IFUSP na Mídia

Argilas como semicondutor 2D promissor para eletrônica e spintrônica verde

Artigo "Naturally occurring 2D semiconductor with antiferromagnetic ground state"
Dos autores Barbara Pacakova, Bera Lahtinen-Dahl, Alexsandro Kirch, Hanna Demchenko, Veslemoy Osmundsen, Chloe A. Fuller, Dmitry Chernyshov, Dominika Zakutna, Caetano R. Miranda, Steinar Raaen & Jon Otto Fossum.
Publicado em NPJ 2D Materials and Applications
Comentários do autor Caetano R. Miranda.
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O artigo "Naturally occurring 2D semiconductor with antiferromagnetic ground state", publicado na revista npj 2D Materials and Applications (fator de impacto 9.2) resultante de uma colaboração internacional envolvendo o SAMPA coordenado pelo Prof. Caetano R. Miranda, revela o grande potencial do mineral natural vermiculita como semicondutor bidimensional de banda larga e estado fundamental antiferromagnético. A combinação entre métodos eficientes de delaminação e a demonstração experimental e teórica de suas propriedades eletrônicas e magnéticas coloca a vermiculita como uma alternativa promissora, sustentável e de baixo custo para aplicações em dispositivos eletrônicos, spintrônicos e fotônicos avançados. Seu caráter natural, abundante e atóxico amplia ainda mais o interesse estratégico por esse material, especialmente em um cenário global de busca por soluções escaláveis e ambientalmente responsáveis na área de materiais 2D.

 
    

 

 

Novo estudo desvenda ligação entre magnetismo e fragilidade em ligas metálicas diluídas

Artigo "Magnetic ordering phase transition and abnormal brittleness in dilute Fe–Mn solid solution"
Dos autores Wei Liu, Yunfeng Liang, Xiangyan Li, Yichun Xu, Yange Zhang, Wenliang Li, Q.F. Fang, Caetano R. Miranda, Chuan-Lu Yang, C.S. Liu e Xuebang Wu.
Publicado em Journal of Materials Research and Technology
Comentários do autor Caetano R. Miranda.
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O novo estudo Magnetic ordering phase transition and abnormal brittleness in dilute Fe–Mn solid solution” publicado no Journal of Materials Research and Technology (Fator de Impacto 6.2) resultante de uma colaboração entre grupos asiáticos e o SAMPA coordenado pelo Prof.  Caetano R. Miranda, revela uma surpreendente transição de fase magnética, do estado antiferromagnético (AFM) para ferromagnético (FM) , em soluções sólidas diluídas de Fe–Mn acompanhada de uma notável fragilidade mecânica conforme a concentração de Mn. Combinando  cálculos ab initio e simulações de dinâmica molecular, os autores demonstram que a transição magnética está associada a redistribuições eletrônicas nos orbitais 3d do Mn e a efeitos térmicos, oferecendo uma nova perspectiva sobre o diagrama de fases magnético-mecânico dessa liga. Os resultados sugerem que a fragilidade anômala pode estar ligada a tensões internas induzidas por acoplamentos magnéticos locais, desafiando a compreensão convencional sobre o comportamento mecânico de ligas metálicas diluídas. 

 
    

 

 

