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Tecnologias Aplicadas

NANOTECNOLOGIA - NANORROBÔS

Há uma convergência multidisciplinar sem precedentes de cientistas dedicados a estudar um mundo tão pequeno que nós não conseguimos ver - mesmo com a luz de um microscópio. Esse mundo é o campo da nanotecnologia, o reino dos átomos e das nanoestruturas. A nanotecnologia é tão nova que ninguém sabe ao certo o que virá dela. Mesmo assim, predições variam da capacidade de reproduzir coisas como diamantes e comida ao mundo sendo devorado por nanorrobôs que se replicam sozinhos.

Para entender o mundo incomum da nanotecnologia, precisamos ter uma ideia das unidades de medida envolvidas. Um centímetro é um centésimo de um metro, um milímetro é um milésimo de um metro e um micrometro é um milionésimo de um metro, mas todas essas ainda são grandes comparadas à nanoescala. Um nanômetro (nm) é um bilionésimo de um metro, menor que o comprimento de onda da luz visível e um centésimo de milésimo da largura de um fio de cabelo humano [fonte: Berkeley Lab].

Mesmo sendo tão pequeno quanto é, um nanômetro ainda é grande comparado à escala atômica. Um átomo tem um diâmetro de cerca de 0,1 nm. O núcleo de um átomo é muito menor - cerca de 0,00001 nm. Átomos são os blocos de construção de toda a matéria no nosso Universo. Você e tudo o mais à sua volta são feitos de átomos. A natureza aperfeiçoou a ciência da fabricação de matéria em nível molecular. Por exemplo, nossos corpos são montados de uma maneira específica por milhões de células vivas. As células são as nanomáquinas da natureza. Na escala subatômica, os elementos estão no seu nível mais básico. Na nanoescala, potencialmente nós podemos colocar esses átomos juntos para fazer quase qualquer coisa.

Em um seminário chamado "Small Wonders: The World of Nanoscience" (Pequenas Maravilhas: O Mundo da Nanociência), Horst Störmer, ganhador do prêmio Nobel, disse que a nanoescala é mais interessante que a escala atômica porque é o primeiro ponto onde podemos montar algo - pelo menos até começarmos a juntar os átomos e fazermos alguma coisa útil.

A nanotecnologia está rapidamente se tornando um campo intermultidisciplinar. Biólogos, químicos, físicos e engenheiros estão envolvidos no estudo de substâncias à escala nanométrica. Störmer espera que as diferentes disciplinas desenvolvam uma linguagem comum e se comuniquem entre si. Só então, ele diz, nós efetivamente ensinaremos nanociência, já que você não pode compreender o mundo da nanotecnologia sem uma base sólida em múltiplas ciências.

Um dos aspectos excitantes e desafiadores da nanoescala é o papel que a mecânica quântica representa nela. As regras da mecânica quântica são muito diferentes da física clássica, o que significa que as substâncias à nanoescala podem, às vezes, contradizer o senso comum ao comportar-se de forma errática. Você não pode andar até uma parede e imediatamente se teleportar para o outro lado, mas à escala nanométrica um elétron pode - isso é chamado tunelamento de elétrons. Substâncias que são isolantes (elas não podem carregar corrente elétrica), podem se tornar semicondutoras quando reduzidas à nanoescala. Pontos de derretimento podem mudar devido a um aumento da área de superfícies. Muito da nanociência exige que você esqueça o que você sabe e comece a aprender tudo de novo.

Então o que isso tudo quer dizer? No momento, isso significa que os cientistas estão experimentando com substâncias à nanoescala para aprender sobre suas propriedades e como nós poderemos ser capazes de tirar vantagem delas em várias aplicações. Os engenheiros estão tentando usar nanofios para criar microprocessadores menores e mais poderosos. Médicos estão procurando formas de usar as nanopartículas em aplicações médicas. Temos ainda um longo caminho a percorrer antes que a nanotecnologia domine os mercados da tecnologia e da medicina.

FONTE: HowStuffWorks – UOL

COMPUTAÇÃO QUÂNTICA

Velocidade de processamento maior do que o mais avançado computador atual - exponencialmente maior. Esta é uma das vantagens que se espera de uma arquitetura computacional baseada nos conceitos da física quântica.

