Fui diagnosticado com câncer de mama em outubro. Eu tinha 23 anos.
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Físicos descobrem uma nova maneira de resolver o estranho mistério da energia escura
Os físicos propuseram uma nova explicação para a energia escura. Pode lançar insights sobre a interdependência entre a teoria quântica de campos e a teoria da relatividade geral, como duas perspectivas do universo e seus elementos.
O que está por trás da energia escura – e o que a liga à constante cosmológica introduzida por Albert Einstein? Dois físicos da Universidade de Luxemburgo apontam uma maneira de responder a essas questões em aberto na física.
O universo tem várias propriedades estranhas que são difíceis de entender por meio da experiência cotidiana. Por exemplo, a matéria como a conhecemos, que é composta de moléculas elementares e compostas para construir moléculas e matéria, aparentemente constitui apenas uma pequena parte da energia do universo. A maior contribuição, cerca de dois terços, vem deenergia escura– uma forma hipotética de energia cujo pano de fundo os físicos ainda estão perplexos.Além disso, o universo não está apenas em constante expansão, mas também está fazendo isso em um ritmo cada vez mais rápido.
Parece que ambas as propriedades estão relacionadas, porque energia escura Também é considerado um impulsionador da expansão acelerada. Além disso, pode unir duas poderosas escolas de pensamento da física: a teoria quântica de campos e a teoria geral da relatividade desenvolvida por Albert Einstein. Mas há um problema: as contas e notas estão longe de ser idênticas. Dois pesquisadores de Luxemburgo mostram uma nova maneira de resolver esse mistério de 100 anos em um trabalho de pesquisa publicado pela revista Cartas de revisão física.
O efeito de partículas virtuais no vácuo
“O vácuo tem energia. Este é um resultado fundamental da teoria quântica de campos”, explica o professor Alexander Tkachenko, professor de física teórica no Departamento de Física e Ciências dos Materiais da Universidade do Luxemburgo. Esta teoria foi desenvolvida para combinar a mecânica quântica e a relatividade especial, mas a teoria quântica de campos parece ser incompatível com a relatividade geral. Sua principal vantagem: ao contrário da mecânica quântica, a teoria considera não apenas partículas, mas também esferas desprovidas de matéria como objetos quânticos.
“Neste quadro, muitos pesquisadores consideram a energia escura uma expressão do que se chama de energia do vácuo”, diz Tkatchenko, grandeza física que resulta, na forma viva, do aparecimento e interação contínua de pares de partículas e suas antipartículas — como como elétrons e pósitrons – no que é na realidade o espaço vazio.
A radiação cósmica de fundo de Planck. Crédito: ESA e Planck Collaboration
Os físicos falam das idas e vindas de partículas virtuais e seus campos quânticos como flutuações no vácuo, ou ponto zero. À medida que pares de partículas desaparecem rapidamente no nada, sua presença deixa para trás uma certa quantidade de energia.
O cientista luxemburguês observa que “essa energia do vácuo também tem um significado na relatividade geral”: “Ela se manifesta na constante cosmológica que Einstein incluiu em suas equações por razões físicas”.
Grande incompatibilidade
Ao contrário da energia do vácuo, que só pode ser deduzida das equações da teoria quântica de campos, a constante cosmológica pode ser determinada diretamente por experimentos astrofísicos. Medições com o Telescópio Espacial Hubble e a missão espacial Planck produziram valores próximos e confiáveis para a grandeza física fundamental. Por outro lado, cálculos de energia escura baseados na teoria quântica de campos levam a resultados consistentes com o valor da constante cosmológica sendo 10120 vezes maior – uma discrepância colossal, embora de acordo com a visão predominante dos físicos hoje, ambos os valores devam ser iguais. A contradição que existe é conhecida como o “enigma da constante cosmológica”.
“É, sem dúvida, uma das maiores contradições da ciência moderna”, diz Alexander Tkachenko.
Forma não convencional de interpretação
Juntamente com o colega pesquisador luxemburguês Dr. Dmitry Fedorov, ele trouxe agora a solução para este mistério, que esteve em aberto por décadas, um importante passo mais perto. Em um trabalho teórico, eles publicaram recentemente seus resultados em Cartas de revisão físicaOs dois pesquisadores em Luxemburgo propuseram uma nova explicação para a energia escura. Supõe-se que as flutuações do ponto zero resultem na polarização do vácuo, que pode ser medida e calculada.
