PRÓS E CONTRAS A PROPÓSITO DO BOSÃO DE HIGGS

Para quem não viu na altura, o programa Prós e Contras da RTP1 que teve como tema a descoberta do bosão de Higgs, está disponível aqui. (1.ª parte) e aqui (2.ª parte). Participaram físicos (João varela, Gaspar Barreira e Carlos Fiolhais), filósofos (Olga Pombo) e teólogos (Bruno Nobre, também físico, e Afredo Dinis, também filósofo).

Na véspera do Bosão de Higgs também conhecido por “partícula de Deus”

Crónica primeiramente publicada no "Diário de Coimbra" e noutra imprensa regional:

Quando o Homem pisou a Lua pela primeira vez, alguns de nós puderam assistir em directo esse acontecimento através da televisão. Foi possível, não só ver como ouvir a frase que Neil Armstrong proferiu para a história: “Um pequeno passo para um Homem, um gigantesco passo para a Humanidade”.

De facto, a tele e radiodifusão transformaram a relação de cada um com a proximidade, e o distante passou a ser nosso vizinho.

Os tempos mudam assim como as tecnologias que difundem a comunicação com (ou sem) informação. Hoje em dia a notícia chega muito através da internet. Ou, de outra forma, chega mais cedo através do “rio cibernáutico” que desagua em multimédia numa panóplia de diversos receptores (computador fixo ou portátil, telemóvel, “tablet”, entre outros), formando novos deltas mediáticos com escrita, som, vídeo, num compósito informativo do século XXI, que amplifica e aumenta a realidade sensorial.

As redes sociais, veiculadas e agilizadas por uma acessibilidade de bolso, antecipam-se inúmeras vezes à notícia que já não se espalha com o vento: o segredo lê-se e vê-se e o sussurro cai em desuso, obsoleto.

Emissor e receptor já não se olham de frente, olhos nos olhos. Entrepõe-se toda uma tecnologia cujo desenvolvimento deve muito ao estudo sobre a matéria de que nós, e o cosmos em que estamos imersos, somos feitos. Pode parecer estranho e seguramente distante, mas a construção deste portátil onde escrevo esta crónica não seria possível sem a compreensão, centenária, de que o átomo é composto por electrões, neutrões e protões, sem a química e a física quântica que, entre muitas outras coisas, nos informa sobre como ocorrem as transições de energia entre as partículas elementares subatómicas que definem os átomos.

Precisamos de conhecer a natureza íntima da matéria, dos átomos que respiramos, para desenvolver a tecnologia que permite fazer uma “TAC”, ou tirar uma radiografia de raios x e o radiologista “ver” o resultado segundos depois!

Precisamos de saber de que é que é feito o mundo, não só para gáudio da inteligência humana, mas muito para resolver problemas que afectam a nossa vida, a qualidade da mesma, também a nossa sobrevivência. Aliás, para eventualmente resolver os estragos que fizemos aos outros seres vivos que connosco coabitam este "ponto pálido azulado" (a Terra vista do espaço) na infinidade do cosmos, para mitigar a nossa ignorância beligerante, para reverter a "fatalizante" desigualdade social que semeia a humanidade de morte pela sede, fome e pela doença.

É certo e sabido que isto não é uma tarefa isolada da ciência, mas de todo o conhecimento humano. Contudo, o conhecimento científico, pela confrontação permanente de ideias diferentes, pela característica metodológica da sua validação interlaboratorial independente, pela sua construção contínua e cumulativa, pela humildade forjada pela sua inerente "falsicabilidade", é força motriz para uma melhor cidadania em democracia, para uma melhor liberdade de escolha. Ferramentas feitas de conhecimento para melhor compreendermos o mundo.

Se o conhecimento de que os átomos também são compostos por quarks, mesões, bosões, entre outras partículas, permitir desenvolver tecnologia para tratar doenças como alguns cancros, ou para que se possam fazer medicamentos ajustados às especificidades e necessidades de cada ser humano, então a notícia sobe os últimos resultados obtidos em experiências que investigam a natureza sub-atómica deveria ser do interesse de todos, deveria ser notícia de abertura dos telejornais, devidamente comentada e explicada. Até porque estas experiências são financiadas por dinheiros públicos.

E eis o cais da notícia: dia 4 de Julho, às 8h00 da manhã (hora portuguesa) “terá lugar no CERN” segundo fonte ligada ao Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, "um seminário científico no qual as experiências´ATLAS e CMS vão apresentar resultados preliminares” sobre a existência, ou não, do bosão de Higgs “com base nos dados obtidos este ano” e “realizadas por colaborações cada uma com cerca de 3500 investigadores de 180 instituições em 40 países”, entre os quais Portugal através daquele laboratório.

“Os seminários de 4 de Julho no CERN e a conferência de imprensa que se segue, serão difundidos via webcast, podendo ser seguidos aqui http://webcast.cern.ch.”.

Para uma muito melhor contextualização sobre o estado da arte e do que se espera, vejam-se estes dois vídeos: aqui e aqui.

A confirmação da existência do bosão de Higgs pode permitir compreender porque é que as partículas fundamentais, tais como os quark ou os electrões, têm massa.

A colisão entre dois pequenos protões pode resultar numa grande expansão do conhecimento para a Humanidade!

Siga a Ciência em directo!

António Piedade

Mistérios da água

Outra pergunta da TSF e resposta minha, desta vez sobre a água (ainda há pouco a Science publicava um artigo sobre um agregado de seis moléculas de água):

TSF: Os mistériosque a Natureza ainda encerra são muitos. Até a água da qual nós somos feitos emcerca de 65 por cento guarda alguns segredos. Carlos Fiolhais da Universidade deCoimbra pega num copo de água e explica porque é que não se conhece bem aestrutura do precioso líquido.

