Colóquios 2017
Data: Quarta-feira, 22 de fevereiro, às 14:00h
Local: UFABC - SA. Bloco A - A111-0
Palestrante: Fernando Semião (CCNH-UFABC)
Título: Fótons: quando usar?
Resumo: Seria a visão de pacotes concentrados de energia a maneira como o campo eletromagnético é descrito na mecânica quântica? Seria o quadrado do campo elétrico a função de onda dos fótons? Por que precisamos de uma Óptica Quântica? Esses assuntos serão tratados de uma maneira não técnica visando uma compreensão qualitativa e acessível a não-especialistas.
Data: Quarta-feira, 08 de março, às 14:00h
Local: UFABC - SA. Bloco A - A111-0
Palestrante: Luana Sucupira Pedroza (CCNH-UFABC)
Título: Molhar ou não molhar: água em sólidos
Resumo: Células combustíveis são consideradas uma das tecnologias de geração de energia limpa mais promissoras. As reações que ocorrem nesse sistema envolvem a interação entre água e superfície de sólidos. Apesar de enormes avanços experimentais e teóricos, a água e suas interações em interfaces ainda possui muitas propriedades não compreendidas. Nesse colóquio, apresentaremos como, a partir de modelos microscópicos ab initio e simulações computacionais, podemos entender o comportamento da água em interfaces. Discutiremos alguns dos desafios da área e problemas em aberto.
Data: Quarta-feira, 15 de março, às 14:00h
Local: UFABC - SA. Bloco A - A111-0
Palestrante: Adriano M. Alencar (IF-USP)
Título: Aplicações de Mecânica Estatística a Sistemas Biológicos: Teoria e Experimentos
Resumo: Os seres vivos são, em última instância, máquinas termodinâmicas, que lentamente oxidam uma quantidade gigantesca de moléculas orgânicas, liberando calor e realizando trabalho macroscópico. Flutuações em quantidades mensurareis são muito comuns, desde a escala macroscópica a microscópica, e podem ser solucionados usando aproximações típicas da mecânica estatística. Nesse contexto, iremos explorar alguns fenômenos em que resolvemos o problema de forma analítica e numérica e comparamos os resultados com nossos experimentos, dentre os quais flutuações nas pressões pulmonares [1,2], ronco [3] e instabilidades na superfície de células vivas [4], que podem ser analisados usando respectivamente modelos de percolação em uma rede de Bethe, expoente de Hust e modelos de terremoto.
[1] A.M. Alencar et al., Phys. Rev. Lett, 2001
[2] A.M. Alencar et al., Nature, 2002
[3] A.M. Alencar et al. Physica A, 2013
[4] A.M. Alencar et al., Soft Matter, 2016
Data: Quarta-feira, 22 de março, às 14:00h
Local: UFABC - SA. Bloco A - A111-0
Palestrante: Adalberto Fazzio (CCNH-UFABC)
Título: Nobel em Física de 2016 e os isolantes topológicos 3D
Resumo: Em 2016 foram laureados com prêmio Nobel em física os pesquisadores D.Thouless (Univ. of Washington), F.D.M. Haldane (Princeton Univ.) e J.M.Kosterlitz (Brown Univ.). Seus trabalhos resultaram em uma quebra de paradigma na compreensão das propriedades da matéria. Eles usaram conceitos de topologia na física da matéria condensada para explicar, por exemplo o efeito Hall quântico e possibilitaram a predição de materiais exóticos conhecidos como isolantes topológicos. Até a década de 80 as transições de fase da matéria eram descritas segundo a quebra de simetrias desenvolvida por Ginzburg e Landau. Entretanto as novas descobertas mostraram que modelos descritos por um parâmetro de ordem local não explicavam os fenômenos, daí as formulações topológicas da matéria. A noção de métrica desaparece e a matéria é controlada por propriedades que são insensíveis a espaço-tempo e são descritas por um ramo da matemática conhecido como topologia. O estado Hall quântico foi o primeiro exemplo de um estado quântico em que não há quebra de simetria, e a ordem topológica explicava a robustez dos estados de borda. Para se observar o Efeito Hall quântico, experimentos exigiam altos campos magnéticos, baixas temperaturas e amostras bidimensionais. Entretanto, baseado no trabalho de Haldane, Kane e Mele mostraram que uma rede tipo-grafeno(2D) apresenta uma ordem topológica não-trivial , sem quebrar a simetria de reversão temporal – em que o acoplamento spin-órbita faz o papel do campo magnético: Os isolantes topológicos (IT). Estes IT apresentam um bulk isolante mas apresentam estados exóticos de borda (no caso 2D) ou de superfície (no caso 3D), de forma que os estados de borda ou de superfície sejam metálicos e protegidos pela invariância de reversão temporal. Tais estados derivam de propriedades dos estados quânticos – sua função de onda - que adquirem fases geométricas distintas das triviais quando percorrem um ciclo fechado na zona de Brillouin - definindo os invariantes topológicos. A passagem topológico-trivial deve envolver uma transição de fase mediada por um estado metálico. Utilizando técnicas de espectroscopia de foto-emissão de resolução angular (ARPES) David Hsieh, em sua tese de doutoramento em Princeton, mostrou pela primeira vez que o cristal de Bi1-xSbx exibe estados condutores robustos que são localizados na sua superfície. Estes estados de superfície tem uma estrutura de bandas não usual que não podem existir em isolantes triviais. A revista Nature publica um artigo em 2010 com o título “Star Material” relatando a euforia dos físicos na reunião anual da APS (March meeting) onde se lê: “Two variation of the quantum Hall effect have won their discovers Nobel prizes, and some researchers think that a Nobel awaits whoever can contribute the most to the growing field... Yet trips to Stockholm are some way off.” Neste colóquio, pretendo discutir alguns aspectos dessa nova classe de materiais que são os Isolantes topológicos e suas potenciais aplicações, com ênfase no trabalho desenvolvido pelo nosso grupo.
