Primeira turbina eólica supercondutora está pronta

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/09/2018

Tendo passado com êxito pelos testes em laboratório, o gerador supercondutor será instalado em sua torre até o final do ano. [Imagem: EcoSwing]

A primeira turbina eólica supercondutora do mundo será instalada na costa da Dinamarca até o final deste ano. A conquista é fruto do projeto ECOSWING, financiado pela União Europeia, e promete revolucionar a indústria de energia eólica através da implantação de geradores mais leves, mais econômicos e mais potentes.

Já testada com sucesso no laboratório, o teste de campo da turbina baseada em materiais sem resistência à corrente elétrica abrirá caminho para a implantação comercial da tecnologia na próxima geração de turbinas multimegawatts.

O protótipo é capaz de produzir cerca de 3 MW (megawatts) de eletricidade impulsionado por apenas duas pás.

A grande estrela da tecnologia é o gerador, que usa supercondutores de ‘alta temperatura’ - alta em relação aos primeiros supercondutores, que funcionavam perto do zero absoluto. Pesando 40% menos do que os geradores convencionais, a máquina de última geração requer menos material em sua fabricação e é mais econômica para construir, transportar e instalar.

“O consórcio ECOSWING teve sucesso no projeto, desenvolvimento e construção do primeiro gerador eólico supercondutor de múltiplos megawatts em escala real. Essa demonstração em um ambiente operacional real lançará as bases para um produto revolucionário que mudará a maneira como as turbinas eólicas operam e vai expandir muito o setor de energia eólica,”

disse Jürgen Kellers, que chefiou o projeto, um esforço que envolveu nove parceiros industriais e acadêmicos.

       Os geradores eólicos atuais funcionam como um dínamo tradicional, com ímãs permanentes rotativos dentro de um conjunto de bobinas de cobre. A rotação cria um campo magnético variável nas bobinas, o que gera uma corrente elétrica.

       No gerador supercondutor, os ímãs são substituídos por eletroímãs, bobinas de uma fita cerâmico-metálica que se torna supercondutora sob condições extremamente frias, obtidas pela contenção das bobinas dentro de um tambor de vácuo super-resfriado com uma pequena quantidade de gás criogênico.

       Nessa temperatura ultrafria, a eletricidade passa através das bobinas com quase nenhuma resistência, permitindo fluxos de energia 100 vezes maiores do que nos geradores comuns.

       A ausência de resistência elétrica significa que muito menos material, incluindo valiosos metais de terras raras, é necessário para fabricar um gerador supercondutor de alta temperatura para obter a mesma energia, resultando em reduções substanciais de custo e peso.

       Estas vantagens permitirão que as turbinas eólicas supercondutoras sejam fabricadas em escala maior. A equipe ECOSWING prevê futuros geradores supercondutores produzindo 10 MW ou mais.

Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=primeira-turbina-eolica-supercondutora-pronta-instalada&id=010115180910#.W9GmkmhKiDI

Projeto brasileiro de trem de levitação magnética é o primeiro a transportar passageiros com essa tecnologia

Projeto da Coppe/UFRJ aguarda resposta para pedido de certificação internacional para poder ser 'exportado'

Maglev-Cobra, o trem de levitação magnética da Coppe/UFRJ (Foto: Divulgação Coppe/UFRJ)

Um trem de levitação magnética por supercondutividade, testado no Rio há um ano e sete meses, está à espera do resultado de um pedido de certificação internacional, que poderá abrir caminho para a sua produção industrial e comercialização. O veículo, criado pela Coppe/UFRJ e em funcionamento na Cidade Universitária, na Ilha do Fundão, é o primeiro no mundo a transportar passageiros com essa tecnologia. A composição, que circula sobre trilhos imantados, com baixo consumo de energia e sem emissão de poluentes, já despertou o interesse da China, que discute um acordo de cooperação com a universidade.

Desde fevereiro de 2016, o chamado Maglev–Cobra já transportou cerca de oito mil pessoas. As viagens pela linha experimental de 200 metros são às terças-feiras, das 11h às 15h, e ligam dois prédios do Centro Tecnológico da UFRJ. No trecho, ele atinge 12km/h, mas, em área urbana, poderá chegar a 100km/h.