Carlos Fiolhais: Aágua é tão comum que se poderia pensar que já se conhecemos tudo sobre ela. Masnão, há muitos mistérios ainda para resolver a propósito da água, apesar de serdas substâncias mais comuns no nosso planeta e no nosso corpo. De facto, é umamatéria-prima barata, pelo que não é preciso muito dinheiro para fazerinvestigação sobre a água. Peguemos num simples copo de água: o modo como asmoléculas ou as partículas de água que lá estão dentro interagem umas com asoutras é muito complexo. Cada molécula de água representa-se por H_2O – fórmulaquímica que significa que dois átomos de hidrogénio ligam com um átomo de oxigénio.Mas duas moléculas de água, um H_2O e outro H_2O, exercem entre si forças muito complicadas.Essas forças fazem com que as duas se agarrem, dentro do copo de água, e permaneçam juntasdurante um certo tempo. Podem-se agarrar não só duas, mas três, quatro ou maismoléculas. A seguir, esses agregados desfazem-se porque batem noutros ou emsimples moléculas. Na dinâmica da água líquida, certos agregados molecularesexistem temporariamente, havendo grupos mais estáveis e outros menos. Osagregados de moléculas de água, estas “supermoléculas” de água, moléculasfeitas de moléculas, são objecto de estudo corrente, estão hoje a serinvestigadas. Os fenómenos da estrutura e dinâmica da água só recentemente têmsido aprofundados. Portanto, até uma substância banal como a água que bebemos é alvo dainvestigação científica mais actual. Para saber mais sobre a água precisamos decálculo computacional e precisamos também de aparelhos, chamadosespectroscópios, que servem para revelar a intimidade da água, para penetrar nosmistérios da água.

Quais são os limites da computação?

Em 2006 a TSF fez a várias pessoas 125 perguntas de ciência. Eis a minha resposta a uma delas, sobre os limites da computação:

TSF: Basta olharpara um computador caseiro de há dez anos atrás para se perceber o quanto atecnologia tem evoluído. Fica-nos a ideia de que esta evolução não tem limites,mas Carlos Fiolhais, professor de Física na Universidade de Coimbra, explicaque, apesar de ainda estarem longe os limites da computação convencional, estesexistem mesmo.

Carlos Fiolhais:Tudo o que se passa no Universo tem limites e os limites são dados pelas leisda física. Não podemos violar as leis da física. Mesmo uma máquina que faça umacoisa tão simples como 1 + 1 = 2 tem de respeitar esses limites. Por exemplo,os nossos computadores, que funcionam com transístores, são cada vez maispequenos, mas não podem ser infinitamente pequenos. Esse é um dos limites dacomputação, entre outros. Outro é que a informação não pode viajar mais rápidoque a luz. Ainda outro é que em todos os processos de computação há dissipaçãode energia: o computador aquece e esse facto não pode ser ultrapassado.

A indústria informáticaé a que, entre todas, tem progredido mais. Se o mesmo progresso se tivesse dado na indústriaautomóvel, por exemplo, hoje andaríamos num Ferrari pelo preço de uma bicicleta,o que infelizmente não é verdade. Deu-se, de facto, nos computadores umdesenvolvimento vertiginoso. Podemos perguntar: será que isso vai continuar? Aresposta é sim, nos tempos mais próximos vai continuar. Vamos ter “laptops”ainda mais rápidos, quer dizer, daqui a dez anos vamos ter os supercomputadoresde hoje no nosso colo. Como é que se vai conseguir essa coisa fantástica?Graças à chamada nanotecnologia, a engenharia à escala atómica e molecular. Elavai permitir tornar os transístores mais pequenos, ou seja, vai permitir empacotarmais transístores no mesmo espaço, embora haja um limite para isso. Como nãoqueremos interagir com um computador que não seja visível, o computador vai naturalmente continuar dotamanho da nossa mão, embore passe a ter um poder de cálculo muito maior. Há umlimite para isso, um limite que ainda não está à vista, quando a certa altura chegarmos ao tamanho do átomo. Mas os próximos dez anos serão ainda de aumento dopoder de cálculo, com a diminuição do tamanho dos transístores e o empacotamentode mais transístores no mesmo espaço.

A anedota do barómetro

A história do aluno de física e do barómetro tem aparecido em vários locais. Apareceu há pouco no blogue do físico Eduardo Martinho e vale a pena lê-la ou relê-la:

http://tempoderecordar-edmartinho.blogspot.pt/2012/04/utilizacao-do-barometro-e-o-aluno.html

MADRID: PLAZA MAYOR 1

EINSTEIN E OS TELEMÓVEIS

O físico Robert Park, na sua coluna "What's New" continua a lembrar o que Einstein nos revelou sobre a luz (efeito fotoeléctrico) e o que isso implica para desmitificar muitos boatos que correm sobre as microondas dos telemóveis:

"1. SMART METERS: AND IGNORANT JOURNALISTS.

Several years ago, I signed up for "Google Alerts" about the purported link between "cell-phone radiation and cancer." It's a great service. I get hundreds of Alerts about cell phones, almost all of which are dead wrong.

That's fine; what I'm trying to figure out is why reporters so consistently get it wrong. I tried doing an additional search for "Einstein." It was, after all, Einstein's Nobel Prize winning 1905 paper on the Photoelectric Effect that introduced the concept of wave/particle duality. Einstein described electromagnetic radiation as discrete packets of energy (now called "photons") equal to the wave frequency times Planck's constant.

