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 Novo estado da matéria é
formado por partículas que não se atraem
Os aglomerados cristalinos consistem em um núcleo de polímeros orgânicos cercado por moléculas de DNA (direita). Pressionados, eles apresentam propriedades de cristais e de líquidos ao mesmo tempo. 
Mostra-se que, apesar de
os argumentos de Einstein
e Compton terem sido
fundamentais para a
aceitação do caráter
corpuscular da radiação
eletromagnética, existem
outras abordagens para
explicações dos efeitos
fotoeĺétrico e Compton,
sem utilizar o conceito de
fóton. Nesse contexto, a
radiação é tratada
como uma onda
eletromagnética clássica
que interage com o
elétron. |
 A importância do
conceito da radiação solar na educação
básica: a percepção de alunos do
ensino médio sobre a temática
A exposição excessiva à radiação solar (RS) é o principal causador do câncer de pele. O objetivo desse trabalho foi investivar a percepção de estudantes do ensino médio sobre RS e suas implicações à saúde humana (...) os alunos, independente de terem estudado ou não sobre RS não sabem definir RS e não têm percepção sobre os efeitos da RS à saúde humana. Este diagnóstico mostra, por um lado, a carência conceitual dos estudantes. Por outro, ele sugere também a ineficácia dos recursos didáticos convencionais e meios de informação acessíveis. Portanto, a inserção deste conceito na educação básica é primordial dada sua relevância social e por se tratar de um problema de saúde pública. |
 A dinâmica do spin é um
dos problemas mais importantes da
Física Moderna e seu estudo rendeu o
prêmio Nobel de Física a vários
cientistas importantes do século XX,
cabendo destacar os nomes de Rabi,
Bloch e Purcell. No entanto, dada a
complexidade matemática associada ao
problema do spin 1⁄2, cuja
compreensão requer ao menos
conhecimentos rudimentares de teoria
de grupos e representações do grupo
das rotações, normalmente não é
abordado com a profundidade desejada
em cursos de graduação. Dessa forma,
o presente trabalho pretende suprir
essa lacuna através da apresentação
concisa e auto contida das
ferramentas necessárias para a
compreensão da dinâmica do spin e
suas aplicações práticas. Sempre que
possível, os eventos históricos mais
importantes são mencionados. Os
postulados fundamentais da mecânica
quântica e da teoria do grupo das
rotações são apresentados em um grau
de profundidade suficiente para a
compreensão dos principais conceitos
associados ao spin. As equações de
Bloch, não incluindo efeitos
dissipativos, essenciais para a
compreensão da ressonância magnética
nuclear (RMN) são apresentadas a
partir de primeiros princípios e
resolvidas no caso do referencial
girante. |
 Neste trabalho, apresentamos a
analogia óptico-mecânica de Hamilton,
que foi utilizada por Schrödinger para
obter a famosa equação da mecânica
quântica que leva seu nome. A partir
desta analogia, mostramos passo a passo
como obter a equação de Schrödinger
(independente e dependente do tempo). Em
seguida, discutimos o significado da
função de onda e as interpretações
propostas durante o desenvolvimento da
teoria quântica. Também apresentamos
soluções não difrativas para a equação
de Schrödinger baseadas em soluções já
conhecidas em áreas como óptica e
acústica. E por fim, damos alguns
exemplos de outras analogias que existem
entre a óptica e a mecânica quântica. |
Tumores cerebrais se espalham explorando a física fundamental Pensamento elástico:
Elastografia cerebral com ressonância magnética
(Cortesia: Ingolf Sack).
Pesquisa na Alemanha mostra
que mudanças nas propriedades mecânicas das
células podem fazer com que um tumor cerebral
se torne maligno. Josef Käs da
Universidade de Leipzig e Ingolf Sack da
Charité-Universitätsmedizin Berlin e colegas
mostraram que um tumor cerebral é um material
único e sua disseminação é impulsionada pela
física e também pela biomecânica. Usando
pesquisas conduzidas em tumores em pacientes
vivos, eles sugerem que pequenas mudanças na
elasticidade das células produzem efeitos
coletivos que afetam o prognóstico de um
tumor.