Pesquisa da USP propõe caminho inovador para fabricar ureia a partir de CO₂ e N₂

Artigo "Urea synthesis by Plasmon-Assisted N2 and CO2 co-electrolysis onto heterojunctions decorated with silver nanoparticles"
Dos autores Leandro A. Faustino, Leonardo D. de Angelis, Eduardo C. de Melo, Giliandro Farias, Egon C. dos Santos, Caetano R. Miranda, Ana G. Buzanich, Roberto M. Torresi, Paulo F.M. de Oliveira, Susana I. Córdoba de Torresi.
Publicado em Chemical Engineering Journal
Comentários do autor Caetano R. Miranda.
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Publicado no Chemical Engineering Journal (Fator de Impacto 13.4), o trabalho “Urea synthesis by Plasmon-Assisted N2 and CO2 co-electrolysis onto heterojunctions decorated with silver nanoparticles“, destaca uma rota promissora para a síntese eletroquímica de ureia a partir de N₂ e CO₂, utilizando heterojunções BiVO₄/BiFeO₃ decoradas com nanopartículas de prata ativadas por plasmon. A colaboração entre o grupo SAMPA (teoria e modelagem) sob liderança do Prof. Caetano R. Miranda e pesquisadores do Instituto de Química da USP (experimentos) coordenados pela Profa. Susana Torresi permitiu demonstrar que a excitação por plasmon das nanopartículas de Ag aumenta significativamente a eficiência faradaica e a taxa de produção de ureia, ao mesmo tempo em que reduz o sobrepotencial. Cálculos teóricos elucidaram o papel dos sítios catalíticos complexos e do acoplamento C–N, corroborando resultados espectroscópicos in situ. Esses achados abrem caminho para novas abordagens na conversão eletroquímica da Ureia  a partir de gases do ar e de efeito estufa.

 
 
    

 

 

Doutorando do HEPIC recebe prêmio da colaboração ATLAS do LHC-CERN

Adaptado do texto de Marco Leite (pesquisador IFUSP / ATLAS-CERN, orientador do estudante premiado)
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O doutorando Guilherme Tomio Saito, aluno do Centro de Instrumentação e Física de Altas Energias do Instituto de Física da USP (HEPIC) e do Laboratório de Sistemas Integráveis da Escola Politécnica da USP (LSI), foi um dos contemplados este ano com o prêmio “Outstanding Achievement Awards - 2025” da colaboração ATLAS do LHC-CERN. O ATLAS é uma grande colaboração internacional na área de Física de Altas Energias, reunindo mais de 6 mil colaboradores de 40 países, entre eles o Brasil. Em 2012, o experimento ATLAS e o experimento CMS, também do LHC, foram responsáveis pela descoberta do bóson de Higgs, uma das mais importantes descobertas científicas da atualidade. 

O prêmio, destinado todos os anos pela colaboração ATLAS a pesquisadores que se destacaram por sua contribuição excepcional em diversas áreas do experimento, é resultado do trabalho do estudante Guilherme Saito no âmbito do projeto “High Granularity Timing Detector” (HGTD) do ATLAS. O HGTD será um novo detector instalado para a fase de alta luminosidade do LHC (HL-LHC), um ambicioso programa científico voltado para explorar as propriedades do recém-descoberto bóson de Higgs. O HGTD empregará mais de 3 milhões do que é hoje considerado o estado da arte em sensores semicondutores para a detecção de radiação ionizante (“Low Gain Avalanche Detectors” - LGAD). Este novo detector fará parte do complexo sistema de reconstrução de trajetórias de partículas do ATLAS, que foi redesenhado com o propósito de identificar e medir as partículas produzidas através da colisão de prótons em altas energias (14 TeV) em meio a um ambiente desafiador para os detectores e sistema associados, os quais devem operar por mais de uma década submetidos a doses de radiação sem precedentes.
 
Em seu trabalho, o estudante teve um papel fundamental no desenvolvimento dos sensores semicondutores LGAD, na instrumentação idealizada e construída especificamente para a caracterização das propriedades destes sensores, na análise dos dados e nas simulações, possibilitando avanços significativos na compreensão dos sinais produzidos pelo detector - que em última instância refletem a qualidade dos observáveis físicos. Fruto de um processo longo e detalhado, envolvendo uma equipe multidisciplinar de colaboradores de vários institutos e universidades, os resultados produzidos pelo estudante foram essenciais para a aprovação de uma etapa crucial deste projeto pelas instâncias revisoras do programa do HL-LHC no CERN. 
 
O HEPIC no Instituto de Física da USP tem atuado de forma importante em várias áreas do HGTD, sendo apoiado pelo projeto Especial FAPESP “Física e Instrumentação de Altas Energias com o LHC-CERN” e pelo INCT CERN/Brasil. Esse apoio permitiu que o grupo da USP assumisse a responsabilidade em conjunto com o CERN pela caracterização dos sensores que serão produzidos para o HGTD do experimento ATLAS.
 
