Mulheres na ciência: reconhecimentos e esquecimentos

A Nasa acabou de lançar o site Women@Nasa, com biografias de mulheres cientistas que trabalham lá. Um dos casos mais interessantes é o de QuynhGiao Nguyen, que emigrou do Vietnã para os EUA quando tinha 7 anos de idade, sem falar uma palavra de inglês. Que sirva como estímulo para a inserção feminina na comunidade científica e no resto da sociedade - que ainda tem muito caminho à frente para chegar num igualitarismo aceitável.

Como minha formação é em física, imediatamente me lembrei do caso de Marie Curie (1867-1934), que emigrou da Polônia para Paris em 1891 e ali se tornou uma física respeitada na área da radioatividade, a ponto de ter sido a primeira mulher a ganhar um Prêmio Nobel (1903) e a primeira pessoa a ganhar dois (outro em 1911, de Química). Na imagem ao lado, um detalhe da foto do Quinto Congresso de Solvay, de física, ela pode ser vista sentada conversando com o maior matemático de sua época, Henri Poincaré, observados por Albert Einstein de pé na extremidade direita.

Naturalmente, ser reconhecida pelo futuro afora é privilégio dos grandes feitos, e não de trajetórias interrompidas. Mileva Maric (1875-1948) é lembrada como a primeira esposa de Einstein, mas foi também uma das primeiras mulheres a estudar física e matemática na Europa. Foi uma aluna brilhante; nos exames intermediários do curso na Universidade Politécnica de Zurique, tirou a mesma nota em física que Einstein, então seu colega de classe (5,5 - a nota máxima era 6,0). No entanto, acabou tendo que substituir a pesquisa pela vida conjugal, cuidando dos filhos, e interrompeu sua carreira. O que não lhe garantiu boa sorte: foi abandonada por Einstein, que foi morar com sua prima Elza Löwenthal.

Em 1943, apenas duas pessoas se formaram ana USP - César Lattes, considerado o maior físico brasileiro, e uma moça chamada Sonja Ashauer. Sonja também teve carreira muito promissora, tendo sido a primeira mulher brasileira a conseguir o Ph.D. em Cambridge, orientada por Paul Dirac, um dos maiores físicos do século XX (mais conhecido por ter formulado o conceito de antimateria, mas também por ter feito a primeira teoria quântico-relativística).

Conviveu com o time que fundou a pesquisa em física no Brasil, como Gleb Wataghin (considerado o pai da física brasileira), César Lattes e José Leite Lopes, e é lembrada com carinho e admiração por esses cientistas. Porém, faleceu súbita e prematuramente meses depois de conseguir o título. Hoje, é uma personagem amplamente desconhecida dos brasileiros. Algo sobre ela aparece neste site da revista ComCiência (use a barra de rolagem).

Sobre as trajetórias daquelas que conseguiram seu lugar no mundo masculino, aparecem boas referências com uma pesquisa no Google por "mulheres na ciência".

Congresso de física em Dublin; Dirac é o quatro sentado da esq. para a dir.; Sônja Ashauer está atrás dele, à direita. [Acervo de Nils Ashauer/cópia no Instituto de Física da USP]. Fonte: Os cinquenta anos do méson pi.

O estranho mundo quântico captado em vídeo

Este é um resumo do artigo original em A Física se Move

Encontrei ontem um vídeo no site de um professor da Unicamp que mostra dramaticamente como o mundo microscópico - aquele descrito pela mecânica quântica - é diferente do nosso cotidiano. Ele apresenta duas partículas (tecnicamente, dois férmions) se chocando e depois quicando nas paredes de uma caixa - tal e qual duas bolas de bilhar batendo e voltando das beiradas da mesa. Só que... vejam só como as partículas se comportam. Primeiro, elas se chocam:



Aparecem franjas entre elas. Uma das características da mecânica quântica é que as "partículas" se comportam ora como corpúsculos, ora como ondas (como acima). Ondas podem interferir entre si, por isso as franjas. No A Física se Move, há comentários mais extensos, que mostram como cada imagem dessas mostradas aqui ilustram um aspecto essencial da mecânica quântica.

