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Tanque de ciência

Bem-vindo à nossa seção “Tanque de Ciências”. Nesta área de presença na web, lidamos com descobertas relevantes do mundo da ciência (física, matemática, informática, medicina e muitos mais) de forma interdisciplinar. Publicamos importantes conquistas do mundo, com foco especial no ambiente científico em Göttingen. Divirta-se e fique curioso.     

Co-design de eletrônicos com microfluídicos para resfriamento mais sustentável

O gerenciamento térmico é um dos desafios mais importantes para o futuro da eletrônica. Com a geração cada vez maior de dados e taxa de comunicação e a necessidade constante de reduzir o tamanho e o custo dos sistemas conversores industriais, a densidade de potência dos eletrônicos aumentou. Com isso, a refrigeração, com seu enorme consumo de energia e água, tem um impacto cada vez maior no meio ambiente e novas tecnologias são necessárias para gerar calor de forma mais sustentável - ou seja, com menor consumo de água e energia. Incorporar o resfriamento a líquido diretamente no chip é uma abordagem promissora para um gerenciamento térmico mais eficiente. No entanto, mesmo com as abordagens mais modernas, a eletrônica e o resfriamento são tratados separadamente, de modo que todo o potencial de economia de energia do resfriamento integrado permanece sem uso.

Dispositivo elétrico co-projetado de refrigeração microfluídica

Imagem fonte: Natureza 585, 211-216 (2020)

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Prêmio Alemão do Futuro 2020: Desenvolvedores EUV da TRUMPF, ZEISS e Fraunhofer nomeados!

O Gabinete do Presidente Federal anunciou hoje os nomeados para o Prêmio Alemão do Futuro 2020 no salão de honra do Deutsches Museum em Munique. No círculo dos melhores - os três projetos para a rodada final do Prêmio do Presidente Federal de Tecnologia e Inovação - está uma equipe de especialistas da TRUMPF, ZEISS e Fraunhofer IOF: Com seu projeto "Litografia EUV - Nova luz para a era digital ", Dr.. Peter Kurz, divisão ZEISS Semiconductor Manufacturing Technology (SMT), Dr. Michael Kösters, TRUMPF Lasersystems for Semiconductor Manufacturing e Dr. Sergiy Yulin, Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Mecânica de Precisão IOF em Jena, nomeado.

A equipe de especialistas em frente ao laser industrial pulsado mais poderoso do mundo, que é usado para gerar luz a fim de permitir a litografia EUV (da esquerda): Dr. Peter Kurz, Divisão SMT da ZEISS, Dr. Michael Kösters, TRUMPF Lasersystems for Semiconductor Manufacturing e Dr. Sergiy Yulin, Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Mecânica de Precisão IOF
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Prognóstico futuro causal em um espaço-tempo de Minkowski

Estimar eventos futuros é uma tarefa difícil. Ao contrário dos humanos, as abordagens de aprendizado de máquina não são reguladas por uma compreensão natural da física. Na natureza, uma sequência plausível de eventos está sujeita às regras de causalidade, que não podem simplesmente ser derivadas de um conjunto de treinamento finito. Neste artigo, pesquisadores (Imperial College London) propõem um novo arcabouço teórico para realizar previsões causais do futuro incorporando informações espaço-temporais em um espaço-tempo de Minkowski. Eles usam o conceito de cone de luz da teoria da relatividade especial para restringir e atravessar o espaço latente do modelo anarbitrário. Eles demonstram aplicações bem-sucedidas na síntese de imagens causais e na previsão de futuras imagens de vídeo em um conjunto de dados de imagens. Sua estrutura é independente da arquitetura e da tarefa e tem fortes garantias teóricas para capacidades causais.

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Teste de infusões usando um sistema de sensor optoacústico

O Laser-Laboratorium Göttingen eV ganhou a licitação deste ano para GO-Bio inicialmente do BMBF.

O projeto “Sistema de sensor optoacústico para monitoramento de infusões” (Oase) do departamento de Tecnologia de Sensor Fotônico chegou à primeira das duas fases da medida de financiamento inicial Go-Bio. Nesta licitação altamente competitiva do BMBF, 41 das 178 ideias de projetos com reconhecível potencial de inovação foram aprovadas para a fase exploratória.

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Segredos da álgebra

O último artigo teve uma boa resposta (obrigado por isso). Então, hoje, algo do mundo da "matemática esquecida" - divirta-se!   

A aritmética muitas vezes não consegue provar algumas de suas fortalezas por meios vagos. Nestes casos, precisamos de métodos de álgebra mais gerais. Para este tipo de teorema aritmético, que é algebricamente justificado, existem muitas regras para operações aritméticas abreviadas.

Multiplicação de velocidade:

Nos velhos tempos, quando não havia computador ou calculadora, os grandes aritméticos usavam muitos truques algébricos simples; para tornar sua vida mais fácil:

O "x" é representativo da multiplicação (estávamos com preguiça de tentar LaTeX :-))

Vamos olhar para:


 988² =?

Você pode resolver isso na sua cabeça?

É muito simples, vamos dar uma olhada mais de perto:


988 x 988 = (988 + 12) x (998 -12) + 12² = 1000 x 976 + 144 = 976 144


Também é fácil entender o que está acontecendo aqui:

(a + b) (a - b) + b² = a² - b² + b² = a²

OK até agora tudo bem. Agora vamos tentar fazer as contas rapidamente - até mesmo combinações como


986 x 997, sem calculadora!


986 x 997 = (986 - 3) x 1000 + 3 x 14 = 983 042

O que aconteceu aqui? Podemos escrever os fatores da seguinte forma:

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Corrente elétrica inesperada que pode estabilizar as reações de fusão

Os cientistas descobriram que as correntes elétricas podem se formar de maneiras que antes eram desconhecidas. As novas descobertas podem permitir aos pesquisadores trazer melhor a energia de fusão que alimenta o Sol e as estrelas para a Terra.


