Colóquios 2020
Wlodek Kluzniak (Copernicus Astronomical Center, Poland)
Título: High frequency QPOs in neutron stars and black holes
Resumo: The X-ray light curves of accreting neutron stars and black holes show certain characteristic frequencies. These are in the kHz range in neutron stars and several hundred Hz in stellar-mass black holes in our Galaxy. There is good evidence that these so-called quasi-periodic oscillations have a general-relativistic origin and their frequencies reflect the underlying space-time metric. The high frequencies often come in pairs in a 3:2 frequency ratio. A model for the frequencies will be presented.
Wlodek Kluzniak (Copernicus Astronomical Center, Polônia)
Titulo: The next picture of a black hole
Resumo: Many black holes can be observed because they accrete ambient matter which releases tremendous potential energy as it falls into the gravitational well. The celebrated picture of the black hole in the M87 galaxy corresponds to fairly tenuous matter falling onto this supermassive black hole. Many other black holes, particularly the ones in a binary system with an ordinary stellar companion, are surrounded by very luminous, dense, disk-like accreting matter (a few dozen such X-ray sources are known in our Galaxy). These accretion disks have been discussed in the literature for about half a century. I will report on the results of magnetohydrodynamic simulations in general relativity (GRMHD) of luminous accretion disks performed in our group with the inclusion of radiation. The observational appearance of such a disk will be presented.
Adriano Benvenho (CCNH-UFABC)
Titulo: Eletrônica Orgânica e a Revolução no Conceito de Desenvolvimento de Dispositivos Eletrônicos e Optoeletrônicos
Resumo: A eletrônica orgânica tornou-se uma área de pesquisa bastante importante neste início de século, devido principalmente a sua interdisciplinaridade, o que levou ao desenvolvimento de dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos com baixo custo e facilidade de fabricação, destacando-se: diodos emissores de luz, transistores de efeito de campo, células solares, sensores de gases e atualmente termoelétricos, constituídos de camadas ativas baseadas em moléculas orgânicas de baixo peso molecular e polímeros conjugados. Neste colóquio será dada uma ideia de como se desenvolveu esta área de pesquisa, desde o estudo de propriedades físicas até aplicações tecnológicas.
20 de maio (colóquio online)
Alexandre Reily Rocha (IFT-Unesp)
Titulo: Simulating the next generation of DNA sequencers: the effects of getting graphene all wet
Resumo: Solvated systems apear in a number of applications, from electrochemistry to biosensors. From a theoretical simulations point of view these are complex system from a number of aspects. In particular the design of all electronic biosensors requires that the device be imersed in – a typically aqueous – solution that involves a large configurational space. Furtheremore, biomolecules comprise large complex structures that are not always feasible with state of the art ab initio simulations. Finally, in an electronic biosensor, electrons must obviously be accounted for, hindering the use of fully classical molecular dynamics methods.
In this talk I will address a methology that finds a balance. Known as QM/MM, we combine it with a non-equilibrium Green's function formalism to simulate electronic transport in graphene, graphene nanopores and nanogaps as possible platforms for DNA chips, and de novo sequencing. I will address the effects of the solvent on the electronic transport properties of such devices, and how the potential of water molecules, and particularly of charged counter ions completely alter the properties compared to simulations in the "gas phase", and even open new channels for transport.
27 de maio (colóquio online)
Herculano Martinho (UFABC)
Titulo: Biophotonics & Nanotechnology as Tools for the New Challenge in Medicine: The Establishiment of the Precision Medicine
Resumo: In the current stage of medicine the clinical diagnosis of a patient is based on the analysis of clinical tests, comparison with physiological and genetic standard parameters, high precision medical imaging, and detection of metabolites in biofluids such as blood and urine. In spite of the broad available arsenal for measuring and characterizing the homeostasis there is a large amount of reported cases of patients with similar symptoms and diagnostic parameters as well, but undergoing distinct pathologies. Moreover, it is not rare that different individuals present different responses to the same treatment. The settling of precision and personalized medical diagnosis and therapy (labeled theranostics) taking into account personal needs and the potential response is the actual big challenge of medicine. This is also named precision medicine. Strategies to overcome this challenge include the establishment of new biomarkers, the dynamic molecular response characterization, and the design of new therapeutic methods. In this talk we will present the main questions to be addressed in the fascinating world of precision medicine and discuss how new nano-vibrational spectroscopy tools could be a key tool driving the advances.
