O mini acelerador de antimatéria pode rivalizar com os grandes, como o LHC

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Traduzido de Phys.org
Por Hayley Dunning

Pesquisadores encontraram maneiras de acelerar antimatérias em um espaço menor que os aceleradores atuais, aumentando nossa ciência sobre partículas exóticas.

O novo método pode ser usado para investigar mistérios físicos ainda não revelados, como a propriedade do Bóson de Higgs, a natureza da matéria escura, da energia escura e  providenciar testes mais sensíveis à aeronaves e chips de computadores.

O método foi modelado usando propriedades de lasers já existentes, com experimentos a serem executados em breve. Se comprovado, a tecnologia poderá permitir que muitos laboratórios ao redor do mundo realizem experimentos de aceleração de antimatéria.

Aceleradores de partículas em instalações como o Large Hadron Collider (LHC) no CERN e o Linac Coherent Light Source (LCLS) na Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, aceleram partículas elementares como prótons e elétrons

Essas partículas aceleradas podem ser esmagadas juntas, como no LHC, para produzir partículas mais elementares, como o bóson de Higgs, que dá massa à todas as outras partículas.

Eles também podem ser usados ​​para gerar laser de raios X, como no LCLS, que é usado para imagens de processos extremamente rápidos e pequenos, como a fotossíntese.

No entanto, para chegar a essas altas velocidades, os aceleradores precisam usar equipamentos com, pelo menos, dois quilômetros de extensão. Anteriormente, pesquisadores do Imperial College de Londres haviam inventado um sistema que poderia acelerar os elétrons usando equipamentos de apenas alguns metros de comprimento.

Agora, um pesquisador do Imperial inventou um método de acelerar a versão de antimatéria de elétrons — chamados de pósitrons — em um sistema que teria apenas alguns centímetros de comprimento.

 exigiria um tipo de sistema de laser que atualmente cobre cerca de 25 metros quadrados, mas que já está presente em muitos laboratórios de física. Aakash Sahai, do Departamento de Física da Imperial, relatou seu método hoje no Physical Review Journal for Accelerators and Beams .

Simulação de grupos de pósitrons sendo concentrados em um feixe e acelerados. Crédito: Aakash Sahai

 

Ele disse: “Com este novo método de acelerador, poderíamos reduzir drasticamente o tamanho e o custo da aceleração de antimatéria. O que agora só é possível usando grandes instalações físicas a custos de dezenas de milhões de dólares, pode ser possível em laboratórios de física comuns”.

“As tecnologias usadas em instalações como o Large Hadron Collider ou o Linac Coherent Light Source não sofreram avanços significativos desde sua invenção na década de 1950. Elas são caras de serem executadas, e pode ser que em breve teremos tudo o que pudermos conseguir-mos eles.

“Uma nova geração de aceleradores compactos, energéticos e baratos de partículas evasivas nos permitiriam investigar a nova física — e permitir que muito mais laboratórios em todo o mundo participem do esforço.”

Criando ‘fábricas de Higgs’ e testando aeronaves

Enquanto o método está sendo submetido à validação experimental, o Dr. Sahai está confiante de que será possível produzir um protótipo funcional dentro de alguns anos, com base na experiência anterior do Departamento de criar feixes de elétrons usando um método similar.

O método usa lasers e plasma — um gás de partículas carregadas — para produzir, concentrar positrons e acelerá-los para criar um feixe. Este acelerador em escala centimétrica poderia usar os lasers existentes para acelerar feixes de pósitrons com dezenas de milhões de partículas para a mesma energia que alcançou mais de dois quilômetros no acelerador de Stanford.

A colisão de feixes de elétrons e pósitron poderia ter implicações na física fundamental. Por exemplo, eles poderiam criar uma taxa mais alta de bósons de Higgs do que o LHC, permitindo que os físicos estudassem melhor suas propriedades. Eles também poderiam ser usados ​​para procurar novas  que se pensava existir em uma teoria chamada “supersimetria”, que preencheria algumas lacunas no Modelo Padrão da física de partículas.

Os feixes de pósitron também teriam aplicações práticas. Atualmente, ao verificar falhas e riscos de fratura em materiais como corpos de aeronaves, lâminas de motor e chips de computador, raios X ou feixes de elétrons são usados. Os pósitrons interagem de maneira diferente com esses materiais do que os raios X e os elétrons, proporcionando outra dimensão ao processo de controle de qualidade.

