O primeiro lugar que visito na Suíça é uma instalação de pesquisa em Zurique chamada Centro de Pesquisa Aquática EAWAG. Essa instalação é especializada em pesquisa e ciências aquáticas. Aqui, estou visitando o laboratório do Eberhard Morgenroth que conheci no Biofilmes 7 em Porto, Portugal. Eberhard está muito interessado em investigar maneiras de tratar e eliminar a urina e os resíduos sólidos e, ao mesmo tempo, capturar produtos valiosos dentro deles, incluindo nitrogênio e fósforo. Os resíduos que os seres humanos e outros animais excretam quando usam o banheiro contêm grandes quantidades de energia e nutrientes vitais e valiosos que podem ser usados para cultivar plantações ou gerar energia renovável. Pense em quando o senhor usa fertilizante para cultivar uma lavoura – o fertilizante que está usando contém muitos elementos essenciais, inclusive nitrogênio e fósforo, e é por isso que ele ajuda as plantas a crescer.

Outro motivo importante para aproveitar o máximo de nitrogênio e fósforo que pudermos de nossos resíduos é que esses dois elementos estão ficando cada vez mais caros. O nitrogênio do fertilizante, por exemplo, geralmente é produzido retirando-se o nitrogênio da atmosfera durante a processo Haber-Bosch. Isso é feito com o uso de um catalisador de metal, altas temperaturas e altas pressões para forçar a seguinte reação química:

N2 + 3H2 –> 2NH3

O senhor pode ver como o gás nitrogênio (N2) é reduzido pelo gás hidrogênio (H2) para produzir amônia (NH3). A amônia é importante para o crescimento das plantas, pois elas podem assimilar e absorver essa forma de nitrogênio para crescer. Esse processo é usado para gerar mais de 450 milhões de toneladas de fertilizantes à base de nitrogênio por ano e, combinado com pesticidas, permitiu que os agricultores quadruplicassem a produtividade de suas terras. Para colocar isso em perspectiva, o nitrogênio (como NH3) fixado por esse processo é responsável por quase 80% do nitrogênio do corpo humano médio corpo. No entanto, esse processo consome muita energia, sendo responsável por 5% do uso mundial de gás natural e 1-2% do consumo anual de energia de todo o planeta. Por fim, quando muito fertilizante é aplicado em terras agrícolas, cria-se um desequilíbrio de nitrogênio, muitas vezes levando à lixiviação do nitrogênio para as fontes de água próximas e, por fim, levando a eutrofização (essencialmente zonas mortas onde nenhum peixe cresce devido ao baixo nível de O2). A grande quantidade de escoamento da produção agrícola nos EUA para o Mississippi desenvolveu, na verdade, uma zona eutrófica no Golfo do México que é visível do espaço sideral.

Entretanto, no mundo em desenvolvimento, 90% do esgoto bruto é despejado de volta em rios sem tratamento e córregos. Isso significa que todo o cocô, xixi, nitrogênio etc. das águas residuais vai diretamente para os córregos e rios dos vilarejos cujos habitantes são algumas das pessoas mais pobres e vulneráveis do mundo. Para combater esse problema, Eberhard faz parte de um projeto chamado Blue Diversion (Desvio Azul) que busca instalar banheiros altamente robustos em países empobrecidos em todo o mundo. Esse faz parte da iniciativa talking shit sobre a qual escrevi no blog anteriormente. Esse sistema de várias etapas usa uma série de membranas e compartimentos para tratar resíduos sólidos e líquidos de modo que não precisem ser despejados em córregos locais. A melhor parte é que o sistema é robusto o suficiente para ser completamente negligenciado por dez anos e ainda funcionar!

O anammox combina esses dois processos em uma única reação:

NH4+ + NO2–> N2 + 2H2O

Ao lado do AirBnB que eu havia reservado, havia um excelente lugar para fazer caminhadas. Além disso, depois de pegar uma viagem de trem para Genebra, pude fazer uma caminhada à tarde até Telepherique Saleve. Cheguei à Telepherique Saleve saindo do meu AirBnB e olhando para uma cadeia de montanhas. Decidi: ‘ei, essa montanha parece legal – deixe-me encontrar o caminho até o topo dela’. E então comecei a caminhar em direção à montanha. No caminho, encontrei uma fazenda e alguns bairros agradáveis. Por fim, fui parar ao lado de uma rodovia e continuei andando. Depois, encontrei o caminho ao lado de um riacho que parecia ir na direção oposta à da montanha – mas segui-o mesmo assim. Por fim, cheguei a um pequeno bairro de onde vi uma grande gôndola ao longe, então caminhei em direção a ela até encontrar placas de sinalização que indicavam que eu havia, de fato, encontrado meu destino. No topo da gôndola, havia uma vista extremamente bonita de Genebra e pessoas voando de parapente. Durante a caminhada, tive um tempo para refletir:

Somos levados a acreditar que, se ao menos conseguíssemos chegar a essa cidade estrangeira, poderíamos ter a vida que estamos perdendo. Se apenas trabalharmos duro e economizarmos o suficiente, poderemos escapar da monotonia do dia a dia. E, para isso, perseguimos o sonho – complacentes em nossas vidas, trabalhando em tarefas braçais que não queremos fazer, em empregos que odiamos, aceitando um destino indesejável em qualquer circunstância que não seja a de que um dia, em algum lugar, colheremos uma grande recompensa sempre fugitiva. E, à medida que experimento cada lugar e converso com seus habitantes, percebo que todas as nossas concepções são equivocadas – que cada lugar é mais ou menos o mesmo e que o sonho é pouco mais do que uma sugestão sutil para nos embalar gentilmente em uma vida de complacência.

O sonho é uma farsa. É tudo a mesma coisa. Não há nenhuma externalidade que vá afastar nossas tristezas ou nos conceder uma clareza milagrosa e repentina.

É isso mesmo – o www em quase todos os URLs vem do CERN! O W3 foi iniciado em 1989 em um Computador NeXT em um projeto chamado ENQUIRE por um cientista chamado Tim Berners-Lee e continuou em 1990 com Robert Cailliau. O W3 foi desenvolvido com base no conceito de hipertexto – essencialmente, o conceito era que os cientistas deveriam ser capazes de disseminar facilmente dados para outros cientistas e, dentro desses dados, fornecer links (agora conhecidos como hiperlinks) para outros dados, de modo que informações desesperadas e relevantes pudessem ser facilmente corroboradas. Pense em todas as horas que o senhor perdeu na Wikipedia porque leu uma página do hipertexto que tem um hiperlink para outra página de hipertexto, etc… Para os pesquisadores, imagine um mundo sem hiperlinks! Quanto tempo levaria para coletar as informações básicas para um trabalho de pesquisa de mais de 50 fontes sem hiperlinks? O principal impulso para a construção da Internet foi a rápida disseminação do conhecimento com o objetivo de assimilar dados relacionados a descobertas científicas que, de outra forma, seriam desconectadas para possibilitar a descoberta científica, mas também para desencorajar o uso de pesquisas de ponta para fins nefastos. Em 1991, a primeiro site foi criado e em 30 de abril, 1993, o CERN anunciou que o W3 seria gratuito para qualquer pessoa.

Os resultados? Em 2014, o W3 representaria quase 6% do produto interno bruto (PIB) dos Estados Unidos – totalizando quase US$ 1 trilhão em vendas. O setor de internet emprega atualmente cerca de 3 milhões de pessoas nos Estados Unidos! Em 2013, o centro de pesquisa escandinavoSintef informou que 90% de todos os dados já produzidos pela raça humana foram produzidos entre 2011 e 2013, graças, em grande parte, ao W3. Também temos que agradecer à W3 por um grande avanço no setor pornográfico – com 4% de todas as pesquisas na Internet e sites desenvolvidos especificamente para sua divulgação. Além disso, é difícil lembrar de um mundo sem Grumpy Cat, Dat Boi ou Hamsterdance. Ou Amazon, Ebay, Google, Yahoo, AOLe Space Jam

Voltando ao LHC – o LHC foi fabricado para observar as condições do universo primitivo há 13,8 bilhões de anos. A teoria do Big Bang postula que o universo se originou como uma singularidade primordial que tinha densidade e temperatura infinitas em um momento finito no passado e descreve um momento durante o qual o universo entrou no regime em que as leis da física que entendemos atualmente existem. A pesquisa no CERN está tentando entender o universo depois de apenas 10^-11 segundos após o Big Bang!