Vejam a sequência abaixo: as franjas também aparecem quando as partículas batem nas paredes da caixa. Agora, elas estão inteferindo consigo mesmas! A parte refletida interferindo com a parte que ainda se aproxima da parede.


Os padrões de interferência se espalham por toda a caixa e alternam-se com ressurgimentos das regiões concentradas - mas agora não só duas, mas 4, 8 ou até 12:







A partir daí, a evolução faz todo o caminho de volta até as duas manchas iniciais aparecerem novamente.

Eis mais alguns vídeos do mesmo tipo:

Este aqui é bem semelhante, só que as partículas não batem em cantos opostos da caixa - agora, o processo é assimétrico e padrões diferentes emergem.

Este outro mostra o mesmo fenômeno, só que, ao invés de representar as partículas como manchas coloridas, mostra-as como "colinas" erguendo-se e abaixando-se. Vejam como às vezes elas se assemelham a ondas na água.

Já este aqui mostra uma versão tridimensional do que acontece quando uma partícula subatômica bate na parede de uma caixa.

O mundo microscópico é um universo inteiramente novo, com regras totalmente diferentes, onde os fundamentos da nossa percepção, como tempo, espaço, matéria e causalidade, se comportam de forma totamente diversa. Os físicos têm que construir toda uma nova intuição desde quando começam a estudá-la na universidade. Quando descobri isso pela primeira vez, fiquei absoluta e irreversivelmente fascinado...!

Um pouco sobre criptografia quântica

Um amigo me perguntou sobre criptografia quântica e quero compartilhar com mais gente as informações que lhe passei. Essa expressão refere-se a uma técnica de criptografia (ou seja, codificação de mensagens para mantê-las em segredo exceto para quem de direito) que poderia teoricamente evitar que hackers interceptassem as comunicações na Internet.

Uma abordagem razoavelmente compreensível para não especialistas aparece neste artigo de Paulo Henrique Souto Ribeiro, publicado na Ciência Hoje em dezembro do ano passado. Este outro texto (em PDF) de Luiz Davidovich, publicado em 2004 na mesma revista, também pode ser útil, pois contextualiza o assunto na área mais geral da informação quântica. Davidovich é um dos mais conhecidos pesquisadores brasileiros nesse ramo. Para saber mais sobre mecânica quântica, humildemente sugiro meu próprio texto, no blog A Física se Move.

O grande charme da criptografia quântica é que, se um hacker tentar interceptar as mensagens, ele necessariamente interferirá no seu conteúdo - e aí os interlocutores podem saber que houve uma tentativa de espionagem. Isso por causa das características da mecânica quântica, que impõem um limite para a precisão de medidas e observações. Para sistemas muito pequenos, esse limite pode ser grande o suficiente para mudar o valor dos bits.

Assim, o que o emissor e o receptor fazem é um "teste prévio", enviando uma mensagem aleatória um para o outro. Verificam então parte dos bits trocados. Se tudo estiver em ordem, é porque o hacker não agiu e podem usar o resto dos bits como chave para codificar e decodificar a mensagem verdadeira que trocarão. Assim eles garantem que o hacker não conhece a chave, de modo que não poderá decifrar a mensagem, mesmo que a intercepte. Na próxima conversa, os interlocutores repetem o procedimento: por isso, o método é chamado "criptografia com chave de utilização única" - é escolhida uma chave diferente para cada mensagem trocada.


Limites e desenvolvimentos recentes

Tudo isso em teoria. Quando se implementa o sistema com fios, cabos e circuitos, várias outras variáveis mais "mundanas" entram em cena e aí pode ser muito difícil garantir esse lindo resultado. Há uma discussão a respeito, como comentado neste artigo do Physics World (em inglês).