Nos testes, o projeto da Coppe/UFRJ não apresentou problemas. A próxima etapa, a de certificação, é conduzida por um órgão independente.

“O processo de certificação tem um custo relativamente alto. Recorremos a um fundo de apoio do BNDES. A proposta está em avaliação”, explica o professor da Coppe/UFRJ Richard Stephan, coordenador do projeto. “O Inmetro ainda não está preparado para esse tipo de certificação, mas a TÜV, da Alemanha, poderia fazê-lo.”

O Maglev–Cobra está no nível sete da escala TRL, que vai até nove e é adotada pela Nasa para medir o grau de amadurecimento de uma nova tecnologia. Atingir o nível máximo indica que o projeto está pronto para ser comercializado.

A tecnologia criada pela Coppe/UFRJ dá sinais de que pode ser uma das soluções para a mobilidade urbana no mundo. O Japão, a Coreia do Sul e a China já dispõem de veículos de levitação magnética em operação comercial (Pequim deverá ganhar uma segunda linha até o fim do ano). Mas há diferenças entre o Maglev–Cobra e os trens da Ásia.

“Ele usa uma técnica de levitação estável que dispensa controladores, sensores e atuadores (dispositivos que movimentam uma carga). É um sistema mais confiável, com menos peso e volume”, diz Stephan.

Hoje, trens semelhantes em operação comercial no mundo usam levitação eletromagnética, que exige um sistema complexo para manter a distância correta entre o trilho e o veículo. A suavidade da operação do Maglev–Cobra impressiona, principalmente quem está acostumado com as composições da SuperVia e do metrô.

“Parece que estamos dentro de algo muito leve. Não faz barulho. É uma viagem muito suave”, disse Sara Braga, de 15 anos, aluna da rede estadual, que visitou a Coppe na semana passada.

        Segundo Stephan, o Maglev–Cobra poderia começar a rodar no Rio ligando a Rodoviária Novo Rio ao metrô da Praça Onze ou do Estácio. Outra possibilidade seria circular entre o shopping Nova América e a Ilha do Governador. Num segundo momento, do Recreio à Barra ou ao longo da Linha Amarela. Especialistas da Coppe já avaliam esses percursos.

Fonte: http://epocanegocios.globo.com/Tecnologia/noticia/2017/09/projeto-brasileiro-de-trem-de-levitacao-magnetica-e-o-primeiro-transportar-passageiros-com-essa-tecnologia.html

Computador imita cérebro com supercondutores e LEDs

A arquitetura neuromórfica deverá superar a capacidade de cálculo do cérebro humano. [Imagem: Jeffrey M. Shainline et al. - 10.1103/PhysRevApplied.7.034013]

Computador neuromórfico

O supercomputador mais rápido do mundo, o Sunway TaihuLight, 100% chinês, executa mais cálculos por segundo do que um cérebro humano, mas consome cerca de 800.000 vezes mais energia.

Para tentar tirar essa diferença, uma equipe do Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia dos EUA (NIST) está propondo um novo sistema de computação baseado em componentes supercondutores que se comunicam usando luz e que funciona de forma mais parecida com a arquitetura neural do cérebro humano.

Os cálculos de Jeffrey Shainline e seus colegas sugerem que seu computador-supercondutor-fotônico poderá operar com menos energia e realizar mais cálculos do que o cérebro humano - se bem que a capacidade estimada de cálculos do cérebro humano foi recentemente multiplicada por 100.

Neurônio teia de aranha

       Nos computadores atuais, cada componente semicondutor interage com apenas alguns outros, aos quais são conectados por fiações diretas. Acontece que, se cada componente fosse ligado a milhares de outros, como ocorre no cérebro, a arquitetura do circuito rapidamente se torna caótica.

       Para resolver isto, Jeffrey Shainline propõe usar fótons em vez de elétrons. Os fótons podem atuar como portadores de informação e podem se comunicar com inúmeros outros sem a necessidade de conexões com fios.

       O neurônio artificial consiste de um fio supercondutor conectado a um LED - incorporado seria o melhor termo, já que ambos fazem parte do mesmo componente. Os dois elementos atuam como detector e transmissor de sinal, respectivamente.

