Seminários 2019:
Palestrante: Dr. Ana Cristina Sprotte Costa, Departamento de Física, UFPR - currículo lattes
Palestrante: Dr. Fernando Pablo Devecchi, Departamento de Física, UFPR - currículo lattes
Palestrante: Jean-Marie George, Unité Mixte de Physique, CNRS/Thales - currículo
Palestrante: Prof. Lucas Mauricio Sigaud, IF/UFF - currículo lattes
Palestrante: Dr. Dario Ferreira Sanchez - currículo lattes
Título: Hyperspectral Chemical Imaging in Space and Time using Synchrotron Light
Resumo: Commonly in technological functional/engineered materials as well as in
nearly all inorganic or biological materials in nature, pronounced
physical and chemical heterogeneities are observed at various length and
time scales. These complex hierarchical structures potentially dictate the
macroscopic physical properties and chemical reaction pathways in space
and time. Consequently, being able to unveil physicochemical properties at
relevant spatial and temporal length scales is fundamental for the
understanding of properties, function, and reactivity of materials.
Imaging is frequently limited to morphological analysis; however, very
often imaging disclosing physicochemical properties turns out to be
essential. Therefore, the need for "chemical microscopes" is growing
rapidly. In that regard, synchrotron-based techniques have been applied to
provide, in a nondestructive manner, high-resolution imaging of chemical
speciation for various complexes and heterogeneous systems. The use of
several X-ray techniques providing chemical contrast such as X-ray
fluorescence (XRF), X-ray absorption spectroscopy (XAS) or X-ray
diffraction (XRD) in a simultaneous and/or combined manner allow the
recording of multimodal and multidimensional/hyperspectral datasets. Among
their advantages, it can be mentioned:
(i) the potential to perform in-situ experiments;
(ii) resolution that can be achieved down to the tens of nanometers;
(iii) in addition to 2D scanning analysis studies ('chemical images')
based on spectro-microscopy and XRD-imaging also, due to the considerable
penetration power of (hard) x-rays, investigations in 3D ('chemical
tomography') are also feasible, which provides means to derive local
chemical information from within intact, undisturbed objects or materials;
(iv) ability to get depth resolved crystalline contrast by analyzing the
XRD and chemical–elemental contrast by analyzing the XRF;
(v) element-specific chemical sensitivity by tuning the X-ray energies
around element-specific absorption resonances.
In this presentation, recent progress and achievements in the field of
2D/3D chemical imaging and speciation analysis using various synchrotron
radiation x-ray microprobe techniques, as well as on full-field ones will
be presented. Examples from a wide range of scientific disciplines,
including materials science, environmental science, or biology, will be
presented, which will include applied research in to health and
environmental sciences [1,2], energy [3–5] and catalysis [6–8]. Future
prospects will be addressed and arising new research opportunities will be
[1] Kapishnikov, S. et al. Unraveling heme detoxification in the malaria
parasite by in situ correlative X-ray fluorescence microscopy and soft
X-ray tomography. Sci. Rep. 7, 1–12 (2017).
[2] Sanchez, D. F. et al. 2D/3D Microanalysis by Energy Dispersive X-ray
Absorption Spectroscopy Tomography. Sci. Rep. 7, 1– 13 (2017).
[3] Laurencin, J. et al. Degradation mechanism of La 0.6 Sr 0.4 Co 0.2 Fe
0.8 O 3-δ /Gd 0.1 Ce 0.9 O 2-δ composite electrode operated
under solid oxide electrolysis and fuel cell conditions. Electrochim. Acta
241, 459–476 (2017).
[4] Sanchez, D. F., Grolimund, D., Hubert, M., Bleuet, P. & Laurencin, J.
A 2D and 3D X-ray μ-diffraction and μ-fluorescence study of a
mixed ionic electronic conductor. Int. J. Hydrogen Energy 1–9 (2016).
doi:10.1016/j.ijhydene.2016.11.094
[5] Tsai, E. H. R. et al. Correlated X-Ray 3D Ptychography and Diffraction
Microscopy Visualize Links between Morphology and Crystal Structure of
Lithium-Rich Cathode Materials. iScience 11, 356–365 (2019).
[6] Ihli, J. et al. Localization and Speciation of Iron Impurities within
a Fluid Catalytic Cracking Catalyst. Angew. Chemie - Int. Ed. 56, (2017).
[7] Ihli, J. et al. A three-dimensional view of structural changes caused
by deactivation of fluid catalytic cracking catalysts. Nat. Commun. 8,
[8] Ranocchiari, M., Ferreira Sanchez, D. & Van Bokhoven, J. A. X-ray
chemical nano-imaging to monitor chemical and structural changes in
metal-organic framework HKUST-1. Prep.