Data: Quarta-feira, 29 de março, às 14:00h
Local: UFABC - SA. Bloco A - A111-0
Palestrante: Osvaldo Pessoa Jr. (Depto. de Filosofia, FFLCH, USP)
Título: Influências culturais nas interpretações da teoria quântica
Resumo: A teoria quântica possui uma parte objetiva, expressa pelo seu formalismo mínimo, que fornece as previsões experimentais da teoria. Mas ela possui também uma parte interpretativa, que envolve afirmações a respeito da realidade de processos não diretamente observáveis da realidade (interpretações realistas), ou teses justificando porque não se deve ir para além dos fatos observáveis (interpretações antirrealistas). Há dezenas de interpretações da teoria quântica. Como a escolha da interpretação não é determinada pelos dados empíricos, ela pode sofrer considerável influência da cultura reinante em uma comunidade científica. Neste trabalho, exploraremos como essa influência cultural se deu no último século, considerando também outros mecanismos para explicar porque certas interpretações são preferidas em certos lugares.
Data: Quarta-feira, 05 de abril, às 14:00h
Local: UFABC - SA. Bloco A - A111-0
Palestrante: Élcio Abdalla (IF, USP)
Título: Ciência, tecnologia e perspectivas de se auscultar os sussurros do Universo: o telescópio BINGO.
Resumo: Neste colóquio apresentamos a problemática da parte escura do Universo, colocando-a como elemento subjacente ao problema cosmológico como um todo, onde a parte escura (as assim chamadas matéria e energia escuras) tem um papel preponderante no Universo, já que perfaz nada menos que 95% de seu conteúdo físico. Para um estudo novo e eficiente do problema, propomos a construção de um rádio telescópio que pode nos fornecer detalhes da distribuição de matéria no Universo, e informações valiosas sobre a parte escura. A construção envolve problemas diversos de estratégia e técnica. Mostramos como passar por estes problemas e como será o todo do projeto, a ser construído no Norte do Uruguai. O papel brasileiro será bastante importante no projeto.
Data: Quarta-feira, 12 de abril, às 14:00h
Local: UFABC - SA. Bloco A - A111-0
Palestrante: José Antonio Souza (CCNH, UFABC)
Título: Micro/nano estruturas hierárquicas ocas: síntese, propriedades físicas e aplicações.
Resumo: Estruturas hierárquicas ocas micro/nano estruturadas formam uma importante família de materiais funcionais. Nesta palestra, apresentaremos importantes avanços alcançados na síntese e caracterização das propriedades físicas dessas estruturas focando em ZnO, TiO2 e também materiais magnéticos Fe3O4 e Fe2O3.
Esses materiais possuem propriedades físicas excepcionais e inúmeras aplicações em diversas áreas tecnológicas. Dispositivos como as células solares, células a combustível, transistores de efeito de campo, transdutores piezelétricos, armazenamento magnético, entre outros, são exemplos de algumas aplicações de óxidos de metais de transição.
Em particular, apresentaremos um processo de síntese envolvendo oxidação térmica combinada com a passagem de corrente elétrica no material precursor simultaneamente a uma transição de fase estrutural. Esse estudo experimental revelou estruturas hierárquicas inéditas: estruturas microtubulares cobertas com nanofios em sua superfície; transferência colossal de massa através de difusão de íons formando óxido de titânio oco. Os resultados revelaram uma nova rota para a fabricação de materiais ocos decorados com nanofios. As propriedades morfológicas, estruturais, magnéticas e de transporte elétrico foram estudadas, patentes foram depositadas e vislumbram-se varias aplicações tecnológicas.
