Semana agitada no IF-USP

A semana que passou foi agitada em termos de seminários/homenagens no Instituto de Física da USP.

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Na segunda-feira, houve o I Encontro Mário Schenberg, em homenagem aos 70 anos do prof. Nei Fernandes de Oliveira Jr. Foi um dia de seminários de ex-alunos e colaboradores que comentaram sobre vários momentos na carreira do prof. Nei, uma figura muito querida e respeitada aqui no instituto.

Interessantes foram os relatos de como era fazer Física no Brasil no início dos anos 60. Comparado à estrutura que temos hoje, pesquisa em Física naquela época era para para quem "não tem medo" (como disse o próprio prof. Nei). Um tempo em que gente do calibre de Mário Schenberg, Oscar Sala, José Leite Lopes, César Lattes, etc. colocaram programas de pós-graduação em pé partindo praticamente do nada.

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Ainda na segunda-feira, um seminário interessante: a Física do velejar. O prof. Philippe Gouffon, ele próprio um velejador experiente, fez um relato interessante sobre a Física do que ocorre acima e abaixo da água fazendo com um veleiro possa ir tanto em um ângulo "contra" o vento ("orça") ou até mesmo se deslocar 3 a 4 vezes mais rápido (!) do que ele. E para quem acha que velejar é sinônimo de andar devagar, que tal um veleiro andando a mais de 90 km/h?

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Na terça, tivemos uma visita ilustre: o prof. William (Bill) Phillips, um dos ganhadores do prêmio Nobel de Física de 1997, ministrou um colóquio sobre condensados de Bose-Einstein para um auditório lotado. Até a imprensa "normal" deu destaque à visita do prof. Phillips ao Brasil (a reportagem relata um outro seminário, esse de demonstrações).

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Na quarta, o prof. Raimundo Rocha dos Santos (UFRJ) deu um seminário bastante didático sobre os supercondutores de alta temperatura crítica (tema de um post anterior desse blog). O seminário faz parte da série "Convite à Física" que tem por objetivo colocar temas atuais de Física em uma linguagem coloquial e acessível ao público em geral.

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Na quinta... bom, na quinta meu dia foi tomado pela última prova do curso de Física II na Poli. Dia agitado também, mas um agito de outra natureza.

Qual PM queremos na USP?

Passado quase um mês do início da polêmica envolvendo estudantes, Polícia Militar, administração da universidade, mídia, acho que é possível ter um panorama geral do que ganhamos e do que perdemos nesse processo.

Particularmente, acho que nós da comunidadade "USPiana" perdemos (ou estamos perdendo) uma grande oportunidade de fazer aquilo que se espera da academia: propor soluções inovadoras para problemas de interesse da sociedade. No caso, segurança pública, um tema que invariavelmente aparece como uma das principais preocupações da sociedade em pesquisas de opinião. Acredito que seja papel da Universidade pensar estratégias de segurança pública, inclusive discutir o papel da Polícia Militar (e Civil) na sociedade e, talvez, tentar influir e mudar as práticas e vícios dessas corporações.

Paradoxalmente, é um tema em que a Universidade brasileira nem sempre teve a influência que cabe à academia (como ocorre em outros países). Acredito que isso se deve, justamente, a um distanciamento entre a academia brasileira e os agentes de segurança pública, ainda reflexo das relações conturbadas que datam do tempo da ditadura militar brasileira.

Em um post anterior, escrito bem antes da confusão de Outubro, eu havia comentado que a questão não é tanto "se" a PM vai ter uma presença no campus (que, bem ou mal, é aprovada pela maioria da comunidade da USP) mas sim em "como" trazer a PM ao campus. O "como" é crucial. Acho que o convênio com a PM pode e deve ser aproveitado para que a comunidade acadêmica e, talvez, a própria sociedade se beneficiem disso. Ao fazê-lo, é razoável que o convênio exija alguma contrapartida em termos de mudanças na atuação e estrutura da Polícia Militar.