Local: Auditório do PPGF (sala 108)
Palestrante: Profa. Lucimara Roman, departamento de Física, UFPR - currículo lattes
Título: ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL, ELETRÔNICA ORGÂNICA SAUDÁVEL
Resumo: O laboratório DiNE coordenado pela Prof Lucimara comemora 15 anos em 2019
e nesta palestra será mostrado um pouco do campo de atuação do grupo em
materiais nanoestruturados visando a aplicação em dispositivos
fotovoltaicos da ciência básica a aplicada. A necessidade crescente do uso
da energia elétrica pelo ser humano, remete a novas formas de obtê-la. A
eletrônica orgânica é baseada prioritariamente no átomo de carbono,
formando materiais semicondutores e condutores de eletricidade. Eles
combinam a flexibilidade dos plásticos com as características elétricas
dos materiais da eletrônica convencional. Podemos ter células solares
orgânicas em larga escala contribuindo para um mundo mais sustentável?
Como funcionam? Onde podem ser usadas?
Palestrante: Dra. Nara Rubiano da Silva, departamento de Física, UFSC - currículo lattes
Título: Microscopia Lorentz ultrarrápida usando pulsos de elétrons altamente
Resumo: Em novos conceitos de dispositivos mais rápidos e menores, texturas
magnéticas como skyrmions e vórtices poderão realizar tarefas de
armazenamento e processamento de dados. A manipulação dessas estruturas
nanométricas utilizando-se estímulos ópticos é uma das apostas para
incrementar a velocidades desses processos. Para isso, é necessário
desenvolver técnicas experimentais que permitam investigar os processos
magnéticos que ocorrem em escalas ultrarrápidas e dimensões nanométricas.
Neste seminário, apresentarei o desenvolvimento da microscopia Lorentz
ultrarrápida, uma técnica de imageamento de materiais magnéticos que
combina a alta resolução espacial da microscopia eletrônica de transmissão
com a alta resolução temporal de experimentos 'pump-probe'. Nesse esquema,
pulsos ópticos ('laser pump') desencadeiam um processo em uma amostra
magnética, e pulsos de elétrons ('electron probe') são usados para criar
'snapshots' da dinâmica do mesmo. A microscopia Lorentz utiliza-se do
contraste de fase, e por isso os pulsos de elétrons precisam apresentar
propriedades de coerência espacial adequadas. Pulsos de elétrons com
características excelentes são obtidos utilizando fotoemissão em um
emissor Schottky, esquema implementado na Universidade de Göttingen pelo
grupo do Prof. Claus Ropers, onde este trabalho foi realizado.
Apresentarei resultados experimentais demonstrando que, nessas condições,
a microscopia Lorentz ultrarrápida alcança combinações de resolução
espacial e temporal de 55 nm/700 fs e 100 nm/400 fs. Além disso, mostrarei
a aplicação da técnica para observar, de forma direta e quantitativa, a
desmagnetização ultrarrápida de uma nanoestrutura magnética.
Palestrante: Prof. George Matsas, IFT, UNESP - currículo lattes
Título: O efeito Unruh e sua observação
Resumo: O vácuo é usualmente caracterizado por ser um estado de mínima energia no qual observadores livres congelam à temperatura de 0K. De acordo com o efeito Unruh, contudo, observadores suficientemente acelerados no vácuo morreriam queimados em um banho térmico de radiação. De quebra, o efeito Unruh acabou vindicando a descoberta feita anos antes por S. Fulling de que o conceito quântico de partícula depende de observador. Apesar do tremendo impacto conceitual desta descoberta, uma observação direta do efeito Unruh ainda é debatida, dado que a aceleração necessária para se alcançar 1K às suas custas é de 10^20 m/s^2. Nesta palestra geral, explicaremos de modo *não técnico* (i) o que é o efeito Unruh, (ii) por que ele é necessário para a consistência da mecânica quântica e (iii) uma proposta de como observá-lo com a tecnologia atual. Até mesmo o vácuo é cheio de surpresas; nada é fácil.
Palestrante: Prof. Rubens Machado, UTFPR
Título: Simulando a Natureza: de Nanotubos a Formigas
Resumo: Cosmologia e Aglomerados de Galáxias Aglomerados de galáxias são os maiores objetos colapsados do Universo e ocupam um lugar privilegiado no cenário hierárquico de formação de estruturas. Neste seminário, faremos uma breve revisão sobre o contexto cosmológico, isto é, a expansão do Universo e a formação de estruturas em larga escala. Em seguida, serão apresentados alguns resultados recentes de trabalhos sobre simulações computacionais de colisões entre aglomerados de galáxias. Neste tipo de colisão, estudamos as interações entre a matéria escura e o gás do meio intra-aglomerado.