Data: Quarta-feira, 19 de abril, às 14:00h
Local: UFABC - SA. Bloco A - A111-0
Palestrante: Winston Schmiedecke (IFSP)
Título: Acordo Nuclear Brasil - Alemanha Ocidental: antecedentes, controvérsias e desdobramentos
Resumo: A sequência de descobertas envolvendo possibilidades de aplicação da energia nuclear evidenciou, ao longo dos tempos, as diversas facetas de uma área da ciência fadada à controvérsia e alinhada aos interesses das nações já estabelecidas em termos econômicos, científicos e tecnológicos. Além do conhecido emprego na construção de armamentos de destruição em massa, a tecnologia nuclear permite a construção de usinas destinadas à produção de eletricidade. Reconhecido detentor de um grande potencial hidroelétrico, o Brasil historicamente concentrou sua produção energética nessa modalidade de geração de eletricidade. Entretanto, houve ocasiões em que eminentes vozes oriundas da comunidade científica destacaram a viabilidade e a importância de uma diversificação da matriz energética nacional. Todavia, se a origem da chamada “opção nuclear” no Brasil possui um vínculo com discussões nascidas em nível acadêmico, o planejamento e a efetivação dos meios destinados à transferência do know-how nuclear ocorreram, em grande parte, à margem do desejável debate com os membros da comunidade científica estabelecida no país, que esteve por mais de duas décadas sob o jugo de uma ditadura militar. Este colóquio apresenta uma versão do histórico da introdução da energia nuclear na composição da matriz energética brasileira, sob a justificativa de seus propositores de colocar o país em sintonia com a prática científica desenvolvida pelas principais potências mundiais, visando ao conhecimento e ao domínio da tecnologia nuclear. A partir de uma breve reconstituição do cenário mundial em que surgiram e se desenvolveram as primeiras aplicações da tecnologia nuclear derivadas da descoberta do processo de fissão do núcleo atômico, apresenta-se o surgimento da opção nuclear no Brasil como uma das justificativas para a criação do Conselho Nacional de Pesquisas (CNPq), no início da década de 1950, passando pela chegada ao país dos primeiros reatores de pesquisa, até ocorrer a assinatura do ”Acordo Nuclear com a Alemanha Ocidental”, em 1975. Em meio às controvérsias envolvendo opiniões de cientistas, políticos e tecnocratas, é apresentado um aspecto ainda pouco explorado das consequências do Acordo: resultados positivos pontuais obtidos pelo programa oficial de formação de recursos humanos em contraposição ao surgimento do chamado “programa nuclear paralelo”, idealizado e conduzido por setores ligados às Forças Armadas. Desta maneira, são disponibilizadas informações relacionadas a um importante episódio da história da ciência nacional que, dentre outras possibilidades, permitem o reconhecimento da existência de uma política oficial de capacitação responsável pela formação de algumas centenas de profissionais brasileiros em uma área estratégica – e polêmica.
Data: Quarta-feira, 26 de abril, às 14:00h
Local: UFABC - SA. Bloco A - A111-0
Palestrante: Carlos Rettori (CNCH/GMQ, UFABC)
Título: Ressonância de spin do elétron (ESR) e do próton (NMR) e suas aplicações
Resumo: Neste colóquio apresentaremos uma breve introdução histórica, teórica e experimental das técnicas de ESR e de NMR. Serão comentadas as aplicações de ESR e NMR a várias áreas. Se o tempo permitir, daremos alguns exemplos onde ESR é usada e aplicada à física da matéria condensada:
a) Materiais orgânicos (radicais livres)
b) Elétrons de condução, supercondutividade (diamagnetismo, estado de vórtice)
c) Isolantes (distorções)
d) Semicondutores (campos cristalino e hiperfino)
e) metais (skin depth, nanopartículas)
f) momento magnético – acoplamento de troca (atômica, AFM e FM) de elétrons de condução
2º. quadrimestre de 2017
Data: Quarta-feira, 3 de maio, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Marcelo Marques (ITA)
Título: O efeito da desordem e da correção de gap em semicondutores: sistemas volumétricos e bidimensionais
Resumo: A indústria eletrônica com o uso de sistemas semicondutores revolucionou o mundo. Computação, internet, TV digital, iluminação eficiente são alguns dos produtos resultantes de um longo processo de pesquisa que conecta desde o entendimento de interações em nível atômico até a realização de alguma funcionalidade utilitária: produção de luz coerente, controle de correntes elétricas, conversão de energia, etc. O estágio atual dos dispositivos eletrônicos que torna nosso mundo tecnológico possível é muito avançado. Eles se baseiam em materiais artificiais com alto nível de complexidade, e num segundo estágio em sistemas semicondutores formados a partir destes materiais. O LASER semicondutor e o transistor de alta mobilidade (usado em celulares) são dois exemplos claros. Neste contexto, tanto o projeto quanto o entendimento das propriedades de tais sistemas em matéria condensada exigem modelos físicos cada vez mais elaborados, que fazem uso de teorias como Termodinâmica e Mecânica Quântica de Muitos Corpos.
Neste colóquio mostrarei a obtenção de propriedades físicas de sistemas semicondutores de vasta aplicações em tecnologia. Utilizamos simulações computacionais baseadas na Teoria do Funcional da Densidade que são acopladas a outros métodos, especialmente para tratar efeitos de desordem, termodinâmica e estados excitados. Em especial, destacamos que muitos destes métodos foram desenvolvidos no Grupo de Materiais Semicondutores e Nanotecnologia-GMSN do ITA, como o método de estados excitados DFT-1/2. Destacarei na minha apresentação principalmente resultados envolvendo ligas semicondutoras e materiais bidimensionais.
Data: Quarta-feira, 10 de maio, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Farinaldo Queiroz (Max-Planck-Institut fur Kernphysik)
Título: A Natureza da Matéria Escura: Um Enigma Desafiador
Resumo: Iremos revisar as principais evidencias sobre a existência de matéria escura em escalas cosmológicas e galáticas, ressaltando o que temos aprendido nas últimas décadas no que diz respeito a um dos principais problema da ciência na atualidade. Veremos que estudos sobre matéria escura são amplos. Tratam de questões intrigantes como a possível relação entre matéria escura e câncer em seres humanos, a extinção dos dinossauros, aquecimento global, física solar, além de estar conectada as forças fundamentais de regem o dinâmica do universo das grandes escalas até as escalas das partículas elementares.