       Na ausência de fótons de entrada, o LED permanece desligado e o neurônio fica inativo. Quando o supercondutor absorve fótons, sua temperatura aumenta, provocando uma transição de uma fase supercondutora para uma fase metálica. Isso altera o fluxo de corrente no LED, ligando-o e tornando o neurônio ativo.

       Como essa transição requer a absorção de múltiplos fótons, o circuito pode imitar os neurônios reais, que disparam apenas se o sinal de entrada superar um limiar. Guias de onda ramificados então canalizam os fótons emitidos para milhares de outros neurônios supercondutores, compondo o que os pesquisadores chamam de “neurônio teia de aranha”.

Estrutura do computador (em cima) e de cada neurônio artificial, formado por um supercondutor e um LED (embaixo). [Imagem: Jeffrey M. Shainline et al. - 10.1103/PhysRevApplied.7.034013]

Operações

       De acordo com os cálculos da equipe, esse sistema poderá realizar 10 vezes mais operações do que o cérebro humano e consumir apenas 20 W de energia.

       Agora é aguardar que os engenheiros ponham a mão na massa e afiram se esse neurônio artificial em teia realmente funciona.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=computador-imita-cerebro-supercondutores-leds&id=010150170403&ebol=sim

Bibliografia:

Superconducting Optoelectronic Circuits for Neuromorphic Computing. Jeffrey M. Shainline, Sonia M. Buckley, Richard P. Mirin, Sae Woo Nam. Physical Review Applied Vol.: 7, 034013. DOI: 10.1103/PhysRevApplied.7.034013

Primeiro magneto supercondutor portátil

O ímã supercondutor portátil deverá inaugurar uma nova era para os motores elétricos. [Imagem: Difan Zhou et al. - 10.1063/1.4973991]

Engenheiros da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, construíram um magneto supercondutor portátil.

Embora a supercondutividade venha sendo usada em grandes experimentos, como no LHC, ou mesmo em equipamentos de laboratório do tamanho de uma sala, não era possível tirar proveito dela em equipamentos realmente pequenos.

O novo dispositivo portátil substitui com muitas vantagens os grandes ímãs permanentes convencionais - o protótipo alcançou um campo magnético de 3 teslas, o que é excepcional para suas dimensões.

O professor John Durrell conta que o trabalho da sua equipe se baseou nas descobertas recentes do físico Roy Weinstein, da Universidade de Houston, nos EUA, que mostrou como os eletroímãs convencionais e a magnetização por campo pulsado podem ser usados para ativar campos magnéticos supercondutores que são ‘capturados’ e sustentados como parte de um arranjo supercondutor.

Isso evita a necessidade de grandes e caros ímãs supercondutores para ‘ativar’ o sistema, permitindo construir um dispositivo portátil.

As possibilidades de uso do ímã supercondutor portátil são enormes, como sistemas menores e mais baratos de ressonância magnética para uso em hospitais de menores recursos.

“O interesse óbvio nisso é que você pode usá-lo para construir um motor menor e mais leve,” disse Durrel.

Bibliografia:

A portable magnetic field of >3 T generated by the flux jump assisted, pulsed field magnetization of bulk superconductors. Difan Zhou, Mark D. Ainslie, Yunhua Shi, Anthony R. Dennis, Kaiyuan Huang, John R. Hull, David A. Cardwell, John H. Durrell. Applied Physics Letters. Vol.: 110, Issue 6

DOI: 10.1063/1.4973991.

A significant advantage for trapped field magnet applications - A failure of the critical state model. Roy Weinstein, Drew Parks, Ravi-Persad Sawh, Keith Carpenter, Kent Davey. Applied Physics Letters. Vol.: 107, Issue 15. DOI: 10.1063/1.4933313.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=primeiro-magneto-supercondutor-portatil&id=010115170214&ebol=sim

Supercondutores podem detectar a matéria escura (Superconductors could detect superlight dark matter)

Um conjunto maciço de galáxias conhecidas como Abell 1689, captadas pelo Hubble. A lente gravitacional observada pelo Hubble em Abell 1689 indica a presença de matéria escura. Crédito: NASA, N. Benitez (JHU), T. Broadhurst (Racah Institute of Physics/The Hebrew University), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI),G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO/Lick Observatory), ACS Science Team, ESA

      Muitas experiências estão atualmente à procura de matéria escura, substância invisível que os cientistas sabem que existe pelo seu efeito gravitacional sobre estrelas, galáxias e outros objetos. Na Terra, os cientistas estão usando aceleradores de partículas, como o Large Hadron Collider (LHC), para procurar a matéria escura. Embora os pesquisadores tenham varrido todas as suas bases de localização, esses detectores podem não ser sensíveis o suficiente para detectar a matéria escura se a massa da matéria escura for menor do que 10 GeV (10 bilhões de elétrons-volt).