03 de junho (colóquio online)
Adriano Cherchiglia (UFABC)
Título: O Modelo Padrão das Partículas Elementares em cheque: como testes de precisão podem nos indicar a presença de Nova Física
Resumo: O Modelo Padrão das Partículas Elementares (MP), desde a sua proposta como teoria para descrever três das quatro forças fundamentais, vem sendo testado nos mais variados regimes de energia. No regime de altas energias (ordem de TeV) em particular, o Grande Colisor de Hádrons (LHC) tem permitido que o MP seja checado em níveis de precisão sem antecedentes. Entretanto, os dados coletados até o momento não apresentam desvios significativos com relação aos valores teóricos esperados, assim, caso correções devido à Nova Física estejam presentes, elas deverão necessariamente ser pequenas. Dessa forma, faz-se necessário obter as predições do MP com grande nível de precisão, de modo a detectar qualquer pequeno desvio de maneira significativa. Nesse colóquio, tendo predições teóricas como foco, discutirei parte dos desafios para o aumento da precisão de alguns dos observáveis em física de partículas, além de apresentar algumas propostas para levar os resultados teóricos a outro patamar.
17 de junho (colóquio online)
Paulo José da Silva e Silva (IMECC/Unicamp)
Título: Dançando com robôs: planejamento automático de mitigação intermitente para Covid-19
Resumo: Medidas de controle são fundamentais para resguardar o sistema de saúde diante da pandemia de Covid-19. O protocolo de distanciamento social tem sido adotado na maior parte dos países e também no Brasil. Pesquisadores unem esforços e utilizam a matemática para estudar algumas questões: Por quanto tempo o protocolo deve ser mantido para se evitar o colapso do sistema de saúde? Cientes de que a evolução da doença não se encontra no mesmo estágio em todas as cidades e que a capacidade hospitalar varia muito em cada região, deve-se implantar o mesmo protocolo de distanciamento de forma homogênea em todas cidades e no mesmo momento? Deve-se amenizar o protocolo também de forma homogênea em todo o estado? [http://www.cemeai.icmc.usp.br/component/k2/item/1007]
01 de julho (colóquio online)
Ronaldo Savioli Sumé Vieira (UFABC)
Título: Órbitas de partículas cruzando discos autogravitantes em gravitação newtoniana e relatividade geral
Resumo: Uma boa forma de se estudar as propriedades de um sistema de disco autogravitante (como por exemplo uma galáxia) é por meio da análise do movimento orbital de partículas (por exemplo estrelas) em sua vizinhança. Com o propósito de obter expressões tratáveis para descrever a dinâmica das órbitas que cruzam esses discos, consideramos o modelo mais simples: uma distribuição superficial (bidimensional) de massa no plano z=0, no contexto da gravitação newtoniana. Mostramos como é possível obter, nesses discos, os critérios de estabilidade para órbitas circulares no plano equatorial, focando na estabilidade vertical. A partir desses critérios, podemos obter expressões simples que descrevem a dinâmica de órbitas regulares que cruzam o disco, em termos apenas de quantidades físicas observáveis. Além disso, olhamos também para o caso de discos tridimensionais, com estrutura vertical, obtendo assim fórmulas para os "envelopes" das órbitas de estrelas que cruzam o plano equatorial do sistema. Todas essas quantidades dependem somente da densidade superficial do disco, de forma que a princípio podem ser inferidas de observações. Por fim, comentamos sobre a extensão desses resultados para discos autogravitantes em relatividade geral.
08 de julho (colóquio online)
Pieter Westera (UFABC)
Título: Exoplanetas
Resumo: Metade do prêmio Nobel de Física de 2019 foi para os astrônomos suiços Michel Mayor e Didier Queloz, pela descoberta do primeiro exoplaneta orbitando uma estrela comum. Neste colóquio, apresento esta descoberta, e uma visão geral dos exoplanetas conhecidos atualmente.