Por enquanto, a chamada computação quântica permanece largamente fundada nas teorias.

Mas pesquisas feitas em diversos países têm avançado o conhecimento na área de forma constante, como é o caso de um trabalho feito na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) que acaba de dar um passo importante para a construção do computador quântico em um futuro próximo.

Informática quântica

A pesquisa, desenvolvida pelo Professor Walter Carnielli e por seu orientando de doutorado, o colombiano Juan Carlos Agudelo, dá pistas para o avanço da informática quântica ao utilizar a lógica paraconsistente como fundamento para a elaboração de algoritmos voltados a esse modelo.

A computação quântica é fundamentada em conceitos criados pela física quântica, como o da superposição (quando uma partícula está em condições contraditórias simultaneamente) e do entrelaçamento (quando a alteração em uma partícula provoca o mesmo efeito em outra que se encontra distante).

Segundo Carnielli, assim como a física clássica não apresenta resposta para situações de contradição em sistemas físicos, tampouco a lógica booleana, na qual os computadores atuais se baseiam, consegue responder a configurações em que as cláusulas sejam contraditórias.

Controle racional da contradição

A solução encontrada pelos pesquisadores foi utilizar a chamada "lógica paraconsistente", capaz de obter resultados racionais mesmo nos casos em que duas ou mais condições não possam ocorrer (na lógica clássica) ao mesmo tempo.

Por exemplo, um comando que indique virar à esquerda e à direita simultaneamente. "Ou, mais dramaticamente, a transmissão de informações contraditórias de velocidade ao computador de bordo, como no caso da queda do voo 447 da Air France. A falta de controle racional da contradição tem como consequência, num caso desses, o desligamento do piloto automático, obrigando o comandante a pilotar sem nenhum instrumento, o que é extremamente difícil", disse Carnielli.

Em sua tese de doutorado, intitulada Computação Paraconsistente: Uma Abordagem Lógica à Computação Quântica, Agudelo criou um modelo teórico que pode inspirar a criação de softwares para os computadores quânticos. "Ao elaborar circuitos paraconsistentes, simulamos uma proposta de circuitos quânticos", disse Agudelo.

Máquina de Turing quântica

O pesquisador idealizou um computador que funciona com a lógica paraconsistente.

Utilizando o esquema idealizado pelo matemático britânico Alan Turing (1912-1954), o cientista da computação esboçou uma máquina na qual corre uma fita dividida em células. A cabeça de leitura lê apenas uma célula por vez, a qual contém um sinal gráfico e um comando que corresponde a correr para a direita ou para a esquerda.

Na versão quântica, essa concepção moderna da máquina de Turing admite não um, mas um conjunto de posições que seriam inconcebíveis para a lógica clássica, como, por exemplo, um comando que faça a fita correr para a esquerda e para a direita simultaneamente. "Na lógica paraconsistente esses estados são superpostos, como se fossem empilhados", explicou Agudelo.

Criptografia quântica

Segundo Carnielli, a originalidade do trabalho está na associação da lógica paraconsistente à computação quântica. Mesmo traçando modelos iniciais básicos, eles poderão abrir caminhos para uma produção de programas para computadores quânticos.

A mera expectativa da computação quântica já tem aquecido o mercado desoftware, ressalta o professor da Unicamp. Universidades já começam a esboçar programas quânticos e empresas já anunciam sistemas de criptografia nesse novo paradigma.

"Os sistemas de criptografia atuais se baseiam em um código formado por um número grande que, para ser quebrado, deve ser decomposto em números primos", explicou. Quanto maior forem esses fatores primos, mais difícil será a descoberta do código.

No entanto, com o advento do modelo de processamento quântico essa criptografia tradicional será atacada com muita facilidade, estima Carnielli. "O esquema criptográfico conhecido como RSA, largamente utilizado no comércio digital, em bancos e compras com cartões de crédito pela internet, baseia-se no fato de que é computacionalmente muito difícil conseguir fatorar um número grande no produto de dois números primos", disse.