Palestrante: Prof. Ricardo Galvão, IF-USP
Título: O INPE e o Monitoramento dos Biomas Brasileiros
Resumo: Farei inicialmente uma apresentação das principais atividades do INPE, seguida de uma descrição mais detalhada de seus sistemas de monitoramento do desmatamento nos diversos biomas brasileiros. Farei também um relato dos fatos relativos à recente controversa com o Presidente Bolsonaro e Ministro Ricardo Salles, que levaram à minha exoneração da Diretoria do INPE.
Palestrante: Prof. Fernando Lázaro Freire Júnior
Título: Grafeno: síntese e aplicações
Resumo: Nesse seminário irei apresentar os resultados relativos ao estudo do grafeno visando superar alguns gargalos para sua aplicação em dispositivos eletrônicos, como por exemplo, a síntese direta em substratos de interesse como semicondutores (Ge) e dielétricos (SIO2), amostras monocristalinas de grandes áreas, dentre outras limitações Inicialmente apresentaremos resultados referentes à síntese de grafeno por CVD obtidos nos últimos anos em nosso laboratório na PUC-Rio. As amostras foram caracterizadas por XPS, STM, MEV, microscopia ótica, AFM e Raman. Algumas aplicações como material absorvedor de radiação eletromagnética (Micro-ondas) e sensores de gás foram desenvolvidas e os resultados serão apresentados.
Palestrante: Prof. Tárcio Teodoro Braga, Departamento de Patologia Básica, UFPR
Título: Aspectos evolutivos do reconhecimento do >> ácido úrico pelo sistema imunológico humano
Resumo: The immune system is more concerned in entities that cause damage than those that are foreign by themselves. Among those damage-associated molecular patterns (DAMPs), uric acid (UA) is considered a major component to trigger inflammation. Uric acid can be released in a context of hypoxia and represents a breakpoint in the evolutionary history of Humans. Great apes ancestral lost the uricase gene and the consequence is that they present higher serum levels of uric acid when compared to other animals. It is known that soluble uric acid (sUA), at 200 µM, is able to promote the activation of caspase-1 and IL-1?, in a Nlrp3-dependent way only in murine, but not in human macrophages. We therefore hypothesize that during evolution, along with the uricase loss, great apes have lost the molecular capability or even the gene responsible for the recognition of high levels of sUA. Here, we investigated the mechanisms by which sUA influences Naip1 activation by using genome-wide transcriptome analysis, functional analyses and structural modeling predictions. We demonstrated sUA increased the mRNA expression of Naip1 in murine macrophages. Virus-transduction of murine Naip1 into human THP1 cells (that naturally present only one Naip protein) was done and we observed that the cells started producing IL-1? under sUA stimulus. Moreover, Nlrp3 blockage in these cells decreased IL-1? production. We observed that sUA alters the cellular metabolites content by increasing the fatty acid production. Additionally, we demonstrated through surface plasmonic resonance and quartz crystal microbalance that sUA but not palmitate is able to interact with Naip1. With the deletion of the uricase gene on great apes, over its evolution, mutations on human Naip (hNaip) surface electrostatics were probably selected to increase its physiological tolerance to high levels of sUA.
Palestrante: Profa. Elisa Souza Orth, departamento de Química, UFPR
Título: Estamos seguros da guerra química?
Resumo: Estamos cercados por substâncias químicas perigosas que ao longo dos anos, têm sido empregados para fins agrícolas e bélicos. Isso tem acarretado em alimentos contaminados, estoques alarmantes e até atos terroristas. Nosso grupo tem buscado novas ferramentas com relação à segurança química dessa iminente guerra química, quanto aos métodos de destruição (ou neutralização) e detecção, através da catálise. A saga para destruir e monitorar é a abordagem mais pacífica para se combater, buscando melhores alternativas de tratamento e proteção, destruição eficiente de estoques indesejáveis e monitoramento confiável, para alertar usos abusivos.
Palestrante: Profa. Keli Fabiana Seidel, UTFPR.
Título: Transistores Orgânicos em Arquitetura Vertical - Seriam eles os "queridinhos da vez"?