O Dr. Sahai acrescentou: “É particularmente gratificante fazer este trabalho no Imperial, onde o nosso homônimo do laboratório — o professor Patrick Blackett — ganhou um Prêmio Nobel pela invenção de métodos para rastrear  como a antimatéria. O professor Abdus Salam, outro acadêmico imperial, também ganhou um Prêmio Nobel pela validação de sua teoria da força fraca, que só foi possível usando uma máquina pré-LHC de colisor de elétrons-pósitrons no CERN. É maravilhoso tentar levar adiante esse legado. “

 

Cientistas desenvolvem algoritmo que ajuda a diagnosticar pacientes com desordens de humor

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Créditos: Neuroscience News.

Publicado na Eurek Alert

Desordens do humor como desordens depressivas maiores (MDD) e desordens bipolares, são comumente complexas de se diagnosticar, especialmente entre jovens quando a doença está apenas evoluindo. Isso torna decisões sobre medicação bastante difíceis. Em um estudo colaborativo pela Lawson Health Research Institute, a Mind Research Network e o Brainnetome Center, pesquisadores desenvolveram um algoritmo de inteligência artificial (AI) que analisa padrões cerebrais para poder melhor classificar doenças em pacientes com desordens complexas de humor e ajudar a prever sua resposta à medicação.

O estudo completo incluiu 78 pacientes adultos emergentes de programas de saúde mental na London Health Sciences Centre (LHSC). A primeira parte do estudo envolveu 66 pacientes que já tinham completado tratamento para um diagnóstico claro de ou MDD ou desordem bipolar tipo 1 (Bipolar I), que é uma forma de transtorno bipolar que apresenta episódios maníacos, bem como 33 outros pacientes sem histórico de doenças mentais. Cada participante individual foi escaneado para examinar diferentes redes neurais usando um aparelho de ressonância magnética funcional (fMRI).

O grupo de pesquisa analisou e comparou os scans dos pacientes com MDD, bipolar I e sem histórico de doenças mentais, e descobriu que os três grupos diferiam em redes neurais particulares. Essas incluíam regiões na rede de modo padrão, um grupo de regiões que são importantes para a autorreflexão, bem como no tálamo, um “portão” que conecta múltiplas regiões corticais e ajuda a controlar a excitação e a atenção.

Os dados foram usados pelos pesquisadores para desenvolver um algoritmo de AI que usa machine learning para examinar scans de fMRI para classificar se um paciente possui MDD ou transtorno bipolar I. Quando testado contra os participantes sem diagnostico conhecido, o algoritmo categorizou suas doenças corretamente com uma acurácia de 92.4%.

O grupo de pesquisa realizou então scans em 12 participantes adicionais com desordens de humor complexas cujo diagnóstico não estava claro. Eles usaram o algoritmo para estudar a função cerebral dos participantes e predizer seu diagnóstico e, mais importante, examinar a resposta de um paciente à medicação.

“Antidepressivos são o padrão ouro de tratamento para MDD enquanto estabilizadores de humor são o melhor para transtorno bipolar I”, disse a Drª. Elizabeth Osuch, cientista-clínica da Lawson. “Mas é difícil predizer qual medicamento funcionará melhor em pacientes com transtornos de humor complexos quando o diagnóstico não está claro. Eles vão responder melhor à antidepressivos ou estabilizadores de humor?”

O grupo de pesquisa hipotetizou que participantes classificados pelo algoritmo como tendo MDD responderiam melhor à antidepressivos enquanto aqueles classificados como tendo transtorno bipolar I responderiam à estabilizadores de humor. Quando testados nos pacientes de diagnóstico complexo, 11 dos 12 responderam ao medicamento predito pelo algoritmo.

“O estudo dá um grande passo para acharmos biomarcadores de resposta à medicamentos em adultos emergentes com desordens de humor complexas”, disse a Drª. Osuch. “Também sugere que nós possamos um dia ter uma medida objetiva de doenças psiquiátricas através da imagenologia cerebral que faria diagnósticos serem mais rápidos, mais eficazes e mais consistentes entre diversos provedores de atendimento de saúde”.