Em uma colaboração internacional com mais de 6 mil pesquisadores, fazer parte de um pequeno grupo de pessoas que teve seu trabalho reconhecido pelo experimento é uma importante conquista que reflete o compromisso e a dedicação do estudante Guilherme Saito a um projeto na fronteira da Ciência. A entrega do prêmio ocorrerá durante a reunião geral da colaboração ATLAS em Junho deste ano no CERN. 

 

Colaboração científica mundial do LHC é coroada com Prêmio de Física Fundamental

From left to right: Andreas Hoecker, former ATLAS spokesperson; Patricia McBride, former CMS spokesperson; Marco Van Leeuwen, ALICE spokesperson and Vincenzo Vagnoni, LHCb spokesperson (courtesy of Getty Images for Breakthrough Prize)

Andreas Hoecker (ATLAS), Patricia McBride (CMS), Marco Van Leeuwen (ALICE) e Vincenzo Vagnoni (LHCb). Getty Images/Breakthrough Prize

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Na primeira quinzena do mês, as quatro grandes colaborações do LHC foram laureadas com o Breakthrough Prize for Fundamental Physics 2025. Cada um dos membros é nominalmente premiado, o que inclui todos os integrantes do HEPIC do IFUSP, entre professores e doutorandos, que participam dos experimentos ALICE e ATLAS. 

Os membros do HEPIC tiveram participação direta em dois dos estudos citados na premiação: medições detalhadas das propriedades do bóson de Higgs, confirmando o mecanismo de quebra de simetria da geração de massa (trabalhos desenvolvidos no experimento ATLAS) e a exploração da natureza nas menores distâncias e nas condições mais extremas no Grande Colisor de Hádrons do CERN (participação do experimento ALICE).

Marcelo Gameiro Munhoz, representante nacional do Brasil e team leader da USP no ALICE, comenta que “o HEPIC tem participado desses experimentos desde a primeira década dos anos 2000 e tem contribuído em diversas frentes de forma ativa e significativa. Estamos felizes e orgulhosos em contribuir com uma empreitada científica internacional tão importante e significativa, cujo mérito tem sido reconhecido em várias ocasiões, como nessa premiação”.

O prêmio em dinheiro será direcionado a bolsas de estudos que financiem a estadia de doutorandos no CERN por até dois anos enquanto realizam suas pesquisas de doutorado.

O Prêmio Breakthrough foi criado em 2012 para celebrar o trabalho científico de maior impacto e promover a importância da pesquisa fundamental para a humanidade. O LHC já recebeu o prêmio, em 2013, sendo o primeiro projeto científico de larga escala a ser reconhecido pelo Breakthrough, à época pelos trabalhos que levaram à descoberta do bóson de Higgs.

Veja a lista dos premiados em breakthroughprize.org/LaureatesE assista à premiação, abaixo, recebida pelos representantes dos quatro experimentos.

 

Artigo | Electrical conductivity in kerosene-based ferrofluid under DC potential

Dos autores B. M. Oliveira, F. Batalioto, M. Chand, A. F. C. Campos, G. Barbero e A. M. Figueiredo Neto. 
Publicado em Journal of Applied Physics
Comentários do orientador do trabalho, Prof. Antônio Martins Figueiredo Neto.
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O projeto de Iniciação Científica do aluno do Bacharelado em Física Breno Martins de Oliveira, sob orientação do professor PhD Antônio Martins Figueiredo Neto, do Grupo de Fluidos Complexos do IFUSP (GFCx), investigou o comportamento elétrico de um ferrofluido base querosene, analisando sua resposta a correntes contínuas de baixa intensidade. Os resultados foram publicados na revista internacional JAP (Journal of Applied Physics).

Foram caracterizadas grandezas elétricas essenciais, como resistência, condutividade e capacitância. Ficou evidente a alta resistividade do ferrofluido e seu comportamento ôhmico após longa exposição. Compreender estas propriedades é muito relevante para um melhor entendimento dos coloides magnéticos de base óleo de maneira geral, mas também para diversas aplicações no contexto da eletrônica, como em sensores e resfriamento de transformadores.