15 de julho (colóquio online)
Renné Medeiros de Araújo (UFSC)
Título: Momento angular orbital da luz e feixes vetoriais
Resumo: A luz hoje é um dos principais suportes físicos na comunicação em grandes distâncias, haja vista a grande rede mundial de fibras óticas que garante nosso acesso à internet. É possível codificar informação na luz utilizando quaisquer dos seus graus de liberdade, como frequência, polarização, direção de propagação e modo espacial. Dentre os modos espaciais da luz, os modos de Laguerre-Gauss têm chamado a atenção da comunidade por apresentarem momento angular orbital. Esta propriedade não só pode servir como parâmetro de codificação de informação como também se presta a outras aplicações envolvendo, por exemplo, armadilhas óticas. A partir dos modos de Laguerre-Gauss é possível ainda construir o que chamamos de feixes vetoriais, cuja polarização é variável sobre o plano transversal à direção de propagação da luz. Tais feixes apresentam uma estrutura matemática semelhante à dos estados quânticos emaranhados, de forma que seus graus de liberdade espacial e de polarização são não-separáveis. À luz destes curiosos objetos, apresentarei os recentes avanços nas pesquisas do Laboratório de Ótica Quântica da UFSC.
22 de julho(colóquio online)
Reinaldo Luiz Cavasso Filho (UFABC)
Título: Mudando a Percepção dos Estudantes quanto a Física: Desenvolvimento de Experimentos Didáticos de Baixo Custo
Resumo: Temos a visão de que a Física busca um modelamento matemático elegante dos fenômenos fundamentais da natureza. Todavia, a percepção da grande maioria dos estudantes que chegam a nós na universidade está muito longe disso, para eles a Física está relacionada a resolução de equações estranhas envolvendo problemas esquisitos - com pouca ou nenhuma conexão com o mundo real. Provavelmente, a principal causa da construção dessa percepção equivocada seja a maneira como a Física lhes é introduzida no Ensino Médio, raríssimas são as escolas que contam com laboratórios para a execução de experimentos. É evidente que a solução ideal para a questão seria um investimento maciço de recursos públicos em educação básica a nível nacional. Todavia, sabemos que no momento isso não passa de uma mera utopia. Por outro lado, mudar a percepção dos estudantes envolve obrigatoriamente proporcionar-lhes uma vivência experimental mínima em Física. Mas, como fazer isso sem recursos? Sem recursos é evidentemente impossível, mas, há alguns anos surgiu a ideia de desenvolver experimentos didáticos que pudessem ser realizados com recursos muito limitados - experimentos que qualquer professor do Ensino Médio pudesse financiar com recursos próprios, com um custo não superior ao valor de uma pizza. Nesse colóquio, vamos apresentar alguns resultados que obtivemos nessa busca, experimentos de baixo custo que desenvolvemos e já foram aplicados com sucesso em escolas públicas e particulares. Desses experimentos, o que certamente chama mais a atenção é o que envolve a observação do efeito fotoelétrico com LEDs e permite aos estudantes terem um primeiro contato com Mecânica Quântica experimentalmente. Outro experimento que iremos abordar – e também realizar durante o colóquio - envolve a reflexão interna total da luz, fenômeno fundamental para o entendimento do funcionamento de comunicações por fibras ópticas. Vamos também abordar uma nova forma que desenvolvemos para apresentar aos estudantes o limite relativístico de velocidade por meio de um gedankenexperiment de fácil compreensão. Não vamos apresentar nesse colóquio nenhum resultado de "Física Nova", mas sim novos meios de apresentar a "Física Velha", novas formas que façam brilhar os olhos e motivar os estudantes.
29 de julho (colóquio online)
Marcos Sampaio (UFABC)
Título: Simetrias e construção de teorias Físicas
Resumo: Nesse seminário, baseado no artigo "About Symmetries in Physics" de François Gières (Séminaire Rhodanien de Physique – Dolomieu, University of Lyon) vamos discutir de maneira pedagógica sobre o papel de simetrias na construção de teorias físicas, bem como a importância dos mecanismos de quebra de simetria na fenomenologia. Ilustraremos, de maneira simples, com exemplos em teorias fundamentais quânticas e relativísticas.
12 de agosto (colóquio online)
Cecília Chirenti (UFABC)
Título: When neutron stars shake: theory and observations
Resumo: Neutron stars hold many puzzles about their composition and phenomenology. Some observations may be explained as signals resulting from oscillations of the neutron star, caused by a starquake or another catastrophic event. The theoretical study of these oscillations can help us learn more about neutron stars in different guises, including pulsars, magnetars, short gamma ray bursts and fast radio bursts.
