model for the world. It's the first commercial unit in the world surrounded by farmland and orange grows over a  one thousand 1,3 standing units called Helio Stat (Helio comes from greek "Helium", that means Sun) have been planted. The upfront investment constancy has been very large. Each Helio Stat has a mirror attached to a remote controlled motorized stand.

The only difference between concentrated and nuclear or coal plants is that we get heat from the Sun, instead of burning coal or making nuclear reaction. Or rather, solars are risk-free, considering the explosion ocured in a nuclear plant in japan in the aftermath of the 8,9 Richter quake and tsunami.


As sunlight is intermitent, technology exists to store generated heat during the day; one technology uses tanks of molten salts.Its is relatively easy to create and store heat; the goal is to have a plant that generates solar energy 24 hours a day.


The immediate thing a visitor sees at a solar plant is the size and scale. Huge towers that the investors community still sees as a high risk are evolving and there are changes happening to the efficiency and effectiveness of the technology here and out.


Is this visionary plant too good to be true?


It' unlikely to having them been built and even to survive without government subsidize, what we find with renewable technologies and solar is not different; the upfront investment is very large, most of the money is spent with the building of the plants;  but there are no fuel costs once they're operating.


The next consideration then is the support government gives to the industry, and in the case of Spain, subsidizein form of of feeding tariffs. Over a period of years feeding tariffs provided government price of energy sold to the National Grid by emerging solar technologies have been relatively expensive.

Over the past decade solar voltaics have come back into vogue and as sales go on, the cost has come down.


In the 1970s, it would cost US$ 30 per watt to make a solar panel. Now, it's very cheap, US$ 1,50 per watt from the lowest cost manufacturer - guess? - China.


Traditional solar cells take a broad spectrum approach converting daylight into energy.


White light is composed of many different colours and these colours correspond to different energies, some part of the spectrum which make up light have more energy potential than other colours.


The energy spans from ultraviolet to infrared. In order to make more efficient solar cells we have to build absorbers capable of absorbing high energy, as well as low-energy infrared frequency.

We chief it by having many different solar cells which are made to those specific colours of light.


If cost cut could be done, Mountain Solar Cell Technology is likely to play a bigger role in producing electricity in the future. It's been estimated that enough solar energy hits out in one hour is enough to provide all the world's energy needs for one year. It's calculations like this which have fired some renewable energy africans to think big. And just 1% of the world's desert areas is enough.




Political and economic realities work to help and can hinder the growth of solar energy. In addition to solar plants, Spain is the world's user of solar voltaics. Solar voltaic panels tipically made of silicon or other semiconductor materials create electricity directly from the Sun's radiation. Solar cells have been powering Nasa's satellites (and the ISS) since 1950.


They came into fashion after the oil crisis of the 1970s. But the ambitious initiatives phases all died when the flow of cheap oil resumed.




Solar towers is only one technology of concentrating solar energy, or CSPs. Another technology is to concentrate solar energy into oil filled tubes.The Sun's energy is concentrated almost 100 fold. The oil is heated up to five hundred degrees. The hot oil boils water, which generate steam to drive a turbine which produces electricity.


CSP plans have been offered in America for decades. In the case of US plants which are built in the 1980s, they have paid off their lands and they can produce electricity for arouns three US cents per kilowatt, which is among the cheapest forms of energy in the world today. Cheaper than nuclear, cheaper than coal, cheaper than any fossile fuel sources.


Solar has a huge role they can play; the fact that it has endles supply energy, the fact that it's uniformly distributed in the world; the fact that technology exists to capture and transmit at the moment means that one thing is needed to unlock much of that is a politicalship and will.

Herschel Measures Dark Matter / O Herschel mede a matéria escura

Um região do céu chamada  "O Buraco Lockman," localizada na constelação da Ursa Maior, é uma das  áreas pesquisadas em luz infravermelha pelo Observatório Espacial Herschel. Todos os pequenos pontos nesta foto são galáxias distantes. Imagem: ESA/Herschel/SPIRE/HerMES.

