Sombra da lua cria um velório

Um eclipse solar total: atente para as ondas

Durante um eclipse solar total a Lua vem diretamente entre o Sol ea Terra, lançando uma sombra escura que atravessa terra e mar.Agora, pesquisadores de Taiwan e Japão têm mostrado que essa sombra cria uma bolsa de ar de alta pressão que corta o clima muito parecido com um barco através da água - deixando um rastro discernível. Bem como confirmar uma previsão de 40 anos de idade, a descoberta pode ter implicações na forma como os testes nucleares são monitorados.

Juntamente com uma região de mergulhar nas trevas, um eclipse também provoca um resfriamento súbito da atmosfera. O efeito que isso tem sobre a pressão atmosférica é complicada e não devidamente compreendida. Alguns lugares legais mais rápido que outros, a criação de regiões onde a pressão aumenta e regiões onde ela diminui.

Jianlin Liu da Central da Universidade Nacional de Taiwan, e colegas usaram a tecnologia Global Positioning System (GPS) para confirmar uma previsão de 40 anos de idade, que "barcos de sombra" são criados na atmosfera durante um eclipse. Estes são pensados ​​para ser bolsas de ar de alta pressão diretamente sob a sombra da Lua que abrir caminho através de baixa pressão do ar muito parecido com um barco empurrando através da água.

Ondas de proa e na popa

De fato, o fenômeno pode ser entendido em termos de um barco de brinquedo em uma banheira. Se o barco está a cair na água, ondulações vão espalhar-se a uma velocidade fixa. Se o barco é movido para frente, gera ondas na sua proa (frente), uma vez que empurra a água para fora do caminho e, na sua popa (traseira) como a água corre para preencher o espaço atrás. Se o barco é empurrado mais rapidamente do que ondas se propagam através da água, frentes de onda sucessivas vai se acumulam e as ondas crescem até se tornarem instáveis ​​e quebram.

Em 1970 George Chimonas e Colin Hines, da Universidade de Toronto usaram modelos de computador da atmosfera para prever que, durante um eclipse solar, duas bolsas de ar de alta pressão seria criado, viajando a mais de 3.200 km / h - um de 30 km nível acima do solo, o outro a uma altitude de 80 km. Uma vez que este é muito mais rápido que a velocidade do som no ar, estes "barcos de sombra" criaria arco e ondas de popa na atmosfera.

Naquele mesmo ano, dois físicos da Universidade de Stanford relataram evidências possíveis dessas ondas de pressão - conhecida como ondas de gravidade acústico - proveniente de um eclipse solar.Mas ondas de gravidade acústico pode ser causada por várias fontes, tais como terremotos, explosões nucleares e até trovoadas.Portanto, uma grande quantidade de dados e modelagem matemática sofisticada são necessários para dizer que um determinado conjunto de ondas definitivamente veio de uma fonte particular - e ao longo dos próximos quatro décadas os cientistas não tinham sido capazes de identificar inequivocamente ondas de gravidade acústico a partir de um eclipse solar.

Golpe de sorte

Então, em 22 de julho de 2009, os pesquisadores tiveram sorte.Entre 10:00 e 11:00 um eclipse total do Sol cruzou o Japão e Taiwan - regiões que são cobertas por densas redes de receptores GPS baseados em terra. Liu e seus colegas estavam na mão para registrar o evento com cerca de 13.000 receptores GPS e analisar os dados coletados.

A equipe usou os sinais de GPS a flutuações mapa no conteúdo eletrônico total (TEC) na ionosfera - a parte superior da atmosfera acima de cerca de 85 km de altitude. A TEC fornece uma proxy para a pressão atmosférica, permitindo aos pesquisadores ver arco distintas e ondas de popa dos barcos sombra pela primeira vez. Eles mediram um intervalo de cerca de 30 minutos entre a proa ea popa ondas, o que lhes permitiu calcular que os barcos sombra foram cerca de 1700 km de comprimento.

Enquanto as ondas de proa e na popa foram finalmente observados, Liu é cauteloso ao dizer que a explicação padrão para o efeito - bolsões de alta pressão forçando seu caminho através de regiões de baixa pressão - é incontestável. "Muito provavelmente nós pensamos que é regiões de alta pressão, mas não temos os números exatos para que o que observamos são os fatos;. Nós ainda precisamos de tempo e esforço para descobrir o que realmente aconteceu naquela atmosfera", explicou.