Resumo: Ao longo dos anos várias diferentes classes de transistores orgânicos vêm sendo desenvolvidas. A diferenciação destas classes é uma consequência das possíveis arquiteturas e estruturas exploradas. Mais recentemente, transistores orgânicos de efeito de campo com arquitetura vertical têm ganhado lugar de destaque devido sua melhor eficiência perante algumas das arquiteturas planares. Neste seminário, o intuito é apresentar alguns dos resultados recentes mostrados na literatura referente aos transistores orgânicos em arquitetura vertical destacando porque esta classe tem se mostrado tão promissora para diversas aplicações tecnológicas.
Palestrante: Profa. Cristina Masoller da Universitat Politecnica de Catalunya, Barcelona, Espanha.
Título: Symbolic information encoding by neuronal populations
Resumo: In spite of intensive research, a good understanding of how sensory neurons use action potentials (spikes) to encode information remains elusive. In this presentation I will discuss our recent work on trying to understand how neurons might encode a subthreshold periodic signal (that by itself is unable to generate spikes) exploiting the presence of neural noise. Using the stochastic FitzHugh-Nagumo model and a symbolic method to analyze the spike sequences, we find preferred and infrequent patterns, whose probabilities encode information of the amplitude and of the frequency of the signal [1, 2]. Neuronal coupling is beneficial for signal encoding as a group of neurons is able to encode small-amplitude signals that can not be encoded by just one or two neurons [3]. Interestingly, just a few connections between neurons can significantly improve signal encoding. Our findings suggest that neuronal populations can use more expressed or less expressed spike patterns to encode a weak periodic input, exploiting the presence of neural noise.
[1] J. A. Reinoso, M. C. Torrent, and C. Masoller, Emergence of spike correlations in periodically forced excitable systems, Phys. Rev. E. 94, 032218 (2016).
[2] M. Masoliver and C. Masoller, Subthreshold signal encoding in coupled FitzHugh-Nagumo neurons, Sci. Rep. 8, 8276 (2018).
[3] M. Masoliver and C. Masoller, Neuronal coupling benefits the encoding of weak periodic signals in symbolic spike patterns, arXiv:1905.01933 (2019).
Palestrante: Prof. Aldo José Gorgatti Zarbin, Departamento de Química, UFPR.
Título: Universidade pública, pós-graduação e conhecimento cientifico no Brasil: elos indissociáveis da mesma corrente
Palestrante: Prof. Wilson Marques Junior, Departamento de Física, UFPR.
Título: Fundamental Diagram of Traffic Flow from Prigogine-Herman-Enskog Equation
Resumo: Recent applications of a new methodology to measure fundamental traffic relations on freeways shows that many of the critical parameters of the flow-density and speed-spacing diagrams depend on vehicle length. In response to this fact, we present in this seminar a generalization of the Prigogine-Herman traffic equation for aggressive drivers which takes into account the fact that vehicles are not point-like objects but have an effective length. Our approach is similar to that introduced by Enskog for dense gases and provides the construction of fundamental diagrams which
are in excellent agreement with empirical traffic data.
Palestrante: Prof. Sean O'Byrne. The University of New South Wales (UNSW), Caberra, Australia.
Título: Laser diagnostics for high-speed flows and plasmas
Resumo: High-speed flows, combustion flows and plasmas present unique challenges to traditional flow measurement sensors, due to the intrusive nature of the sensors, electrical interference (in the case of plasmas) and the extremes of temperature and pressure that may need to be endured, or very low densities where obtaining a measurement at all can prove very difficult. Laser-based methods have the potential to overcome all of these problem and, when combined with species-specific spectroscopic measurement methods, can provide invaluable information about the nature of these very challenging flows. This talk will present experimental results obtained over two decades of research using a wide range of experimental laser-based diagnostics, outlining the considerations required to produce reliable measurements that can provide increased understanding of thermal and chemical nonequilibrium processes in these flows.
Palestrante: Prof. Adilson E. Motter. Dept. of Physics and Astronomy, Northwestern University, Evanston, Illinois, USA
Título: Novos Desenvolvimentos em Dinâmica de Redes Complexas
Resumo: O estudo de redes complexas pela comunidade de física estatística e não linear tem levado a descobertas importantes sobre a organização, evolução, e dinâmica de sistemas complexos. Na minha apresentação, vou discutir algumas descobertas as quais meu grupo de pesquisa contribuiu nos últimos anos, incluindo aplicações a criptografia, biofísica, microfluidics, e controle de cascatas de falhas. Pretendo também comentar sobre oportunidades que existem nos EUA para estudantes, pós-doutorandos, e professores com interesses nessa área de pesquisa.