A region of the sky called the "Lockman Hole," located in the constellation of Ursa Major, is one of the areas surveyed in infrared light by the Herschel Space Observatory. All of the little dots in this picture are distant galaxies. Image: ESA/Herschel/SPIRE/HerMES




The Herschel Space Observatory has revealed how much dark matter it takes to form a new galaxy bursting with stars. Herschel is a European Space Agency cornerstone mission supported with important NASA contributions.

The findings are a key step in understanding how dark matter, an invisible substance permeating our universe, contributed to the birth of massive galaxies in the early universe.

"If you start with too little dark matter, then a developing galaxy would peter out," said astronomer Asantha Cooray of the University of California, Irvine. He is the principal investigator of new research appearing in the journal Nature, online on Feb. 16 and in the Feb. 24 print edition. "If you have too much, then gas doesn't cool efficiently to form one large galaxy, and you end up with lots of smaller galaxies. But if you have the just the right amount of dark matter, then a galaxy bursting with stars will pop out."

The right amount of dark matter turns out to be a mass equivalent to 300 billion of our suns.

Herschel launched into space in May 2009. The mission's large, 3.5-meter (11.5-foot) telescope detects longer-wavelength infrared light from a host of objects, ranging from asteroids and planets in our own solar system to faraway galaxies.

"This remarkable discovery shows that early galaxies go through periods of star formation much more vigorous than in our present-day Milky Way," said William Danchi, Herschel program scientist at NASA Headquarters in Washington. "It showcases the importance of infrared astronomy, enabling us to peer behind veils of interstellar dust to see stars in their infancy."

Cooray and colleagues used the telescope to measure infrared light from massive, star-forming galaxies located 10 to 11 billion light-years away. Astronomers think these and other galaxies formed inside clumps of dark matter, similar to chicks incubating in eggs.

Giant clumps of dark matter act like gravitational wells that collect the gas and dust needed for making galaxies. When a mixture of gas and dust falls into a well, it condenses and cools, allowing new stars to form. Eventually enough stars form, and a galaxy is born.

Herschel was able to uncover more about how this galaxy-making process works by mapping the infrared light from collections of very distant, massive star-forming galaxies. This pattern of light, called the cosmic infrared background, is like a web that spreads across the sky. Because Herschel can survey large areas quickly with high resolution, it was able to create the first detailed maps of the cosmic infrared background.

"It turns out that it's much more effective to look at these patterns rather than the individual galaxies," said Jamie Bock of NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif. Bock is the U.S. principal investigator for Herschel's Spectral and Photometric Imaging Receiver instrument used to make the maps. "This is like looking at a picture in a magazine from a reading distance. You don't notice the individual dots, but you see the big picture. Herschel gives us the big picture of these distant galaxies, showing the influence of dark matter."

The maps showed the galaxies are more clustered into groups than previously believed. The amount of galaxy clustering depends on the amount of dark matter. After a series of complicated numerical simulations, the astronomers were able to determine exactly how much dark matter is needed to form a single star-forming galaxy.

"This measurement is important, because we are homing in on the very basic ingredients in galaxy formation," said Alexandre Amblard of UC Irvine, first author of the Nature paper. "In this case, the ingredient, dark matter, happens to be an exotic substance that we still have much to learn about."

O Observatório Espacial Herschel revelou quanta matéria escura é necessária para formar uma galáxia explodindo com estrelas. O Herschel  é uma missão  da Agência Espacial Europeia, uma pedra angular amparada por importantes contribuições da NASA.

As descobertas são um passo-chave para a compreensão a respeito de como a matéria escura, uma substância invisível que permeia o universo, contribuiu com o nascimento da galáxias massivas no universo primordial.

"Se começar com muito pouca matéria escura, uma galáxia em desenvolvimento irá dar em nada," disse o astrônomo Asantha Cooray da Universidade da Califórnia, em Irvine. Ele é o pesquisador principal da nova pesquisa que saiu na revista Nature, online em 16 de fevereiro, e 24 de fevereiro na impressa. "Se tiver matéria demais, o gás não se resfria de maneira eficiente para formar uma grabde galáxia, e termina-se com apenas um grupo de pequenas galáxias. Mas havendo quantidade certa de matéria escura, uma galáxia explodirá com estrelas pululando."

