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Resumo: O modelo padrão da cosmologia é baseado em uma série de proposições sobre como as épocas inicial, intermediária e tardia do Universo se comportam. Em particular, ele prevê que a energia escura e a matéria escura atualmente permeiam o cosmos. Compreender as propriedades do setor escuro é, provavelmente, o maior desafio da física teórica. Há, no entanto, uma ampla suposição na cosmologia de que o Universo em seus estágios iniciais é totalmente compreendido e que as discrepâncias entre o modelo padrão da cosmologia e os dados atuais sugerem propriedades distintas de energia escura. Incertezas sobre a validade desta hipótese não são normalmente levadas em conta ao prever recursos de pesquisa, embora nossas investigações possam ser ofuscadas se o Universo intermediário e inicial se comportou de forma anormal. Neste colóquio, proponho um programa para investigar a energia escura e aspectos anteriores do nosso Universo simultaneamente, por meio de missões espaciais na década de 2020 em combinação com observatórios baseados em terra. Este programa ajudará a orientar a estratégia para as futuras supernovas de Rubin e Roman e levantamentos de lentes fracas. Minhas investigações sobre como as propriedades do Universo inicial e intermediário afetam as inferências sobre a energia escura (e vice-versa) também apoiarão a compreensão da comunidade de como as missões futuras podem ser empregadas para testar algumas das hipóteses centrais do modelo padrão de cosmologia.

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Resumo: A natureza da matéria escura é um dos maiores mistérios da cosmologia atualmente. Apesar de muito bem conhecida e estudada, com seu comportamento em larga escala sendo bem entendido, ainda não se sabe a origem desse que é o ingrediente de matéria mais abundante do universo. Com isso, muitos modelos para essa componente elusiva surgiram na literatura. Nessa palestra eu irei apresentar uma classe de modelos de matéria escura que apresenta um interessante comportamento em pequenas escalas: campos ultra-leves. Nessa classe de modelos a matéria escura é composta por partículas ultra-leves que no interior dos halos das galáxias condensa formando um condensado de Bose Einstein ou um superfluido. Condensados de Bose Einstein e superfluidos são uns dos mais interessantes fenômenos em mecânica quântica em escalas macroscópicas, e a possibilidade desses fenômenos explicarem o comportamento da matéria escura em pequenas escalas, em escalas astrofísicas, tem recebido bastante atenção na literatura. Nessa palestra eu irei apresentar esses modelos alternativos de matérias escura, classificando os modelos presentes na literatura e mostrando suas propriedades em galáxias. Devido a esse diferente comportamento em escalas galácticas, esses modelos apresentam diferentes consequências observacionais que resolvem algumas das curiosidades sobre o comportamento da matéria escura em galáxias, como também trazem novas predições que podem ajudar a elucidar a microfísica da matéria escura.

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Resumo: A presença de bipolarons em cupratos supercondutores é um fato experimental conhecido já há algumas décadas. Porém, o exato papel destes no fenômeno da supercondutividade ainda não é bem compreendido. Propomos e analisamos um modelo para estruturas microscópicas específicas destes materiais, que inclui modos bipolarônicos. As diversas constantes de acoplamento deste foram escolhidas de acordo com resultados experimentais recentes sobre cupratos. No setor de um bipolaron e dois férmions (buracos), o modelo foi capaz de explicar a formação de pares (de buracos) de tipo “d-wave” com massa efetiva muito inferior à dos bipolarons, a temperatura de “pseudo-gap” (temperatura abaixo da qual os pares se formam, muito superior à temperatura de transição à fase supercondutora) com boa precisão, assim como o comprimento de coerência (diâmetro típico dos pares), observados em cupratos. Referência: Isotropic Bipolaron-Fermion-Exchange Theory and Unconventional Pairing in Cuprate Superconductors, J.-B. Bru, A. de Pasquale e WdSP. Annalen der Physik, 2019.

Além do importante papel da não localidade e da contextualidade nos fundamentos da teoria quântica, essas propriedades intrinsecamente quânticas foram identificadas como recursos para vantagem em diferentes tarefas. Portanto, é de fundamental importância estudá-las do ponto de vista das teorias de recursos, que fornecem uma estrutura poderosa para o tratamento formal de uma propriedade como um recurso operacional. Nesta contribuição, revisamos os desenvolvimentos recentes em direção a uma teoria de recursos unificada de não localidade e contextualidade e conexões com aplicações operacionais dessas propriedades.

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