Data: Quarta-feira, 31 de maio, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Mauro Cosentino
Título: Física Nuclear Relativística no LHC
Resumo: A física nuclear relativística, também conhecida como física dos íons pesados relativísticos, é a fronteira de altas energias da física nuclear e o laboratório por excelência da teoria das interações fortes, a QCD. Nesta apresentação abordarei um breve resumo da evolução da física nuclear no século XX, relacionando-a com o desenvolvimento da física das partículas elementares e com a cosmologia moderna e o início do universo. Serão então apresentadas as descobertas da área nas últimas décadas e alguns resultados de maior impacto obtidos pelo LHC, em especial com o experimento ALICE.
Data: Quarta-feira, 7 de junho, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. George Matsas (IFT - UNESP)
Título: Observação Virtual do Efeito Unruh
Resumo: De acordo com o efeito Unruh observadores suficientemente acelerados no vaácuo usual (aquele no qual observadores livres congelam à temperatura de 0 K) morreriam queimados em um banho térmico de radiação. É como se os observadores acelerados vissem como reais aquelas partículas que os livres afirmam serem virtuais. O efeito Unruh acabou vindicando de quebra a descoberta feita anos antes por S. Fulling de que, quanticamente, o conceito de partícula depende do observador. Apesar do tremendo impacto conceitual dessa descoberta, uma observação direta do efeito Unruh ainda é assunto em debate, dado que a aceleração necessária para alcançar 1 K às custas do efeito Unruh é de. Qualquer observação do efeito Unruh, portanto, necessita de sondas resistentes a acelerações titânicas e capazes de “gravar" e transmitir a informação referente ao banho térmico aos observadores inerciais, ou seja nós (que não vemos o banho térmico diretamente). Nosso trabalho propõe um experimento simples no qual as sondas são elétrons acelerados e a informação sobre o efeito Unruh é codificada na radiação eletromagnética emitida por eles, que pode, em princípio, ser medida por observadores inerciais com relativa facilidade. Devido ao fato do experimento proposto depender basicamente de conceitos de eletrodinâmica clássica (uma teoria bem fundamentada desde o século 19), nós nos “antecipamos” aos experimentalistas e realizamos o cálculo para mostrar qual deve ser o resultado do experimento. Nossos resultados são 100% consistentes com a existência do banho térmico de Unruh. Assim, a menos daqueles que duvidam de eletrodinâmica clássica, nosso resultado deve ser visto como uma verificação direta (tão direta quanto possível) do efeito Unruh.
Data: Quarta-feira, 14 de junho, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. A.M. Figueiredo Neto (IF - USP)
Título: O que a Física pode auxiliar na caracterização da LDL-colesterol ?
Resumo: A doença cardiovascular (CVD) é a líder em causa de mortes e morbidade no mundo, batendo doenças como, por exemplo, o câncer. Dentre as CVD, as mais conhecidas são o infarto agudo do miocárdio e o acidente vascular cerebral (derrame). A aterosclerose é caracterizada pala formação de placas nos vasos sanguíneos, estando na origem das CVD. Há diversos estudos na literatura médica nos quais a presença de altos níveis de LDL (low-density lipoprotein ou lipoproteína de baixa densidade) e baixos níveis de HDL (high-density lipoprotein ou lipoproteína de alta densidade) no sangue, combinados com alta pressão sanguínea, diabetes tipo 1 e 2, tabagismo e obesidade, são fatores de risco para o desenvolvimento da CVD. Mais recentemente, verificou-se que a presença de formas modificadas da LDL (pela ação de radicais livres, por exemplo) no sangue está relacionada ao desenvolvimento da CVD. A técnica de óptica não-linear de Varredura-Z foi utilizada pela primeira vez no Instituto de Física da USP para identificar a LDL modificada em amostras de sangue de pacientes. Mostramos que a resposta óptica não-linear de soluções de LDL depende do grau de modificação da lipoproteína. Nesta palestra, discutiremos os detalhes dessa técnica experimental que utiliza a luz laser e seu processo de interação com a matéria e apresentaremos experimentos realizados com sangue de doadores.
Data: Quarta-feira, 21 de junho, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Ettore Segreto (IFGW - Unicamp)
Título: The Deep Underground Neutrino Experiment: Contribuições brasileiras e perspectivas.
Resumo: A física dos neutrinos é um dos campos de pesquisa mais ricos e interessantes da física de partículas moderna. Desde quando foram descobertos, os neutrinos reservaram muitas surpresas aos físicos e provavelmente reservam mais por o futuro próximo, já que representam uma das mais poderosas janelas da nova física. Um dos mais importantes programas experimentais que abordará algumas das questões abertas na física de neutrinos é o Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). Será o primeiro projeto de megaciência no solo dos EUA, que envolve mais de 900 físicos. Permitirá esclarecer a violação do CP no setor leptônico, a hierarquia de massas de neutrinos e o octante de theta-23. O DUNE prevê a realização de um feixe de neutrinos e de um detector próximo, ambos localizados no Fermilab (EUA) e de um gigantesco far detector baseado na tecnologia de câmara de projeção temporal de argônio líquido, que será instalado no Sanford Underground Research Facility no Dakota do Sul (distante 1300 km). Além disso, a enorme massa ativa do far detector permitirá desenvolver um rico programa de física não relacionado ao feixe de neutrinos, que inclui a pesquisa de decaimento de prótons, a detecção de neutrinos de supernova e de neutrinos atmosféricos. Vários grupos experimentais e teóricos brasileiros fazem parte da Colaboração DUNE. Um dos principais objetivos é a realização de uma parte do detector no Brasil. Em particular, está em curso um grande esforço de P&D para desenvolver um novo conceito de detecção da luz de cintilação do argônio líquido, altamente competitivo com os propostos por outros grupos da Colaboração. As actividades mais relevantes que estão sendo desenvolvidas neste campo na UNICAMP, UFABC e Fermilab serão ilustradas juntamente com as perspectivas de desenvolvimentos futuros e colaborações.
