Você já ouviu falar do elemento químico NEBÚLIO?

No século XVIII corpos celestes pouco brilhantes foram descobertos e, aparentemente, eram planetas gasosos, mas não faziam parte de um sistema em especifico. Contudo, esses planetas tinham aspectos similares aos de aglomerados de estrelas, como a nebulosa de Andromeda. Esses corpos estranhos eram, provavelmente planetas errantes, sendo batizados de Nebulosas Planetárias, no ano de 1784 por Willian Herschel.

Com o passar do tempo, a ideia das nebulosas planetárias começou a mudar, chegando a um consenso que talvez as mesmas não fossem planetas, mas sim, nebulosas com poucas estrelas.

Entretanto, uma das grandes questões nas observações das nebulosas planetárias surge no século XIX, com o desenvolvimento dos espectroscópios. Isso ocorreu em 1864, quando Willian Huggins, fez a primeira análise de espectroscopia da nebulosa planetária do Olho de Gato. Ele percebeu que o espectro não era similar ao de uma nebulosa tradicional. Ele esperava várias linhas de emissão brilhante, mas só conseguiu observar uma única linha forte, havendo outras poucas com intensidade menor. A princípio Huggins considerou que aquilo havia sido um erro no deslocamento do prisma do espectroscópio, entretanto, após uma nova medida poucas linhas surgiram. Huggins considerou que havia feito uma descoberta, classificando a nebulosa planetária como sendo um emissor monocromático.

A linha identificada por Huggins era da série de Balmer do Hidrogênio, correspondendo ao ciano, sendo específica para gases e não para sistemas compostos de diversas estrelas. Mas o mais estranho, eram algumas linhas com 500 nm, que estranhamente não correspondiam a qualquer elemento conhecido na tabela periódica. Sendo assim, foi proposto que deveria existir algum elemento entre o Nitrogênio e o Oxigênio, o qual foi

chamado de Nebúlio, devida a ser o elemento das nebulosas planetárias. Entretanto isso não faz sentido, já que não tem como existir elemento com número atômico não inteiro.

O mistério do Nebúlio foi solucionado no ano de 1928 pelo astrônomo norte americano, Ira Sprague Bowen. Ele percebeu que não havia a emissão do espectro de um elemento desconhecido, mas sim, a luz dos gases Nitrogênio e Oxigênio que eram ionizados. Isso era possível pois esses gases são de densidade baixa, possibilitando com que os elétrons possam ser excitados para níveis energéticos mais altos, onde conseguem entrar em um estado intermediário de estabilidade. Esses níveis de energia geram esses comprimentos de onda desconhecidos, os quais ficaram conhecidos como linhas proibidas.

Os testes com esses gases demonstraram que realmente, a proposta de Bowen era correta, sendo que, as nebulosas planetárias eram formadas por gases de baixa densidade.

Entretanto, ainda havia um mistério: Para ocorrer a ionização do Nitrogênio e do Oxigênio é preciso o fornecimento de bastante energia, o que poderia fornecer essa energia?

Obviamente, uma estrela!

Do trabalho de Ira Bowen, a partir de 1930, com estudos da evolução estelar, foi possível determinar que

uma nebulosa planetária corresponde a uma estrela de pequeno a médio porte que consumiu totalmente sua camada de Hidrogênio, havendo uma expansão e depois uma explosão que arremessa gases como Nitrogênio e Oxigênio para o espaço, ficando ao centro uma estrela pequena e muito quente, conhecida como Anã Branca.

Essa pequena estrela é composta basicamente por Carbono, e pode chegar a uma temperatura de mais de 1 milhão de K. Essa temperatura imensa aquece os gases próximos com a emissão de UV, o que fornece energia para o salto quântico dos elétrons, possibilitando a ionização dos gases, em outras palavras, a formação de plasma.

Em resumo, as Nebulosas Planetárias são corpos celestes que trouxeram dúvidas quando foram descobertas, passando por um processo de interpretação do que eram. A princípio foram caracterizadas como planetas gasosos gigantes, depois por nebulosas e, somente com o desenvolvimento da quântica, foi possível compreender que o sistema é como uma concha de gases que envolve uma pequena estrela.