“Em pares de partículas virtuais de carga elétrica oposta, elas surgem das forças eletrodinâmicas que essas partículas exercem uma sobre a outra durante seu curtíssimo tempo de existência”, explica Tkachenko. Os físicos se referem a isso como um vácuo de auto-interação. “Isso leva a uma densidade de energia que pode ser determinada com a ajuda de um novo modelo”, diz o cientista Luxembourg.
Juntamente com o colega de pesquisa Fedorov, eles desenvolveram o modelo fundamental dos átomos há alguns anos e o apresentaram pela primeira vez em 2018. O modelo foi originalmente usado para descrever propriedades atômicas, em particular a relação entre as polarizações dos átomos e as propriedades de equilíbrio de algumas moléculas e sólidos ligados não covalentemente. Como é muito fácil medir propriedades geométricas experimentalmente, a polarização também pode ser determinada por sua fórmula.
“Transferimos essa ação para operações no vácuo”, explica Fedorov. Para isso, os dois pesquisadores analisaram o comportamento dos domínios quânticos, em particular a representação do “ir e vir” de elétrons e pósitrons. As flutuações desses campos também podem ser caracterizadas por uma geometria de equilíbrio já conhecida por experimentos. “Inserimo-lo nas fórmulas do nosso modelo e, desta forma, finalmente obtivemos a força de polarização do vazio interior”, diz Fedorov.
O passo final então foi calcular mecanicamente a densidade de energia da auto-interação entre flutuações de elétrons e pósitrons. O resultado obtido desta forma está de acordo com os valores medidos da constante cosmológica. Isso significa: “A energia escura pode ser rastreada até a densidade de energia da auto-interação dos campos quânticos”, afirma Alexander Tkachenko.
Valores consistentes e expectativas verificáveis
“Nosso trabalho oferece, portanto, uma abordagem elegante e não convencional para resolver o mistério da constante cosmológica”, conclui o físico. “Além disso, fornece uma previsão verificável: a saber, que campos quânticos, como os de elétrons e pósitrons, de fato possuem uma polarização intrínseca pequena, mas sempre presente”.
Essa descoberta aponta o caminho para experimentos futuros para detectar essa polarização também em laboratório, dizem os dois pesquisadores de Luxemburgo. “Nosso objetivo é derivar a constante cosmológica de uma abordagem rigorosa da teoria quântica”, afirma Dmitry Fedorov. “E nosso trabalho inclui uma receita de como realizar isso.”
Ele vê os novos resultados obtidos com Alexander Tkachenko como o primeiro passo para uma melhor compreensão da energia escura – e sua relação com a constante cosmológica de Albert Einstein.
Finalmente, Tkatchenko está convencido: “Em última análise, isso também pode lançar luz sobre a forma como a teoria quântica de campos e a teoria da relatividade geral se entrelaçam como duas maneiras de olhar para o universo e seus componentes.”
Referência: “Densidade de energia de auto-interação de Casimir em campos eletrodinâmicos quânticos” por Aleksandr Tkachenko e Dmitry Fedorov, 24 de janeiro de 2023, disponível aqui. Cartas de revisão física.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.041601
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Você comeu muito açúcar? Você foi exposto a muito plástico? As pessoas são rápidas em me contar suas próprias teorias, como controle de natalidade ou guardar meu telefone no sutiã. Todos ao meu redor estão tentando entender como isso pode acontecer com alguém da minha idade. Porque se isso pode acontecer comigo, pode acontecer com eles também.
Quando minha família e eu perguntamos à médica, ela disse que foi apenas azar. A vida é aleatória. Provavelmente não há nada que eu tenha feito ou pudesse ter feito. Mas isso não torna a situação menos preocupante para mim ou para outros jovens que se encontram cada vez mais nesta situação.
Somente em 2022 4 por cento Entre os diagnósticos de câncer de mama invasivo estão mulheres americanas com menos de 40 anos. Mas estudos recentes mostram que mais jovens estão a contrair cancro, incluindo cancro da mama.
Para pacientes jovens como eu, é difícil compreender a aleatoriedade de tudo isso.
Encontre um tumor e depois diagnostique
Foi em junho de 2023 quando notei pela primeira vez um grande caroço no seio durante o banho. A princípio ignorei, mas quando não passou, disse ao meu médico de cuidados primários que estava preocupado. Ela me passou uma receita de ultrassom, mas tive que esperar três meses por uma consulta em DC
Eu tinha ouvido falar que cistos benignos eram comuns em mulheres jovens, mas logo após o ultrassom, fui marcada para uma biópsia. A imagem mostrou uma massa anormal que precisava de mais testes. Fiquei preocupado, então pedi à minha mãe que voasse de Phoenix para ficar comigo.