Photoemission is thus possible only for photons of energy greater than the ionization threshold (about 5 eV for metals). That's in the ultraviolet region of the radiation spectrum, starting at the blue limit of the visible spectrum. Ultraviolet radiation can create mutant strands of DNA that are the seeds of skin cancer. That's why you should avoid tanning salons. You should also avoid sticking your head in microwave ovens with the interlock disabled. Microwave photons from cell phones, microwave ovens, smart meters, and Wi-Fi all have energies about a million times too low to create mutant strands of DNA. Better you should worry about the impending solar maximum. Microwaves can cook your goose, but you will die cancer free.

2. BAD CONNECTION: THE ENVIRONMENTAL HEALTH TRUST.

The most recent book warning about cell-phone hazards is "Disconnect," Devra Davis (2010, Dutton). Does Disconnect mention Einstein? Well," it quotes him at the start of chapter 11, "The right to search for truth implies also a duty." That's it. It makes no mention of his work, but last week something called "The Environmental Health Trust" issued a press release urging the United States to require health warning labels on cell phones. The President of the Environmental Health Trust is Devra Davis. The press release called for donations to support its work."

Robert Park

PARABÉNS ALBERT!

Hoje, além do dia do pi, é também o dia do aniversário de Albert Einstein. Aqui fica uma explicação muito rápida de im dos seus trabalhos:

HUMOR: MATÉRIA NEGRA 2

Hobbes- Nomes científicos?

Calvin (numa banca de venda de nomes científicos)- Sim. os cientistas inventam teorias enormes e estranhas, mas depois dão-lhes nomes idiotas e sem ponta de imaginação. Por exemplo, os cientistas pensam que o espaço está cheio de uma massa misteriosa invisível e, então, o que é que lhe chamam? "Matéria negra". Buah! Estou-te a dizer que se pode fazer aqui uma fortuna.

Hobbes- Mas eu gosto de dizer quark, quark, quark!

Calvin- Em vez de fazeres de maluco, vai mas é arranjar-me uns cientistas...

HUMOR: MATÉRIA NEGRA 1

ERRO NOS NEUTRINOS

Acabo de receber esta informação.A Science relata que foi encontrado um erro
na medição da velocidade  dos neutrinos.

Falam num problema de ligação do receptor GPS a um PC, e conectores de fibra óptica
mal ligados: aqui.

O físico responsável da experiência OPERA, Antonio Ereditato, confirma notícia no
Republica online: aqui.

Fico contente em saber que há um erro pois foi isso exactamente o que, na altura, previ. 

A ciência consiste aliás na procura e reconhecimento dos erros. Estavam enganado todos
aqueles que se apressaram em ver na suposta descoberta dos neutrinos superluminais a
descoberta do ano passado ou quiçá da década.

Novo número da Gazeta de Física

Informação recebida da Sociedade Portuguesa de Física:

O número mais recente da Gazeta de Física já está disponível online aqui.

A Gazeta de Física regressa ao enquadramento editorial das suas secções usuais, sem se limitar a um só tema.

O número é pois um mosaico de artigos variados, como o que relata observações de planetas extra-solares em Portugal. Salientamos um outro, sobre a aplicação à ciência forense do Radar de Penetração nos solos, uma ferramenta tradicionalmente da geofísica. Esta utilização ilustra exemplarmente a migração de métodos científicos de um domínio para outro.

Publicamos ainda uma colecção de artigos motivadores com boas sugestões para o ensino da Física. O artigo de Constança Providência, gerou a nossa capa. Com a imaginação imagem-de-marca da autora, o artigo é feito para os mais pequenos.
Leva-os desta vez ao mundo invisível das moléculas, como a da água, com receitas para experiências concretas, com muita cor. A física não tem fronteiras e para as crianças muito menos.

Voltam também de novo com este número também as reflexões dos nossos dois cronistas habituais, Carlos Fiolhais e Jim Al-Khalili.

Dada a passagem recente de mais um ano juntamos a tudo isto uma pitada de sugestões de mais leituras, nas escolhas de livros que coligimos para os Top 10.

Finalmente, em Onda e Corpúsculo, tornamos conhecida a posição da Divisão de Educação sobre a proposta recentemente apresentada pelo Governo, e em discussão pública, sobre a revisão da estrutura curricular do ensino básico e secundário.

Boas leituras,
Teresa Peña
Vice-Presidente da SPF e Directora da Gazeta de Física

NOTÍCIA DO DIA: O TRANSÍSTOR DE UM SÓ ÁTOMO

Investigadores australianos, norte-americanos e sul-coreanos divulgaram na "Nature Nanotechnology" um artigo que dá conta da construção de um transístor de um só átomo (fósforo sobre silício) com uma localização e precisão superior à de transístores semelhantes que tinham sido anunciados anteriormente. O dispositivo é ainda um protótipo e funciona apenas a temperaturas muito baixas, mas é mais um passo no sonho humano de construir computadores mais pequenos, mais rápidos e mais baratos.

Ver minhas declarações sobre o assunto ao Expresso on line: aqui.

