Da física do hambúrguer perfeito a um jogo de tabuleiro inspirado em um síncrotron, a física teve seu quinhão de histórias peculiares este ano. Aqui está nossa escolha dos 10 melhores, sem ordem específica.
Diamante: o jogo
Os síncrotrons e alguns jogos de tabuleiro têm pelo menos um aspecto em comum: eles envolvem coisas girando em círculos. Mark Basham e Claire Murray do síncrotron Diamond Light Source do Reino Unido e Matthew Dunstan da Universidade de Cambridge viu os paralelos e criou “Diamond: the Game”. Indicado para qualquer pessoa a partir de 10 anos, o jogo – que não leva mais de meia hora para ser concluído – coloca o jogador no papel de um pesquisador da Diamond. Ao visitar diferentes linhas de luz enquanto avançam no tabuleiro, os participantes aprendem sobre a diversidade da ciência que é feita nas instalações – incluindo física, química, património cultural e muito mais. O jogo foi testado por mais de 200 estudantes e foi lançado online como um jogo de impressão gratuita em 2020. Desde então, Diamond foi jogado por mais de 14,000 jogadores em mais de 30 países em todo o mundo. Se isso torna mais suportável ficar preso na linha de luz às 2 da manhã, é uma questão em aberto.
Na casa de cachorro
A casa de leilões A Christie's realizou sua venda anual de meteoritos raros e incomuns no final de fevereiro. Os 66 lotes incluíam um fragmento de 15 g do meteorito Winchcombe, que em 2021 se tornou a rocha mais cobiçada do Reino Unido depois de ser vista no céu sobre a cidade de Cotswold. Ele foi vendido por $ 30,240, enquanto um fragmento menor de 1.7 g alcançou $ 12,600. Outro item sob o martelo foi um meteorito que em abril de 2019 criou um buraco de 18 cm no telhado de zinco oxidado de uma casinha de cachorro em Aguas Zarcas, Costa Rica. Seu residente, um pastor alemão chamado Roky, sobreviveu ileso. O meteorito que atingiu o canil, que é 70% coberto com “crosta de fusão”, tinha um preço de referência de US$ 40,000 a US$ 60,000, mas no final saiu por decepcionantes £ 21,240. Mas esse não era o item mais incomum. O “Lote 4” era a própria casinha de cachorro, colocada em uma grama artificial junto com uma tigela de cachorro laranja. O lote tinha um preço de referência de $ 300,000 e, embora tenha custado insignificantes $ 44,100, provavelmente ainda é o suficiente para comprar uma bela casa nova para Roky.
Aqui está sua chance de amar
No final de 2020, o físico Steven Wooding criou um recurso online para persuadir os “terraplanistas” de que a Terra é esférica e não um disco. Wooding voltou este ano com um novo projeto sobre algo igualmente complicado - encontrar suas chances de amor. Lançado pouco antes do Dia dos Namorados, a equação de Drake para a calculadora do amor é uma adaptação da famosa equação de Drake, que estima o número de civilizações alienígenas em nossa galáxia com as quais poderíamos nos comunicar. A calculadora do amor - criada com a ajuda do cientista de dados Rijk de Wet - pede aos usuários que insiram sua localização, habilidades sociais e atratividade, bem como a faixa etária de parceiros em potencial e se eles têm formação universitária. A saída é então comparada com a possibilidade de uma civilização alienígena existir dentro de 1000 anos-luz da Terra. Wooding disse Mundo da física que suas próprias chances de encontrar o amor são 2.1 vezes melhores do que a possibilidade de vida alienígena. Ele está sendo talvez um pouco exigente?