Quando entrei na sala de exames na terça-feira, dei uma olhada em meus papéis. “Pré-diagnóstico: câncer”, disse ela.
Poucos dias depois, meu médico me ligou com o diagnóstico inicial: carcinoma ductal invasivo de alto grau, um câncer de rápido crescimento. Mais probabilidade de se espalhar. A massa tinha cerca de cinco centímetros. Foi a fase 2.
O longo atraso entre a descoberta de uma massa e a ultrassonografia e o diagnóstico é apenas uma das maneiras pelas quais os jovens pacientes com câncer não são levados a sério. Já ouvi falar de mulheres cujos médicos não solicitaram mamografias porque eram consideradas muito jovens. Pacientes com câncer de cólon às vezes são diagnosticados com hemorróidas em vez de câncer.
Tomar decisões sobre fertilidade
Decidi me mudar para o Arizona para ficar com minha família para tratamento. No novo hospital, descobri mais sobre meu diagnóstico, como que tenho câncer de mama triplo positivo, que responde bem à quimioterapia e às terapias direcionadas. Também aprendi que poderia usar uma técnica chamada touca fria para salvar meu cabelo.
Senti-me mais estressado com a decisão de não recuperar meus óvulos, porque meu tratamento afetou minha fertilidade. Imediatamente percebi que não era o que eu queria. Eu não queria me submeter a procedimentos médicos mais invasivos e ter filhos biológicos não era nada importante para mim. Meus médicos e minha família queriam que eu entendesse totalmente a importância da minha decisão, dando-me múltiplas oportunidades para mudar de ideia, mas não o fiz.
Também decidi tentar salvar meu cabelo. O tratamento requer o uso de uma touca congelante especial bem apertada na cabeça – como uma touca de natação – antes, durante e depois da sessão de quimioterapia. Muita gente me avisou que a touca fria seria dolorosa, mas depois que passei dos primeiros 10 minutos não achei tão ruim assim. Era como andar sem gorro na neve. Foi desconfortável durante as sessões de quimioterapia, mas valeu a pena para manter uma certa sensação de normalidade. Perdi a maior parte do meu cabelo depois do último tratamento, mas meus médicos ainda me elogiam pelo quanto consegui manter.
Encontre conforto no clube “ainda vivo”.
Sou grato por frequentar um hospital que possui um programa para jovens adultos para pacientes como eu. Quando implantei uma porta no peito para facilitar as infusões de quimioterapia, uma enfermeira que cuida de jovens percebeu que eu estava chateado. Ela me guiou pela sala de quimioterapia vazia para que eu soubesse o que esperar antes do meu primeiro tratamento.
Depois que recebi o plano de tratamento completo, ela também me apresentou a um grupo de apoio. Nos reunimos uma vez por mês para conversar. Algumas pessoas, como eu, foram recentemente diagnosticadas ou re-diagnosticadas, e outras alcançaram remissão de cinco anos. Quando entrei no grupo, me senti menos sozinha. Eu sabia que eles estavam todos onde eu estava.
Nas reuniões de grupo, partilhamos histórias desanimadoras – como o colapso de veias e a colocação de cateteres centrais – ou histórias encorajadoras de médicos gentis e de altas precoces do hospital. Falamos sobre jogar Pokémon e Sims para nos distrair. Nós nos seguimos no Instagram.
Tentamos mantê-lo divertido, rindo enquanto colorimos perus de Ação de Graças para a mesa, decoramos casinhas de gengibre ou fazemos quadros de visão. Os membros do grupo brincam sobre fazer parte do clube “Still Alive” e como nunca está “livre de câncer”, mas sim “quieto” – uma forma de dizer que nossas vidas nunca estarão completamente livres de câncer, já que lidamos com constantes exames e sintomas O relacionamento. Mas podemos viver nossas vidas de forma relativamente tranquila por causa do câncer.
Todos nós passamos por batalhas únicas, que nos lembram o quão injustas são as nossas situações. Tivemos “azar”. Mas em vez de perguntar “Por que eu?” Nós nos consolamos porque somos nós. Há um entendimento comum de que nenhum de nós quer estar lá, ou deveria estar lá, mas estamos.
