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Uma conquista histórica na revelação das forças fundamentais do universo no Grande Colisor de Hádrons

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Uma conquista histórica na revelação das forças fundamentais do universo no Grande Colisor de Hádrons

Com base no seu extenso envolvimento com o CERN, a equipe da Universidade de Rochester alcançou recentemente medições “incrivelmente precisas” do ângulo de mistura eletrofraca, um componente crítico do Modelo Padrão da física de partículas. Crédito: Samuel Joseph Herzog. Julian Marius Urdan

Pesquisadores da Universidade de Rochester trabalhando com a Colaboração CMS em CERNfizeram grandes progressos na medição do ângulo de mistura eletrofraca, avançando nossa compreensão do Modelo Padrão da física de partículas.

O seu trabalho ajuda a explicar as forças fundamentais do universo, apoiado por experiências como as do Large Hadron Collider, que investigam condições semelhantes às que ocorreram após o Big Bang. a grande explosão.

Descubra segredos globais

Na busca para desvendar os segredos do universo, investigadores da Universidade de Rochester têm estado envolvidos durante décadas em colaborações internacionais na Organização Europeia para a Investigação Nuclear, mais conhecida como CERN.

Com base no seu amplo envolvimento no CERN, especialmente na colaboração CMS (Compact Muon Solenoid), a equipe de Rochester – liderada por Ari Budek, George E. Buck – uma conquista inovadora recente. Sua realização se concentra na medição do ângulo de mistura eletrofraca, um componente fundamental do Modelo Padrão da física de partículas. Este modelo descreve como as partículas interagem e prevê com precisão uma ampla gama de fenômenos na física e na astronomia.

“As medições mais recentes do ângulo de mistura eletrofraca são incrivelmente precisas, calculadas a partir de colisões de prótons no CERN, e avançam na compreensão da física de partículas”, diz Budick.

o Colaboração em um sistema de gerenciamento de conteúdo A Colaboração CMS reúne membros da comunidade de física de partículas de todo o mundo para compreender melhor as leis fundamentais do universo. Além de Bodek, o grupo Rochester no projeto CMS Collaboration inclui os investigadores principais Regina DeMina, professora de física, e Aran Garcia Bellido, professor associado de física, juntamente com bolsistas de pós-doutorado e alunos de graduação e pós-graduação.

Experiência CERN CMS

Os pesquisadores da Universidade de Rochester têm uma longa história de trabalho no CERN como parte da Colaboração Compact Muon Solenoid (CMS), incluindo o desempenho de papéis importantes na descoberta do bóson de Higgs em 2012. Direitos autorais: Samuel Joseph Herzog; Julian Marius Urdan

O legado de descoberta e inovação no CERN

Localizado em Genebra, na Suíça, o CERN é o maior laboratório de física de partículas do mundo e é famoso pelas suas descobertas pioneiras e experiências de ponta.

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Os pesquisadores de Rochester têm uma longa história de trabalho no CERN como parte da colaboração CMS, inclusive desempenhando papéis importantes em Descoberta do bóson de Higgs em 2012– Uma partícula elementar que ajuda a explicar a origem da massa no universo.

O trabalho da colaboração inclui a coleta e análise de dados coletados do detector solenóide de múon compacto do Large Hadron Collider (LHC) do CERN, o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo. O LHC consiste em um anel de 27 quilômetros de extensão de ímãs supercondutores e estruturas aceleradoras construídas no subsolo e que se estendem pela fronteira entre a Suíça e a França.

O objetivo principal do LHC é explorar os blocos básicos de construção da matéria e as forças que os governam. Isto é conseguido acelerando feixes de prótons ou íons próximos à velocidade da luz e colidindo uns com os outros a energias extremamente altas. Estas colisões recriam condições semelhantes às que existiram milissegundos após o Big Bang, permitindo aos cientistas estudar o comportamento das partículas sob condições extremas.

Descubra as forças unificadas

No século XIX, os cientistas descobriram que as diferentes forças da eletricidade e do magnetismo estão interligadas: um campo elétrico variável produz um campo magnético e vice-versa. Esta descoberta formou a base do eletromagnetismo, que descreve a luz como uma onda e explica muitos fenômenos em óptica, além de descrever como os campos elétricos e magnéticos interagem.