"O tempo estimado, por exemplo, para se conseguir fatorar um número de 2048 bits (chave de uma criptografia RSA) ultrapassaria a idade da Terra. Um algoritmo quântico, no entanto, realizaria essa tarefa em menos de 6 horas. Dessa forma, com os computadores quânticos as chaves RSA perderiam completamente sua eficácia.

Esse problema motivou a criação da criptografia quântica. Nessa tendência, crescem os investimentos feitos em pesquisas de criptografia quântica a fim de fazer frente aos futuros computadores e apresentar um sistema de codificação praticamente inexpugnável", disse.

Processador e mouse quânticos

Para o professor da Unicamp, as máquinas quânticas devem começar pequenas. "Antes do computador quântico, devem surgir estruturas mais simples, como o chip e o mouse quântico", indicou.

Para tanto, é fundamental uma engenharia de software que contemple o novo paradigma. Por conta disso, o trabalho feito na Unicamp tem chamado a atenção da comunidade internacional.

Carnielli ressalta que a computação quântica é uma nova fronteira a ser explorada do ponto de vista científico, industrial e comercial. "Aspectos essenciais a serem explorados são as correlações não-clássicas e a grande variedade de graus de liberdade em alto grau de desempenho computacional. A questão é estratégica a ponto de não poder ser negligenciada em nenhum aspecto da computação, ainda mais quando se têm presentes as limitações impostas pela chamada Lei de Moore", disse.

Projeto ambicioso

Um projeto ambicioso envolvendo um time de especialistas e parceiros estratégicos, liderado por Waldyr Alves Rodrigues Jr. (Steriwave Quantum Computing UK-Brazil e Unicamp), Dario Sassi Thober (Centro de Pesquisas Avançadas Wernher von Braun, de Campinas) e Carnielli pretende atacar a questão sob vários aspectos, incluindo matemática, física, lógica, engenharia de processos e e-comércio, focando em especial as áreas de lógica quântica e criptografia quântica e suas aplicações comerciais e industriais.

"O projeto, que envolve alto custo e considerável complexidade, encontra-se em fase de negociação para financiamento por parte de empresas estrangeiras, prevendo um prazo de implantação inicial de dois anos e a criação de empresas incubadas", explicou Carnielli.

FONTE: http://www.inovacaotecnologica.com.br

RESSONÂNCIA MORFOGENÉTICA

Há, aproximadamente, um século, Rupert Sheldrake, biólogo inglês, lançou uma arrebatadora hipótese para explicar a forma como certos conhecimentos eram transmitidos entre membros da uma mesma espécie. Todo o novo conhecimento que fosse adquirido por um grupo de seres vivos seria armazenado num patrimônio coletivo, o que provocaria um acréscimo de consciência que, posteriormente, passaria a ser compartilhado pelos outros membros. Era como se nosso aprendizado estivesse sendo acumulado num inconsciente coletivo, formando um banco de dados que poderia ser acessado por qualquer um, em qualquer lugar que estivesse. Sheldrake denominou esse efeito de “campo mórfico”.

Para ilustrar seu conceito, alguns pesquisadores utilizam o exemplo de uma ilha isolada e habitada por macacos que, repentinamente, descobriram um meio mais eficiente de quebrar cocos. Ressalta-se que esses primatas não tem nenhum contato com outros grupos de sua espécie que vivem fora da ilha, e que a maneira de quebrar cocos que eles descobriram jamais foi praticada por outro macaco no mundo. Passado um certo tempo desde que os símios da ilha aderiram à nova prática, outros macacos que habitam um continente muito distante da ilha dos descobridores da nova técnica, começam, misteriosamente, a quebrar cocos da mesma forma, sem haver nenhuma comunicação entre o grupo da ilha e o grupo do continente. Em tese, o conhecimento adquirido pelos macacos da ilha foi distribuído aos outros pela via da “ressonância mórfica”.

