Em 30/05: HANNES ALFVÉN

ANIVERSARIANTE, MAIO

★30/05/1908 †02/04/1995
Astrofísico vencedor, com Louis Néel da França, do Prêmio Nobel de Física em 1970 por suas contribuições essenciais (descobertas na magneto-hidrodinâmica) na fundação da Física de Plasmas – o estudo dos plasmas (gases ionizados).

Magnetohidrodinâmica (MHD) é o estudo da evolução do campo magnético e do movimento de fluidos condutores, tais como os plasmas, metais liquefeitos ou soluções iônicas.
O estudo da MHD teve início com Hannes Alfvén, que utilizou o termo pela primeira vez em 1942, trabalho pelo qual foi agraciado com o prêmio Nobel de física de 1970.
A idéia chave da MHD é que campos magnéticos podem induzir correntes em um fluido condutor, que criam aquecimento e movimento no fluido e tais fenômenos alteram o campo magnético novamente.

A MHD é essencialmente uma teoria da mecânica do contínuo, ou seja, trata de um fluido contínuo e não com partículas discretas.

Magnetohidrodinâmica

O gerador magnetohidrodinâmico da imagem descrito como um ímã na cauda de um motor a jato. Um plasma superaquecido é criado, ionizando os átomos da mistura de combustível. O campo magnético desvia cargas positivas e negativas em diferentes direções. Placas de coleta para as cargas fornecem uma voltagem DC.

A magnetohidrodinâmica como um processo de geração de eletricidade apresenta a possibilidade de utilização de combustível muito eficiente porque as temperaturas extremamente altas nas quais ele opera se correlacionam com uma alta eficiência de Carnot. Sua aplicação prática demorou a surgir devido a uma série de problemas, incluindo uma alta taxa de danos à câmara de combustão pelas partículas em alta velocidade.

Em Física, o plasma é um dos estados físicos da matéria, similar ao gás, no qual certa porção das partículas é ionizada. A premissa básica é que o aquecimento de um gás provoca a dissociação das suas ligações moleculares, convertendo-o em seus átomos constituintes. Além disso, esse aquecimento adicional pode levar à ionização (ganho ou perda de elétrons) dessas moléculas e dos átomos do gás, transformando-o em plasma contendo partículas carregadas (elétrons e íons positivos).

Plasmas comuns

Os plasmas são, de longe, os mais comuns estados da matéria do universo, tanto em massa como em volume.

Física de plasma

O plasma, componente fundamental do sol e das estrelas, é constituído de um sistema de partículas carregadas, geralmente elétrons e íons positivos, macroscopicamente neutro. Está presente na magnetosfera, sendo observado na aurora polar e em arcos elétricos. No laboratório, é geralmente produzido pela ionização de moléculas e átomos de gases por meio de campos eletromagnéticos fortes.

Hannes Alfvén, integralmente Hannes Olof Gösta Alfvén, (nascido em 30 de maio de 1908, Norrköping, Suécia – falecido em 2 de abril de 1995, Djursholm), astrofísico e vencedor, com Louis Néel da França, do Prêmio Nobel de Física em 1970 por seu contribuições essenciais na fundação da física do plasma – o estudo dos plasmas (gases ionizados).

Alfvén foi educado na Universidade de Uppsala e, em 1940, juntou-se à equipe do Royal Institute of Technology de Estocolmo. Durante o final dos anos 1930 e início dos anos 40, ele fez contribuições notáveis para a física espacial, incluindo o teorema do fluxo congelado, segundo o qual, sob certas condições, um plasma é ligado às linhas magnéticas de fluxo que passam por ele. Alfvén mais tarde usou o conceito para explicar a origem dos raios cósmicos.

Em 1939, Alfvén publicou sua teoria das tempestades magnéticas e exibições aurorais na atmosfera, que influenciaram imensamente a teoria moderna da magnetosfera (a região do campo magnético da Terra). Ele descobriu uma aproximação matemática amplamente usada pela qual o complexo movimento espiral de uma partícula carregada em um campo magnético pode ser facilmente calculado. Magnetohidrodinâmica (MHD), o estudo de plasmas em campos magnéticos, foi amplamente iniciado por Alfvén, e seu trabalho foi reconhecido como fundamental para as tentativas de controlar a fusão nuclear.

Depois de numerosos desentendimentos com o governo sueco, Alfvén obteve um cargo (1967) na Universidade da Califórnia, San Diego. Mais tarde, ele dividiu seu tempo de ensino entre o Royal Institute of Technology em Estocolmo e a Universidade da Califórnia.

Alfvén criou a “cosmologia de plasma”, um conceito que desafiou o modelo do big bang da origem do universo. A teoria postulou que o universo não teve começo (e não tem fim previsível) e que o plasma – com suas forças elétricas e magnéticas – fez mais para organizar a matéria no universo em sistemas estelares e outras grandes estruturas observadas do que a força da gravidade . Muitas das primeiras pesquisas de Alfvén foram incluídas em seu Cosmical Electrodynamics (1950). Ele também escreveu Sobre a origem do sistema solar (1954), Worlds-Antiworlds (1966) e Cosmic Plasma (1981).

O Prêmio Nobel de Física 1970

Afiliação na época do prêmio: Royal Institute of Technology, Estocolmo, Suécia

Motivação do prêmio: “por trabalhos e descobertas fundamentais em magnetohidro-dinâmica com aplicações frutíferas em diferentes partes da Física de Plasmas.”

Parcela do prêmio: 1/2

O fenômeno da aurora boreal ocorre quando explosões de partículas carregadas do sol colidem com o campo magnético da Terra. Esses jatos de partículas são um exemplo de um estado especial da matéria – o plasma. O plasma é um gás composto de elétrons e íons (átomos eletricamente carregados) que se forma em altas temperaturas. Do final dos anos 1930 em diante, Hannes Alfvén desenvolveu uma teoria sobre a aurora boreal, que levou à magneto-hidrodinâmica; a teoria das relações entre os movimentos de um plasma, correntes e campos elétricos e campos magnéticos.

Hannes Olof Gösta Alfvén nasceu em Norrköping, Suécia, em 1908. Seus pais, Johannes Alfvén e Anna-Clara Romanus, eram ambos médicos em atividade. Hannes Alfvén estudou na Uppsala University a partir de 1926, obteve o grau de doutor em filosofia em 1934, neste mesmo ano foi nomeado professor de física na Uppsala University. Em 1937 ele se tornou físico pesquisador no Instituto Nobel de Física de Estocolmo, em 1940 foi nomeado professor de Teoria da Eletricidade no Royal Institute of Technology em Estocolmo, Professor de Eletrônica em 1945 e Professor de Física de Plasma em 1963. Desde então 1967 ele é professor visitante de Física na Universidade da Califórnia em San Diego.

Em 1935, Hannes Alfvén casou-se com Kerstin Maria Erikson, eles têm cinco filhos: Cecilia, Inger, Gösta, Reidun e Berenike.

O professor Alfvén publicou uma série de artigos em física e astrofísica, e as seguintes monografias: Cosmical Electrodynamics, 1948; Origem do Sistema Solar, 1956; e junto com C.-G. Fälthammar, Cosmical Electrodynamics, Fundamental Principles, 1963.

Hannes Alfvén morreu em 2 de abril de 1995.

LEIA:
PLASMA: O QUARTO ESTADO DA MATÉRIA
https://www.fisica.net/nuclear/plasma_o_quato_estado_da_materia.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Hannes_Alfvén

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/maspec.html