A EQUAÇÃO DE DEUS

Minha habitual crónica na "Gazeta de Física":

“God’s equation” foi o título do livro, saído em 1999, da autoria do matemático e divulgador de ciência israelita Amir Aczel, o autor de “O Último Teorema de Fermat” (com tradução portuguesa publicada pela Gradiva). O título refere-se à equação da relatividade geral que Einstein escreveu em 1916, relacionando o espaço-tempo com a matéria-energia. O subtítulo explicita o assunto do livro “Einstein, Relativity and the Expanding Universe”. De facto, logo no ano seguinte, Einstein aplicou a sua equação à cosmologia, verificando que uma solução descrevia a expansão do Universo. Nesses dias, anteriores à descoberta do afastamento das galáxias (mesmo a ideia de galáxia era, na época, extremamente precária), o Universo parecia estático ou quase. É, por isso, natural que Einstein tenha acrescentado um termo – mais tarde chamado constante cosmológica – que contrariava a expansão, uma espécie de ajuda à força da gravidade. O grande físico chamou mais tarde a este termo, introduzido “à mão”, o "maior erro da minha vida". Por um lado, a evidência observacional trazida pelo asrónomo Edwin Hubble nos anos 20 em favor do afastamento das galáxias era inapelável e, por outro, o equilíbrio do Universo conseguido por Einstein era instável.

Mas que os grandes erros feitos por grandes génios podem ser bastante fecundos é mostrado pela atribuição em 2011 do Prémio Nobel da Física a três astrofísicos, de duas equipas concorrentes, que anunciaram em 1998, após cuidadas observações de supernovas do tipo IA (uma observação muito mais fina do que a que foi feita por Hubble), que o Universo não apenas está em expansão, mas está também em expansão acelerada. Era o reconhecimento pela Academia Sueca de que Einstein não estava tanto errado quanto julgava estar. A constante cosmológica é necessária para dar conta das modernas observações, isto é, deve entrar na “equação de Deus”. Em vez de ser uma força a ajudar à gravidade é antes uma força, a que o astrofísico Michael Turner deu o nome de “energia escura”, que funciona como uma anti-gravidade. A sua origem é um dos grandes mistérios da física contemporânea. Terá a ver com a energia do vácuo, um resultado, portanto, da teoria quântica que Einstein tinha dificuldade em aceitar (esse sim o seu maior erro científico!). Mas falharam até hoje todas as tentativas de fazer um cálculo quântico que dê um valor dessa constante minimamente parecido com aquele que as observações requerem.

Aczel, que entrevistou, para escrever o livro, um dos laureados Nobel deste ano, o norte-americano Saul Perlmutter, não podia adivinhar que, uma década volvida, o tema do seu livro viria a dar o prémio maior da Física. Mas a relevância do Prémio Nobel de 2011 está contida na frase de Perlmutter que abre o primeiro capítulo do livro: “O que mais notável é que estamos a responder a questões filosóficas profundas com medidas físicas”. Essas perenes questões incluem as do início e do fim do mundo. A palavra Deus era usada por Einstein com um significado particular: quando ele disse que só queria conhecer “os pensamentos de Deus”, não era uma atitude religiosa no sentido comum, mas a expressão da sua vontade em penetrar na harmonia do Universo, que tão bem se expressa em fórmulas matemáticas conceptualmente simples. No seu livro “Out of my Later Years” (1950), saído cinco anos antes da sua morte, Einstein escreveu: “A teoria da relatividade geral ainda está incompleta uma vez que até agora só foi capaz de aplicar satisfatoriamente o princípio geral da relatividade a campos gravitacionais, mas não ao campo total”. A constante cosmológica não passa de um indício, uma pálida imagem, do campo total, a força unificada com que o sábio sonhou.

Well an atom's made of protons, neutrons, and electrons

O professor de Física Carlos Portela, responsável pela Divisão de Educação da Sociedade Portuguesa de Física, fez-me chegar um vídeo musical do You Tube, que, segundo ele tem eficácia sobre os alunos. Trancrevo a letra do poema em baixo, que começa com o verso do título:

"Well an atom's made of protons, neutrons, and electrons
the first two in the nucleus, the third around it
it's mostly empty space, but it feels solid in any case

The elements are all the different types of atoms
they differ by the number of protons in the middle.
Hydrogen has only one, but Uranium has a ton

It's just chemistry that you and me are made of these atoms

Well atoms bond together to form molecules
Most of what's surrounding me and you
Water, sugar, things yet undreamed of of of of

Look around you, see the combinations in a eucalypt tree
Mendeleev's periodicity
gives us sand and water and the air above ove ove ove ove

It's just chemistry that you and me are made of these atoms:
Hydrogen, Oxygen, Carbon, Nitrogen, make up the world's life forms

Do do do you, do do do do
but do you wonder how
matter forms something strange
when there's a chemical change?

Where did these atoms come from? They were fused in stars
Light elements combine releasing light from afar
Fusion in the sun, creates Helium

I guess what I be saying is you gotta use your reason
To open up your mind and see the cause of the seasons
-How do we know what's true? The scientific method shows you

It's just chemistry that you and me are made of these atoms

Atoms bond together to form molecules
Most of what's surrounding me and you
Water, sugar, sand and you'll find things undreamed of

So Argon, Neon, Xenon
There's no need to overstate
'Cause we are of course
This, of this, of this, we're made: atoms"

"LASERLEAP": O FIM ANUNCIADO DAS SERINGAS?

Entrevista ao fotoquímico Carlos Serpa, publicada primeiramente no Diário de Coimbra:

O investigador Carlos Serpa, e o grupo a que pertence no Departamento de Química da Universidade de Coimbra, acabam de regressar do “Photonics West 2012” com um prémio na bagagem: o projecto designado por “LaserLeap” foi um dos dois vencedores num concurso tecnologicamente muito competitivo. Mas afinal o que é e para que serve o LaserLeap?