Com base neste entendimento, na década de 1960 os físicos descobriram que o eletromagnetismo está relacionado com outra força, a força fraca. A força fraca opera dentro do núcleo dos átomos e é responsável por processos como o decaimento radioativo e a produção de energia solar. Esta descoberta levou ao desenvolvimento da teoria eletrofraca, que postula que o eletromagnetismo e a força fraca são, na verdade, manifestações de baixa energia de uma força unificada chamada interação eletrofraca unificada. Descobertas importantes, como o bóson de Higgs, confirmaram este conceito.

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Desenvolvimentos na interação eletrofraca

A equipe do CMS fez recentemente uma das medições mais precisas desta teoria, analisando bilhões de colisões de prótons no Grande Colisor de Hádrons do CERN. O foco deles estava na medição do ângulo de mistura fraco, um parâmetro que descreve como o eletromagnetismo e a força fraca se misturam para formar partículas.

Medições anteriores do ângulo de mistura eletrofraca geraram controvérsia na comunidade científica. No entanto, os resultados mais recentes estão estreitamente alinhados com as previsões do Modelo Padrão da física de partículas. O estudante de pós-graduação de Rochester, Rhys Tawse, e o pesquisador de pós-doutorado Aliko Khokhonishvili aplicaram novas técnicas para reduzir as incertezas metodológicas inerentes a esta medição e aumentar sua precisão.

A compreensão do fraco ângulo de mistura esclarece como as diferentes forças do universo trabalham juntas nas menores escalas, aprofundando a compreensão da natureza fundamental da matéria e da energia.

“A equipe de Rochester vem desenvolvendo técnicas inovadoras e medindo esses parâmetros elétricos fracos desde 2010 e depois implementando-os no Large Hadron Collider”, diz Budick. “Essas novas técnicas anunciaram uma nova era de testes de precisão das previsões do Modelo Padrão.”

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A música faz você se mover? Veja por que nosso cérebro adora dançar.

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Gostamos de música não apenas através dos nossos ouvidos, mas também através do resto do nosso corpo.

Quando a música toca na medida certa, batemos os pés, batemos os dedos e começamos a nos mover – uma batida quase irresistível.

Esse desejo prazeroso de acompanhar o ritmo da música é o que os cientistas chamam de “ritmo”. Os pesquisadores relataram que mesmo Bebês de 3 meses Eles se movem automaticamente com a música quando a ouvemtodosDos Backstreet Boys.

“Achamos que é quase universal”, disse ele Takahide Itanimédico residente do Hospital Ashikaga da Cruz Vermelha Japonesa e coautor de um livro Revisão 2024 Muitos outros países têm palavras que incorporam uma ideia semelhante, como “nori” em japonês, “balanço” em português brasileiro e “svängig” em sueco, disse Itani.

A investigação psicológica e neurológica sugere que o fenómeno do ritmo revela algo fundamental sobre o funcionamento do nosso cérebro: gostamos de tentar prever como será a música e movemo-nos para nos ajudar a fazer essa previsão.

Quando o ritmo musical não é completamente previsível, convida-nos a mover-nos e a “preencher o ritmo”, Ele disse Maria Witeck“A música exige que nos movamos para sermos completos, em certo sentido.” Foi o que disse um professor associado de música da Universidade de Birmingham, no Reino Unido, que pesquisa percepção musical.

O poder do ritmo, disse ela, é que “ele torna a música um processo distribuído no qual participamos ativamente e meio que confunde as fronteiras entre música, corpo e mente”.

A música animada é inesperada o suficiente

O termo “groove” foi historicamente associado à música da diáspora afro-americana e cubana, foi dito Thomas Matheus, pesquisador de pós-doutorado em medicina clínica no Music in the Brain Center da Universidade de Aarhus. Exemplos de “Música baseada em groove“Os gêneros musicais incluem funk, hip-hop, jazz e música afro-cubana. Os músicos também usam o termo 'ritmo' em um contexto mais amplo, como para descrever uma parte rítmica ou a sensação de estar conectado como um grupo ao tocar. No entanto, os estudiosos usam o termo de forma mais restrita para significar o desejo prazeroso de se mover ao ritmo da música.

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Mas nem todos os tipos de música são capazes de nos emocionar. Um dos elementos musicais básicos parece ser a complexidade rítmica.

pesquisar Ele relatou consistentemente uma relação invertida entre autorrelatos de groove e ritmo staccato Interrupções no ritmo regular da música, E um elemento de complexidade rítmica.

