quarta-feira, 20 de janeiro de 2010

Tecnologia na Educação

O compromisso com as questões educacionais tem sido ampliado, através das várias formas de organização, incluindo aquelas que fazem uso da tecnologia para superar os limites de espaços e tempos, de modo a propiciar que as pessoas de diferentes idades, classes sociais e regiões tenham acesso à informação e possam vivenciar diversas maneiras de representar o conhecimento.
Esta amplitude de possibilidades - quando pautada em princípios que privilegiam a construção do conhecimento, o aprendizado significativo, interdisciplinar e integrador do pensamento racional, estético, ético e humanista - requer dos profissionais novas competências e atitudes para desenvolver uma pedagogia relacional: isto implica criar e recriar estratégias e situações de aprendizagem que possam tornar-se significativas para o aprendiz, sem perder de vista o foco da intencionalidade educacional.
Assim, a Tecnologia na Educação requer um olhar mais abrangente, envolvendo novas formas de ensinar e de aprender condizentes com o paradigma da sociedade do conhecimento, o qual se caracteriza pelos princípios da diversidade, da integração e da complexidade.
Por outro lado, não se pode deixar de conhecer e de tratar as questões específicas destas possibilidades e suas inter-relações. Este nível de compreensão é que dá mobilidade para o profissional lidar com o inusitado de forma criativa, reflexiva, crítica e construtiva, rompendo com isso a aplicação de soluções prontas ou práticas padronizadas. Tais soluções e práticas não encontram eco no paradigma atual, no qual se torna evidente a necessidade de integração entre a gestão administrativa e a gestão da sala de aula, dos recursos tecnológicos e das áreas de conhecimento. O pensamento-ação exigido precisa considerar o movimento e a articulação entre o individual e coletivo, parte e todo, processo e produto, teoria e prática, ensino e aprendizagem.

Computador quântico

Os cientistas estimam que o computador quântico será capaz de realizar tarefas complexas como cálculos relacionados a criptografia ou buscas em gigantescas bases de dados muito mais rapidamente do que as máquinas atuais.
A base de funcionamento do teletransporte quântico é um fenômeno conhecido como entrelaçamento (ou emaranhamento), que ocorre somente em escala atômica ou subatômica. Quando dois objetos são colocados em um estado entrelaçado, suas propriedades se tornam inextricavelmente ligadas.
Embora essas propriedades sejam desconhecidas até que possam ser avaliadas, o simples ato de medir qualquer um dos objetos determina instantaneamente as características do outro, não importando a distância em que estejam separados.
No novo estudo, os pesquisadores entrelaçaram os estados quânticos de dois íons de itérbio (elemento químico da família dos lantanídeos) de modo que a informação contida na condição de um pudesse ser transferida para o outro.
"O sistema tem o potencial para formar a base de um 'repetidor quântico' em grande escala capaz de funcionar como uma rede para memórias quânticas em grandes distâncias. Os métodos que desenvolvemos poderão ser usados conjuntamente com operações de bit quânticos para criar um componente central necessário para a computação quântica", afirmou Christopher Monroe, um dos autores do estudo.

Os Bits quânticos, ou qubits:
Cada íon foi isolado em um invólucro no vácuo, suspenso em uma gaiola invisível formada por campos eletromagnéticos e envolta por eletrodos. Os cientistas identificaram dois estados discerníveis, de menor energia, dos íons, que serviriam como valores alternativos de um bit quântico (ou qubit). Bits (dígitos binários) eletrônicos convencionais, como os de um computador pessoal, estão sempre em um de dois estados: ligado ou desligado, ou 0 ou 1. Os bits quânticos, entretanto, podem estar em alguma combinação (superposição) dos dois estados ao mesmo tempo - como uma moeda que ficasse simultaneamente tanto na cara como na coroa. E é justamente esse fenômeno inusitado que dá à computação quântica seu enorme potencial.
Cada íon foi inicializado em um estado básico. Em seguida, o primeiro (íon A) foi irradiado por uma emissão específica de micro-ondas de um dos eletrodos, ficando em uma superposição de estados, como se escrevesse em sua memória a informação a ser teletransportada.
Imediatamente, os dois íons foram excitados durante um trilionésimo de segundo por um laser. A duração do pulso foi tão pequena que cada íon emitiu apenas um único fóton à medida que recebeu a energia do laser e retornou a um dos estados quânticos iniciais.