António Piedade (AP) - O que é a fotónica e quais as áreas multidisciplinares necessárias para o seu desenvolvimento?
Carlos Serpa (CS) - Fotónica refere-se genericamente à geração, manipulação e utilização de luz, cobrindo todas as aplicações de luz deste o ultra-violeta, passando pelo visível até ao infra-vermelho. Na prática a Fotónica enquanto disciplina científica está muito relacionada com a invenção do laser e o inicio da sua utilização em ciência e tecnologia, nos anos 60. Naturalmente os desenvolvimentos na área são muito devedores à disciplina Física de Óptica, mas actualmente pode-se considerar uma área transversal, com o domínio da Biofotónica (interacção de tecidos biológicos e luz) e as aplicações em tecnologia de informação a serem áreas emergentes.

AP - Como surgiu a ideia de utilizar conhecimentos desta área científica para aplicações na medicina?
CS - O grupo de investigação, do qual sou membro, tem uma experiência de cerca de 20 anos na disciplina de Fotoacústica. O que levou ao desenvolvimento da tecnologia LaserLeap é essencialmente devedor desta ampla experiência. Mas o acontecimento específico surgiu com uma necessidade de fazer passar rapidamente pela pele uma entidade molecular que estava em desenvolvimento no Departamento de Química da Universidade de Coimbra. Surgiu de facto de uma necessidade! Havia alguma evidência na literatura científica que ondas de pressão poderiam ajudar à permeação da pele. Como nós tínhamos experiência acumulada na produção de ondas de pressão resolvemos experimentar, tendo obtido resultados bastante bons inicialmente e que temos vindo a optimizar.

AP - Em que consistiu a Vossa participação na Photonics West 2012?
CS - O “SPIE Photonics West” reuniu em São Francisco com cerca de 20 000 participantes. Trata-se de um conjunto de conferências científicas e também uma feira onde produtores de lasers e óptica mostram os últimos desenvolvimentos (por exemplo, a empresa portuguesa Multiwave tinha um stand na exposição). Nós apresentámos uma comunicação cientifica mas também resolvemos corresponder ao desafia de mostrar (em 3 minutos) uma tecnologia prometedora em termos de utilização prática, no mundo real. Entrámos assim numa competição no campo da Biofotónica em que tínhamos de demonstrar que a tecnologia desenvolvida tinha interesse social e comercial e também já maturidade para se tornar um produto comerciável. Tivemos a felicidade de um júri composto por dois empresários do ramo da fotónica, um professor universitário e um gestor de capital de risco considerar a nossa proposta a melhor.

AP - O que é e quais são as aplicações da tecnologia "LaserLeap"?
CS - O projecto LaserLeap consiste no desenvolvimento de uma técnica activa de permeação de pele que, pela utilização de luz laser de baixa intensidade, provoca a abertura reversível de "poros" na pele, permitindo assim a passagem de um medicamento. Isto é conseguido através da formação muito eficiente de uma onda de pressão num material adequado, concomitante com a absorção da luz laser. Esta onda de pressão é propagada à pele, provocando aí um “tremor de terra”. É esta perturbação que vai permitir a passagem do medicamento ou produto cosmético.
Existem perspectivas de utilização em vários actos médicos que actualmente usam uma seringa. Neste momento os nossos alvos prioritários são as aplicações dermatológicas e cosméticas. Nestes campos existem vários tratamentos em que é necessário assegurar que uma elevada concentração de medicamento atinja a derme em poucos minutos, algo que já provámos ser possível com a nossa metodologia. Depois de ultrapassados alguns desafios técnicos, a utilização em vacinação é nosso objectivo. Esta última situação é particularmente importante, pois a vacinação em crianças é usualmente feita por intermédio de injecções, provocando dor e temor.

AP - Qual ou quais as vantagens desta nova forma de administração de fármacos através da pele.
CS - A utilização de lasers de baixa energia, o facto de o laser não estar nunca em contacto com a pele e de o processo ser indolor e reversível, abre perspectivas de utilização em vários tratamentos. O facto de abrir uma alternativa para a administração de moléculas de baixo e alto peso molecular através da pele, podendo constituir uma alternativa credível à administração oral em casos específicos. Exemplos interessantes são os novos medicamentos biotecnológicos, cuja administração oral é praticamente impossível, dada a sua destruição no e pelo trato intestinal. Na medida em que já provámos que promovemos a permeação de moléculas de elevado peso molecular, como proteínas, este é um campo de aplicação promissor.

AP - Quando é que o cidadão poderá vir a ter acesso a esta tecnologia e em que áreas de aplicação surgirá como opção vantajosa.
CS - As principais aplicações são dermatológicas e cosméticas, mas também outras aplicações terapêuticas específicas são de considerar. O campo do tratamento do cancro de pele ou da dor são exemplos. É difícil apontar uma data exacta para a tecnologia estar disponível. Neste momento temos um protótipo que já utilizamos e vamos começar o processo regulamentar com as agências europeia e americana.
A patente foi licenciada pela Universidade de Coimbra a uma empresa que nós formámos e estamos todos seriamente empenhados para levar esta empresa a bom porto! A certeza é que temos uma equipa motivada para levar esta ideia até ao fim, de forma à tecnologia estar disponível o mais rapidamente possível para melhorar a vida das pessoas.