Data: Quarta-feira, 28 de junho, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Eduardo Novais (CCNH-UFABC)
Título: "Mais é diferente."
Resumo: Em 1972 Philip Anderson sintetizou um novo conjunto de ideias com a frase "mais é diferente". No manuscrito homônimo, publicado na revista Science, ele escreve: "A habilidade de reduzir tudo a leis fundamentais simples não implica na habilidade de começar com essas leis e reconstruir o Universo." Em muitos sentidos esse manuscrito é um manifesto contra o princípio reducionista que permeou o pensamento científico durante 400 anos e marcou o início do estudo sistemático dos fenômenos emergentes.
Transições de fase quânticas são exemplos onde essas ideias podem ser apresentadas de maneira clara e controlada. Nesse colóquio abordaremos o que são essas transições e como elas são estudadas usando o grupo de renormalização. Na segunda parte do colóquio discutiremos o transporte eletrônico através de pontos quânticos duplos na presença de ruído quântico como um exemplo do que foi apresentado antes.
Data: Quarta-feira, 05 de julho, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Drª. Arlene Cristina Aguilar (DRCC - IFGW - UNICAMP)
Título: "QCD e seus segredos sobre a origem da massa do universo visível."
Resumo: Um dos objetivos centrais da física hadrônica é entender como as propriedades físicas dos hádrons tais como massa e fatores de forma emergem da combinação dos graus de liberdade fundamentais da Cromodinâmica Quântica (QCD): quarks, gluons e ghosts. Descrever a formação de hádrons, nos força inevitavelmente a encarar alguns dos fenômenos físicos mais desafiadores da física atual como o confinamento e a quebra da simetria quiral e sua posterior geração de massa dinâmica para os quarks. Estes fenômenos são intrinsecamente de natureza não-perturbativa e requerem ferramentas especiais para serem atacados. Neste colóquio, vou apresentar qual é o status atual do nosso conhecimento sobre o comportamento não-perturbativo das funções de Green que descrevem estes graus de liberdade fundamentais da QCD. Uma atenção especial será dedicada ao mecanismo de geração de massa dinâmica dos quarks e gluons, que são responsáveis por explicar 98% da massa visível do nosso Universo.
Data: Quarta-feira, 12 de julho, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Drª. Iseli Lourenço Nantes (CCNH - UFABC)
Título: "Luz, biomoléculas e sal metálico: Ingredientes para síntese verde de nanopartículas metálicas e supraparamagnéticas."
Resumo: Existe grande interesse em explorar a síntese de nanopartículas metálicas de formas e tamanhos controlados para serem utilizadas em uma diversidade de aplicações tais como ótica, diagnóstico, drug delivery, etc. As nanopartículas de ouro e de prata, assim como a de outros metais como o paládio e o cobre requerem um agente redutor que leve à redução do metal à sua forma atômica e um agente estabilizante para a suspensão coloidal. Pode ocorrer também a formação de nanopartículas devido ao arranjo cristalino do sal metálico modulado pela presença de um template. Outro caso de nanopartículas metálicas com propriedades específicas se refere ao caso da magnetita nanoestruturada cuja síntese requer proporções adequadas de sal com ions ferro nos estados de oxidação 2+ e 3+ presentes. No processo de síntese da magnetita é produzido o óxido de ferro Fe3O4 cuja organização cristalina dota as partículas de momento magnético. Todas essas modalidades de nanoestruturas acima descritas podem ser obtidas por diferentes rotas de síntese, geralmente feitas em condições extremas com altas temperaturas e/ou pressão, bem como agentes tóxicos e podem envolver também muitas etapas de síntese. Em nosso grupo temos devolvido métodos verdes, de uma etapa de síntese, quase sempre em condições brandas de temperatura e pressão ambiente para a síntese de todas as categorias de nanopartículas metálicas ou seja, as de átomos metálicos, as de sais metálicos e as de óxidos metálicos. As biomoléculas usadas são proteínas isoladas das mais diferentes fontes, peptídeos com sequências que mimetizam proteínas e extratos de frutas. Com esses ingredientes, em alguns casos com concomitante irradiação UV, temos obtido nanopartículas de ouro e prata, de AgCl e AgI, essa última com propriedades de supercondutividade e magnetita nanoestruturada.