Cálculos simultâneos usando Processador de Luz, com cores diferentes

Pesquisadores da Universidade de Toronto, no Canadá, descobriram novos comportamentos da luz no interior de cristais fotônicos que poderão ser explorados para a construção de processadores ópticos que superam largamente os atuais processadores eletrônicos. E com a vantagem de não superaquecerem.
"Descobrimos que, ao esculpir um vácuo artificial específico no interior de um cristal fotônico, podemos controlar inteiramente o estado eletrônico dos átomos artificiais dentro desse vácuo", diz Xun Ma, que fez a descoberta sob a orientação do Dr. Sajeev John.
"Esta descoberta poderá viabilizar a construção dos computadores fotônicos, que são [potencialmente] mais de cem mais rápidos do que seus equivalentes eletrônicos, sem os problemas de dissipação de calor e outros gargalos atualmente enfrentados pela computação eletrônica," diz Ma.
Os pesquisadores estavam tentando entender o chaveamento óptico, uma etapa fundamental para a construção de um transístor que funcione inteiramente com luz, em contraposição aos transistores atuais, que funcionam com base na passagem de corrente elétrica.
Vários grupos de cientistas já demonstraram a viabilidade dos transistores ópticos. No início de 2009, pesquisadores suíços apresentaram um transístor totalmente óptico com excelentes perspectivas.
Mas, como a área é de fronteira, ainda não está claro qual será a solução tecnológica que sairá vencedora. Outros avanços recentes incluem a comunicação nanofotônica no interior de um chip e até um mais versátil transístor a laser, que possui uma saída elétrica e outra óptica.
Ao tentar construir sua própria versão de uma chave liga-desliga que funcione inteiramente com luz, os pesquisadores canadenses depararam-se com um novo e inesperado mecanismo de chaveamento óptico. A descoberta exigiu a correção de uma das mais fundamentais equações da óptica quântica, conhecida como Equações de Bloch.

segunda-feira, 18 de janeiro de 2010

Teletransporte de Informações

Já é possível teletransportar informação entre dois átomos isolados em compartimentos e distantes 1 metro um do outro. Trata-se de uma conquista importante na busca por um computador quântico.
O teletransporte de informação não deve ser confundido com o de pessoas, visto em filmes de ficção como a série Jornada nas Estrelas. Mas nem por isso deixa de ser algo inusitado, talvez a mais misteriosa forma de transporte possível na natureza.
No teletransporte quântico, a informação (como o spin de uma partícula ou a polarização de um fóton) é transferida de um local a outro sem que ocorra o deslocamento por um meio físico. Não há transferência de energia nem de matéria.
Estudos anteriores conseguiram realizar o teletransporte entre fótons por longas distâncias, entre fótons e grupos de átomos e entre dois átomos próximos por meio da ação de um intermediário. Mas nenhum desses casos ofereceu uma maneira viável de manter e controlar a informação quântica por longas distâncias.
Agora, o grupo do Joint Quantum Institute, das universidades de Maryland e Michigan, nos Estados Unidos, obteve sucesso no teletransporte de um estado quântico diretamente de um átomo para outro por uma distância expressiva para esse tipo de estudo.