As pessoas tendem a achar que a música com um andamento moderadamente complexo evoca mais emoções do que a música com um andamento baixo ou altamente complexo.

Parece haver uma zona dourada quando se trata de previsibilidade e complexidade da música: quanto menos complexidade mais chata a música se torna – nada precisa ser previsto. À medida que a complexidade aumenta, a música torna-se mais difícil – não conseguimos compreender o que estamos a ouvir, muito menos prever o que virá a seguir.

“Precisamos de alguma regularidade para podermos nos mover, mas se for muito irregular, não seremos capazes de prever onde estará o pulso”, disse Wittek.

Os pesquisadores acreditam que uma das principais funções do cérebro é prever o que o mundo vai nos oferecer e compará-lo com o que realmente está acontecendo.

Se algo não corresponde às expectativas do cérebro, como a sincronização inesperada de uma música, obtemos um erro de previsão.

“A ideia é que tenhamos esse tipo de motivação subjacente para reduzir erros de previsão”, disse Matthews. Ele acrescentou que a capacidade de fornecer previsões precisas ao mundo aumenta as chances de sobrevivência.

A razão pela qual tendemos a gostar de música em vez de ouvir os sons de transmissões ou palestras é que a música tem padrões mais previsíveis do que os sons da natureza ou da fala humana. A música tem um ritmo temporal previsível, mas as notas da música podem divergir dele, o que aumenta sua complexidade e dificuldade em predizê-lo.

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Mover-se ao som da música – seja batendo palmas, movendo a cabeça ou dançando – é uma forma de adicionar novas informações sensoriais que podem reduzir o erro de previsão, melhorando a fórmula de compasso musical subjacente.

Mas com a quantidade certa de complexidade, tentar descobrir o que vem a seguir torna-se divertido.

“Gostamos de desafios”, disse Matthews, que teoriza em seu livro. Artigo recente O processo de redução de erros de previsão na música é inerentemente gratificante. “Somos atraídos por algo difícil e não apenas por algo completamente comum.”

Qual é a aparência de um cérebro em movimento?

Sons semelhantes a grooves fazem o cérebro responder de maneira diferente.

em Estudo de Neuroimagem 2020Matthews, Wojtek e seus colegas conduziram um estudo com 54 pessoas, onde ouviram sequências musicais de acordes de piano de média ou alta complexidade rítmica, e observaram como a atividade cerebral mudava em resposta.

Os participantes relataram que sentiram sensações mais fortes de média complexidade. Nas tomografias cerebrais, o grau em que os participantes gostaram dos sons estava ligado à atividade no corpo estriado ventral, que recebe dopamina e é importante para o comportamento relacionado à recompensa e à motivação.

Os pesquisadores também encontraram mais atividade neural em regiões cerebrais envolvidas no movimento ou no tempo do movimento, incluindo a área motora primária, os gânglios da base e a área motora suplementar. É importante notar que essas áreas do cérebro permaneceram acesas sob o scanner cerebral mesmo sem os sujeitos se moverem, e estavam ligadas ao seu desejo subjetivo de se mover.

Matthews disse que existe uma “conexão distinta” entre o sistema auditivo do cérebro e o sistema motor para controlar o movimento no tempo.

em Estudo de 2018Itani e colegas relataram que o andamento ideal para a indução de percussão varia de 107 a 126 batimentos por minuto. Curiosamente, essa batida é semelhante à que os DJs fazem. Tende a brincar Em eventos musicais, ele se parece conosco Velocidade de caminhada preferida Cerca de dois passos por segundo, disse Itani.

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Curiosamente, o sistema vestibular, que detecta o equilíbrio, também pode ser crucial para a harmonia.

Um Estudo 2022 Num estudo recente, investigadores monitorizaram pessoas que assistiam a um concerto de música eletrónica. Durante a apresentação, os pesquisadores tocavam periodicamente um som grave de frequência muito baixa que os sujeitos não conseguiam ouvir conscientemente, mas que podia ser processado pelo sistema vestibular. Eles encontraram evidências de que os graves profundos na música dançante podem ser a chave para fazer as pessoas dançarem: quando os graves de baixa frequência estavam ligados, os participantes se movimentavam, em média, 11,8% mais.