Vejo esse convênio USP-PM como uma oportunidade para a própria universidade exercer um papel "transformador" e testar, nela própria, políticas de segurança pública inovadoras. Por exemplo, por que não utilizar esse convênio como instrumento para criar, na própria PM, um grupo de policiais com "formação compatível com direitos humanos" e com policiais femininas "capacitadas para o atendimento de vítimas de assédio sexual e estupro" para que atuem dentro da USP?

Os termos em aspas acima foram tirados de um manifesto do DCE da USP. São pontos que, claramente, poderiam ter sido discutidos durante a ocupação da reitoria. Infelizmente a oportunidade de discutir os termos no convênio foi rechaçada pelo pessoal da combinação PCO+MNN+LER-QI que liderou a ocupação. Por quê? Pela mentalidade "PM fora ou nada" que serve, muito bem, à extrema esquerda (grupos que consideram o PSOL ou PSTU como "direita").

Por outro lado, a administração da USP tem tido pouco tato para ouvir a comunidade acadêmica e tentar mudar as táticas da PM. Por exemplo, a operação de reintegração de posse do prédio da reitoria foi um "sucesso tático-militar" (na linha "shock and awe", com os invasores presos e sem ninguém ferido) mas um fracasso em termos da postura que se espera da administração da Universidade. Passou a imagem (talvez verdadeira) que o poder de decisão sobre as ações a serem tomadas em uma questão com forte componente político foi deliberadamente transferido pela administração da USP ao comando da tropa de choque.

O convênio USP-PM deveria ter, como fim, que a PM na USP seja uma PM diferente, mais moderna. A idéia de um "policiamento comunitário" que tem sido colocada vai nessa direção mas acho que a USP pode ter um papel mais ativo nessa questão: participação (e voz) nas decisões de estratégia/horários/foco de patrulhas dentro do campus; demandar que o comando esteja nas mãos de oficiais da PM com alguma formação na USP (se esses não existem, taí uma boa oportunidade de criar um convênio USP-Academia do Barro Branco); introduzir tecnologias/inovação geradas na USP dentro da polícia (detectores infra-vermelho, novas técnicas de perícia, etc.) além de outras iniciativas como apoio a ações sociais por parte dos estudantes, por exemplo, na comunidade São Remo (tenho certeza que as crianças e adolescentes de lá se beneficiariam com aulas extras de História, Filosofia, Química, Física, Matemática...).

[Update: soube que essa última idéia já está em discussão.]

No entanto, vejo que, infelizmente, estamos perdendo a oportunidade de avançar nisso. A discussão está cada vez mais polarizada e politizada, na base de jargões com "Fora PM/Fora Rodas" (ou, em uma forma mais sofisticada, "abaixo a militarização do campus") versus "pau nos maconheiros e tudo pela segurança". São posições confortáveis para quem carrega o mesmo discurso e os mesmos estandartes há décadas. Alguns bons artigos (como esse) discutiram esse ponto sem cair na armadilha da mentalidade "binária" que invariavelmente permeia esses assuntos.

Pragmaticamente, essa polarização toda acaba fomentando mais do mesmo e nos leva mais longe do resultado que eu considero ideal: a PM que eu gostaria de ver na USP é uma PM mais moderna, inteligente e humanizada justamente por ter sido submetida ao contato com o ambiente acadêmico.

O Nobel de Física 2011...

... foi para Saul Perlmutter, do Lawrence Berkeley National Lab e da Universidade da Califórnia em Berkeley, (metade do prêmio) e para Brian Schmidt (Australian National University) e Adam Riess, (Johns Hopkins).

O prêmio desse ano reconheceu uma importante descoberta em cosmologia: a de que o Universo está expandindo de forma acelerada. Como não é minha área de pesquisa (longe disso), meu conhecimento do assunto vem mais de "curiosidade" mas vou tentar dar uma idéia.

Que o Universo está em expansão já é sabido desde os anos 20, através das descobertas de Edwin Hubble (que deu o nome ao famoso telescópio espacial), dentre outros. Hubble deduziu isso através de medições do espectro de galáxias distantes. Ele percebeu que a maioria delas tem um "desvio para o vermelho" (redshift) no espectro. A interpretação é que esse redshift é uma manifestação do efeito Doppler (=a frequencia da luz/som varia conforme o movimento relativo da fonte. Vide também a explicação de Sheldon Cooper), o que quer dizer que elas estão se afastando de nós. Mais do que isso, as galáxias mais distantes tem um desvio maior, o que significa que elas estão andando mais rápido.