       Para resolver este problema, os físicos estão trabalhando no desenvolvimento de detectores mais sensíveis. Em um novo estudo, os cientistas propuseram um novo tipo de detector feito de supercondutores. A matéria escura tem uma massa na faixa de 1 keV (1000 elétrons-volt) a 10 GeV, até um milhão de vezes mais leve do que o próton.

       “A maior importância do nosso trabalho é a capacidade potencial para detectar a matéria escura com massa entre mil a um milhão de vezes mais leve do que a massa do próton,” disse Kathryn M. Zurek, uma das principais pesquisadoras envolvidas no trabalho. “Detectores supercondutores são a única proposta para a matéria escura nesta faixa de massa”.

       Embora a maior parte da matéria escura não interaja com qualquer coisa, os cientistas assumem que ela interage com a matéria comum de alguma forma, ou então eles não poderiam detectá-la no laboratório. Mas não está claro se a matéria escura interage com os elétrons, núcleos, ambos, ou qualquer outra coisa.

       Em geral, os detectores de matéria escura são baseados no princípio de que, se uma partícula de matéria escura atingisse o detector e interagisse com ele, a colisão iria produzir outros tipos de partículas, tal como um fóton ou fônons (um quanta de vibração) numa energia específica. O material do detector é de extrema importância, pois a interação entre a matéria escura e o detector determina as propriedades específicas da partícula que é produzida. Alguns dos detectores mais sensíveis são feitos hoje em dia de xenônio líquido (detector de LZ), cristal de germânio (SuperCDMS), e outros materiais semelhantes.

       No novo estudo, os físicos mostraram que um detector de matéria escura feito de um supercondutor, tal como alumínio ultrapuro, pode ser o material mais sensível, capaz de detectar a matéria escura com uma massa de algumas centenas de keV ou menos. A sensibilidade resulta do fato de que os supercondutores possuem um band gap de zero ou muito próximo de zero. O alumínio, por exemplo, tem um pequeno gap na faixa de 0,3 MeV (0,0003 eV).

       A ideia é que uma das partículas de matéria escura que pode estar constantemente fluindo através da Terra espalhe um elétron livre no supercondutor. Em um supercondutor, os elétrons livres estão ligados em pares de Cooper com uma energia de ligação de 0,001 eV. Se uma partícula de matéria escura tem energia suficiente para promover um elétron acima do gap do material, ele vai quebrar o par de Cooper. Desta forma, o supercondutor absorve a energia da partícula de matéria escura. Em seguida, um segundo dispositivo (um calorímetro) mede a energia térmica depositada no absorvedor, proporcionando evidência direta da partícula de matéria escura.

       Os físicos preveem que melhorias razoáveis ​​na tecnologia de detector de corrente pode tornar este conceito viável no futuro próximo. Um dos maiores desafios será reduzir o ruído a partir de fontes diferentes da matéria escura, como o térmico e o ambiental. Se o detector supercondutor puder ser construído, ele irá fornecer o teste mais sensível até o momento da matéria escura e dar aos cientistas uma chance melhor de descobrir do que é feita a maior parte da matéria no universo.

Fonte1: http://phys.org/news/2016-02-superconductors-superlight-dark.html

Fonte2: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.5b07848

Campo de força magnético protegerá astronautas contra radiação

Redação do Site Inovação Tecnológica -  10/02/2016

O campo de força magnético será gerado por fios supercondutores feitos de diboreto de magnésio (MgB₂). [Imagem: SR2S/Giorgina Colleoni/Valerio Calvelli]

        Enquanto a NASA se prepara para testar um escudo magnético para proteger as naves contra o calor na reentrada na atmosfera, a ESA (Agência Espacial Europeia) trabalha em um conceito similar para proteger os astronautas contra a radiação espacial.