Data: Quarta-feira, 19 de julho, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Roberto Serra (CCNH - UFABC)
Título: "Testemunhando o encontro do Demônio de Maxwell com a mecânica quântica"
Resumo: Em 1867, James Clerk Maxwell imaginou um ser dotado de inteligência capaz de acessar informações microscópicas e selecionar partículas de um gás dependendo de sua velocidade. O Demônio de Maxwell (como veio ser conhecido), embora fosse um ser imaginário, desafiava fundamentalmente a segunda lei da termodinâmica. Demoramos mais de 100 anos para compreender os seus mecanismos de funcionamento e finalmente exorcizar essa ameaça através de uma conexão fundamental entre informação e energia. Por outro lado, atualmente testemunhamos uma nova revolução tecnológica, na qual estados quânticos de sistemas microscópicos individuais podem ser acessados e manipulados em laboratório com grande precisão. Essa revolução da chamada tecnologia quântica, promete códigos inexpugnáveis, computadores quânticos com capacidade de cálculo sem precedentes, sensores quânticos ultra precisos, motores microscópicos supereficientes, etc. A mesma tecnologia nos permite também trazer a imaginação de Maxwell a vida e observar seus demônios no laboratório. Neste seminário discutiremos relações entre termodinâmica fora do equilíbrio e a emergente tecnologia quântica. Mostraremos ta criação do primeiro Demônio de Maxwell Quântico em um laboratório. Um ingrediente fundamental neste cenário é a possibilidade de manipular a produção de entropia em um sistema quântico fora do equilíbrio e de converter informação em energia. Por fim, vamos conjecturar as implicações de tudo isso em um futuro próximo no qual poderemos ter máquinas impulsionadas por informação.
Data: Quarta-feira, 26 de julho, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Alberto Saa (IME - UNICAMP)
Título: "Surpresas na Física Matemática."
Resumo: As equações a derivadas parciais (EDP) são de extrema importância na Física. De fato, não há teoria física que não envolva, de alguma maneira, EDP em sua formulação. Mostraremos, com exemplos explícitos, uma série de situações um tanto surpreendentes, paradoxais até, envolvendo EDP em contextos físicos. A elucidação completa destas situações envolvem um conceito um tanto sutil, mas fundamental na Física Matemática: as extensões auto-adjuntas de um operador diferencial. Será feita uma breve revisão dos aspectos matemático e teórico destes problemas e serão apresentadas algumas aplicações recentes nos contextos da Relatividade Geral e da Mecânica Quântica.
Data: Quarta-feira, 02 de agosto, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Pedro Gali Mercadante (CCNH - UFABC)
Título: "A Física de partículas no LHC."
Resumo: A Física de Partículas Elementares estuda os constituintes básicos da matéria, tanto sua composição (as partículas elementares) como suas interações (as forças fundamentais). Durante o século XX foi desenvolvido o modelo padrão das interações eletrofracas, baseado na linguagem da teoria quântica de campos - uma formulação capaz de satisfazer os princípios da mecânica quântica e da teoria da relatividade restrita. Neste Colóquio apresentamos como aceleradores de partículas são utilizados para o entendimento da estrutura elementar da matéria. Mostraremos os estudos do grupo paulista no experimento do CMS (o SPRACE) do qual fazemos parte na UFABC, em particular nossos esforços na busca de matéria escura.
Data: Quarta-feira, 09 de agosto, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Nathan Jacob Berkovits (IFT - UNESP)
Título: "Supersimetria e Supercordas."
Resumo: A ideia da supersimetria surgiu nos anos 1970´s junto com a teoria de supercordas. Embora supersimetria parece não estar presente nas energias accessíveis ao Large Hadron Collider, a teoria de supercordas prevê a existência de supersimetria na energia de Planck onde efeitos gravitacionais quânticas são relevantes. Depois de apresentar uma introdução geral à supersimetria e supercordas, falarei um pouco sobre minha pesquisa que estuda a relação entre estes dois assuntos.
Data: Quarta-feira, 16 de agosto, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. João Ricardo Sato (CCMC - UFABC)
Título: "Conectividade cerebral, neurodesenvolvimento e psicopatologia."
Resumo: Neste colóquio apresentarei descobertas recentes sobre neurodesenvolvimento, com foco na segunda infância e adolescência. Discutirei sobre o amadurecimento de redes cerebrais e como analisá-las utilizando métodos computacionais e estatísticos. Estudos envolvendo métricas oriundas da teoria dos grafos serão apresentados. Por fim, será discutida a associação entre problemas no neurodesenvolvimento e manifestações de sintomas psiquiátricos.
3º. quadrimestre de 2017
Data: Quarta-feira, 20 de setembro, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Sylvio Canuto (IF - USP)
Título: "Espectroscopia Molecular em Ambiente Supercrítico. Combinando Mecânica Quântica e Física Estatística."
Resumo: Combinando mecânica quântica e física estatística é possível incluir condição termodinâmica e assim estudar sistemas moleculares em diferentes regiões do diagrama de fases. Essas combinações dão origem ao que se chama de métodos multiescala, ou métodos QM/MM (quantum mechanics / molecular mechanics).