A criptografia comum, usada atualmente na Internet, não usa a chave de utilização única, mas o chamado protocolo com chave distribuída, em que uma única chave é enviada para todo mundo, para que todos possam codificar suas mensagens. No entanto, apenas o receptor pode usá-la para decodificar a mensagem. Isso é possível porque há operações matemáticas que são fáceis em uma direção mas muito difíceis na outra. O exemplo usado na criptografia atual é a multiplicação de números: é fácil fazê-la, mas fatorar o resultado para descobrir que fatores estão ali multiplicados é outra história. Se você escolher um número suficientemente grande, nenhum computador do mundo pode fazer a fatoração - e os hackers ficam num mato sem cachorro.

Porém, os computadores quânticos, uma nova tecnologia talvez a poucas décadas de distância, teoricamente conseguem fazer fatorações em instantes. A cripotografia atual, então, seria totalmente inútil. Xeque-mate? Nem tanto. Recentemente (em um artigo publicado no ArXiv no último dia 9), cientistas descobriram uma operação matemática que mesmo para a computação quântica é fácil fazer numa direção e difícil em outra. Detalhes neste texto do blog do ArXiv. A criptografia de chave distribuída parace estar salva.

200 anos de ficção científica

Interessantíssima a matéria de capa da última edição da Ciência Hoje, sobre a ficção científica. Em especial as articulações que faz entre o impacto desse gênero e a forma da percepção pública da ciência na atualidade. As análises varrem desde o século XIX até hoje. E há um box sobre a ficção científica no Brasil desde o século XIX (que inclui até Machado de Assis, com seu conto "O imortal"). Muito fino.

Os parágrafos iniciais são dedicados ao magnífico Frankenstein, de Mary Shelley, de 1817, considerada a fundadora do gênero. Já que falei em percepção pública, é muito curioso que nessa obra haja concepções tão maduras sobre a natureza da pesquisa científica e da cabeça dos cientistas. A começar pela dicotomia utilidade x perigos da ciência, que ela aborda de forma equilibrada, bem menos maniqueísta que hoje. Não se surpreenda com isso: depois de tantos filmes e pastiches, sobrou em quem não leu uma visão estereotipada dessa obra, que não corresponde em absoluto ao seu conteúdo. Quando eu li o livro, também tive a impressão de que Shelley conhecia o processo de pesquisa científica de forma mais adequada que a maior parte dos autores modernos. Algo inesperado, dada a tendência da sociedade de sua época de desviar as mulheres dos assuntos da ciência e da tecnologia e de outras "coisas de homens".

Ademais, literiamente o livro é muito bom, com personagens redondos, em cuja mente a autora penetra fundo, e personalidades em conflito que se transformam ao longo da história. A narrativa é uma das que me causaram mais tensão de tudo que já li - não por causa de terror simples, como muitos hoje poderiam imaginar, ou do conflito interno no leitor entre ter pena ou horror do monstro, mas pelo espetáculo das transformações que a relação entre criatura e criador sofre - especialmente na mente da criatura -, até amaldiçoarem-se mutuamente: "Cursed creator!!!", berra agoniado o monstro que nem nome tem ("Frankenstein" é o nome do cientista).

Ouso complementar a lista da Ciência Hoje com outro volume interessante, O melhor da ficção científica do século XIX, com contos de gente graúda como H. G. Wells e a própria Mary Shelley, selecionados por Isaac Asimov. Inclui o antológico "Horla", de Guy de Maupassant. Se alguém identifica ficção científica com literatura de segunda, deveria dar uma olhada no Frankenstein e nessa seleção de contos.

Um diagrama para doses de radiação

Quanta radiação recebo se morar perto de uma usina nuclear? E ao fazer uma chapa de raios-X? Não basta dizer que radiação existe, é preciso especificar a quantidade. Um diagrama feito pelo físico Randall Munroe e divulgado anteontem dá boas informações sobre isso (vejam também comentários dele aqui).