Entrelaçamento quântico em circuitos de estado sólido

Pela primeira vez, físicos demonstraram de forma convincente que partículas fisicamente separadas, colocadas em dispositivos de estado sólido diferentes, podem permanecer quanticamente entrelaçadas (tudo o que acontecer a uma, influenciará imediatamente a outra). O feito é semelhante ao entrelaçamento quântico da luz, exceto que se trata de partículas em um circuito, em vez de fótons em sistemas óticos.
Tanto o emaranhamento ótico quanto o emaranhamento de estado sólido representam rotas potenciais para o desenvolvimento da computação quântica e das comunicações seguras, por meio da criptografia quântica, (virtualmente inquebrável).
Nos experimentos de entrelaçamento ótico - usados também nas experiências de teletransporte - um par de fótons emaranhados pode ser separado por um aparato que divide um feixe de luz em dois (divisor de feixe). Apesar da sua separação física, os fótons entrelaçados continuam a agir como se fossem um único objeto quântico - qualquer alteração em um implica uma imediata alteração no outro, qualquer que seja a distância entre os dois.
A equipe de físicos da França, Alemanha e da Espanha que realizou o primeiro experimento de entrelaçamento quântico de estado sólido, usou elétrons em um supercondutor no lugar dos fótons em um sistema ótico. Conforme se resfria um material supercondutor, os elétrons se entrelaçam para formar o que é conhecido como pares de Cooper.
No novo experimento, os pares de Cooper fluem por uma ponte supercondutora até atingirem um nanotubo de carbono, que funciona como o equivalente eletrônico de um divisor de feixe.
Ocasionalmente, os elétrons tomam caminhos diferentes e são direcionados para pontos quânticos separados - mas continuam entrelaçados quanticamente. Embora os pontos quânticos estejam separados por uma distância de apenas um micrômetro, a distância é grande o suficiente para demonstrar o entrelaçamento comparável ao que é observado em sistemas óticos.
Além da possibilidade de utilização de elétrons entrelaçados em computadores quânticos de estado sólido, a descoberta abre um caminho totalmente novo para o estudo de sistemas quânticos entrelaçados em materiais sólidos.
Bibliografia:

Carbon Nanotubes as Cooper-Pair Beam Splitters
L.G. Herrmann, F. Portier, P. Roche, A. Levy Yeyati, T. Kontos, C. Strunk
Physical Review Letters
11 January 2010
Vol.: 104, 026801 (2010)
DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.026801

A Era da Informação: economia, sociedade e cultura

Manuel Castells, um sociólogo espanhol (primeiro grande sociólogo do ciberespaço),engajado politicamente, exilado na França anos 60 e expulso em 68.Foi professor em inúmeras universidades: Paris, México, Santiago, Madri, Barcelona e Berkeley. Tem seu trabalho dividido em duas fases: centrado na sociedade civil e nos movimentos populares; análise do impacto das novas tecnologias sobre a sociedade. Sua obra: A era da informação (3 volumes) apresenta a trilogia: A sociedade em rede, O poder da identidade e Fim de milênio.
Castells definiu Educação como: “Processo pelo qual as pessoas... adquirem a capacidade para uma redefinição constante das especialidades necessárias a determinada tarefa e para o acesso às fontes de aprendizagem dessas qualificações especializadas.”
Castells também apresentou as características deste novo mundo:
– Na esfera tecnológica:
• Revolução da tecnologia da informação
– base material = informacionalismo; riqueza, poder e códigos culturais
– elemento principal = tecnologia da informação
– ferramenta principal para reestruturação socioeconômica;possibilitou a formação de redes; maior dinamismo e flexibilidade.
– Na esfera econômica
– Meados 70: Crise capitalismo e estatismo
– Nova forma de capitalismo = Capitalismo informacional
» globalizado
» flexível
» menor poder trabalhador
– Tecnologia:Dualidade conexão x desconexão
– Estatismo:
» Queda União Soviética (incapacidade de assimilar o informacionalismo)
– Na esfera social:
– Final anos 60: explosão de movimentos sociais em diversos países do mundo industrializado
– movimentos culturais
» “objetivo mudar a vida e não assumir o poder”
» “crítica à cultura do consumismo”
» curta duração, mas consistiram em fonte de idéias para várias transformações
» “impactando sobre a economia, a tecnologia e os resultantes processos de reestruturação”
– Divisão das sociedades: elites ativas e grupos sociais inseguros

Novos Nanossensores são capazes de detectar sinais de câncer no sangue.