PARABÉNS, STEPHEN HAWKING

Minha crónica no Sol de hoje:

Na velha Trinity Street entre os históricos Trinity College e King’s College da Universidade de Cambridge fica um outro não menos histórico colégio daquela prestigiada instituição: o Gonville and Caius College. Entre os membros desse Colégio está Stephen Hawking, o físico teórico muito conhecido pelos seus trabalhos na área da astrofísica e cosmologia e na divulgação científica (o seu livro Breve História do Tempo vendeu milhões de cópias em todo o mundo). Não há muito tempo Hawking era visto com frequência a passear por aquela rua de Cambridge e mesmo num ou noutro dos extensos greens de Cambridge, na sua cadeira de rodas, sempre acompanhado por uma enfermeira ou um assistente. Agora já quase não aparece em público dada a sua cada vez mais precária condição física. No passado dia 8 de Janeiro, na data em que ele fez 70 anos (e na data em que passaram 370 anos após o falecimento de Galileu), não pôde comparecer para agradecer os parabéns e os aplausos dos seus muitos amigos e admiradores. Foi ouvida uma sua mensagem, que ele sugestivamente intitulou Breve História de Mim, na voz sintética do computador, já que o próprio há muitos anos não consegue falar.

Cambridge é um autêntico viveiro de génios. Membros célebres do Trinity foram o físico J. J. Thomson, o descobridor do electrão, e o matemático e filósofo Bertrand Russel. Membros ilustres do Christ foram o biólogo Charles Darwin, o descobridor da evolução, e o escritor C. P. Snow. E membros famosos do Caius foram o biofísico Francis Crick, um dos descobridores do DNA (a notícia foi anunciada num pub, o Eagle, podendo o visitante ver a placa comemorativa) e o economista Milton Friedman. A inspiradora paisagem verde, o microclima favorável e, sobretudo, a tradição ancestral de desenvolvimento das ciências e das artes (a Universidade tem mais de 800 anos) facilitam, sem dúvida, o sucesso em Cambridge.

A história pessoal de Hawking é a da sua vitória contra a terrível doença, a esclerose lateral ameotrófica, que o atacou há quase 50 anos, mais exactamente em Janeiro de 1963 quando estava a começar o doutoramento em Cambridge, depois de ter obtido a licenciatura pela Universidade de Oxford (Hawking é natural de Oxford). Os médicos, na altura, não lhe deram mais do que dois ou três anos de vida. A festa dos seus 70 anos mostra que, por vezes, os médicos se enganam redondamente... O prognóstico grave não o impediu não só de terminar o seu doutoramento, mas também de se tornar um dos físicos com mais renome: deteve durante 30 anos a cátedra Lucasiana que foi outrora ocupada por Isaac Newton, membro do Trinity College.

A Stephen Hawking todos os físicos e todos os amigos da física, incluindo os leitores dos seus livros, desejam bastantes mais anos de vida!

QUASECRISTAIS - O NOBEL DA QUÍMICA DE 2011

Informação recebida no De Rerum Natura:

A Escola Quark para jovens olímpicos e o Centro Ciencia VIva Rómulo de Carvalho organizam um ciclo de sessões mensais sobre os Prémios Nobel de 2011. O ciclo começa já amanhã naquele Centro, no Departamento de Física da Universidade de Coimbra:

Sexta-Feira, 27 de Janeiro, 21h15-22h30
Quasecristais – o Prémio Nobel da Química 2011, por José António Paixão.

A entrada é livre.

Parecer da Sociedade Portuguesa de Física sobre a Revisão da Estrutura Curricular dos Ensino Básico e Secundário

A Sociedade Portuguesa de Física (SPF) emitiu um parecer, com o qual concordo, sobre a mudança curricular que o Ministério da Educação e Ciência (MEC) tem em discussão pública. Saliento dois pontos, que poderiam e deveriam ser revistos na proposta do MEC:

- Eliminação de uma disciplina anual do 12.º ano (actualmente os alunos escolhem 2 disciplinas anuais no 12.º ano e a proposta prevê apenas a escolha de uma, não indicando as opções): esta eliminação pode representar uma diminuição drástica da Física que já tão diminuída está;

- e a alteração do modelo dos desdobramento (turnos) nas aulas experimentais do 3.º ciclo, que poderá piorar o nosso já de si tão débil ensino experimental das ciências.

Mas nada melhor do que transcrever na íntegra o parecer da Divisão de Educação da SPF (os comentários em baixo são bem-vindos):

"A proposta de revisão da estrutura curricular apresentada pelo Ministério da Educação e Ciência (MEC) procede à alteração dos planos de estudo dos ensinos básico e secundário sem a necessária reformulação dos programas das disciplinas. A SPF considera que uma revisão da estrutura curricular se deveria basear numa perspetiva articulada do elenco disciplinar e dos programas das disciplinas dos planos de estudo.

É amplamente reconhecido pela comunidade de professores de ciências físico-químicas e de ciências naturais que a atual estrutura curricular para o 3.º ciclo do ensino básico, atendendo à carga horária atribuída, demonstrou ser danosa ao desenvolvimento da qualidade das aprendizagens na área das ciências ditas experimentais [1]. Um bloco de 90 minutos semanal é prejudicial a uma aquisição de conhecimentos que satisfaça os objetivos curriculares e não permite o desenvolvimento das capacidades científicas necessárias para o ensino secundário, tais como as capacidades de análise e/ou construção de gráficos, tabelas, esquemas, diagramas; de cálculos simples, conversão de unidades e noção de estimativa e de interpretação/produção de textos. Por isso, considera-se que o aumento da carga letiva semanal no 3.º ciclo do ensino básico é urgente e imprescindível.