Primeiro, é preciso dizer que radiação ionizante (o tipo mais perigoso) existe literalmente em qualquer lugar. É emitida naturalmente pela terra, pelo ar e até pelo próprio corpo humano. No entanto, no dia-a-dia, as doses são muito pequenas, insuficientes para causar danos. O próprio organismo tem mecanismos para regenerar qualquer estrago. O problema aparece quando elas ultrapassam certo limite. Para a Agência de Proteção Ambiental (EPA) dos EUA, esse limite é de um milissievert por ano para uma pessoa "comum" (isto é, que não trabalhe com radiações).

Com uma chapa de raios-X peitoral, o corpo absorve em média 20 microssieverts de uma vez (um microssievert, μSv = um milésimo de milissievert, mSv). Segundo o esquema de Munroe, uma pessoa que mora a 30 quilômetros de uma usina nuclear absorve 0,09 microssievert por ano. Detalhe interessante: isso é 3 vezes menos do que absorve alguém que more pelo mesmo período à mesma distância de uma usina de carvão (0,3 microssievert)!

E a 30 quilômetros de Fukushima? Vejam este dado: Dose absorvida em um dia (não em um ano!) em dois locais a 30 quilômetros a noroeste de Fukushima em 16 de março, observados novamente no dia 17: aproximadamente 3,6 milissieverts. Isso é 14,6 milhões de vezes a de uma usina "saudável" (lembre que o dado acima da usina saudável está em microsieverts por ano).

Aqui, há duas coisas importantes. Primeiro, ele especificou a distância: 30 quilômetros. As notícias que vimos raramente faziam isso. Acontece que a exposição à radiação descresce com o quadrado da distância. Ao dobro da distância (60 km), a radiação decresceria 4 vezes (0,9 mSv). Ao triplo da distância, diminuiria 9 vezes. E assim por diante (cuidado: muitos jornais estão escrevendo mSv para microssieverts. Microssieverts é μSv).

Segundo: e aquela infromação dos 400 mSv por hora que apareceu nos jornais? Isso foi nas proximidades do reator, não a 30 quilômetros dele. Não encontrei informação precisa sobre a distância. Isso é ruim, pois não dá uma dimensão do que aconteceu.

Outro diagrama, de Ellen McMannis, operadora sênior de reatores do Reed College nos EUA, também pode ser útil. Esta tabela do Wikipedia também é interessante.

Posts relacionados: Ajuda a jornalistas sobre radiação, usinas nucleares etc. (15/03/2011)

Uma sacada simples às vezes resolve (nanociência)

Interessante como às vezes soluções extraordinariamente simples resolvem problemas complexos cuja solução era procurada por anos. E também como, por detrás dessa simplicidade, podem se esconder raciocínios e procedimentos os mais sofisticados.

Vi um exemplo cabal quando analisava um artigo do ano passado sobre nanopartículas de platina, escrito por quatro químicos e um físico da Universidade Federal do Paraná e publicado na revista científica Chemistry of Materials. Nanopartículas são minúsculas partículas com apenas umas poucas dezenas ou centenas de átomos de diâmetro, sintetizadas em grande quantidade em laboratórios. São parte da grande vedete das fronteiras da ciência atuais, a nanociência.

O seu grande charme é a variedade de aplicações que possuem, especialmente as feitas de metais nobres (ouro, prata e platina) – vão desde a microeletrônica até o combate à artrite reumatóide. As de platina são mais usadas em células combustíveis – uma das tecnologias para diminuir a poluição por automóveis. São em geral produzidas com uma finíssima “capa” protetora feita de alguma substância orgânica cobrindo cada nanopartícula, para que elas possam permanecer indefinidamente misturadas com água ou com outro líquido (senão, teríamos apenas água com um pó metálico no fundo). E essas são minúsculas mesmo, às vezes com menos de 20 átomos de lado a lado (veja a figura acima; cada bolinha é um átomo!).

O problema que os paranaenses resolveram foi com as de platina. O caso era que um dos melhores métodos para fabricação de nanopartículas com capa, criado por Mathias Brust há 17 anos em Liverpool, simplesmente não funcionava com platina. Tentava-se em outros países do mundo pelo menos desde 2004 e nada. Na verdade, elas podiam ser feitas com outras técnicas, mas seria uma mão na roda se a de Brust pudesse ser usada, pois com ela pode-se controlar muito bem a qualidade das partículas e ela permite a produção de grandes quantidades a baixo custo.