-> Acesse o trabalho na íntegra


 

 

Artigo | Model observers and detectability index in x-ray imaging: historical review, applications and future trends

Dos autores Elsa Pimenta e Paulo Costa
Publicado em Physics in Medicine & Biology.
Comentários do autor Paulo Costa.
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O artigo Model observers and detectability index in x-ray imaging: historical review, applications and future trends recentemente publicado pelo professor Paulo Costa e sua aluna de doutorado Elsa Pimenta na prestigiada revista Physics in Medicine and Biology aborda de forma clara e abrangente a relação entre modelos observacionais e o índice de detectabilidade, uma ferramenta inovadora para avaliar a qualidade de imagens médicas.

A ideia para o trabalho surgiu a partir de uma curiosidade no grupo de pesquisa: perceberam que colegas de outros países utilizavam o índice de detectabilidade de maneira pouco criteriosa, sem considerar suas limitações e interpretações. Isso motivou uma investigação aprofundada na literatura e nos fundamentos matemáticos dessa ferramenta, resultando em um artigo de revisão completo.
 
O estudo apresenta uma visão histórica sobre o índice de detectabilidade, desde suas origens ligadas a propriedades estatísticas, até sua aplicação prática na área médica. O artigo explica de forma acessível os fundamentos do índice, destacando seus pontos fortes e limitações. Além disso, aborda os fatores que influenciam a qualidade da imagem médica e discute como os modelos de observadores se relacionam com o índice, apresentando também suas aplicações e possíveis caminhos para pesquisas futuras. Os detalhes mais técnicos e matemáticos estão disponíveis em um material suplementar.
 
O trabalho abre novas possibilidades de pesquisa para o Grupo de Dosimetria das Radiações em Física Médica, explorando o uso do índice de detectabilidade na avaliação de tecnologias de imagem e na otimização de protocolos clínicos. A ideia é melhorar a qualidade das imagens médicas ao mesmo tempo em que se busca reduzir a dose de radiação, garantindo proteção ao paciente e diagnósticos mais precisos.
 
 
    

 

 

Artigo | Search for dark matter annual modulation with DarkSide-50

Dos autores P. Agnes, I. F. M. Albuquerque, T. Alexander, A. K. Alton, M. Ave, H. O. Back, G. Batignani, K. Biery, V. Bocci et al. (DarkSide-50 Collaboration). 
Publicado em Physical Review D.
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Abstract: Dark matter may induce an event in an Earth-based detector, and its event rate is predicted to show an annual modulation as a result of the Earth’s orbital motion around the Sun. We searched for this modulation signature using the ionization signal of the DarkSide-50 liquid argon time projection chamber. No significant signature compatible with dark matter is observed in the electron recoil equivalent energy range above 40  eVee, the lowest threshold ever achieved in such a search.

-> Acesse na íntegra

Artigo | Nuclear reaction dynamics in 12C+119Sn collisions

Dos autores L. M. Martinis, L. R. Gasques, J. P. Fernández-García, V. Scarduelli, M. A. G. Alvarez, L. C. Chamon, W. A. Y. Hatano, J. K. L. Chaves, G. P. Cessel e L. Garrido-Gómez.
Publicado em Physical Review C.
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Abstract: The dynamics of nuclear reactions at energies around the Coulomb barrier have been extensively studied in recent years. The resulting findings are crucial for understanding the main mechanisms involved in nuclear collisions, as well as the structure of both the projectile and the target. Angular distributions for elastic and inelastic scattering in the 12C+119 Sn system were measured at eLab=46.9MeV. Additionally, one-neutron pickup and one-proton stripping yields were observed, and their corresponding angular distribution cross sections were determined experimentally. Coupled reaction channel calculations were performed using the double-folding São Paulo potential, providing an overall agreement with the experimental data. However, to better reproduce the elastic scattering angular distribution, it may be necessary to include additional channels in the coupling scheme.

-> Acesse na íntegra


 

 

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