Isso seria evidência de que o Universo, como um todo, está se expandindo. Uma famosa analogia é a seguinte: imagine que as galáxias são "manchas" na superfície de um balão, que representa o Universo. À medida que o balão infla, a distância entre as manchas aumenta. Do ponto de vista de uma determinada mancha (nós, na Via Láctea), as outras manchas se afastam.

Ok, muito bem, então o Universo está se expandindo. Mas quão rápido? Ele se expande a uma taxa constante? A expansão está freando, de modo que o Universo vai parar de expandir em algum ponto (e talvez começar a diminuir?)? Ou a expansão está acelerando e o universo se expande cada vez mais rápido?

(fonte: High-z supernova team)

O trabalho dos ganhadores do Nobel mostrou que a última opção é a correta. Um gráfico chave para entender o assunto é esse ao lado. Uma primeira versão desse gráfico foi publicada em 1998 nesse paper do grupo de Riess e Schmidt.

Eles mediram o redshift "z" (no eixo horizontal) de estrelas supernovas tipo "1A", distantes bilhões de anos-luz da Terra (com magnitude m) e colocaram cada supernova como um ponto (z,m) no gráfico.

Os pontos no painel de cima não seguem exatamente uma linha reta (o esperado, segundo a Lei de Hubble) mas ficam um pouco acima. Note que é difícil perceber isso considerando somente pontos com z pequeno e é aí que entram as observações de supernovas com z>0,5.

Essa discrepância para valores altos de z é evidência de que a expansão do Universo está acelerando. Se a taxa de expansão do universo estivesse diminuindo (a expansão está "freando"), esses pontos deveriam seguir a linha tracejada (abaixo da linha horizontal no segundo painel), o que não ocorre.

Pois bem, vem a questão: o que faz o Universo estar se expandindo de forma acelerada já que a matéria tende a se atrair pela força da gravidade? De onde vem essa "força de repulsão"? A resposta é: não se sabe bem ao certo. Chama-se a fonte dessa repulsão de "energia escura" ("Dark Energy". Sim, soa meio Star Wars...). O gráfico mostra que os dados para z alto são compatíveis com um modelo (linha preta sólida) em que o Universo é "plano" e composto por 30% de matéria "normal" (átomos, moléculas, eu, você) e 70% de energia escura. O que é e como detectar essa energia escura ainda são questões em aberto.

O bonito disso tudo é ver o método científico em ação: resultados experimentais confirmando ou descartando hipóteses teóricas e abrindo novas perguntas, que serão respondidas por outros experimentos.

Links interessantes:

- Texto científico da Royal Swedish Academy of Sciences (do Prêmio Nobel).

- Tutorial sobre Energia Escura por Robert Kirshner.

Ig-Nobel 2011

Saiu a lista dos ganhadores do Ig-Nobel 2011.

O prêmio de Física envolve rotações de corpos rígidos em esportes: um grupo francês publicou um artigo que tenta explicar porque atletas de lançamento de disco são mais suscetíveis à tontura do que atletas de lançamento de martelo. Uma das causas seria uma maior força de Coriolis durante o arremesso do disco em comparação ao martelo (menor momento de inércia, talvez?).

Quem diria... Acho que vou usar isso como exemplo (?) quando discutir de dinâmica de corpos rígidos nos cursos de Física I.

Outro destaque é o Ig-Nobel da paz: foi para Arturas Zuokas, o prefeito de Vilnius, Lithuania, que mostrou que o problema de carros de luxo estacionados irregularmente pode ser resolvido com um tanque de guerra:

Neutrinos mais rápidos do que a luz?

No site do Estadão hoje, saiu mais uma daquelas matérias "bombásticas" sobre Física:

Cientistas dizem ter encontrado partícula que se move mais rápido que a luz

É de chamar a atenção já que a Teoria da Relatividade de Einstein estipula que nada pode viajar mais rápido do que a luz. Violações desse princípio poderiam, em tese, permitir que coisas estranhas como inversão de causalidade (=efeito precede a causa) ocorram.