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O trenó do PAPAI NOEL seria capaz de DOBRAR o ESPAÇO-TEMPO?

Papai Noel poderia percorrer o mundo em uma noite graças a um trenó leve e resistente, mas para isso seria necessário vencer grandes desafios, como a força da gravidade e a velocidade extrema. Cálculos indicam que um motor convencional não seria capaz de atingir a velocidade necessária, estimada em 5000 km/h. A solução proposta é o motor de dobra espaço-tempo, que manipula o espaço-tempo para permitir viagens instantâneas, sem a necessidade de gerar grandes impulsos ou enfrentar problemas como resistência do ar e gravidade.

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Você já ouviu falar da Teoria do Funcional da Densidade (DFT)?

A Teoria do Funcional da Densidade (DFT, na sigla em inglês para Density Functional Theory) é um método computacional usado para estudar a estrutura eletrônica de átomos, moléculas e sólidos. A ideia central é que todas as propriedades de um sistema quântico podem ser descritas a partir da densidade eletrônica, em vez da função de onda completa, o que simplifica bastante os cálculos. 

A DFT permite prever propriedades como energia total, geometria molecular e reatividade química, sendo utilizada em química, física do estado sólido e ciência dos materiais. As aproximações fundamentais da DFT envolvem a escolha de um funcional de troca e correlação, pois a forma exata desse termo ainda é desconhecida. 

Apesar de suas limitações, como a dificuldade em descrever interações de van der Waals, a DFT oferece uma boa relação entre precisão e custo computacional. Por isso, é ainda muitio usada em pesquisas teóricas e aplicadas.

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Você conhece o ZIRCÃO? Um dos minerais que guardam parte dos segredos mais antigos da Terra.

Há mais de quatro bilhões de anos, a Terra era um planeta jovem e caótico, coberto por nuvens densas, com intensa atividade vulcânica e bombardeios constantes de meteoros. Nesse ambiente hostil, os primeiros minerais começaram a se formar, mesmo com a crosta ainda instável e sob temperaturas extremas. A maioria das rochas originadas nesse período foi destruída ou transformada ao longo do tempo pelos processos geológicos. No entanto, alguns minerais conseguiram sobreviver até hoje, entre eles o zircão, considerado uma das mais antigas memórias materiais do planeta.

O zircão é um cristal extremamente resistente, com estrutura química estável (ZrSiO₄), capaz de suportar calor, pressão e até radiação, o que o torna ideal para preservar informações sobre o passado geológico. Ele é encontrado principalmente em rochas ígneas e metamórficas, como as de Jack Hills, na Austrália, onde foram identificados grãos com mais de 4,4 bilhões de anos. O que torna esse mineral especialmente valioso para os cientistas é sua capacidade de aprisionar átomos de urânio quando se forma, ao mesmo tempo que rejeita chumbo.

Com o passar do tempo, o urânio aprisionado em sua estrutura sofre decaimento radioativo, transformando-se em chumbo. Como qualquer chumbo presente no zircão só pode ter se formado a partir desse processo, os cientistas podem calcular a idade do cristal com base na proporção entre urânio e chumbo. Essa técnica, chamada datação U-Pb (Urânio-Chumbo), é uma das mais precisas da geologia, pois se baseia em dois isótopos do urânio — U-238 e U-235 — que possuem meias-vidas conhecidas e diferentes.

Mesmo sendo tão útil para determinar a idade de rochas muito antigas, o zircão não é usado para datar fósseis diretamente, pois estes geralmente se formam em rochas sedimentares, que não são propícias à formação de zircão. Ainda assim, grãos de zircão podem ser encontrados nos sedimentos, ajudando a estabelecer a idade mínima da rocha onde o fóssil está presente. Assim, o zircão se destaca como um dos principais registros da história primitiva do planeta, permitindo reconstruir a formação da crosta terrestre e os eventos mais antigos que moldaram a Terra.

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Você conhece o SAMÁRIO?

O samário foi descoberto em 1879 por Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, a partir do mineral samarsquita, encontrado nos Montes Urais, na Rússia. Na verdade, a história da descoberta começou em 1853, quando o mineral foi analisado por outros cientistas que notaram a presença de óxidos incomuns. Lecoq de Boisbaudran isolou uma substância que emitia linhas espectrais específicas, confirmando a existência de um novo elemento.