        Os esforços foram concentrados em um projeto chamado SR2S (Space Radiation Superconducting Shield - Escudo Supercondutor contra Radiação Espacial).

        As primeiras informações sobre o projeto foram divulgadas no ano passado por físicos do LHC, que se juntaram ao projeto para compartilhar sua larga experiência no uso dos ímãs supercondutores que deverão gerar o escudo antirradiação espacial.

        Agora a equipe europeia anunciou a conclusão do projeto básico, afirmando que “agora têm o conhecimento e as ferramentas necessárias para desenvolver escudos magnéticos para proteger os astronautas da exposição à radiação causada pelos raios cósmicos galácticos”.

        A escolha do supercondutor recaiu mesmo sobre o diboreto de magnésio (MgB₂) para gerar o campo de força antirradiação, conforme anunciado inicialmente pela equipe do LHC.

        Os fios e cabos supercondutores serão dispostos de forma a gerar um campo que os engenheiros chamaram de “estrutura abóbora”, devido ao formato das linhas de força do escudo.

        “Esta é uma configuração de escudo ativo que é crucialmente leve e, portanto, adequada para as missões de longa duração no espaço profundo. A estrutura funciona reduzindo o material atravessado pelas partículas incidentes, evitando assim a geração de partículas secundárias e, por decorrência, gerando um escudo mais eficiente,” diz o comunicado do projeto.

        Esse “escudo abóbora” deverá gerar um campo magnético 3.000 vezes mais forte do que o da Terra, suficiente para projetar um campo de força de 10 metros ao redor da nave, desviando os raios cósmicos incidentes e, desta forma, protegendo os astronautas em seu interior.

Visualização artística de uma nave para voos de longa duração com o escudo antirradiação implantada ao seu redor. [Imagem: SR2S/Giorgina Colleoni/Valerio Calvelli]

        A grande restrição do projeto era o peso da estrutura geradora do campo de força, já que a adição de 1 kg à massa de uma espaçonave aumenta o custo da missão como um todo em U$ 15.000.

        Contudo, no espaço os ímãs supercondutores estarão em seu ambiente natural, dispensando os caros e pesados equipamentos de refrigeração necessários para mantê-los a quase -200° C. No frio do espaço, as naves estarão naturalmente em temperaturas próximas a essa.

        “Ainda poderão ser necessários muitos anos até que essa tecnologia esteja pronta para ser implantada de forma ativa nas missões espaciais tripuladas ao espaço profundo, mas mais testes da tecnologia SR2S continuarão a ser realizados no curto e médio prazos,” concluiu a nota.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=campo-forca-magnetico-protegera-astronautas-contra-radiacao&id=010130160210

Equipe chinesa faz descoberta inesperada sobre fusão (Chinese team makes unexpected fusion breakthrough)

A corrida pela fusão nuclear sustentável parece ter feito grandes progressos, depois que um grupo de pesquisa chinês disse ter mantido por mais de um minuto um gás de plasma superaquecido em 49,99 milhões de graus C.

Pesquisadores do Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) disseram que foram capazes de aquecer o gás quase três vezes a temperatura no núcleo do Sol, e mantê-lo lá por 102 segundos.

O experimento envolveu o uso de um reator em forma de anel no Instituto de Ciências Físicas em Hefei, China, para aquecer e controlar gás hidrogênio a temperaturas extremas, e mantê-lo no lugar longe das paredes do anel usando ímãs supercondutores de alta potência.

     Fazer isso é extremamente difícil, e as experiências anteriores só conseguiram, no máximo, mantê-lo por menos de um minuto. A equipe chinesa foi capaz, ao que parece, de demonstrar novas técnicas para aumentar esse tempo de forma significativa, e espera-se aumentar ainda mais esse registro por um fator de 10 nos próximos anos.

     Em si mesmo, o processo demonstrado pela equipe não gera energia, mas é considerado uma peça técnica fundamental no quebra-cabeça. A fusão nuclear envolve o uso de grandes quantidades de energia para sua criação e para manter a reação por tempo suficiente de modo a obter mais energia do que aquela gasta no início. Fazer isso exige controlar o plasma de hidrogênio, que é o objetivo da equipe chinesa.