Jean-Bernard Minster, um geofísico do Instituto Scripps de Oceanografia, na Califórnia acredita que o principal importância da obra não reside no que ela nos diz sobre os eclipses solares, mas em seus avanços no monitoramento da ionosfera. "Do ponto de vista do acompanhamento do tratado de proibição de testes nucleares, sendo capaz de entender o que distúrbios ionosféricos olhar como e quais as suas fontes podem ser é realmente importante."

O trabalho é descrito em Geophys. Res. Lett. 38 L17109 .

Torção nova sobre o movimento browniano visto pela primeira vez

Ruído browniano pode ser colorido

Um aspecto importante do movimento browniano previu há décadas tem sido observado pela primeira vez por pesquisadores na Europa.A equipe mediu como micrômetro de tamanho esferas interagir com um líquido que rodeia e têm mostrado que as esferas "lembrar" o seu movimento anterior. Sua técnica experimental, a alegação de pesquisadores, poderia ser usado como um sensor de biofísica.

Famosa explicado por Albert Einstein em 1905, o movimento Browniano descreve o movimento errático de uma minúscula partícula em um fluido. É causada pelo grande número de pequenas "chutes" que a partícula recebe como resultado do movimento térmico do fluido. Inicialmente, Einstein e outros físicos acreditavam que esses chutes de ser independente do movimento da partícula e ser caracterizada por ruído branco.

Lembrando-se de movimento

Em meados do século 20, porém, os físicos começaram a perceber que quando as densidades das partículas e fluidos são semelhantes, os chutes não são completamente aleatórios. Em vez disso, "correlações persistentes" são previstos entre os movimentos do fluido e da partícula. Estes surgem porque partículas que se deslocam através de um fluido fará com que o fluido que envolve mover-se, que por sua vez afetará o movimento da partícula e assim por diante. Por exemplo, uma pessoa nadando a uma velocidade constante vai puxar um pouco da água ao redor com eles. Mas se parar de repente, eles vão se sentir um impulso para a frente a partir da água em movimento. Pesquisadores se referem a isso como "memória hidrodinâmica", mas a sua observação permaneceu uma incógnita para as pequenas partículas que sofrem único movimento browniano.

Agora, Sylvia Jeney na EPFL, na Suíça e colegas na Suíça e na Alemanha afirmam ter visto evidências claras para esse efeito nos movimentos browniano de partículas. Suas medidas são baseadas na idéia de que essa "memória" hidrodinâmica dá origem ao espectro de energia da partícula que está sendo descrito pelo "ruído de cor", em vez de ruído branco.

No contexto do movimento browniano, o ruído branco significa que a partícula oscila com a mesma magnitude (ou poder), independentemente da freqüência da flutuação. Jeney experimentos, no entanto, mostram que realmente têm freqüências mais altas magnitudes mais elevadas de flutuação - o que significa que o ruído não é mais branca, mas é colorido.

Armadilha especializados

Jeney grupo fez a medição, aprisionando uma esfera melamina única micrômetro de tamanho em pinças ópticas criado por um feixe de laser bem focada. Embora semelhante a um comercial de set-up já utilizado por biofísicos, os pesquisadores passaram vários anos otimizando seus aparelhos. Em particular, eles melhoraram a resolução temporal do sistema por um fator de 1000 e aumentou sua resolução espacial para que ele possa medir distâncias de menos de um nanômetro.

Os experimentos envolveram partículas único preso pela pinça e imersa no líquido. Os parâmetros do experimento foram escolhidos para que o tempo que leva para o líquido a difundir sobre o diâmetro da partícula é de cerca de um sexto do tempo que leva para a esfera para alcançar sua posição de equilíbrio na pinça. Este tempo de difusão é a escala de tempo em que a memória hidrodinâmica está prevista para ocorrer e, portanto, o set-up permitiu aos pesquisadores estudar o comportamento correlacionados.

"Atualmente, há dois ou três laboratórios no mundo que têm similares de alta precisão set-ups", explica Jeney. Ela diz que a equipe quer estabelecer a técnica de óptica-caça com armadilhas como uma ferramenta avançada biofísicos.