O nome "samário" vem do mineral samarsquita, que por sua vez homenageia o oficial russo Vasili Samarsky-Bykhovets. Foi a primeira vez que um elemento químico recebeu o nome de uma pessoa real, embora de forma indireta. Isso marcou uma exceção na tradição da nomenclatura dos elementos.

O samário é um elemento químico da série dos lantanídeos, com número atômico 62 e símbolo Sm. Possui seis elétrons na camada 4f, o que confere propriedades magnéticas peculiares. É um metal prateado, relativamente mole, que oxida facilmente ao ar, formando uma camada esbranquiçada de óxido de samário.

Embora seja mais estável no estado de oxidação +3, o samário também pode apresentar o estado +2 em certos compostos, o que o diferencia de muitos outros lantanídeos. Seu comportamento magnético e sua capacidade de absorver nêutrons o tornam útil em reatores nucleares.

O óxido de samário (Sm₂O₃) é uma substância importante utilizada em vidros especiais e em lâmpadas de mercúrio. Mas seu maior destaque vem dos ímãs de samário-cobalto SmCo₅ e  Sm₂Co₁₇, que são altamente resistentes à desmagnetização e funcionam bem em altas temperaturas, sendo usados em motores elétricos, turbinas e dispositivos aeroespaciais.

Além disso, o samário é utilizado como dopante em lasers infravermelhos e em tratamentos de câncer, como o samário-153 lexidronam, um radioisótopo que atua em terapias contra metástases ósseas. Sua capacidade de absorver nêutrons também permite seu uso em barras de controle de reatores nucleares.

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Por que o FÓTON é tão problematizado?

A dualidade onda-partícula é um conceito da mecânica quântica que mostra como partículas como fótons e elétrons podem se comportar tanto como ondas quanto como partículas, dependendo do experimento. O famoso experimento da dupla fenda revela um padrão de interferência mesmo quando partículas são lançadas uma a uma, o que indica que sua função de onda interfere consigo mesma.

Mitos comuns incluem a ideia de que a partícula passa por ambas as fendas ao mesmo tempo ou que a consciência do observador influencia o resultado. Na verdade, o que altera o comportamento é a presença de um detector, que muda fisicamente o sistema, colapsando a função de onda. A dualidade não significa que algo seja literalmente onda e partícula ao mesmo tempo, mas que ambos os modelos são úteis para descrever o comportamento quântico. 

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O QUE SÃO CAMPOS QUÂNTICOS?

Na teoria de campos quânticos, cada tipo de partícula fundamental está associado ao seu próprio campo quântico. Isso significa que o universo não é composto apenas por partículas individuais, mas por campos que permeiam todo o espaço e cujas flutuações podem dar origem às partículas observadas.

Por exemplo, o elétron, que é uma partícula fundamental da matéria, é uma excitação do campo do elétron. Da mesma forma, os fótons, que são as partículas da luz, surgem como excitações do campo eletromagnético. Cada partícula existente tem um campo correspondente que pode ser excitado, gerando novas partículas ou interações entre elas.

O Modelo Padrão da física de partículas descreve vários desses campos e suas interações. O quark, um dos constituintes dos prótons e nêutrons, tem seu próprio campo, assim como o glúon, que é responsável pela força forte. O bóson de Higgs, uma partícula essencial para explicar a origem da massa das partículas fundamentais, também está associado a um campo específico, chamado campo de Higgs. Esse campo preenche todo o universo e interage com outras partículas, conferindo massa a elas.

Além disso, partículas mediadoras das forças fundamentais também têm seus próprios campos. O fóton, por exemplo, é a excitação do campo eletromagnético e é responsável pela interação eletromagnética. Os glúons correspondem ao campo da força forte, enquanto os bósons W e Z são excitações do campo da força fraca.

Essa ideia de que cada partícula tem seu próprio campo ajuda a explicar a criação e destruição de partículas. Quando uma partícula é gerada, ela surge como uma excitação temporária do seu campo correspondente. Quando ela desaparece, sua energia é redistribuída para o campo, mantendo a conservação da energia e outras leis fundamentais da física.