Minha jornada está longe de terminar, embora eu tenha completado seis rodadas de quimioterapia e passado por uma cirurgia. Estou preocupado com a repetição. Eu me pergunto onde irei parar no final de tudo isso, dispensado do meu trabalho e afastado da minha vida em DC. Preocupo-me com os meus amigos com cancro enquanto eles travam as suas próprias batalhas, e com outros jovens que tentam compreender porquê. Isso aconteceu com eles.
Lembro-me de quando fiz minha primeira ressonância magnética. O teste determinará se o câncer se espalhou para outro lugar. A recepcionista me perguntou minha data de nascimento para imprimir minha pulseira.
“Fazemos aniversário no mesmo dia”, disse ela. Mês, data, ano e tudo mais.
Eu ri no começo, mas o momento ficou comigo. Estávamos em lados opostos do ábaco.
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Mais Zoom / A espaçonave Orion da NASA desce ao Oceano Pacífico em 11 de dezembro de 2021, no final da missão Artemis 1.
NASA
Funcionários da NASA declararam a missão Artemis I um sucesso no final de 2021, e é difícil contestar essa avaliação. O foguete do Sistema de Lançamento Espacial e a espaçonave Orion tiveram um desempenho quase perfeito em um vôo não tripulado que o levou ao redor da Lua e depois de volta à Terra, abrindo caminho para a missão Artemis 2, a primeira missão tripulada do programa.
Mas uma coisa que os engenheiros viram no Artemis I que não correspondeu às expectativas foi um problema com o escudo térmico da espaçonave Orion. À medida que a cápsula reentrou na atmosfera da Terra no final da missão, o escudo térmico diminuiu ou queimou de uma forma diferente da prevista pelos modelos de computador.
Uma quantidade maior de material carbonizado do que o esperado saiu do escudo térmico durante o retorno da Artemis 1, e a forma como saiu foi um tanto irregular, disseram funcionários da NASA. O escudo térmico da Orion é feito de um material chamado AFCOT, que foi projetado para queimar quando a espaçonave mergulha na atmosfera a 25.000 mph (40.000 km/h). Ao retornar da Lua, Orion encontrou temperaturas de até 5.000 graus Fahrenheit (2.760 graus Celsius), mais quentes do que as que a espaçonave vê quando reentra na atmosfera vindo da órbita baixa da Terra.
Apesar do problema do escudo térmico, a espaçonave Orion pousou com segurança no Oceano Pacífico. Os engenheiros descobriram carbonização irregular durante as inspeções pós-voo.
Ainda não há respostas
Amit Kshatriya, que supervisiona o desenvolvimento da missão Artemis na Divisão de Exploração da NASA, disse na sexta-feira que a agência ainda está procurando a causa raiz do problema do escudo térmico. Os gestores querem ter a certeza de que compreenderam o porquê antes de avançarem com o Projeto Artemis II, que enviará os astronautas Reed Wiseman, Victor Glover, Christina Koch e Jeremy Hansen numa viagem de 10 dias ao redor do outro lado da Lua.
Será a primeira vez que humanos voarão perto da Lua desde a última missão Apollo em 1972. Em janeiro, a NASA anunciou que o lançamento do Artemis 2 seria adiado do final de 2024 para setembro de 2025, em grande parte devido à investigação não resolvida sobre o calor. questão do escudo. .
“Ainda estamos no meio de nossa investigação sobre o desempenho do escudo térmico Artemis 1”, disse Kshatriya na sexta-feira em uma reunião com um comitê do conselho consultivo da NASA.
Os engenheiros realizaram testes de proteção térmica em subescala em túneis de vento e instalações de jatos para entender melhor o que levou à carbonização irregular em Artemis I. “Estamos nos aproximando da resposta final quanto a essa causa”, disse Kshatriya.
Funcionários da NASA disseram anteriormente que era improvável que precisassem fazer alterações no escudo térmico já instalado na espaçonave Orion para Artemis II, mas não descartaram isso. Redesenhar ou modificar o escudo térmico Orion no Artemis II provavelmente atrasaria a missão em pelo menos um ano.
Em vez disso, os engenheiros estão analisando todos os caminhos possíveis que a espaçonave Orion poderia voar quando reentrar na atmosfera no final da missão Artemis 2. A bordo da espaçonave Artemis 1, Orion voou uma trajetória de desvio de reentrada, mergulhou na atmosfera e depois saltou de volta. para o espaço, depois fez uma descida final na atmosfera, como uma pedra saltando sobre um lago. Este perfil permite que a Orion faça pousos mais precisos mais perto das equipes de resgate no Oceano Pacífico e reduz as forças gravitacionais na espaçonave e na tripulação que viaja dentro dela. Também divide a carga de calor na espaçonave em duas fases.