Aplicações destas metodologias tem permitido estudar sistemas moleculares em meio líquido, uma condição corriqueira em laboratórios de química e espectroscopia molecular e de enorme importância em biologia molecular [1]. É, talvez, desnecessário lembrar que diversas reações bioquímicas essenciais para a existência e preservação da vida só ocorrem em meio aquoso. Uma vez incorporada a condição termodinâmica é possível ousar para avançar em outras áreas do diagrama de fases. Uma especialmente misteriosa é a chamada região supercrítica, situada em temperaturas e pressões além do ponto crítico, ao final da linha de coexistência gás-líquido. Recentemente nossa atenção tem sido desviada para incluir o estudo de propriedades moleculares (estrutura, reatividade, espectroscopia, parâmetros de NMR, etc.) em ambiente supercrítico [2-5]. Muito mais desafiador é acessar as propriedades do ponto crítico, conhecido por suas enormes instabilidades e divergências. Os estudos teóricos do ponto crítico são tradicionalmente realizados por teorias de escala e de renormalização sendo, em princípio, inacessível para estudos teóricos de estrutura eletrônica. Nada, ou quase nada, se sabe sobre a estrutura eletrônica nas vizinhanças do ponto crítico. Qual então o comportamento dos elétrons em torno do ponto crítico? Seguindo nosso passeio pelo diagrama de fases, mais recentemente focamos nossos estudos nas propriedades eletrônicas de fluidos homogêneos na vizinhança do ponto crítico. Obtivemos pela primeira vez usando cálculo explícito de mecânica quântica o valor da constante dielétrica na vizinhança próxima do ponto crítico (T = Tc + 2K) [6,7]. Analisamos seu comportamento em função da densidade e também possíveis pontos de convergência entre as previsões dos métodos de mecânica estatística e de mecânica quântica. É nossa expectativa que isto abre uma avenida para desvendar as propriedades eletrônicas do ponto crítico confirmando previsões e resultados já obtidos e, possivelmente, obtendo novos conhecimentos.
Referências
[1] S. Canuto, Ed., Solvation Effects on Molecules and Biomolecules. Computational Methods and Applications. Springer (2008).
[2] B. J. C. Cabral, R. Rivelino, K. Coutinho and S. Canuto, J. Chem. Phys. 142, 024504 (2015).
[3] T. L. Fonseca, H. C. Georg, K. Coutinho and S. Canuto J. Phys. Chem. A 113, 5112 (2009).
[4] M. Hidalgo and S. Canuto, Phys. Letters A 377, 1720 (2013)
[5] M. Hidalgo, K. Coutinho, B. J. C. Cabral and S. Canuto, Adv. Quantum Chem. 71, 323 (2015).
[6] M. Hidalgo, K. Coutinho and S. Canuto, Phys. Rev. E. 91, 032115 (2015).
[7] M. Hidalgo, K. Coutinho and S. Canuto, Adv. Quantum Chem. 74, 253 (2017).
Data: Quarta-feira, 27 de setembro, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Flávio Leandro Souza (CCNH - UFABC)
Título: "Recentes avanços no uso de nanoestruturas de óxido de ferro para conversão e armazenamento de energia solar."
Resumo: O rápido desenvolvimento tecnológico tem aumentado a demanda por energia. Neste sentido, a busca por fontes alternativas de energia, de baixo custo, sustentáveis e livres de emissão de poluentes é apontado como grande desafio da humanidade para as próximas décadas1-5. Um exemplo é o Sol que pode facilmente fornecer energia suficiente para todas as nossas necessidades energéticas caso seja encontrada uma maneira de utilizá-la com eficiência. A maneira mais elegante, prática e potencialmente mais eficiente para armazenar energia solar é converter sua energia eletromagnética diretamente na forma de energia química. Esse processo é conhecido como fotoeletrocatalise ou fotossíntese artificial. Os dispositivos fotoeletroquímicos que realizam essa conversão se utilizam de elementos abundantes como água, minerais na forma de óxido e a energia solar, realizando a "quebra" da molécula da água induzida pela luz, gerando H2 e O2 na forma de gás. O óxido de ferro, um semicondutor tipo-n, surge como o mais promissor dos candidatos para essa aplicação devido a sua excelente capacidade de absorção de luz na região do espectro do sol, boa estabilidade química em solução e abundância na natureza2. No entanto, o seu baixo desempenho como fotoeletrodo tem limitado o desenvolvimento comercial desses dispositivos. Os principais motivos pela baixa eficiência estão relacionados as propriedades optoeletrônicas: (i) pobre condutividade eletrônica, alta taxa recombinação do par elétron-buraco fotogerado; e a (ii) necessidade de um sobrepotencial para que ocorra a difusão do buraco (h+) e seja promovido o processo de oxidação da água3. A busca por estratégias que possibilitem superar tais limitações tem motivado intensa pesquisa por parte da comunidade cientifica da área. Neste colóquio serão abordados os recentes avanços no design de nanoestruturas, bem como no desenvolvimento de estratégias para superar as limitações óticas e eletrônicas (transporte de carga na interface sólido-liquido), futuros desafios e também a contribuição da UFABC no desenvolvimento desta tecnologia.
1 Carvalho Jr, W.M.; Souza, F.L.; J. Mater. Research, 2014, 29(1), 16-28.
2 Bard A. J.; Fox, M. A.; Account. Chem. Research, 1985, (28), 141-145.
3 Sivula K.; Formal F. Le.; Gratzel M.; ChemSusChem, 2011, 4(4), 432).
4 Ferraz, L.C.C.; Carvalho Jr, W.M.; Criado, D.; Souza, F.L.; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2012, 4 (10), 5515–5523.
5 Carvalho, V.A.N.; Luz, R.A.S.; Lima, B.; Leite, E.R.; Crespilho, F.N.; Souza, F.L.; J. Power Sources, 2012, 205, 525−529.
Data: Quarta-feira, 04 de outubro, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Profª. Drª. Raquel de Almeida Ribeiro (CCNH - UFABC)
Título: "O Botão de 17 posições: sintonizando interações com terras raras."