Apesar do exemplo dos primatas ser fictício, ele serviu como analogia para os experimentos da psicologia que mostravam que é mais fácil aprender o que outras pessoas já haviam aprendido. Esse princípio não quer dizer que se um cientista descobrir uma equação matemática inédita, algum outro pesquisador irá descobrir a mesa equação algum tempo depois, sem ter conhecimento do modelo original, mas ele poderá chegar a uma equação similar ou compatível, à medida que outros começarem a fazer uso da mesma. Quanto mais pessoas estiverem adotando uma prática, mais o campo mórfico se fortalece. Além disso, o eixo comportamental da humanidade também se mostrou reagir a esse campo, o que fez com que doenças de natureza depressiva se disseminassem de forma imprevisível.

O campo mórfico pode ser definido como uma teia imperceptível que se distribui pelo espaço-tempo, conectando todos os individuas que a ele estão integrados.

FONTE: O VOO DE ICARUS, capítulo 13 ou mais informações em

FONTE: http://www.sheldrake.org/homepage.html

O UNIVERSO HOLOGRÁFICO

O HOLOGRAMA

O holograma é uma invenção dos anos 60, e de forma geral é um mecanismo ótico que produz imagens tridimensionais. Seu princípio foi descoberto em 1947, mas o modelo só pôde ser construído após a invenção do laser. Para produzí-lo, divide-se um único raio laser em dois feixes separados. O primeiro feixe é projetado no objeto a ser fotografado. Então, faz-se com que o segundo feixe colida com a luz refletida do primeiro. Quando isso acontece, eles produzem um padrão de interferência que é registrado num filme. Iluminada pela luz natural, a imagem do filme não se parece em nada com o objeto fotografado, mostrando um conjunto de curvas concêntricas entremeadas, num desenho indecifrável. Mas, assim que um outro feixe de raio laser ilumina o filme, uma imagem tridimensional do objeto original reaparece em pleno espaço, podendo ser vista por cima, por baixo ou por qualquer lado, mas não podendo ser tocada. Esta imagem holográfica apresenta algumas características que estão deixando os cientistas intrigados e perplexos.

Suponhamos que o objeto fotografado seja uma maçã. Peguemos então o filme holográfico e vamos dividí-lo ao meio, em dois pedaços. Projetemos agora o laser sobre uma dessas metades. O que vemos projetado no espaço a três dimensões ? Meia maçã ? Nenhuma maçã ? Não ! Se projetarmos o laser em qualquer uma das metades, ainda assim obteremos a maçã inteira projetada no espaço. E se continuarmos partindo a foto em milhares de pedaços e projetarmos o laser sobre um minúsculo fragmento, ainda assim obteremos a maçã inteira projetada a três dimensões. Uma imagem menos nítida, mas ainda assim a maçã inteira.

Nesta foto mágica, cada parte contém a totalidade, cada uma das partes da imagem interpenetra todas as outras.

O TODO NAS PARTES

Esta característica do holograma – a parte no todo e o todo nas partes – tem assustado os cientistas e modificado algumas concepções importantes sobre o Universo. Segundo o físico nuclear David Bohm, o Universo inteiro funciona como um holograma, em que cada uma das partes interpenetra as outras. Qualquer alteração se transmite ao Todo. Cada célula do nosso corpo reflete o cosmo inteiro. Da mesma forma, todo passado e as implicações para todo futuro também estão presentes em cada minúscula porção do espaço e do tempo. Resumindo, a totalidade de tempo e espaço encontra-se presente em cada ponto de tempo e de espaço. Impressionante !

Nós contemos o Universo inteiro no nosso mundo, no nosso corpo, nas nossas células. É devido a este princípio que a acupuntura permite alcançar todo corpo através de uma determinada parte do mesmo, por exemplo, a orelha. O corpo inteiro está presente na orelha, como mostra o diagrama do “Homenzinho na Orelha”. Os iridologistas, por sua vez, vislumbram as condições de todo corpo pelos desenhos da íris; no “Do-in” pode-se fazer o mesmo pelos pés, e os quiromantes lêem a vida física e temporal na palma das mãos. São todos desdobramentos do mesmo princípio que rege o holograma. Na verdade, cada parte do corpo o contém inteiro, numa perspectiva espaço-temporal, da mesma forma que cada pequena entidade do Universo reflete o padrão de sistemas infinitamente maiores, e da própria totalidade. Esta idéia foi maravilhosamente expressa por William Blake no seu célebre verso em “Auguries of Innocence”:

Enxergar o mundo num grão de areia

E o céu numa flor silvestre,

Segurar o infinito na palma da sua mão,

E a eternidade em uma hora.