As missões Apollo voaram no perfil de reentrada direta. Há também um modo de reentrada disponível chamado reentrada balística, no qual a espaçonave voa pela atmosfera sem orientação.
Mais Zoom / Equipes terrestres do Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida, moveram a espaçonave Orion da missão Artemis 2 para a câmara de levitação no início deste mês.
O material carbonizado começou a sair do escudo térmico na primeira fase do processo de reentrada. Os engenheiros estão investigando como o perfil de salto de reentrada afeta o desempenho do escudo térmico Orion. A NASA quer entender como o escudo térmico de Orion funcionará durante cada um dos possíveis caminhos de reentrada do Artemis II.
“O que precisamos fazer é dizer às equipes de análise: OK, quaisquer que sejam as restrições, quanto podemos pagar?” Kshatriya disse.
Assim que as autoridades entenderem o que causou a queima do escudo térmico, os engenheiros determinarão que tipo de trajetória o Artemis II precisa voar no retorno para minimizar os riscos para a tripulação. Em seguida, os gestores procurarão construir o que a NASA chama de justificativas de voo. Essencialmente, este é o processo de se convencerem de que a espaçonave é segura para voar.
“Quando juntamos tudo, ou temos uma justificativa para voar ou não”, disse Kshatriya.
Supondo que a NASA aprove a justificativa para um voo Artemis 2, haverá discussões adicionais sobre como garantir que os escudos térmicos de Orion sejam seguros para voar em missões Artemis a jusante, que terão perfis de reentrada de alta velocidade quando os astronautas retornarem de pousos lunares.
Enquanto isso, os preparativos a bordo da espaçonave Orion para Artemis II continuam no Centro Espacial Kennedy da NASA. A tripulação e os módulos de serviço do Artemis II foram integrados no início deste ano, e toda a nave espacial Orion está agora dentro de uma câmara de vácuo para testes ambientais.
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Um caso confirmado do vírus Powassan foi relatado em Sharon, Massachusetts, pela primeira vez, e as autoridades estão alertando os residentes para tomarem precauções contra a doença transmitida por carrapatos. O vírus Powassan, como o Lyme, é transmitido por carrapatos infectados. Embora o número de casos notificados de pessoas infectadas com o vírus Powassan continue raro, aumentou nos últimos anos, de acordo com o Departamento de Saúde de Sharon. “Aqueles com quem me importo, pelo menos, saíram do outro lado. Não há cura real disponível, então isso segue seu curso”, disse a Dra. Alice Worsel, do Tufts Medical Center. Os sintomas geralmente começam entre uma semana. e um mês após a picada de um carrapato infectado Os sinais e sintomas incluem febre, dor de cabeça, vômito, fraqueza, confusão, perda de coordenação, dificuldades de fala e convulsões. , ou meningite, uma inflamação das membranas que envolvem o cérebro e a medula espinhal que pode ser fatal Depois de sair de casa, os médicos recomendam verificar se há carrapatos – em seu corpo, em seus filhos e em seus animais de estimação.
Sharon, Massachussets –
Um caso confirmado do vírus Powassan foi relatado em Sharon, Massachusetts, pela primeira vez, e as autoridades estão alertando os residentes para tomarem precauções contra a doença transmitida por carrapatos.
Vírus PowassanAssim como a doença de Lyme, é transmitida por carrapatos infectados. Embora o número de casos notificados de pessoas infectadas com o vírus Powassan continue raro, aumentou nos últimos anos, de acordo com o Departamento de Saúde de Sharon.
“Aqueles com quem eu me importava, pelo menos, saíram do outro lado. Não há cura real disponível, então isso segue seu curso”, disse a Dra. Alice Worsel, do Tufts Medical Center.
Os sintomas da doença geralmente começam uma semana a um mês após a picada de um carrapato infectado.
Os sinais e sintomas incluem febre, dor de cabeça, vômitos, fraqueza, confusão, perda de coordenação, dificuldades de fala e convulsões.
O vírus pode causar encefalite, um inchaço fatal do cérebro, ou meningite, uma inflamação das membranas que envolvem o cérebro e a medula espinhal que pode ser fatal.
Depois de sair de casa, os médicos recomendam verificar se há carrapatos – em seu corpo, em seus filhos e em seus animais de estimação.
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