Resumo: Os físicos veem o grupo de elementos das terras raras como uma ferramenta poderosa para ajustar as propriedades dos materiais. A escolha ou controle de terras raras pode ser usado para modificar (i) o tamanho da célula unitária, (ii) o tamanho do momento local e grau de acoplamento, (iii) o tamanho e a direção da anisotropia magnética, (iv) a quantidade de entropia que pode ser removida a baixas temperaturas, (v) o grau de preenchimento da banda e / ou (vi) o grau de hibridização. Neste colóquio, irei fornecer uma visão geral e exemplos de como esta região da tabela periódica pode ser usada para orientar e inspirar pesquisa em uma ampla gama de materiais novos e estados fundamentais. Ao usar as terras raras como um ponto focal, podemos encontrar fenômenos como supercondutividade, metamagnetismo, vidros de spins, quasicristais e criticidade quântica.
Data: Quarta-feira, 11 de outubro, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Élcio Abdala (IFUSP) & Carlos Alexandre Wuensche (INPE)
Título: "Ouvindo ecos do Big-bang com o radiotelescópio Bingo."
Resumo: O evento "Física em Dueto" com voz e violão é um projeto de popularização da Física promovido pela UFABC que reúne dois pesquisadores para um debate a respeito de tema de fronteira em Física e áreas correlatas. A apresentação acontece na forma de um talk-show conduzido por um mediador e entremeado por números musicais e com participação a audiência. O tema do evento será Cosmologia, sob o título "Ouvindo ecos do Big Bang com o radiotelescópio BINGO", e contará com a presença dos físicos Carlos Alexandre Wuensche do INPE e Élcio Abdala do IFUSP que falarão a respeito dos avanços na área da Cosmologia, em particular do experimento BINGO. O show musical com voz e violão será conduzido por Alex Wuensche e Maria Antonieta Sach Mendes.
Data: Quarta-feira, 25 de outubro, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Marcelo Leigui (CCNH - UFABC)
Título: " Observação de uma anisotropia de larga escala na direção de chegada de raios cósmicos com energias acima de 8 x 10^18 eV feita pelo Observatório Pierre Auger."
Resumo: Os raios cósmicos são as partículas com as mais altas energias observadas na natureza. São constituídos por núcleos atômicos que incidem na atmosfera da Terra, provenientes do espaço exterior. O Observatório Pierre Auger é o maior experimento do mundo instalado na atualidade para o estudo dos raios cósmicos de ultra-alta energia. Com 30 mil eventos de raios cósmicos de energias acima de 8 x 10^18 eV, obtidos pelo observatório com exposição total de 76.800 km^2 srad ano, foi determinada uma anisotropia nas suas direções de chegada com significância acima de 5,2 sigma. Esta anisotropia pode ser descrita como um dipolo, cuja direção aponta para uma origem extragaláctica para os raios cósmicos de ultra-alta energia. Vamos discutir neste colóquio este dentre outros importantes resultados do Observatório Pierre Auger.
Data: Quarta-feira, 08 de novembro, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. José Ademir Sales de Lima (IAG - USP)
Título: "100 anos de Cosmologia Moderna (1917 - 2017)."
Resumo: A cosmologia moderna está completando 100 anos. Atualmente estamos vivenciando um período de extrema efervescência intelectual na área. Um volume enorme de dados observacionais em quantidade e qualidade sem precedência e um arcabouço teórico mais consistente, impeliram a cosmologia para uma era da precisão; transformando a disciplina em área de ponta da ciência contemporânea. Quais foram as raízes desse impressionante desenvolvimento?
Nesta palestra discutiremos o início da cosmologia moderna e também seu progresso recente. Como Einstein construiu o primeiro modelo cosmológico, quais os pressupostos newtonianos implícitos e também as hipóteses básicas adotadas para se construir os novos sistemas do mundo. Finalmente, abordaremos as descobertas mais importantes das últimas 4 décadas. Num certo sentido, podemos dizer que foi um desenvolvimento 'quase natural' da cosmologia teórica e observacional dos tempos heróicos; o período decorrente entre o modelo de Einstein (1917) e a descoberta da Expansão Universal por Hubble (1929).
Data: Quarta-feira, 22 de novembro, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Celso Nichi (CCNH - UFABC)
Título: "Esquerda ou direita? Matéria ou antimatéria? ."
Resumo: Veremos como essas perguntas fazem sentido e podem ser respondidas pela física de partículas de maneira precisa. Outras questões como "Por que existe mais matéria que antimatéria no universo?" ou "O que os neutrinos tem a ver com isso?" serão abordadas à luz dessas perguntas.
Data: Quarta-feira, 29 de novembro, às 14:00h
Local: Bloco A, sala S111-0
Palestrante: Prof. Dr. Roldão Rocha (CCMC - UFABC)
Título: "Correspondências e dualidades em física."
Resumo: A correspondência AdS/CFT é uma dualidade que, em linhas gerais, relaciona a física quântica de sistemas fortemente acoplados à dinâmica clássica gravitacional, esta última em espaços em uma dimensão a mais. Em limites de baixas energias, tal a correspondência fluido/gravidade é emergente a partir da correspondência AdS/CFT, transliterando problemas da dinâmica de fluidos àqueles da relatividade geral. Neste seminário abordarei tais correspondências e suas importantes aplicações a alguns sistemas físicos, como o plasma de quarks e glúons e outros sistemas na matéria condensada.