Uma vez que esta revisão dará lugar à produção de nova legislação que regula o currículo e o seu funcionamento, deve ficar inequivocamente expresso na legislação a aprovar, ao contrário do que sucede na atual estrutura curricular, a obrigatoriedade dos desdobramentos. [2]

A eliminação da disciplina de formação cívica no 3.º ciclo do ensino básico e no 10.º ano, mantendo a relevância dos seus conteúdos de modo transversal, assim como a eliminação da formação a decidir pela escola, prevista para o 3.º ciclo do ensino básico [3], são boas medidas que podem ajudar ao reforço da aprendizagem das disciplinas essenciais, nomeadamente via um reforço da respetiva carga horária.

1. 3.º ciclo do ensino básico

O aumento da carga horária das ciências experimentais no 3.º ciclo do ensino básico, prevista na proposta do MEC (“aposta no conhecimento científico através do reforço de horas de ensino nas ciências experimentais no 3.º ciclo do ensino básico colmatando, neste nível de ensino, uma clara insuficiência de carga horária”), é uma medida que poderá melhorar a qualidade das aprendizagens nesta área e que se prevê poder conduzir a uma melhoria do desempenho dos alunos no ensino secundário. A SPF congratula-se com esta medida, nomeadamente com o aumento da carga letiva semanal previsível para a disciplina de físico-química: de 90 minutos para (90 + 45) minutos [4].

Quanto à proposta de alteração do modelo de desdobramento de aulas nas ciências experimentais do 3.º ciclo, através de uma alternância entre as disciplinas de ciências naturais e de físico-química, considera-se que é uma medida que desincentiva o trabalho prático-laboratorial [5]. A aprendizagem das ciências experimentais pressupõe que os alunos “façam”: ora uma das fragilidades do atual currículo do ensino básico está precisamente no ensino pouco experimental das ciências experimentais, o que decorre, fundamentalmente, da reconhecida insuficiência horária. Assim, se por um lado, o aumento da carga horária das disciplinas de físico-química e de ciências naturais cria condições que permitem uma maior disponibilização do tempo necessário para as atividades experimentais, por outro, a alteração do modelo de desdobramento dificulta a realização das atividades experimentais, dado que não é possível desenvolvê-las, com qualidade, com toda a turma ou utilizando apenas uma aula de 45 minutos [6].

É de salientar que a importância que se quer dar ao ensino das ciências experimentais implica a manutenção dos atuais moldes do desdobramento das disciplinas de físico-química e de ciências naturais: semanalmente os alunos têm cada uma destas duas disciplinas num bloco de 90 minutos com desdobramento (turnos). A este bloco, com atividades prático-laboratoriais, acresceria uma aula de 45 minutos com toda a turma.

2. Ensino secundário

A formação científica dos cursos científico-humanísticos deve ser adequada às necessidades de prosseguimento de estudos no ensino superior. Deve também garantir-se, ao longo do ensino secundário, uma progressiva aproximação ao esforço definido para os cursos do ensino superior. Assim, o plano de estudos do 12.º ano deveria propiciar o desenvolvimento de hábitos de estudo que se aproximassem mais do que virá a ser exigido aos alunos no primeiro ano do ensino superior.

A eliminação de uma disciplina de opção no 12.º ano é contrária às necessidades de um ensino exigente, prejudica a formação dos alunos e também a sua preparação para o ensino superior, prevendo-se que contribua para o aumento do insucesso nesse grau de ensino.

A proposta de revisão da estrutura curricular sofre de um grave desequilíbrio na distribuição da carga horária e do número de disciplinas ao longo do ensino secundário: assim, nos cursos científico-humanísticos, os 10.º e 11.º anos ficam com maior carga horária (17 a 18 blocos de 90 minutos), maior número de disciplinas e dois exames nacionais (disciplinas bienais da componente de formação específica [7]), enquanto o 12.º ano fica com menor carga horária (10 blocos de 90 minutos), menos disciplinas e na componente de formação específica apenas com um exame nacional (matemática A no curso de ciências e tecnologias). Este desequilíbrio no plano de estudos do ensino secundário implica uma evolução do esforço exigível aos alunos em contraciclo com a evolução da maturidade cognitiva e das competências sociais, atitudinais e axiológicas dos alunos ao longo dos três anos de escolaridade do ensino secundário.

No atual plano de estudos, a diversidade de opções [8] da segunda disciplina anual do 12.º ano contribui para que a escolha dos alunos obedeça, fundamentalmente, a um critério de obtenção da melhor média possível no final do ensino secundário, isto é, a escolha da disciplina em que o aluno previsivelmente obterá melhor classificação com menor esforço, em vez de se basear num critério de uma melhor formação de base para o curso pretendido no ensino superior. Esta diversidade de oferta é prejudicial a uma desejável racionalidade conceptual do plano de estudos assim como a uma gestão racional dos recursos humanos.

A SPF considera que se devem manter as duas disciplinas anuais de opção do 12.º ano a bem da formação dos alunos e do equilíbrio do seu plano de estudos, sendo antes necessário reduzir a diversidade de opções da segunda disciplina anual a um núcleo essencial. No curso de ciências e tecnologias esse núcleo duro deveria ser constituído pelas disciplinas de base das ciências físicas e naturais: física, química, biologia e geologia. Contribuir-se-ia, assim, para a redução da dispersão curricular, “centrando mais o currículo nos conhecimentos fundamentais e reforçando a aprendizagem nas disciplinas essenciais” conforme preconiza o MEC na proposta de revisão de estrutura curricular.