     As implicações da fusão nuclear são extraordinárias. O objetivo final é uma nova forma de energia limpa, barata e sustentável, que não requer o uso de elementos extremamente raros. Em teoria, isso representaria uma fuga da dependência de combustíveis fósseis e de velhas tecnologias de fissão nuclear, mais perigosas e sujas.

Cientistas do Instituto Max Planck usaram sua máquina para aquecer hidrogênio a 100 milhões °C por um curto período. STEFAN SAUER/AFP/Getty Images

O avanço chinês vem menos de uma semana depois de uma equipe do Instituto Max Planck aquecer hidrogênio a temperaturas ainda mais intensas - até 100 milhões °C -, mas por períodos de tempo muito mais curtos. O governo alemão tem dedicado mais de £ 1 bilhão para a busca da fusão nuclear, mesmo quando o objetivo final é visto a décadas de distância.

     Em termos de temperatura bruta, 50 milhões °C é uma mera brisa suave. A temperatura mais quente feita pelo homem - e, até onde sabemos, o ponto mais quente do universo - chegou a 5,5 trilhões °C, e foi criado em 2012 dentro do Large Hadron Collider. O experimento foi suficiente para esmagar partículas e criar o plasma quark-glúon, uma forma exótica de matéria que existia imediatamente após o Big Bang.

     De acordo com o South China Morning Post, a equipe chinesa no EAST disse que seu novo recorde está abaixo dos seus próprios objetivos, que é manter uma temperatura de cerca de 100 milhões °C por 1.000 segundos. Fazer isso seria um feito extraordinário, embora ainda deixasse a humanidade muitos anos longe de uma solução comercialmente viável da fusão.

     Felizmente, existe colaboração internacional - caótica, mas real - no domínio da fusão, bem como a concorrência: a China é um membro do projeto Reator Termonuclear Experimental Internacional, atualmente em construção na França, que visa produzir um reator capaz de gerar 500 megawatts de fusão por 400 segundos.

Fonte: http://www.wired.co.uk/news/archive/2016-02/09/china-fusion-breakthrough

Detectando um único fóton com maior precisão pelo uso de materiais supercondutores (Superconductor Ups Single-Photon Detection Accuracy)

Micrografia de um detector de fóton feito de nanofios supercondutores de siliceto de molibdênio (MoSi). A imagem tem cerca de 35 micrômetros de largura. Cortesia de Verma/NIST.

O aprimoramento da tecnologia de detector de um único fóton feito de nanofios supercondutores oferece reduzido ‘jitter’ temporal com sistemas de refrigeração menos exigentes. Esta maior precisão a uma temperatura mais elevada faz com que o novo detector seja útil para comunicações de pesquisa e experimentos envolvendo emaranhamento quântico e teletransporte.

Pesquisadores do NIST usaram um feixe de elétrons para modelar nanofios em uma película fina feita de siliceto de molibdênio (MoSi),  um supercondutor cerâmico tolerante ao calor. Pesquisadores da Universidade de Genebra, na Suíça e do Jet Propulsion Laboratory, também contribuíram com o trabalho.

O pequeno impulso de energia que ocorre quando um único fóton atinge o dispositivo é suficiente para fazer os nanofios perderem brevemente a sua capacidade supercondutora e tornam-se condutores normais, sinalizando o evento. Detectores de nanofios são super rápido, contando dezenas de milhões de fótons por segundo, e gerando poucas contagens falsas.

Jitter é definido como incerteza no tempo de chegada de um fóton. A criação de um sistema com menos jitter significa que os fótons podem ser espaçados mais estreitamente juntos, mas ainda serem corretamente detectados. Isso poderia permitir a comunicação com taxas de bits mais elevadas, com mais informações transmitidas no mesmo período.

Usando mais corrente elétrica do que um projeto de 2011 baseado em liga de tungstênio-silício, o novo detector reduz os jitters pela metade, de cerca de 150 ps para 76 ps. A absorção de luz e a eficiência foram reforçadas pela incorporação do detector em uma cavidade feita de espelhos de ouro e camadas de outros materiais não reativos. A eficiência de 87% foi demonstrada em 1542 nm, um comprimento de onda usado em telecomunicações. Os dispositivos de tungstênio-silício exibem 93% eficiência. Além disso, o novo detector pode funcionar a 2.3 K, enquanto que o detector de tungstênio-silício exige resfriamento de < 1 K.