Pesquisadores da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, construíram nanossensores capazes de detectar biomarcadores de câncer em uma amostra real de sangue, um feito que poderá simplificar o diagnóstico de tumores e de outras doenças.
O feito foi possível graças à união dos sensores construídos pela nanotecnologia com os biochips (pequenos laboratórios de análises clínicas que cabem na palma da mão), construídos com a mesma tecnologia usada na fabricação dos processadores de computador.
A equipe liderada pelos doutores Mark Reed e Tarek Fahmy usou sensores construídos com nanofios (fios milhares de vezes mais finos do que um fio de cabelo humano), para detectar e medir as concentrações de dois biomarcadores específicos: um para o câncer de próstata e outro para o câncer de mama.
"Os nanossensores vêm sendo desenvolvidos ao longo dos últimos 10 anos, mas até agora eles só funcionavam em condições controladas de laboratório", disse Reed. "Esta é a primeira vez que alguém consegue usá-los para analisar uma amostra de sangue pura, uma complexa solução de proteínas e íons e outros compostos que afetam a detecção."
Para superar o desafio de trazer os nanossensores para a prática, os pesquisadores desenvolveram um novo dispositivo que funciona como um filtro que captura os biomarcadores que estão sendo procurados, retirando-os do sangue e direcionando-os para o interior de um biochip, onde são instalados os nanossensores.
O acúmulo dos antígenos específicos para o câncer de próstata e para o câncer de mama no interior do biochip permite sua detecção pelos sensores de nanofios em concentrações extremamente baixas - da ordem de picogramas por mililitro - com 10% de precisão, (isto é o mesmo que detectar a concentração de um único grão de sal dissolvido em uma piscina olímpica).
Atualmente, os métodos de detecção só são capazes de indicar se um determinado biomarcador está presente ou não no sangue quando ele atinge concentrações suficientemente elevadas para que o equipamento de detecção faça estimativas confiáveis da sua presença. "Este novo método é muito mais preciso e é muito menos dependente da interpretação do operador do equipamento," diz Fahmy.
Além de depender de interpretações de certa forma subjetivas, os testes atuais também são muito trabalhosos. Eles exigem a coleta de uma amostra de sangue, que é enviada para um laboratório onde uma centrífuga separa os diferentes componentes do sangue, isolando o plasma. Finalmente, o plasma sanguíneo é submetido a uma análise química com várias horas de duração. Todo o processo pode levar vários dias.
Em comparação, o novo dispositivo é capaz de ler as concentrações de um biomarcador em poucos minutos. "Os médicos poderiam ter esses pequenos aparelhos portáteis em seus consultórios e obter leituras quase instantâneas", diz Fahmy. "Eles também poderiam levá-los consigo e examinarem os pacientes a domicílio."
Os novos nanossensores também poderão ser utilizados para testar uma ampla gama de biomarcadores ao mesmo tempo - indicadores de condições tão diversas quanto o câncer de ovário e as doenças cardiovasculares.
"Nós trouxemos o poder da microeletrônica moderna para a detecção do câncer," conclui o Dr. Reed, que acrescenta que não vê empecilhos para que a nova tecnologia chegue rapidamente ao uso clínico.
Bibliografia:

Label-free biomarker detection from whole blood
Eric Stern, Aleksandar Vacic, Nitin K. Rajan, Jason M. Criscione, Jason Park, Bojan R. Ilic, David J. Mooney, Mark A. Reed, Tarek M. Fahmy
Nature Nanotechnology
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2009.353