Caso o MEC mantenha apenas uma disciplina de opção no 12.º ano é imprescindível, por razões de racionalidade de gestão de recursos e consistência interna do plano de estudos, a redução do número de opções disponíveis a um núcleo essencial de disciplinas que no caso do curso de ciências e tecnologias seriam as já referidas: física, química, biologia e geologia.

O MEC refere uma “atualização do leque de opções da formação específica, no ensino secundário, tendo em conta o prosseguimento de estudos e as necessidades do mercado de trabalho, criando disciplinas como, por exemplo, Programação informática”, mas não explicita a necessidade de redução do leque de opções a nível da disciplina anual do 12.º ano.

Dada a centralidade do trabalho prático-laboratorial nas ciências experimentais (física, química, biologia e geologia), não se compreende a eliminação do reforço da carga horária da disciplina anual do 12.º ano. As atividades experimentais nas disciplinas de física e química A e de
biologia e geologia, dos 10.º e 11.º anos, são desenvolvidas numa aula de 135 minutos, enquanto no 12.º para as disciplinas de física, química, biologia e geologia as atividades, de acordo com a proposta do MEC, teriam que ser desenvolvidas em aulas de 90 minutos. Dada a maior complexidade de exploração das atividades prático-laboratoriais desenvolvidas nas disciplinas de física e de química do 12.º ano, esta redução de 135 para 90 minutos das aulas prático-laboratoriais é prejudicial à consolidação das aprendizagens.

18 de janeiro de 2012

Divisão de Educação da Sociedade Portuguesa de Física

NOTAS

[1] Com a carga letiva atual, um bloco de 90 minutos semanal, ocorrem situações caricatas em que uma turma pode estar duas semanas seguidas sem ter aulas de físico-química e de ciências naturais, por exemplo, devido a feriados.

[2] Embora o atual currículo do ensino básico preveja a obrigatoriedade das atividades experimentais no ensino das ciências, o ponto 5.8 do despacho n.º 14 026/2007 refere que, para esse efeito, “é autorizado o desdobramento…”. Esta redação permitiu que em muitas escolas do ensino particular e cooperativo e mesmo em algumas escolas públicas se optasse pela simples eliminação dos desdobramentos. No ensino secundário ministrado no ensino particular a situação é também heterogénea indo desde a ausência de desdobramento ao desdobramento numa aula de 90 minutos e não de 135 minutos como estabelecido no atual currículo. Esta diversidade na implementação do currículo é lesiva do direito de igualdade dos alunos e é bem exemplificativa da fragilidade da regulamentação emanada pelo Ministério da Educação.

[3] De acordo com o Decreto-Lei n.º 94/2011 de 3 de agosto esta carga horária a decidir pela escola poderia ser distribuída pela disciplina de língua portuguesa ou de matemática, mas também poderia ser utilizada para atividades de acompanhamento e estudo, de acordo com a opção da escola.

[4] No 9.º ano do currículo em vigor, a carga letiva semanal dos alunos é de (90 + 45) minutos para uma das duas ciências físicas e naturais, ou ciências naturais ou físico-química. Esta diferença de carga letiva destas duas disciplinas é de difícil fundamentação e é geradora de conflitos de interesses nas escolas, sendo que pressupõe que o mesmo programa possa ser dado em cargas horárias diferentes de acordo com a opção de cada escola.

[5] A proposta do MEC não especifica como é que se operacionaliza a alternância. Prevê-se que a aplicação da alternância aos desdobramentos deverá originar não só um desfasamento entre as componentes teórica e prático-laboratorial da disciplina de físico-química como também outros desequilíbrios resultantes de, por exemplo, feriados ou visitas de estudo.

[6] O desenvolvimento das competências processuais e conceptuais inerentes ao trabalho “experimental” requer tempo, espaços próprios e materiais específicos, o que apenas se torna exequível em pequenos grupos e no segmento letivo de maior duração. Com a turma toda não é possível garantir a realização das atividades com a necessária segurança.

[7] O Decreto-Lei n.º 50/2011 de 8 de abril introduz a possibilidade de o aluno substituir o exame de uma das disciplinas da componente da formação específica, por exemplo física e química A, por um exame à disciplina de filosofia (componente de formação geral) de acordo com a opção do aluno. Esta possibilidade contraria a importância que a formação específica deve ter a nível do ensino secundário e pode prejudicar a equidade pretendida na obtenção da média final do ensino secundário no mesmo curso científico-humanístico.

[8] No atual curso de ciências e tecnologias, as opções do plano de estudos para a segunda disciplina anual do 12.º ano são as seguintes: física, química, biologia, geologia, antropologia, aplicações informáticas B, ciência política, clássicos da literatura, direito, economia, filosofia A, geografia C, grego, língua estrangeira I, II ou III e psicologia B (Decreto-Lei n.º 272/2007, de 26 de julho e Declaração de Retificação n.º 84/2007, de 21 de setembro; o Decreto-Lei n.º 50/2011 de 8 de abril não introduziu nenhuma alteração a esta dispersão de oferta que ao ser gerida de acordo com o Projeto Educativo de cada escola origina grandes disparidades).

"UMA BREVE HISTÓRIA DE MIM"

Stephan Hawking fez 70 anos no passado dia 8 de Janeiro. Infelizmente, devido ao seu estado de saúde, não pôde dar pessoalmente a sua lição intitulada "Uma Breve História de Mim", que foi dada por gravação accionada por um assistente. Ver o relato aqui. A moral da sus história:

"Remember to look up at the stars and not down at your feet. Try to make sense of what you see and wonder about what makes the universe exist.

Be curious. And however difficult life may seem, there is always something you can do and succeed at. It matters that you don't just give up."