“A temperatura de funcionamento mais elevada do MoSi, torna esses dispositivos promissores para uso generalizado devido aos recursos de criogenia menos dispendiosos para a sua operação”, escreveu o pesquisador em Optics Express (doi: 10,1364/OE.23.033792 ).

Fonte1: http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=58148

Fonte2: https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-23-26-33792&origin=search

Criado na China o centro de pesquisa Russo-Chinês de prótons supercondutores (Russian-Chinese center for superconducting proton research set up in China)

Um centro russo-chinês para a pesquisa de prótons supercondutores, foi criado na cidade chinesa de Hefei com a participação do Joint Institute for Nuclear Research (sediada em Dubna, perto de Moscou).

“A China e a Rússia cooperam na pesquisa sobre fusão nuclear há mais de 30 anos, e a parceria entre os dois países neste campo tem crescido constantemente”, afirma Kuang Guangli, diretor do Instituto de Física de Plasma da Academia Chinesa de Ciências.

Guangli afirmou que nos próximos três anos, os engenheiros do centro pretendem desenvolver o primeiro dispositivo médico na China para o tratamento de câncer e outras doenças graves. Em consonância com os acordos assinados, em 2017 a China vai desenvolver os principais sistemas e peças para o novo dispositivo médico e, em 2018 especialistas dos dois países vão fazer os primeiros testes.

O uso de terapia de radiação e quimioterapia no tratamento do câncer mata não apenas as células cancerosas, mas também grandes números de células saudáveis.

O uso de prótons de alta energia e de íons pesados ​​tornará possível atingir diretamente o tumor sem danificar os sistemas saudáveis ​​do corpo humano. Vários países do mundo investigam esse tema nos dias atuais.

O Joint Institute for Nuclear Research é um dos líderes no desenvolvimento deste tipo de equipamento médico. O instituto é uma organização de pesquisa científica internacional estabelecido através da Convenção assinada em 26 de março 1956 por onze Estados e registrado com as Nações Unidas em 1 de Fevereiro de 1957. Ele está situado em Dubna, não muito longe de Moscou.

Fonte: http://tass.ru/en/science/845809

Cientistas acabaram de ligar uma revolucionária máquina de fusão nuclear

       Cientistas da Alemanha alcançaram um marco importante na busca para obter energia a partir da fusão nuclear. Eles anunciaram que ligaram uma das maiores máquinas do seu tipo no mundo, e foram capazes de conter com êxito bolhas superquentes de gás hélio, também conhecido como plasma.

       A fusão nuclear tem potencial para ser uma fonte ilimitada, segura e barata de energia. No entanto, apesar de diversos esforços internacionais para transformá-la em realidade, a “promessa” se provou altamente dispendiosa de se alcançar.

       Agora, para coroar um trabalho que já dura nove anos, os físicos alemães disseram ter brevemente gerado o plasma esperado dentro de um ponto-chave no processo experimental.

       “Estamos muito satisfeitos”, disse Hans-Stephan Bosch do Instituto Max Planck de Física de Plasma. “Tudo correu conforme o planejado”.

O marco

       A fusão nuclear ocorre quando átomos se fundem em temperaturas incrivelmente altas (mais de 100 milhões de graus Celsius) e geram energia. Este é o mesmo processo que ocorre no nosso sol por bilhões de anos.

       A chave para controlar esse plasma quente é usar ímãs supercondutores. Em uma câmara de vácuo especial, os átomos, na forma de um gás ionizado quente, ficam flutuando. Os ímãs são responsáveis por manterem o plasma no lugar, para que não toquem os lados frios da câmara.

       O experimento alemão, usando uma máquina chamada Wendelstein 7-X, queria exatamente provar que esses conceitos eram possíveis.

       Os físicos aqueceram um miligrama de gás hélio com um laser de micro-ondas de 1,8 megawatt, contendo-o brevemente como plasma no interior do vácuo. A experiência durou um décimo de segundo e chegou a uma temperatura de cerca de um milhão de graus Celsius.