Palestrante: Prof. Douglas Soares Galvão, IFGW-UNICAMP
Resumo: As hibridizações sp, sp2, sp3 do carbono permitem um número quase infinito de diferentes estruturas com propriedades mecânicas e eletrônicas 'ajustáveis'. Essas estruturas podem exibir diferentes topologias com
diferentes dimensões eletrônicas (0-fulerenos, 1-nanotubos, 2-grafeno, 3-diamante). Essas topologias podem ser exploradas para criar uma grande classe de diferentes materiais, por exemplo buckypapers [1], músculos artificiais baseados em nanotubos de carbono, espumas, cristais auxéticos [1,3], etc. Esses materiais apresentam morfologias extremamente complexas, o que resulta em grandes desafios para criar modelos que descrevam realisticamente suas propriedades mecânicas e estruturais. Neste seminário apresentaremos e discutiremos bordagens multi-escala (de atômica a macro-escala) para modelar esses materiais, inclusive com o uso de métodos de inteligência artificial (como os algoritmos 'formigas'). Em particular, discutiremos novas técnicas de simulação por dinâmica molecular baseadas no uso de potenciais reativos que permitem tratar sistemas de vários milhões de átomos. Além de estruturas de carbono, esses potenciais também podem ser aplicados para metais, calcogenetos [4] ou novos materiais bi-dimensionais [5].
[3] Z.F. Liu et al., Science v349, 400 (2015)
[4] S. Lei et al., Nature Nanotech. v11, 465 (2016).
[5] A. P. Balan et al., Nature Nanotech. v13, 602 (2018).
Resumo: As hibridizações sp, sp2, sp3 do carbono permitem um número quase infinito de diferentes estruturas com propriedades mecânicas e eletrônicas 'ajustáveis'. Essas estruturas podem exibir diferentes topologias com diferentes dimensões eletrônicas (0-fulerenos, 1-nanotubos, 2-grafeno, 3-diamante). Essas topologias podem ser exploradas para criar uma grande classe de diferentes materiais, por exemplo buckypapers [1], músculos artificiais baseados em nanotubos de carbono, espumas, cristais auxéticos [1,3], etc. Esses materiais apresentam morfologias extremamente
complexas, o que resulta em grandes desafios para criar modelos que descrevam realisticamente suas propriedades mecânicas e estruturais. Neste seminário apresentaremos e discutiremos abordagens multi-escala (de atômica a macro-escala) para modelar esses materiais, inclusive com o uso de métodos de inteligência artificial (como os algoritmos 'formigas'). Em particular, discutiremos novas técnicas de simulação por dinâmica molecular baseadas no uso de potenciais reativos que permitem tratar sistemas de vários milhões de átomos. Além de estruturas de carbono,
esses potenciais também podem ser aplicados para metais, calcogenetos [4] ou novos materiais bi-dimensionais [5].
Seminários 2018:
Palestrante: Prof. Ismael André Heisler, DFis, UFPR.
Título: "O Prêmio Nobel de Física 2018"
Palestrante: Prof. Emerson Cristiano Barbano, DFis, UFPR
Título: Óptica não linear e determinação do índice de refração não linear através de medidas de rotação da polarização elíptica
Resumo: Com o desenvolvimento tecnológico e a busca por dispositivos puramente fotônicos, a compreensão de efeitos ópticos lineares e não lineares é cada vez mais necessária. Há uma busca contínua por novos materiais a serem
utilizados nestes dispositivos fotônicos e, ainda, uma busca por técnicas que permitam uma precisa caracterização das propriedades ópticas destes materiais. Iniciarei o seminário dando uma breve introdução à óptica não linear. Após abordar princípios básicos da refração e absorção não linear, apresentarei uma técnica, da qual participei da elaboração, que é baseada no efeito de rotação da polarização elíptica. Esta técnica possibilita uma determinação precisa do índice de refração não linear da amostra sob investigação e pode ser empregada na caracterização de sólidos, líquidos e
gases, dentre outras aplicações.
Palestrante: Professor José Rachid Mohallem, Departamento de Física da UFMG
Título: Uma sonda isotópica fictícia para ambientes moleculares
Resumo: Iniciarei o seminário com uma breve revisão sobre momentos dipolares isotópicos, particularmente (mas não somente) os que surgem em moléculas originalmente apolares. Discutirei suas origens eletrônica e vibracional, e os métodos de cálculo que utilizamos para obtê-los.
Numa segunda parte, introduzirei a ideia da sonda isotópica fictícia para campos elétricos e sítios ativos (polarizáveis) de moléculas grandes. Apresentarei o que foi conseguido de progresso até o momento como, por exemplo, a obtenção de campos elétricos no interior de moléculas cíclicas ou dentro de um par de Lewis frustrado, assim como a identificação de regiões favoráveis à ligação química.