A música constrói conexões e apaga fronteiras

A música costuma ser uma experiência comunitária que une as pessoas.

O Groove pode nos ajudar a sincronizar não apenas nossos cérebros e corpos com a música, mas também uns com os outros.

“Eu penso isso O efeito da música na coesão social “Está associado à sensação ou experiência do groove”, disse Itani.

As pessoas ouvem a mesma música e andam juntas, pesquisar Estudos demonstraram que a sincronia entre as pessoas prevê quão semelhantes são seus sentimentos e comportamento social. Como tal, a música pode desempenhar um papel importante na… Fortalecendo as conexões sociais.

Se todos marcharmos no mesmo ritmo, as fronteiras entre você, a música e as pessoas ao seu redor ficam confusas, disse Wittek.

Você tem alguma dúvida sobre comportamento humano ou neurociência? E-mail Brian [email protected] Podemos responder isso em uma coluna futura.

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Fóssil semelhante a uma salamandra gigante é descoberto na Namíbia

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Uma equipe de cientistas descobriu um predador no topo de uma montanha com um crânio de 60 centímetros de comprimento dominado por enormes presas que se enterraram em água doce em uma época anterior aos dinossauros.

Um estudo publicado na quarta-feira em natureza Nomes de espécies Jayasia geneticamente – Esta criatura parecia uma salamandra e vivia onde hoje é a Namíbia. Seu corpo de 2,5 metros de comprimento era o maior tetrápode com dedos já encontrado, e tinha uma cabeça larga e plana em forma de diamante e grandes presas entrelaçadas, escreveram os autores. Os fósseis indicam que era um alimentador de sucção e também tinha uma mordida poderosa para capturar presas maiores.

“Eles têm presas enormes e toda a parte frontal da boca são dentes gigantes”, disse o coautor do estudo Jason Di Pardo, do Centro Negaunee de Pesquisa Integrativa do Museu Field de História Natural de Chicago, em entrevista coletiva. declaração.

A equipe de pesquisa, liderada por Claudia A., descreveu Marcicano, da Universidade de Buenos Aires e Pardo, descreveu a descoberta como um “novo tetrápode aquático excepcionalmente grande” e que “fornece informações importantes sobre os tetrápodes que habitavam as altas latitudes de Gondwana”, referindo-se às regiões polares da massa terrestre meridional. em tempos pré-históricos.

Anthony Romilio, paleontólogo do Laboratório de Dinossauros da Universidade de Queensland, na Austrália, que não esteve envolvido no estudo, escreveu num e-mail que esta é uma “descoberta notável” que “desafia a crença de que os primeiros animais terrestres (tetrápodes) existiram. principalmente perto do equador na Terra.”

Jayasya “A descoberta, feita nas regiões mais frias e de alta latitude do sul do antigo supercontinente, sugere que os primeiros tetrápodes eram mais difundidos e capazes de se adaptar a climas diferentes do que se pensava anteriormente”, disse ele.

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Cristiano A. Sidor, professor de paleontologia da Universidade de Washington, que também não fez parte da equipe de pesquisa, disse: livros Num artigo publicado pela revista Nature, ele observou que esta descoberta ajudou a “preencher uma lacuna no registo fóssil” porque foi encontrada num “lugar e numa época que nenhum paleontólogo teria esperado”.

Esta criatura viveu há cerca de 280 milhões de anos, durante o período Cretáceo Inferior. Permiano O período em que existia um único continente, a Pangeia – cerca de 40 milhões de anos antes do aparecimento dos primeiros dinossauros. tempo De outros predadores, como DimetrodonteÉ um animal carnívoro com uma vela nas costas HelicopronUm peixe parecido com um tubarão com dentes dispostos em espiral.

Jayasia geneticamente A espécie era “antiga” mesmo na sua época, disse Pardo, sobrevivendo cerca de 40 milhões de anos depois da extinção da maioria dos seus parentes, no final de uma era glacial em que se formaram novas linhagens de animais.

Seu nome vem da Formação JAS na Namíbia, onde os fósseis foram encontrados, e em homenagem à paleontóloga Jenny Clark, falecida em 2020. Os cientistas coletaram informações sobre a criatura a partir de quatro espécimes.

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Se você testar positivo para COVID-19, ainda poderá viajar?

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Se você testar positivo para COVID-19, ainda poderá viajar?