O colisor funciona acelerando as partículas por meio de uma série cilíndrica de bobinas supercondutoras que se estendem por mais de 27 quilômetros (17 milhas) a uma profundidade de 175 metros (574 pés) abaixo da superfície da Terra. A fim de manter uma resistência absolutamente mínima enquanto as partículas passam pelas bobinas, um temperatura de 1,9K (-271,3 C ou -456,3 F) é mantida ao longo de todas as 17 milhas! Para colocar isso em perspectiva, essa temperatura é mais fria do que a do espaço sideral, que é de 2,7 K (-270,5 C ou 454,9 F). O zero absoluto é 0K e, nessa temperatura, os átomos literalmente param de se mover! (Quer saber por quê? Confira minha postagem sobre termodinâmica!) Para acelerar as partículas, são usados níveis de energia de 5,02 teraeletronvolts (TeV) – essa é a mesma quantidade de energia que um humano precisa para caminhar 2.281.681 milhas!

Para descobrir o Bóson de Higgs, o colisor usou prótons que foram gerados pela remoção de elétrons do gás hidrogênio usando um campo eletrônico. Antes de os prótons entrarem no LHC, eles são acelerados por uma série de aceleradores de prótons chamados Linac 2, o Impulsionador do Síncrotron de Prótons (PSB), o Síncrotron de Prótons (PS) e, finalmente, o Super Proton Synchrotron (Síncrotron de Super Prótons) (SPS). Em seguida, os prótons passam 20 minutos circulando no LHC antes de atingirem o estado de energia máxima de 6,5 TeV. À medida que os prótons são acelerados no LHC, suas trajetórias são ligeiramente curvadas para que possam viajar em um loop. Isso resulta em uma perda sutil de energia que é significativa o suficiente para impedir que o LHC seja usado para acelerar elétrons – partículas muito mais simples. Além disso, devido a essa curvatura na trajetória, o LHC precisa usar eletroímãs para alinhar os prótons à medida que eles viajam pela rede supercondutora. Depois de atingir seu estado de energia máxima, os prótons colidem 11.245 vezes por segundo em um dos quatro detectores diferentes: ALICE, ATLAS, CMSe LHCb. Cada detector é projetado para diferentes tipos de pesquisa e abriga um centro de controle diferente. Os centros de controle têm uma rivalidade amigável entre si.

O Bóson de Higgs foi descoberto por meio da observação de milhões de colisões ao longo do tempo, buscando o surgimento de um padrão que correspondesse às previsões teóricas postuladas até cinquenta anos antes. Ao combinar todos os pontos de dados, o ATLAS confirmou sua observação do Bóson de Higgs em mH = -126,5 GeV. Então, por que o Bóson de Higgs é importante e por que usar toda essa energia para observá-lo? Bem, não sou físico, mas vou dar ao senhor minha opinião sobre o CERN. O Bóson de Higgs é uma partícula que foi prevista para existir em todo o universo como um componente necessário da massa. O Bóson de Higgs interage com o Campo de Higgs– um campo generalizado que existe em todo o universo. Algumas partículas, mas não todas, têm massa – um fóton, por exemplo, não tem massa. As partículas que não têm massa parecem aparecer, desaparecer e reaparecer no universo. O Bóson de Higgs é a partícula intermediária que medeia esse processo. A mensagem para levar para casa é que o campo da física tem usado o Campo de Higgs para prever e explicar muitos tipos diferentes de fenômenos no universo observável por muitas décadas. Todas essas previsões na física teórica dependiam da observação do Bóson de Higgs para confirmar a existência do Campo de Higgs. Ao observar o Bóson de Higgs, exatamente onde se supunha que ele seria observado, os físicos forneceram evidências significativas para apoiar sua hipótese. Em outras palavras, os físicos estão no caminho certo.

Se os senhores conseguiram chegar até aqui, vou encerrar com minha viagem ao Nações Unidas (ONU). A ONU tem sedes em Genebra, Nairobie Viena, com suas principais instalações em Manhattan, Nova York. A ONU é o resultado do fracasso da Liga das Nações que surgiu em Paris após a Primeira Guerra Mundial. O objetivo da Liga das Nações era evitar que uma guerra como a Primeira Guerra Mundial ocorresse novamente por meio de discussões coletivas e abertas sobre segurança, desarmamento, refugiados, tráfico de drogas, saúde global e prisioneiros de guerra, para citar alguns. Na década de 1930, as potências do eixo abandonaram a Liga das Nações, o que levou ao seu fim e ao início da Segunda Guerra Mundial.