Palestrante: Prof. Thiago de Lima Prado, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
Título: Entropia de Microestados de Recorrência
Resumo: O conceito de recorrˆencias ́e inerente a diversos processos, sendo assim bastante relevante em m ́etodos de an ́alise de dados. O teorema de recorrˆencia de Poincar ́e ́e uma das bases dessas metodologias, sendo um dos pontos de partida para a constru ̧ca ̃o dos gra ́ficos de recorrˆencias (RP). Essencialmente, os gr ́aficos de recorrˆencias s ̃ao matrizes bin ́arias, onde um (zero) define estado recorrente (na ̃o-recorrente), considerando um raio de toleraˆncia entre as trajeto ́rias no espa ̧co de fase. Devido a limitac ̧̃oes por falta de quantificac ̧̃ao, foram desenvolvidos quantificadores de recorrˆencia (RQA), que analisa propriedades dos RP tais como diagonais, verticais, densidade dos pontos recorrentes. No presente trabalho, como um m ́etodo de quantifica ̧ca ̃o de recorrˆencia, sera ́apresentada uma nova forma de calcular a entropia de Shannon, no qual as probabilidades de ocorrˆencia esta ̃o associadas a microestados de recorrˆencia. Essa abordagem de extrac ̧̃ao dos microestados de recorrˆencia, sub-matrizes do (RP), para calcular a entropia, traz consigo diversas vantagens em termos de tempo computacional, resultados robustos com poucos dados e baixa dependˆencia de paraˆmetros livres. Como exemplo do potencial da t ́ecnica, sera ́apresentado aplica ̧c ̃oes em sistemas estoca ́sticos, sistemas dinaˆmicos cao ́ticos e dados experimentais. Por fim, ser ́a apresentado aprimoramentos t ́ecnicos da metodologia, concluso ̃es e os pro ́ximos trabalhos que est ̃ao em desenvolvimento.
Palestrante: Prof. Roberto Kraenkel, IFT.
Título: Doenças Infecciosas e Clima: descobrindo causas a partir de dados.
Resumo: Nesta palestra apresento uma análise de relações causais entre fatores climáticos e doenças infecciosas, em particular, a malária. Utilizo métodos provindos da teoria de sistemas dinâmicos para estudo de séries temporais. Como resultado encontramos que temperatura e umidade relativa são fatores importantes, com antecedência de cinco e doze semana, respectivamente, do registro do caso pelo sistema de saúde. Determinamos também faixas de valores destas variáveis nas quais a ocorrência de casos de malária é mais provável.
Palestrante: Profa. Maria Carolina de Oliveira Aguiar - Departamento de Física, UFMG
Título: Efeito cone de luz e manipulação de corrente de energia em sistema de spin
Palestrante: Profa. Alessandra de Souza Barbosa - Departamento de Física, UFPR
Título: Espalhamento de elétrons e pósitrons por moléculas de relevância biológica.
Resumo: O estudo de colisões de elétrons e pósitrons por moléculas é de interesse em diversas áreas do conhecimento, que vai desde o interesse acadêmico, a aplicações práticas, como nas áreas tecnológica, biológica e astronômica. Por exemplo, a modelagem da interação da radiação com o material genético tem motivado diversos estudos envolvendo a interação de elétrons por moléculas de relevância biológica. Isso se deve à descoberta de que elétrons secundários de baixa energia provocam parte dos danos causados pela radiação. Sabe-se, também, que esses danos são iniciados a partir de um processo ressonante, ou seja, a partir do aprisionamento temporário do elétron em alguma região do material genético.
Neste seminário serão apresentados resultados obtidos para o espalhamento de elétrons e pósitrons por moléculas empregando o método multicanal de Schwinger. Serão apresentadas seções de choque integrais e diferenciais e, no caso do espalhamento de elétrons, também será discutido o espectro de ressonâncias. Os presentes resultados serão comparados a resultados teóricos e/ou experimentais disponíveis na literatura.