Para uma onda eletrostática plana interagindo com uma única espécie em um plasma sem colisão, a conservação do momento implica a conservação da corrente. No entanto, quando várias espécies interagem com a onda, elas podem trocar um impulso, resultando em um impulso de corrente. Uma fórmula geral simples para essa corrente dirigida é derivada do trabalho dos físicos. Como exemplos, eles mostram como as correntes podem ser direcionadas para ondas de Langmuir em plasmas elétron-pósitron-íon e para ondas íon-acústicas em plasmas elétron-íon.

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Um problema "difícil"

Hoje algo da categoria "matemática esquecida". Sempre há relações algébricas de números muito interessantes que, infelizmente, raramente ou não aparecem no currículo, mas que expandem a compreensão dos números e da intuição matemática.  

Digamos que alguém lhe peça para resolver a próxima equação sem nenhuma ferramenta técnica.


Você pode fazer isso?


Ok à primeira vista não é assim tão fácil. Mas quando você conhece a relação especial e interessante entre esses números, é muito simples: 

Os componentes à esquerda da equação são: 100 + 121 + 144 = 365; Em outras palavras:



 Ok, vamos usar álgebra simples para descobrir se podemos encontrar mais dessas sequências: o primeiro número que estamos procurando é "x":

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Medições de massa da armadilha de penetração do deutério e do íon da molécula HD +

Diz-se que a massa do deutério é 0,1 bilionésimo de um por cento menor do que o valor armazenado na literatura especializada! Mais de 100 anos depois que o núcleo atômico foi descoberto, ainda não está claro o quão pesado são os espécimes individuais. A equipe de pesquisa liderada por Sascha Rau do Instituto Max Planck de Física Nuclear em Heidelberg conseguiu fazer uma excelente “atualização”.

Foto da fonte: Instituto Max Planck de Física Nuclear

As massas dos núcleos atômicos mais leves e a massa do elétron estão ligadas, e seus valores influenciam as observações na física atômica, física molecular e física dos neutrinos, bem como na metrologia. Os valores mais precisos para esses parâmetros fundamentais vêm da espectrometria de massa Penning Fallen, que atinge incertezas de massa relativas da ordem de 10E (-11). No entanto, verificações de redundância usando dados de vários experimentos revelam inconsistências significativas nas massas do próton, deutério e hélio (o núcleo do hélio-3), sugerindo que a incerteza desses valores pode ter sido subestimada.

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Um avanço conceitual que dá pernas aos microrrobôs

Um artigo interessante foi publicado na Nature, 530-531 (2020); doi: 10.1038 / d41586-020-02421-2

Foram desenvolvidos dispositivos minúsculos que podem atuar como pernas de microrrobôs controlados por laser. A compatibilidade desses dispositivos com sistemas microeletrônicos sugere um caminho para a produção em massa de microrrobôs autônomos.

Vídeo no Youtube https://youtu.be/8b_dMsYLkUs


Em 1959, o ganhador do Nobel e visionário da nanotecnologia Richard Feynman sugeriu que seria interessante "engolir o cirurgião" - isto é, construir um pequeno robô que pudesse se mover através dos vasos sanguíneos para realizar a cirurgia, se necessário. Essa visão icônica do futuro ressaltou as esperanças modernas no campo da robótica micrométrica: implantar dispositivos autônomos em ambientes que suas contrapartes macroscópicas não podem alcançar. No entanto, construir esses robôs apresenta vários desafios, incluindo a dificuldade óbvia de montar uma locomotiva microscópica. Em um artigo na Nature, Miskin et al. por meio de dispositivos elétricos que impulsionam microrrobôs controlados por laser através de um líquido e que podem ser facilmente integrados com componentes microeletrônicos para criar microrrobôs totalmente autônomos.

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Como os cientistas podem parar de ser enganados pelas estatísticas

Um artigo emocionante de Dorothy Bishop apareceu em Natureza 584: 9 (2020); doi: 10.1038 / d41586-020-02275-8

A coleta de dados simulados pode revelar maneiras comuns pelas quais nossos preconceitos cognitivos nos levam ao erro.


Numerosos esforços foram feitos durante a última década para promover pesquisas robustas e confiáveis. Alguns se concentram na mudança de incentivos, como a mudança de critérios de financiamento e publicação, para favorecer a ciência aberta em vez de avanços sensacionais. Mas atenção também deve ser dada ao indivíduo. Vieses cognitivos excessivamente humanos podem nos levar a ver resultados que não existem. O raciocínio falho leva a uma ciência desleixada, mesmo quando as intenções são boas.

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Computação quântica de doze qubit para química

Os cálculos precisos da estrutura eletrônica são considerados uma das aplicações mais esperadas do computador quântico, que revolucionará a química teórica e outros campos relacionados. Usando o processador quântico Google Sycamore, o Google AI Quantum e colegas realizaram uma simulação Variational Quantum Eigenolver (VQE) de dois problemas químicos de média escala: a energia de ligação das cadeias de hidrogênio (tão grandes quanto H12) e o mecanismo de isomerização do diazol ( veja a perspectiva de Yuan). As simulações foram realizadas em até 12 qubits com até 72 portas de dois qubit e mostram que é possível obter precisão química quando VQE é combinado com estratégias para minimizar erros. Os principais componentes do algoritmo VQE proposto são potencialmente escaláveis ​​para sistemas maiores que não podem ser simulados da maneira clássica.

Ciência, P. 1084; ver também pág. 1054

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