A quantidade correta de matéria escura vem a ser a massa equivalente a 300 bilhões de sóis iguais ao nosso.

O Herschel foi lançado ao espaço em maio de 2009. O grande telescópio de 3,5 metros da missão detecta luz infravermelha de comprimento de onda mais longo de uma vastidão de objetos, desde asteroides e planetas no nosso sistema solar até galáxias distantes.

"Essa notável descoberta mostra que galáxias primitivas passam por períodos de formação estelar muito mais vigorosos do que na nossa atual Via Láctea," disse William Danchi,  cientista do programa Herschel na sede da NASA em Washington. "Ele exemplifica a importància da astronomia em infravermelho, permitindo enxergar atrás dos véus de poeira interestelar e ver as estrelas em sua infância."

Cooray e colegas usaram o telescópio para medir luz infravermelha de de galáxias massivas de formação estelar localizadas entre 10 e 11 bilhões de anos-luz de distância. Astrônomos creem que essas e outras galáxias foram formadas dentro de montes de matéria escura, de maneira semelhante a pintos de ovos em incubadeiras.

Gigantescos amontoados de matéria escura atuam como poços gravitacionais que coletam o gás e poeira necessários para a formação de galáxias. Quando uma mistura de gás e poeira caem em um poço, se condensa e resfria, permitindo a formação de novas estrelas. Finalmente, estrelas suficientes se formam, e uma galáxia nasce.

O Herschel pôde revelar mais sobre o funcionamento  desse processo de formação de galáxias mapeando a luz infravermelha de coleções de galáxias de formação estelar massivas e muito distantes. Este padrão de luz, chamada plano de fundo cósmico infravermelho, é como um reia que se espalha pelo céu. Pelo fato de o Herschel poder pesquisar grandes áreas rapidamente e em alta resolução, foi possível criar os primeiros  mapas detalhados do plano de fundo cósmico infravermelho.

"Percebe-se que é muito mais eficaz olhar para esses padrões do que para galáxias individuais," disse Jamie Bock do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia. Bock é o principal investigador nos Estados Unidos para o instrumento do Receptor de Imageamento Espectral Fotométrico do Herschel  usado para elaborar os mapas. "Isso é como olhar uma imagem em uma revista à distância de leitura. Não se vê os pontos individualmente, mas sim a grande imagem. O Herschel nos dá a grande imagem dessas distantes galáxias, mostrando a influência da matéria escura."

Os mapas mostram que as galáxias estão mais aglomeradas em grupos do que imaginava. A quantidade de galáxias se aglomerando depende da quantidade de matéria escura. Após uma série de complicadas simulações numéricas, os astrônomos puderam determinar exatamente quanta matéria escura é necessária para formar uma só galáxia de formação estelar.

"Esta medição é importante, porque  estamos lidando com os mais básicos ingredientes na formação de uma galáxia," disse Alexandre Amblard da UC Irvine, primeiro autor do artigo da Nature. "Nesse caso, o ingrediente, a matéria escura, vem a ser uma exótica substância sobre a qual ainda temos muito o que aprender."

Le Brésil n'est pas un pays sérieux

Soi disant Charles de Gaulle

Black is beautiful

Cisnes negros são nativos da Austrália. Uma quantidade incerta de pássaros aquáticos escaparam do cativeiro no Reino Unido e há agora estimados 500 na natureza, embora as populações procriando não devam ser autossustentáveis.

Black swans are native to Australia. A number of the water birds have escaped from captivity in the UK and there are now estimated to be 500 in the wild, though the breeding populations are thought not to be self-sustaining.

Cidade do Cabo / Cape Town

A magnífica vista da Cidade do Cabo, na África do Sul, e da Montanha Table (Mesa).

Magnificent view of Cape Town, South Africa, and Table Mountain.