Palestrante: Prof. Cristano Francisco Woellner - Departamento de Física, UFPR
Título: Design de Materiais Nanoestruturados via Dinâmica Molecular Reativa
Resumo: Neste seminário irei apresentar como técnicas de simulação computacional baseadas em dinâmica molecular reativa [1] podem ser usadas no desenvolvimento de novos materiais em uma grande variedade de aplicações. Estas técnicas tornam possível simular sistemas com milhões de átomos, mas com a novidade de permitir reações químicas (criar/quebrar ligações químicas) em tempo de simulação. Para destacar essa versatilidade, descreverei o uso destas técnicas no estudo de uma nova classe de estruturas (cristalinas) porosas baseadas em carbono chamadas Schwarzitas [2]. Uma homenagem ao cientista alemão Hermann Schwarz, que as idealizou em 1880. A geometria destas estruturas é bastante complexa e separadas em famílias conforme o seu tipo de simetria. Apesar de sua idealização existir a mais de um século, a sua realização nunca se tornou realidade até que as impressoras 3-D fornecessem a primeira maneira prática de produzi-las. Em um trabalho que publicamos recentemente [3] a versão nano foi investigada a partir de simulação computacional usando dinâmica molecular e em que todos os átomos das Schwarzitas são de carbono. E a sua contrapartida macro, feita de polímero, foi gerada via impressão 3D. Uma característica marcante das Schwarzitas, e vista nas duas escalas, é a maneira em que elas se deformam. As estruturas se deformam em camadas e de forma organizada. Isto explica como estas estruturas podem ter seus tamanhos reduzidos à metade sem apresentar grandes fraturas.
[1] The ReaxFF reactive force-field: development, applications and future directions. npj Computational Materials, 2, 15011 (2016). doi:10.1038/npjcompumats.2015.11.
[2] Generating carbon schwarzites via zeolite-templating, PNAS (2018). doi:10.1073/pnas.1805062115
[3] Multiscale Geometric Design Principles Applied to 3D Printed Schwarzites. Advanced Materials, 1704820 (2017). doi:10.1002/adma.201704820
Palestrante: Prof. Gustavo Wiederhecker - IFGW, UNICAMP
Título: Explorando a interação entre e luz e som através de estruturas nanofotônicas
Resumo: A interação entre fótons e fônons é drasticamente alterada em cavidades e guias de onda ópticos na micro e nanoescala [1,2]. Essa interação aprimorada possibilitou uma série de novas funcionalidades, tais como geração de sinais de radiofrequência, supressão do espalhamento estimulado e sondagem de estados quânticos em sistemas mesoscópicos. O avanço dessas funcionalidades requer um controle preciso da microestrutura fotônica, resultando controle dos espectros óptico e fonônico do sistema opto-mecânico. Nesta palestra, discutirei o recente progresso do nosso grupo neste campo de pesquisa [3-7]. Este trabalho foi financiado pelas agências brasileiras CNPQ, CAPES, e FAPESP.
[1] G.S. Wiederhecker, L. Chen, A. Gondarenko, M. Lipson, Controlling photonic structures using optical forces, Nature. 462 (2009) 633–U103. doi:10.1038/nature08584.
[2] J. Chan, T.P.M. Alegre, A.H. Safavi-Naeini, J.T. Hill, A. Krause, S. Gröblacher, et al., Laser cooling of a nanomechanical oscillator into its quantum ground state, Nature. 478 (2011) 89–92. doi:10.1038/nature10461.
[3] R. Benevides, F.G.S. Santos, G.O. Luiz, G.S. Wiederhecker, T.P.M. Alegre, Ultrahigh-Q optomechanical crystal cavities fabricated in a CMOS foundry, Scientific Reports. 7 (2017) 2295–6. doi:10.1038/s41598-017-02515-4.
[4] F.G.S. Santos, Y.A.V. Espinel, G.O. Luiz, R.S. Benevides, G.S. Wiederhecker, T.P. Mayer Alegre, Hybrid confinement of optical and mechanical modes in a bullseye optomechanical resonator, Opt. Express, OE. 25 (2017) 508–529. doi:10.1364/OE.25.000508.
[5] G.O. Luiz, R.S. Benevides, F.G.S. Santos, Y.A.V. Espinel, T.P. Mayer Alegre, G.S. Wiederhecker, Efficient anchor loss suppression in coupled near-field optomechanical resonators, Opt. Express, OE. 25 (2017) 31347–31361. doi:10.1364/OE.25.031347.
[6] O. Florez, P.F. Jarschel, Y.A.V. Espinel, C.M.B. Cordeiro, T.P.M. Alegre, G.S. Wiederhecker, Dainese, P. Brillouin scattering self-cancellation, Nat Comms. 7 (2016) 11759. doi:10.1038/ncomms11759.
[7] Y.A.V. Espinel, F.G.S. Santos, G.O. Luiz, T.P.M. Alegre, G.S. Wiederhecker, Brillouin Optomechanics in Coupled Silicon Microcavities, Scientific Reports. 7 (2017) 43423. doi:10.1038/srep43423.