A corrida da fusão nuclear

       O próximo passo da equipe é tentar estender a duração do experimento e descobrir a melhor maneira de produzir o plasma.

       No próximo ano, os alemães esperam refazer o teste com hidrogênio, o alvo real do estudo, ao contrário de hélio.

       Vários países estão na corrida para construir um reator de fusão nuclear. Apesar disso, o Wendelstein 7-X não vai produzir energia. O objetivo final do experimento é apenas manter o plasma por 30 minutos, e encontrar provas de que sua tecnologia pode operar continuamente.

Fonte: http://hypescience.com/fisicos-alemaes-atingem-marco-na-busca-da-fusao-nuclear/

Teletransporte quântico: cientistas marcam novo recorde nos EUA

 

       Ainda deve demorar um bom tempo até que o teletransporte visto em filmes e séries de ficção científica se torne realidade. Contudo, mesmo que em proporções mínimas, esse tipo de tecnologia já existe, e os progressos, aos poucos, estão crescendo. Um dos avanços nesse campo aconteceu há alguns dias, quando um grupo de cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos Estados Unidos (NIST, na sigla em inglês) quebrou um novo recorde no chamado teletransporte quântico.

       Primeiramente, é preciso esclarecer que esse tipo de teletransporte não está diretamente relacionado ao teletransporte humano, uma vez que a ciência ainda não decifrou como é possível transportar matéria ou energia de um determinado ponto para outro. Na prática, isso significa que ainda não é possível teleportar algo ou alguém com segurança, já que para isso é necessário desmaterializar toda sua composição do ponto A e 'montá-la', detalhe por detalhe, no ponto B.

       O teletransporte quântico, portanto, diz respeito não ao transporte de matéria, mas sim de informação. Envolve a captura das características fundamentais de um dado - e seus "estados quânticos" - para transmiti-lo instantaneamente de uma área para outra, e recriá-lo em outro lugar pré-determinado.

       E foi isso o que essa equipe de físicos conseguiu: reproduzir a condição de uma partícula em outra partícula sem ter estabelecido uma interação prévia entre elas. Na técnica, os cientistas teletransportaram um fóton por um cabo de fibra óptica de 102 quilômetros de comprimento. Essa distância representa um salto quatro vezes maior do que o recorde anterior.

       De acordo com Martin Stevens, pesquisador de óptica quântica do NIST, foi usado um equipamento detector de fótons extremamente sensível, já que 99% dos fótons transmitidos pelo teletransporte se perdem no caminho e nunca completam o percurso. Esse detector avançado de um fóton único tem em sua composição fios supercondutores de siliceto de molibdênio (MoSi₂), com cerca de 150 nanômetros de largura e resfriado a cerca de -272 ºC, ou aproximadamente de 1 grau acima do zero absoluto - mais gelado que a superfície de Plutão.

       O que o detector conseguiu foi justamente medir o sinal fraco desse 1% que conseguiu passar pelos 102 km de fibra, tornando a técnica mais eficiente. Para efeito de comparação, esse novo sistema de detecção mostra níveis de performance até 80% melhores que estudos anteriores. Neste caso, o recorde de maior distância percorrida em teletransporte quântico pertencia a uma equipe de físicos de Viena, que usou uma extensão de 144 km entre duas das ilhas Canárias.

       As aplicações do teletransporte quântico são muitas, e beneficiam principalmente o setor de comunicações. Um exemplo é a criação de um supercomputador quântico que pode processar bilhões e bilhões de dados extremamente complexos a velocidades muito acima da média das máquinas atuais mais potentes. Outra possibilidade é levar esse conceito para a internet, garantindo que informações sejam enviadas na rede de uma forma mais segura e com um altíssimo nível de segurança e criptografia.

       Claro que esse é um longo caminho a trilhar, mas a quebra do recorde é um sinal de que os cientistas estão avançando nesse campo de estudo. Segundo Stevens, o próximo passo é desenvolver um detector de fótons ainda mais preciso para aumentar as distâncias percorridas através do teletransporte quântico.

Fonte: http://canaltech.com.br/noticia/ciencia/teletransporte-quantico-cientistas-marcam-novo-recorde-nos-eua-50393/