raça jurássica
Poderia o velocista jamaicano Usain Bolt ter derrotado um dinossauro de 400 kg em uma corrida de 100 m? Provavelmente não é uma pergunta sobre a qual você tenha se perguntado antes, mas Scott Lee, um físico da Universidade de Toledo em Ohio, pensou que seria um bom problema para seus alunos resolverem. Para torná-la uma corrida justa, Lee escolheu o dinossauro terópode Dilophosaurus wetherilli pois acredita-se que tenha uma velocidade máxima de cerca de 10 m/s, que é apenas uma sombra sobre o recorde mundial de Bolt de 9.58 s que ele estabeleceu na corrida de 100 m no Campeonato Mundial de Atletismo de 2009 em Berlim. Usando conceitos de cinemática 1D e técnicas numéricas, os alunos descobriram que a aceleração de Bolt na largada deixaria o Dilophosaurus comendo poeira, com o lendário velocista vencendo a corrida com uns bons dois segundos de sobra. Dado que o Dilophosaurus tinha garras afiadas e a capacidade de cuspir veneno em sua presa (como o ladrão de DNA Dennis Nedry descobriu no filme Jurassic Park), imaginamos que Bolt – em qualquer corrida hipotética – teria muita motivação para quebrar seu próprio recorde.
conto emaranhado
Imagine ser capaz de sobreviver quando resfriado a quase zero absoluto. Isso é o que organismos minúsculos chamados tardígrados podem fazer, mas será que esses "ursos d'água" de aparência fofa têm outro truque de baixa temperatura na manga? Descobrir, uma equipe internacional de físicos resfriou um tardígrado para menos de 10 mK e então o usou como dielétrico em um capacitor que fazia parte de um qubit transmon supercondutor. Os pesquisadores então emaranharam o qubit – tardígrado e tudo – com outro qubit supercondutor antes de aquecer o tardígrado e tirá-lo de seu estado de vida latente chamado criptobiose. Alguns físicos, no entanto, permanecem não convencidos. “Isso não é emaranhamento em nenhum sentido significativo”, disse Douglas Natelson, físico da Rice University. notado em seu blog. Quer os pesquisadores tenham alcançado ou não o emaranhamento quântico, eles definitivamente estabeleceram um recorde para as condições extremas em que uma forma de vida complexa pode sobreviver, com o tardígrado gastando 420 horas em temperaturas abaixo de 10 mK e pressões de 6 × 10-6 mbar.
Mantendo uma tampa sobre ele
Fechar a tampa da caixa do seu jogo de tabuleiro favorito pode demorar um pouco, pois ela desliza pela base para fechar. A chamada caixa de papelão “telescópica” – onde a tampa mal se sobrepõe à base – é comumente usada para armazenar ou transportar uma variedade de objetos, desde jogos de tabuleiro e calçados até telefones celulares. Essas caixas são baratas de fabricar e, embora os aspectos econômicos e ambientais tenham sido bem estudados, a física nunca o foi. Para fazer as pazes, Jolet de Ruiter da Universidade de Wageningen e colegas realizou experimentos em caixas disponíveis comercialmente e modelos impressos em 3D para investigar a dinâmica dos fluidos da tampa da caixa deslizante. Os pesquisadores usaram fluxo de fluido de baixo número de Reynolds para derivar uma teoria para o fluxo de uma fina película de ar no espaço entre a tampa e a base. Eles então compararam isso com experimentos para descobrir que a maneira mais rápida de fechar a tampa da caixa não é baseada em uma configuração convencional de tampa-base reta, mas para a tampa ter um pequeno ângulo – apenas alguns graus – em relação à base vertical. Se esse projeto chegar às prateleiras, podemos agradecer aos pesquisadores por pensar fora da caixa.
Vamos fazer a torção
Quando se trata de comer um Oreo, alguns de nós não resistem a torcer os dois biscoitos e lamber o recheio. Isso porque a maior parte – se não todo – do recheio acaba grudando em um ou outro biscoito. Crystal Owens, uma estudante de doutorado no Massachusetts Institute of Technology, abordou a física de como essa misteriosa separação ocorre. Ela e seus colegas criaram um “oerômetro” – um reômetro que agarra os dois biscoitos e gira o biscoito até que se separe em dois. Eles confirmaram que o recheio sempre acaba em um biscoito, sugerindo que o efeito não depende exatamente de como um Oreo é torcido. A quantidade de enchimento também não afeta o processo de separação, embora o que faça diferença seja a velocidade de torção, sendo que uma torção lenta é melhor para uma quebra limpa. Infelizmente, a pesquisa não explica por que o recheio sempre acaba de um lado, embora Owens considere que isso pode estar ligado à forma como o Oreos é fabricado. Sim, mas e os cremes de confeiteiro?