A solução foi incrivelmente simples, dada a complexidade do assunto. O processo de produção envolve a mistura de quatro substâncias químicas, uma depois da outra. Se as regras forem seguidas direitinho, as nanopartículas simplesmente surgem no final, já encapadinhas e tudo – exceto com a platina... Pois os pesquisadores de Curitiba descobriram que, para as nanopartículas de platina aparecerem, você precisa apenas trocar a ordem de adição das duas últimas substâncias! Simples assim.

Não foi apenas uma ideia tirada da cartola que por acaso deu certo. Para provar que funciona, os cientistas tiveram que submeter o líquido escuro que obtiveram a onze experimentos diferentes, feitos em equipamentos de lá e do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron de Campinas. Usaram raios-X, a luz síncrotron e microscópios eletrônicos poderosos capazes de distinguir átomo por átomo (produziram a imagem do início deste texto). Aí não só provaram que o líquido estava abarrotado de nanopartículas, como também destrincharam o que as impedia de se formar antes. Fino.

O caos: Um dia na vida de um divulgador científico free-lancer

16 de março de 2011

Acordar tarde (nada como fazer os próprios horários) porque fiquei ontem até 2 e meia da manhã coletando figuras para um trabalho que me rendeu grande quantidade de contatos.

(Redes de contatos são de importância fulcral no trabalho de free-lancer. Devem ser cultivadas com muito cuidado e dedicação!)

O assunto “acidente nuclear do Japão” está transtornando a vida não apenas nas redações dos jornais. Faz três dias que estou intragindo com jornalistas via tudo que é canal da Internet. Ao entrar no computador, no meio da manhã, o Twitter está em polvorosa. Passo um rasante pela minha lista de fontes de notícias; deixo para ver com mais detalhe depois, vou participar da quizumba na rede. Necessário interferir. Disso sai uma atualização do post de apoio a jornalistas que escrevi ontem.

De repente, e-mail pedindo para eu orientar um infográfico sobre foguetes. Vão me pagar. Oba, dim-dim$$!!!

Interlúdio para procurar umas execuções de piano e de órgão no Youtube, que uma amiga música me pediu. Encontrei esta maravilha aqui.

Depois do almoço: atualizar o blog com uns parágrafos sobre o bóson de Higgs. Logo vejo-me totalmente absorvido lendo o último capítulo de um livro técnico de física das partículas. Alarme interno: não posso gastar tempo demais com os posts! Escrevo e envio; o resultado é pífio: 4 acessos! Pressuposição errada de perfil de leitor. Vivendo e aprendendo.

Meio da tarde: intervalo para receber uma visita. Conversamos sobre como ajudar uma amiga com problemas pessoais. Isso me lembra de um certo outro post de um outro blog meu.

17:00 – Fico minutos e minutos procurando o link para o chat da Sabine Righetti no Uol sobre a crise nuclear japonesa, pê da vida: “Como é que os caras não dão meios do cara achar o link na hora do chat?”. Logo percebo que seria só amanhã... Ops.

Já que o Japão deu uma brecha, finalmente vou verificar as notícias do momento. Vejo interessantes desenvolvimentos recentes na criptografia quântica, e que o governo investirá em Internet mais rápida.

Agora, a primeira atividade do dia que reverte diretamente em $$ (preciso melhorar isso!): um texto em inglês sobre nanopartículas de ouro – verto um artigo científico de 2010 para que não-especialistas possam compreender. Tenho que contactar um físico argentino. Oba, mais um contato de lá!!! Mando-lhe uma mensagem num espanhol tropeçado. Terceira língua em que escrevo em um só dia...!

Termino o texto às duas da manhã. Ui! Acordar tarde de novo!

Ah, que delícia é a sucessão caótica de assuntos díspares...!