Sack e Käs são químicos e físicos, respectivamente, cada um pesquisando o câncer, em duas escalas muito diferentes. Sack estuda as propriedades mecânicas dos tecidos em pacientes vivos. Ele foi o pioneiro no uso de vibrações de baixa frequência combinadas com imagens de ressonância magnética (MRI) para medir a progressão de doenças como o câncer. Essa técnica é chamada de elastografia por ressonância magnética (MRE). Käs é um dos inventores do esticador óptico, que também foi usada neste estudo. Um esticador óptico é uma armadilha óptica que usa dois feixes de laser para deformar células individuais e medir suas propriedades viscoelásticas. Em 2019, Sack e Käs descobriram, usando MRE, que o glioblastoma, a forma mais mortal de câncer cerebral, é mais macio e menos viscoso do que um tumor cerebral benigno. Os glioblastomas são quase impossíveis de remover porque eles crescem espalhando minúsculos “dedos” no tecido circundante. Os pesquisadores perceberam que esse crescimento poderia ser impulsionado pela física pura porque “dedos viscosos” são um efeito bem conhecido que surge quando um líquido de baixa viscosidade é injetado em outro fluido.
 Medindo propriedades mecânicas: um paciente submetido a elastografia com ressonância magnética. (Cortesia: Ingolf Sack) Armados com essa teoria sobre como os glioblastomas se espalham, os pesquisadores começaram a desenhar estratégias para entender o por quê. Isso significava olhar para células individuais, para as quais o grupo de Käs em Leipzig usou o esticador óptico. Os pesquisadores recrutaram oito pacientes, quatro com tumores cerebrais benignos e quatro com tumores cerebrais malignos, três dos quais eram glioblastomas. Os pacientes foram submetidos a ERM para medir as propriedades mecânicas de seus tumores, juntamente com a medição de células tumorais individuais realizada com um esticador óptico. Eles não tinham expectativas sobre o que iriam encontrar, mas Käs diz que “o que é surpreendente é que as propriedades mecânicas de uma única célula ainda se refletem em todo o tumor cerebral”. No entanto, seus dados mostram um quadro mais complexo do que células viscosas que produzem tumores mais viscosos. A colaboração permite que as células tumorais invadam Consistente com seus resultados anteriores, os tumores malignos eram mais macios e menos viscosos do que os tumores benignos, mas, surpreendentemente, eles não tinham células menos viscosas. Em vez disso, eram a resiliência e a elasticidade das células que se correlacionavam com a fluidez do tecido. Para que um tumor “flua” para o tecido circundante, as células devem se espremer, e os pesquisadores acreditam que isso torna a elasticidade, e não a viscosidade, o mediador da fluidez do tecido. Eles também observaram que as células tumorais tinham uma gama muito mais ampla de propriedades mecânicas do que seria esperado em uma amostra saudável. Isso é consistente com o que se sabe sobre o câncer, que quebra os processos de regulação nas células. Baseando-se nos modelos de outros pesquisadores, eles teorizam que essa heterogeneidade permite que partes do tumor se fluidifiquem e se espalhem, enquanto uma estrutura rígida de células duras impede sua dispersão. Descrevendo as propriedades únicas dos tumores malignos, Käs diz: “Eles não precisam fazer uma mudança genética para iniciar o dedilhado viscoso. É simplesmente que eles têm essas propriedades mecânicas amplas, que basicamente fluidizam, descompõem as células. E com o desbloqueio, o dedo viscoso que surge significa o crescimento mais invasivo que você pode imaginar. Embora a amostra seja pequena, esta pesquisa indica a importância da física na progressão do câncer. Käs está ciente de que suas conclusões são notícias confusas do ponto de vista terapêutico. Isso ocorre porque a física é mais difícil de interromper do que uma mudança molecular. Mas, se a física pode tornar um tumor maligno, também pode torná-lo benigno, e entender isso seria um passo importante no tratamento dessa doença. Esta pesquisa é descrita em Soft Matter (https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/sm/d1sm01291f) Brain tumours spread by
exploiting fundamental physics
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