Sparks / Faíscas

Faíscas voam nestas teatrais fotografias captando um artista  balançando um tecido de lã de aço em chamas acima de sua cabeça, enquanto as Luzes do Norte - ou aurora borealis - aparecem no céu por trás dele, em Mo i Rana, Noruega.

O esplêndido festival de luzes foi produzido por Tommy Eliassen, que ateou fogo à fibra e a balançou tão rápido quanto possível.

Ele colocou sua câmera num tripé e a configurou para uma longa exposição. Ele disse: "Fiz algumas tentativas, até que finalmente deu certo. O problema foi a exposição, foi difícil conseguir manter a lã de aço e as Luzes do Norte na exposição exata."

Sparks fly in these dramatic photographs capturing an artist swinging burning steel wool above his head, while the Northern lights - or aurora borealis - appear in the sky behind him in Mo i Rana, Norway.

The stunning light show was produced by Tommy Eliassen, who set fire to the fibre and swung it around as fast as possible. He placed his camera on a tripod and sets it to a long exposure.

He said: "It took me a few attempts but eventually I got it right. The problem was the exposure, it was difficult getting the steel wool and the Northern lights exposed just right."

NGC 1999

Ao sul da grande região de formação estelar conhecida como a Nebulosa de Orion, fica a brilhante nebulosa NGC 1999, de reflexo azul. Também o extremo do nuvem do complexo  molecular Orion, a uns   1.500 anos-luz de distância; a iluminação da NGC 1999 é causada pela estrela variável  incorporada V380 Orionis.

A nebulosa está marcada com uma lateral escura em formato de T próxima ao centro nesta abrangente visão cósmica que se estende por mais de 10 anos-luz. O formato escuro já foi tido como nuvem de poeira obscurescente vista em silhueta contra o brilhante reflexo da nebulosa. Mas imagens recentes em infravermelho indicam que a forma é provavelmente um buraco soprado através da nebulosa por estrelas jovens energéticas. De fato, esta região tem abundância de jovens estrelas energéticas  produzindo jatos e fluxos de saída que criam ondas de choque luminosas.

Catalogadas como objetos Herbig-Haro (HH), nome dos astrônomos George Herbig e Guillermo Haro, os choques aparecem em vermelho brilhante nessa vista que inclui HH1 e HH2 logo abaixo da NGC 1999. Os jatos estelares e fluxos de saída arrastam a matéria em volta a velocidades de centenas de quilômetros por segundo.

South of the large star-forming region known as the Orion Nebula, lies bright blue reflection nebula NGC 1999. Also at the edge of the Orion molecular cloud complex some 1,500 light-years distant, NGC 1999's illumination is provided by the embedded variable star V380 Orionis.

The nebula is marked with a dark sideways T-shape near center in this broad cosmic vista that spans over 10 light-years. The dark shape was once assumed to be an obscuring dust cloud seen in silhouette against the bright reflection nebula.

But recent infrared images indicate the shape is likely a hole blown through the nebula itself by energetic young stars. In fact, this region abounds with energetic young stars producing jets and outflows that create luminous shock waves.

Cataloged as Herbig-Haro (HH) objects, named for astronomers George Herbig and Guillermo Haro, the shocks appear bright red in this view that includes HH1 and HH2 just below NGC 1999. The stellar jets and outflows push through the surrounding material at speeds of hundreds of kilometers per second.

Colônias

Colônias de bactérias que causam a placa dental. Um amostra de placa foi retirada da boca de um paciente com doença gengival (gengivite) e deixada crescendo numa placa de agar, tingida de azul para revelar a morfologia da colônia e iluminada por baixo.

Colonies of bacteria that cause dental plaque. A sample of plaque was removed from the mouth of a patient with gum disease and grown on an agar plate, stained blue to reveal the colony morphology and lit from below.

One year ago / Um ano atrás

Em Havana, Cuba, membros do grupo dissidente Mulheres de Branco acenam com fotos de Orlando Zapata Tamayo no primeiro aniversário de sua morte. O ativista político entrou em greve de fome na prisão após ter sido preso em um ataque do governo contra dissidentes do regime cubano.