A matéria do Estadão, como outras do gênero, traz explicações pouco inteligíveis e frases que não fazem sentido, tais como "medidas (...) do LHC mostraram neutrinos se movendo 60 nanosegundos mais rápido que a luz". Basta saber um pouquinho de Física para perceber que "nanosegundo" não é uma unidade de velocidade...

Fiquei curioso e fui procurar de onde saiu isso. Achei uma notícia no site da Science, muito mais bem escrita. A história é a seguinte: são dados extraídos de um detetor subterrâneo de neutrinos na Itália (OPERA), projetado para detectar neutrinos gerados no CERN e que viajam essencialmente em linha reta através da Terra. Os neutrinos interagem fracamente com a matéria (apenas via a interação fraca, sem trocadilho) e literalmente atravessam a tudo e a todos, praticamente sem deflexão. Para detectá-los, são necessários enormes tanques de água, geralmente localizados no interior de uma montanha ou no subsolo.

Os tais "60 nanosegundos" são a diferença entre o "tempo de voo" dos neutrinos entre o Cern e o detector se eles estivessem à velocidade da luz (o esperado) e o tempo de voo medido, obtido sabendo-se, com precisão suficiente, os instantes de emissão no Cern na Suíça e de deteção na Itália.

Experimentos assim são muito delicados e a Science entrevistou um especialista que duvida que o erro de medida do tempo de voo (baseado em sinais de GPS) seja menor do que dezenas de nanosegundos. Ele diz que "apostaria" que o resultado é fruto de um erro sistemático. E diz mais:

"I wouldn't bet my wife and kids because they'd get mad," he says. "But I'd bet my house."

("Eu não apostaria minha esposa e filhos porque eles ficariam bravos," diz. "Mas apostaria a minha casa").

E a reportagem da Science termina com uma velha máxima, bastante verdadeira:

Extraordinary claims require extraordinary evidence.

Em outras palavras, pé atrás com notícias "bombásticas".

Update: Saiu também na Folha. Ainda bombástico, mas pelo menos eles mencionam a distância ao falar dos "60 nanosegundos".

Update 2: Pedro Cunha de Holanda, especialista no assunto e amigo dos tempos de Unicamp, indicou um artigo da colaboração MINOS que, já em 2007, relatava dados de velocidades acima da luz para neutrinos. Pode ter coelho nesse mato.

Update 3: Artigo do site da Nature sobre o assunto (via Pedro). Bastante completo. Menciona o experimento da MINOS.

Update 4: Interessante post de Doug Natelson no Nanoscale Views sobre o assunto. O argumento é que a divulgação dos resultados em busca de validação por outros grupos é "boa ciência", mesmo com a possibilidade de um erro vir a ser encontrado posteriormente.

Concordo em parte: há várias coisas que motivam a publicação de um resultado com tamanhas potenciais implicações e o desejo de fazer "boa ciência" é apenas uma delas.

Update 5: Jon Butterworth faz uma análise interessante e cuidadosa do artigo e das possíveis fontes de erro sistemático na medida do tempo de voo. O comentário sobre os dados em um dos gráficos centrais do paper é bastante instrutiva. Via Not Even Wrong.

Update 6: Um post bem didático e bastante detalhado no blog A Física se Move (em português).

Update 7: De fato, foi encontrado um erro no experimento e a OPERA corrigiu o paper. A Relatividade está salva. Vide o post sobre o assunto no blog do Matt Strassler.

Dunga estava certo?

Atendendo a pedidos (? sim, esse blog atende a pedidos), mais um post futebolístico.

Depois do jogo da semana passada em que Neymar esteve apagado e Ganso saiu contundido logo no início (os "destaques" foram Leandro Damião e... Ronaldinho Gaúcho! Quem diria...), uma pergunta reacendeu na minha cabeça:

Será que Dunga estava certo em não chamar Neymar e Ganso para a Copa de 2010?