À medida que novas estirpes do coronavírus se espalham pelos Estados Unidos, os viajantes de verão enfrentam uma questão familiar e incómoda: como é que o vírus em constante mutação afetará os planos de viagem?

tendo em vista Orientação atualizada dos Centros de Controle e Prevenção de DoençasAs respostas podem ser ligeiramente diferentes das dos anos anteriores.

Aqui está o que você deve saber sobre viajar neste verão se estiver preocupado com o COVID-19 ou achar que pode estar com ele.

Dados recentes do CDC Os dados mostram que os casos de COVID-19 estão aumentando ou provavelmente aumentando em mais de 40 estados. As taxas de hospitalização e mortalidade, embora inferiores aos picos dos anos anteriores, também estão a aumentar.

O aumento está ligado a algumas variantes – denominadas KP.2, KP.3 e LB.1 – que agora representam A maioria dos novos casos.

Enquanto isso, espera-se que um número recorde de pessoas viaje no dia e fim de semana de 4 de julho.

Resumindo: você provavelmente deveria atrasar ou cancelar sua viagem.

Se seu teste for positivo ou apresentar sintomas de COVID, que incluem febre, calafrios, fadiga, tosse, coriza, dores no corpo e dor de cabeça, os Centros de Controle e Prevenção de Doenças recomendar Ficar em casa e ficar longe dos outros.

De acordo com as últimas diretrizes, a agência recomenda esperar pelo menos 24 horas após o corpo estar livre de febre e os sintomas gerais terem melhorado antes de retornar às atividades normais, incluindo viagens.

Os Centros de Controle e Prevenção de Doenças emitiram novas orientações em março que fizeram alterações significativas no período de isolamento recomendado para pessoas com COVID-19.

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A agência agora diz que você pode Retome suas atividades diárias se você atender a duas condições:Você está sem febre há pelo menos 24 horas (sem usar medicamentos para reduzir a febre) e seus sintomas geralmente melhoraram. Anteriormente, a agência recomendava isolamento por pelo menos cinco dias, além de um período de precauções após o isolamento.

Mesmo após um período de isolamento, você ainda pode espalhar o vírus para outras pessoas, e é por isso que os Centros de Controle e Prevenção de Doenças incentivam você a continuar tomando precauções nos próximos cinco dias: use máscaras, lave as mãos com frequência, pratique o distanciamento social, e limpe o ar abrindo as janelas. Ou purifique-o e continue testando-se antes de se reunir com outras pessoas.

Os viajantes não precisam mais apresentar prova de terem recebido uma vacina contra a Covid ou de terem feito um teste da Covid para entrar nos Estados Unidos (isso se aplica tanto a cidadãos dos EUA quanto a não cidadãos).

A mesma situação se aplica à Europa e à maioria dos outros países.

Primeiro, certifique-se de ficar parado Atualizações sobre vacinas COVID.

Em seguida, planeje trazer todos os itens que possam ser úteis caso você fique doente durante a viagem.

“Certifique-se de ter um bom kit de primeiros socorros ou de medicamentos com você”, disse Vicki Swords, diretora de recursos de enfermagem da Save the Children. Passaporte de saúde, que presta serviços médicos durante viagens. Ms Swords recomendou que sua mala de viagem inclua medicamentos que você normalmente toma quando está doente, bem como testes de Covid.

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Você pode considerar levar medicamentos que possam ajudar a aliviar os sintomas do COVID-19, como analgésicos, medicamentos para resfriado e gripe e antipiréticos. Carregar alguns comprimidos eletrolíticos (ou pó de Gatorade) também pode ajudar caso você fique doente.

Sra. Swords também sugeriu conversar com seu médico antes de viajar, especialmente se você estiver em um grupo de risco ou de alto risco. Ela disse que alguns médicos podem prescrever o medicamento antiviral Baxloid como precaução, e ele deve ser tomado em caso de infecção por Covid.

Sra. Swords disse que usar máscara no avião ou em áreas lotadas ainda é uma boa ideia. “As gotículas respiratórias são o principal vetor do coronavírus, portanto, proteger-se é crucial, especialmente se você tiver imunidade comprometida ou condições crônicas de saúde”.

Se você ficar doente, comece usando uma máscara e medicamentos de venda livre, como ibuprofeno ou paracetamol, para tratar febre ou dores nas articulações, aconselhou a Sra.


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