O tempo passa rápido demais, porém as risadas de escárnio do ex-presidente Lula, naquele dia, em Cuba, estão mais presentes na memória das pessoas decentes do que o sofrimento de Zapata. Por uma só razão: O escárnio perante o sofrimento de alguém é mais chocante que a dor da vítima.

Havana, Cuba: Members of the Cuban dissident group Ladies in White hold images of Orlando Zapata Tamayo on the first anniversary of his death. The political activist went on hunger strike in prison after being jailed in a crackdown on dissidents.

Time really flies, but Brazilian President Lula da Silva's laughter of derision, on that very day, in Cuba, is more present in the memory of decent people than Zapata's  suffering and fate. For one sole reason: Mockery on someone else's suffering is more shocking than the victim's pain.

Active regions / Regiões ativas

Um par de regiões ativas do Sol deu um espetáculo por um período de mais de três dias (Fevereiro 7-10, 2011), como se vê em luz ultravioleta extrema através da espaçonave do Observatório de Dinâmica Solar (SDO).

As linhas do campo magnético acima das regiões produziram arcos  tremulantes ondulando acima deles, bem como uma dupla de labaredas. Outro par de regiões ativas menores emerge e trilha atrás  dos maiores.

A pair of active regions on the Sun put on quite a show over a three-day period (February 7-10, 2011), as seen in extreme ultraviolet light from the Solar Dynamic Observatory (SDO) spacecraft.

The magnetic field lines above the regions produced fluttering arcs waving above them as well as a couple of flares. Another pair of smaller active regions emerges and trails behind the larger ones.

Tempel 1

Quatro diferentes vistas do cometa Tempel 1 pela espaçonave Stardust da NASA, quando passou por ele em 14 de fevereiro de 2011. As imagens progridem no tempo começando da esquerda superior, movendo-se para a direita superior, então seguindo da esquerda inferior para a direita inferior.

Quando a espaçonave se aproximou pela primeira vez, obteve um olhar límpido da mesma superfície anteriormente  imageada  missão da NASA Deep Impact, em 2005. A Deep Impact enviou um projétil na direção do cometa, criando uma cratera localizada na imagem da esquerda superior.

Quando a Stardust sobrevoou o cometa mais de perto, começou a ver um novo território que não havia sido filmado antes. O novo território aparece no lado esquerdo da imagem superior direita. A cratera do Deep Impact também está localizada nessa visão, do lado direito.

Four different views of comet Tempel 1 as seen by NASA's Stardust spacecraft as it flew by on 14 February 2011.

 The images progress in time beginning at upper left, moving to upper right, then proceeding from lower left to lower right. When the spacecraft first approached, it got a clear look at the same surface that was imaged previously by NASA's Deep Impact mission in 2005.

Deep Impact sent a projectile into the comet, creating a crater that is located in the upper left image. As Stardust flew closer to the comet, it began to see new territory that had not been imaged before.

The new territory appears on the left side of the upper right image. The Deep Impact crater is also located in this view, on the right side.

Blood Falls

O que se parece com jorros de sangue de um glaciar nos Vales Secos McMurdo, na Antártica, uma queda d'água vermelha da altura de cinco andares, é conhecida como Blood Falls (Cascatas de Sangue), e passou a ser assim chamada após o explorador e geólogo Griffith Taylor passar por ali em 1911, quando pensou que lembrava sangue fluindo de um ferimento.

Cientistas descobriram que o fenômeno natural ocorre quando óxido de ferro (ferrugem), preso muito fundo sob o glaciar, num lago oculto, reage com micróbios na água.

What looks like blood gushes from a glacier in the McMurdo Dry Valleys in Antarctica. The five-storey, red waterfall known as the Blood Falls got its name after explorer and geologist Griffith Taylor stumbled across it in 1911 and thought it resembled blood pouring from a wound.

Scientists have found that the natural phenomenon occurs when iron oxide, trapped deep beneath the glacier in a hidden lake, reacts with microbes in the water.