O CÉREBRO HOLOGRÁFICO

O princípio holográfico, além de ser um modelo de reflexo do Universo nas partes, tem sido usado para explicar como o cérebro processa a informação. Neurologistas têm ficado cada vez mais surpresos com pesquisas que demonstram que a memória se distribui por todo cérebro indistintamente, e as lembranças não se localizam numa região específica, como se pensava anteriormente. O Prêmio Nobel em neurofisiologia, Dr. Karl Pribam, sugere que, como num holograma, as sensações que chegam até o cérebro são gravadas em todas as suas partes. O processo de evocar uma determinada memória equivale à reprodução de uma imagem holográfica. Segundo Pribram, o cérebro é um holograma e reproduz um padrão holográfico.

Para provar que perceberam estava errado, o biólogo da Universidade de Indiana, Paul Pietsch, idealizou uma experiência um tanto quanto tétrica. Pietsch havia observado que podia remover o cérebro de uma salamandra sem matá-la e, embora o animal permanecesse em letargia sem o cérebro, seu comportamento voltava completamente ao normal assim que este era recolocado. Pietsch tomou os hábitos alimentares da salamandra como referência para suas experiências . Então, inverteu os hemisférios esquerdo e direito do cérebro e, para seu espanto, assim que ela se recuperou rapidamente voltou à alimentação normal. Pietsch tentou várias outras alternativas: virou o cérebro de cabeça para baixo, cortou-o em fatias, embaralhou, e, chegou a picar em pedacinhos os cérebros de suas infelizes cobaias. No entanto, sempre que recolocava o que havia sobrado desses cérebros, ou parte deles, o comportamento dos animais voltava ao normal.

Desnecessário dizer que Pietsch mudou de idéia, passando a considerar a teoria de Pribram.

A MEMÓRIA INFINITA

Entre várias características peculiares ao holograma, vale a pena destacar uma outra, além da que relaciona o todo com as partes. Esta segunda característica é o fato de que os hologramas têm uma capacidade fantástica de armazenar informações, podendo gravar uma infinidade de imagens sobre uma mesma chapa. Assim, quando modificamos o ângulo da chapa, uma determinada imagem aparece e a outra que estava projetada desaparece. Esse efeito se relaciona ao ângulo de incidência no qual os dois feixes de raio laser atingiram o filme fotográfico ao gravar uma determinada imagem. Ela só se projetará no espaço tridimensional quando for iluminada por um raio laser projetado no mesmo ângulo em que a imagem foi gravada originalmente. Assim, é possível registrar muitas imagens diferentes sobre a mesma superfície, cada uma com o seu respectivo “ângulo de reprodução”. Os pesquisadores calcularam que um pequeno pedaço de filme poderia armazenar milhões de imagens, cada uma podendo ser evocada através do seu ângulo original de gravação. Uma chapa assim gravada mostra uma multiplicidade de imagens projetando-se seguidamente ao ser girada diante do laser.

Esta segunda característica explica possíveis mecanismos de recordação de fatos. Sendo o cérebro um holograma, quando nos colocamos num determinado “ângulo de lembrança”, iremos evocar aquela recordação em particular, ou seja, a nossa capacidade de lembrar é análoga ao ato de emitir um feixe de raio laser em direção a um desses pedaços de filme evocando uma imagem específica. Da mesma forma, quando somos incapazes de lembrar alguma coisa, isto corresponde a emitir vários feixes a um pedaço de filme com múltiplas imagens mas sem encontrar o ângulo certo para recuperar a “imagem” que estamos procurando. Os pesquisadores dessa área estão convictos que a visão que os moribundos têm na hora da morte, quando “vêem” a vida inteira numa fração de segundo, equivale, no sistema holográfico cerebral, ao ato de girar rapidamente uma chapa holográfica com milhões de imagens gravadas diante do laser.

FONTE: http://inconscientecoletivo.net/