Palestrante: Prof. Sergio Machado Rezende - Departamento de Física, UFPE
Título: Novas fronteiras em Spintrônica
Palestrante: Prof. Luiz Felipe Alvahydo de Ulhoa Canto - Professor Emérito da UFRJ
Título: Perspectivas atuais da Física Nuclear
Palestrante: Dr. Fabris Kossoski - Instituto de Física Gleb Wataghin, UNICAMP
Título: Estratégia importance sampling para cálculos de dinâmica semiclássica
Spectra and dynamics simulations which are based on an ensemble of classical nuclear configurations find widespread use in the theoretical chemistry community. Yet, if one is interested in evaluating how temperature impacts such simulations, there is currently no option but to perform several rounds of calculations for each temperature, which implies in a severe computational burden. In this talk I will present a strategy that combines the importance sampling technique with the nuclear ensemble approach. This allows for transformations from a set of results computed for one sampling distribution to any other distribution of interest, with no extra computational cost. Applications of this strategy for three classes of problems will be discussed: (i) the temperature dependent photoabsorption spectra of phenol, (ii) the non-adiabatic dynamics of one of Tully's classical models, and (iii) the dynamics of the transient anion state of chloroethane. The theoretical framework can be applied for assessing the
role of temperature for any physical observable obtained within the nuclear ensemble approach, including photo-induced processes and other types of spectra. Furthermore, the strategy should also enable the evaluation of improved models for the molecular vibrations and of isotope effects. The importance sampling technique has been implemented into the freely available Newton-X software. no auditório do PPGF
Local: Auditório do PPG Física (sala 108)
Palestrante: Prof. Dr. Davi Cabral Rodrigues - Departamento de Física, UFES
Titulo: Absence of a fundamental acceleration scale in galaxies
The Radial Acceleration Relation confirms that a nontrivial acceleration scale a0 can be found from the internal dynamics of several galaxies. The existence of such a scale is not obvious as far as the standard cosmological model is concerned, and it has been interpreted as a possible sign of modified gravity. We consider 193 high-quality disk galaxies and, using Bayesian inference, we show that the probability of existence of a fundamental acceleration is essentially zero. We conclude that a0 is of emergent nature. In particular, the MOND theory, a well-known alternative to dark matte that is based on the existence of a fundamental acceleration scale, or any other theory that behaves like it at galactic scales, is ruled out as a fundamental theory for galaxies at 10σ.
Palestrante: Dr. Fernando da Rocha Vaz Bandeira de Melo - Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF).
Título: Confiabilidade do recozimento quântico digital e o decaimento do emaranhamento quântico
Resumo: Entre os modelos para computação quântica, o recozimento quântico surge como um dos que primeiro poderá estabelecer a "supremacia quântica" - estágio no qual as implementações de computadores quânticos começarão a resolver problemas considerados intratáveis para seus equivalentes clássicos. Por exemplo, é o modelo adotado pela D-Wave - a primeira empresa a comercializar dispositivos anunciados como computadores quânticos. Este primeiro empreendimento privado foi recentemente seguido por uma iniciativa da Google UCSB. Nesta palestra, apresentarei resultados experimentais de uma simulação digital analógica de um protocolo de recozimento quântico em um "computador quântico" de dois qubits baseado em Ressonância Magnética Nuclear (NMR). Nossa simulação experimental empregou 235 passos de Trotter, com mais de 2000 portas lógicas (pulsos), e obteve-se um sucesso do protocolo acima de 80%. Dado o excelente controle do computador quântico baseado em RMN, realizamos a simulação com diferentes níveis de ruído. Analisamos, assim, a confiabilidade do processo de recozimento quântico e o relacionamos com o nível de emaranhamento produzido durante o protocolo. Embora a presença de emaranhamento não seja uma assinatura suficiente para uma simulação melhor que clássica, o nível de emaranhamento alcançado relaciona-se com a fidelidade do protocolo.
Palestrante: Profa. Dra. Aurora Pozo - Departamento de Informática, UFPR.
Título: Uma Visão de Aprendizado de Máquina
Resumo: Aprendizado de Máquina é o estudo de algoritmos que encontram padrões interessantes em dados. No entanto, também é a base da ciência de dados melhor conhecida como a tecnologia essencial da mineração de dados e análise preditiva. Atualmente, os modelos de aprendizado de máquina estão sendo utilizados nas mais diversas áreas do nosso cotidiano. Este seminário tem como objetivos mostrar como o aprendizado de máquina pode ajudá-lo a fornecer melhores análises e soluções.