19 de agosto (colóquio online)
Luis Gregório Dias (USP)
Título: Estados de Majorana em Física da Matéria Condensada.
Resumo: Em 1937, o físico italiano Ettore Majorana (1906 - 1938?) publicou um trabalho que indicava a existência de partículas que seriam a sua própria anti-partícula. Embora até o momento não se tenha comprovação experimental da existência de partículas elementares com esta propriedade, este trabalho motivou a busca de materiais onde o comporamento coletivo de elétrons dá origem a "quasipartículas" que teriam as mesmas propriedades das respectivas "anti-quasipartículas". Neste caso, nos referimos a estas excitações coletivas como "estados de Majorana". Neste Colóquio, vou fazer uma breve apresentação de como o estudo de estados de Majorana tem sido um tópico bastante ativo em Física de materiais e também nos esforços recentes para usar estes estados "exóticos" em computação quântica.
30 de setembro (colóquio online)
Luís Carlos Bassalo Crispino (Univ. Federal do Pará)
Título: Divulgação da Física e da Astronomia no Norte do Brasil
Resumo: A Amazônia brasileira tem uma vasta extensão territorial, correspondendo a mais de 50% do território nacional. Devido às suas condições singulares, a realização de atividades educacionais na Amazônia impõe grandes desafios. Com a Divulgação Científica a situação é semelhante. Apresentamos algumas ações de Divulgação Científica realizadas na Amazônia, a saber: (i) Laboratório de Demonstrações da UFPA, (ii) Física e Tecnologia para a Escola, (iii) Núcleo de Astronomia da UFPA, (iv) Museu Interativo da Física, (v) Centro Interativo de Ciência e Tecnologia da Amazônia, (vi) Palestras Vocacionais na Educação Básica, (vii) Nano-Jovem, (viii) Meninas Amazônidas nas Ciências Exatas, Engenharias e Computação.
7 de outubro (colóquio online)
Rogério Rosenfeld (IFT - Unesp)
Título: Física de Partículas e Cosmologia: um casamento feliz
Resumo: O entendimento atual do Universo depende de dois ingredientes principais: a teoria da relatividade geral e o modelo padrão de física de partículas elementares. Neste colóquio abordarei alguns exemplos dessa relação simbiótica entre o micro e o macro, ou seja, como partículas elementares impactam cosmologia e vice-versa.
14 de outubro (colóquio online)
Marcos Gesualdi (UFABC)
Título: Técnicas holográficas de geração de feixes ópticos estruturados e suas aplicações em sistemas de instrumentação óptica
Resumo: A holografia é uma técnica interferométrico-difrativa que permite o registro e a reconstrução óptica de imagens 3D de objetos tridimensionais, pois um holograma carrega as informações de intensidade e fase de um objeto 'holografado'. Recentemente, o aumento da capacidade de processamento e armazenamento dos computadores, o desenvolvimento de novos dispositivos optoeletrônicos e os novos materiais de registro holográfico tem possibilitado a viabilidade de geração de hologramas computacionais (CGH, Computer-Generated Hologram) e analógicos (PRH, Photorefractive holography; e, HMS, Holographic metasurfaces). Bem como, a implementação experimental de sistemas holográficos de registro e reconstrução numérica e/ou óptica de objetos 3D e geração de feixes ópticos não-difrativos (Bessel, Mathieu, Airy, etc) e/ou estruturados (Frozen waves, vórtices ópticos com momento angular orbital, etc). Estes feixes podem ser chamados ondas localizadas ("localized waves") ou ondas não-difrativas ("non-diffracting waves") ou ondas resistentes a difração ("diffraction-resistant waves"), que são por definição pacotes de ondas localizadas que podem permanecer invariáveis durante a propagação. Por outro lado, a geração holográfica de feixes ópticos não-difrativos e estruturados ("structured light") vem apresentando perspectivas promissoras em diversas aplicações em sistemas de instrumentação óptica, como: metrologia óptica holográfica, pinças ópticas holográficas, microscopía holográfica digital, sistemas holográficos de projeção 3D, sistemas de micro-fabricação, interferometria óptica, comunicações ópticas e informação quântica.