Psiquiatras atualmente fazem diagnósticos baseados na história e comportamento de um paciente. Decisões de medicamentos são baseadas no diagnóstico. “Isso pode ser bem difícil com desordens complexas e no início de seu desenvolvimento, quando os sintomas são menos bem definidos”. Disse a Drª Osuch. “Pacientes podem também ter mais de um diagnóstico, como uma combinação de desordens de humor e desordens de abusos de substância, complicando ainda mais o diagnóstico. Ter um teste ou procedimento biológico para identificar qual classe de medicamento o paciente responderá melhor seria um avanço significativo para a área da psiquiatria”.

Com orçamento ameaçado, Conselho Superior da Capes lista as consequências para 2019

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Publicado no Jornal da Ciência

O Conselho Superior da Capes enviou nessa quarta-feira, 1º de agosto, uma carta ao ministro da Educação, Rossieli Soares da Silva, alertando sobre as consequências para a instituição caso o artigo 22 da Lei de Diretrizes Orçamentárias 2019 (LDO), que garante a manutenção dos valores de 2018 ajustados pela inflação como piso orçamentário para o próximo ano, não seja cumprido.

Segundo a carta, foi repassado à Capes um teto limitando seu orçamento para 2019, que representa um corte significativo em relação ao próprio orçamento de 2018, fixando um patamar muito inferior ao estabelecido pela LDO.

No documento, o Conselho afirma que, caso o teto seja mantido, os impactos serão graves para os Programas de Fomento da Agência, a partir de agosto de 2019. Dentre as consequências está a suspensão do pagamento de todos os bolsistas de mestrado, doutorado e pós-doutorado, atingindo mais de 93 mil discentes e pesquisadores, interrompendo os programas de fomento à pós-graduação no País.

Veja aqui a carta na íntegra.

Lagartixas conseguem regenerar seus cérebros e podem ajudar a regenerar o nosso

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Créditos: Cassi McKee.

Por Kristin Houser
Publicado na Futurism

Cérebros de lagarto

Sabemos que eles são capazes de regenerar suas caudas (e espinha dorsal). Mas, pelo visto, lagartixas são capazes de regenerar seus cérebros também, de acordo com pesquisadores da University of Guelph. Isso é legal para lagartixas, mas pode ser legal para nós também; pode sinalizar uma nova área de pesquisa para o tratamento de degeneração e lesões cerebrais humanas. Os pesquisadores publicaram esse estudo mês passado no periódico Scientific Reports.

Devido ao fato de que lagartixas podem regenerar várias partes de seus corpos, os pesquisadores suspeitaram que poderia ter algo interessante acontecendo nos seus cérebros também. Eles injetaram lagartixas-leopardos com um marcador químico que eles poderiam detectar no DNA de quaisquer células recém-formadas. Isso permitia que eles observassem células novas enquanto elas surgiam no cérebro das lagartixas.

Eles encontraram muito mais do que eles esperavam. Os pesquisadores também foram capazes de identificar um tipo de célula tronco que regularmente se transformava em neurônios (células cerebrais) no córtex medial do animal, uma parte do cérebro que desempenha a mesma função do hipocampo em seres humanos (o hipocampo é uma área profundamente relacionada com a memória). Essa é a primeira vez que cientistas descobriram que células tronco estavam envolvidas na formação de novos neurônios no cérebro de lagartixas.

Lagartos = Pessoas?

Lagartos tem uma relação muito mais próxima com humanos do que anfíbios ou peixes, que são os objetos da maioria dos estudos de regeneração, disse a pesquisadora principal do estudo, Rebecca McDonald, em um release para imprensa. Portanto, a descoberta que lagartixas regeneram seus cérebros pode mudar a maneira como estudamos o cérebro humano, talvez de forma mais profunda que estudos passados sobre regeneração.

“Os achados indicam que cérebros de lagartixas estão constantemente renovando células cerebrais, algo que seres humanos são notoriamente ruins em fazer,” disse Matthew Vickaryous, coautor de McDonald no estudo. “O próximo passo nessa área de pesquisa é determinar porque algumas espécies, como lagartixas, conseguem substituir células neurais enquanto outras, como humanos, não conseguem”.

Lagartos ≠ Pessoas

Mesmo se descobrirmos porque humanos não conseguem regenerar células neurais como lagartixas fazem, isso não significará que saberemos como mudar a nossa biologia para imitá-los. Ainda assim, dada a notável complexidade do cérebro humano, qualquer nova compreensão do seu funcionamento interno é um passo rumo a melhores tratamentos para lesões, doenças e degeneração.