Já na Copa América essa discussão veio à tona. Pênaltis mal batidos à parte, acho que o que levou o Brasil a jogar mal na Copa América (incluíndo o fatídico empate com o Paraguai) é que Neymar e, principalmente, Ganso não "fizeram a diferença" nos jogos.

Mais do que isso: (ainda) não corresponderam à toda expectativa que se criou em torno deles na seleção principal. Tirando o primeiro jogo contra os EUA (show dos dois), as atuações de ambos na seleção tem sido pífias (alguns, mais educados, diriam "discretas").

Em outras palavras: nenhum dos dois tem apresentado "aquele" bom futebol do Santos que levou o Brasil inteiro a pedir que ambos fossem para a Copa.

Uma rápida googada para relembrar: Ganso e Neymar "apareceram" (por assim dizer) de verdade em março de 2010, quando o Santos foi campeão paulista. Três meses depois, havia um "clamor" nacional para que ambos fossem chamados para a seleção. Eu, na época, achava que o Ganso deveria ser, no mínimo, relacionado já que seria um substituto natural para o Kaká (que, diziam boatos depois confirmados, já estava com problema no joelho mas jogou a Copa mesmo assim, deixando a cirurgia para depois).

Dunga estava irredutível em relação a levar os dois. Disse que "se fosse para dar experiência, levava o meu filho" para a Copa. Também disse que "os caras são bons, são fantásticos, vão ter um futuro na seleção brilhante, mas não vamos enganar ninguém, tem muita coisa encomendada, tem muita coisa em jogo". E otras cositas más....

Bom, deu no que deu. Dunga cometeu vários erros na Copa mas hoje vejo que não levar Neymar e Ganso não foi um deles. Acho que esses garotos não teriam feito "a" diferença naquele time do mesmo jeito que não estão fazendo agora. Acho ainda que leva-los para a Copa poderia ter o efeito contrário.

Imagine a situação: Brasil x Holanda, 10 min do 2o. tempo. Logo após o empate da Holanda, Dunga tira Robinho e coloca Neymar. Neymar se joga algumas vezes cavando faltas, arranja confusão com o delicado do De Jong (aquele da entrada no Xabi Alonso na final) ou dá um chapéu com a bola parada (como já fez antes). Poderia até criar confusão com o próprio treinador (como no jogo Santos x Atlético-GO....). Enfim, Holanda faz 2 x 1 e elimina o Brasil (Felipe Melo, nesse universo alternativo, seria lembrado apenas pelo lindo passe pro primeiro gol).

Poderia não ter ocorrido exatamente assim mas é plausível imaginar que a inexperiência de Neymar viesse a prejudicar o Brasil em um jogo decisivo na Copa. Ou seja: a "culpa" pela eliminação poderia ter caído nas costas de um moleque de 18 anos que tinha um futuro brilhante pela frente.


Update: Vitor Birner, ex-co-apresentador do programa do Juca Kfouri na CBN, tem um post na mesma linha...

A Física das manchas de café

Artigo intrigante na Nature sobre o "efeito do anel de café" (via Boletim semanal da APS).

Aparentemente, o mecanismo que faz com que uma gota de café deixe uma marca em forma de "anel" quando seca não é tão trivial. O que ocorre é mais ou menos o seguinte: pense na gota de café sobre uma mesa como uma "redoma", apoiada pelas bordas na superfície da mesa. A borda da gota fica então "presa" na superfície e, à medida que o café vai evaporando, o teto da redoma vai abaixando, o que causa o ângulo entre o redoma e a superfície da mesa diminuir. Nisso, fica mais fácil para partículas suspensas do "topo" da gota migrarem para a borda por efeito capilar, gerando um acúmulo de partículas em forma circular.

As partículas em suspensão em um líquido como café são, em geral, aproximadamente esféricas. O artigo da Nature mostra que é possível suprimir esse efeito usando partículas com geometria não esférica (esferoidal, por exemplo). Líquidos com partículas em suspensão "ovais" tendem a evaporar sem deixar o anel, depositando o material de forma mais uniforme na superfície.

Interessante... Para se pensar na próxima vez que aquela gota de café rolar pelo bule em direção à toalha.