Fizz fica supersônico
Abrir uma garrafa de bom champanhe é uma das grandes delícias da vida e também é um processo que envolve muita física. Gérard Liger-Belair da Université de Reims Champagne-Ardenne e colegas estudado o processo de desarrolhamento com mais detalhes, em particular o que acontece em poucos milissegundos após a abertura de uma garrafa. Em 2019, uma pesquisa do grupo mostrou, pela primeira vez, a formação de ondas de choque no fluido durante o estouro da rolha. Com base nesse trabalho, a equipe descobriu que uma sucessão de ondas de choque normais e oblíquas se combinam para formar “diamantes de choque” – padrões de anéis normalmente vistos em plumas de escapamento de foguetes. Isso resulta na mistura de gás escapando da garrafa em velocidades supersônicas. “Nosso papel revela os belos e inesperados padrões de fluxo que estão escondidos bem debaixo do nosso nariz toda vez que uma garrafa de espumante é aberta”, diz Liger-Belair. “Quem poderia imaginar os fenômenos complexos e estéticos que se escondem por trás de uma situação tão comum vivenciada por qualquer um de nós?” Vamos levantar um copo para isso.
A física do hambúrguer perfeito
Qual é a maneira mais eficaz de grelhar um hambúrguer ou um bife – virar a carne uma ou várias vezes? Alguns chefs acham que você deve virar apenas uma vez, pois fazê-lo várias vezes significa menos dourado e, portanto, menos sabor. Outros, no entanto, afirmam que virar regularmente resulta em um cozimento mais uniforme e também cerca de 30% mais rápido, visto que cada superfície da carne é exposta ao calor de maneira relativamente uniforme e tem menos tempo para esfriar. Matemático Jean-Luc Thiffeault da Universidade de Wisconsin nos EUA criou um modelo “simples” para demonstrar esse rápido tempo de cozimento para carne virada. Supondo que um hambúrguer seja uma laje fina infinita e tenha propriedades térmicas simétricas – ou seja, as mesmas na parte superior e inferior – ele usou uma equação de calor 1D para descobrir que virar o hambúrguer uma vez resulta em um tempo final de cozimento de cerca de 80 segundos. Isso cai para cada flip subseqüente, de modo que 20 flips resultem em uma queda de 20% no tempo de cozimento. Levando o modelo de Thiffeault ao seu extremo matemático, um hambúrguer poderia cozinhar em 63 segundos – se você o virasse infinitas vezes. Isso desafiaria até mesmo os churrasqueiros mais experientes.
Siga a ovelha, siga-me
O que têm em comum o murmúrio dos estorninhos, o movimento dos microrganismos e as paradas e partidas do trânsito em uma rodovia movimentada? Todos são exemplos de movimento coletivo estudados por físicos – e agora você pode adicionar rebanhos de ovelhas à lista. Fernando Peruani da Universidade Côte d'Azur em Nice, França, liderou um estudo que examinou os papéis desempenhados por “líderes” e “seguidores” na condução do movimento de rebanhos de ovelhas. Sua equipe combinou observações de rebanhos com modelos matemáticos para mostrar que o movimento coletivo da ovelha é governado tanto pelo movimento de um animal líder quanto pela maneira como outros animais do rebanho respondem. Peruani e sua gangue também descobriram que ovelhas individuais alternam entre líderes e seguidores de maneira aparentemente aleatória. A equipe conclui que o movimento coletivo das ovelhas é regido por processos hierárquicos e democráticos dentro do rebanho. Você o pastoreia aqui primeiro.
Você pode ter certeza de que o próximo ano apresentará seu quinhão de histórias peculiares do mundo da física. Vejo você ano que vem!
