IFUSP na Mídia

Artigo | Quasiperiodic shrimp-shaped domains in intrinsically coupled oscillators

Dos autores Silvio L. T. de Souza, Antonio M. Batista, Rene O. Medrano-T, e Iberê L. Caldas. 
Publicado em Chaos.
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Abstract:

We report remarkable pattern formation of quasiperiodic domains in the two-dimensional parameter space of an intrinsically coupled system, comprising a rotor and a Duffing oscillator. In our analysis, we characterize the system using Lyapunov exponents, identifying self-similar islands composed of intricate regions of chaotic, quasiperiodic, and periodic behaviors. These islands form structures with an accumulation arrangement, denominated here as metamorphic tongues. Inside the islands, we observe Arnold tongues corresponding to periodic solutions. In addition, we surprisingly identify quasiperiodic shrimp-shaped domains that have been typically observed for periodic solutions. Similar features to the periodic case, such as period-doubling and secondary-near shrimp with three times the period, are observed in quasiperiodic shrimp as torus-doubling and torus-tripling.

 

 

 

Artigo | γ-radiation-induced centers in irradiated perovskite SrCeO3 and their role in thermally stimulated reactions: Fluorescence, thermally stimulated luminescence, electron paramagnetic resonance and shielding studies

Dos autores Vijay Singh, S. Watanabe, T.K. Gundu Rao, V.P. Singh e Nilo F. Cano.
Publicado em Ceramics International.
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Abstract:

One promising host for actinide radioactive wastes is orthorhombic perovskite-type oxide. Perovskite SrCeO3 ceramic was synthesized by nitrate-fuel combustion, which includes the organic fuel glycine. Powder X-ray diffraction was utilized to determine the structural features, and γ-radiation-induced changes and shielding properties were investigated in perovskite SrCeO3. In a mixed-phase sample, a bright sky-blue luminescence was observed, and two thermoluminescence (TL) peaks were seen in irradiated SrCeO3 ceramic. Electron paramagnetic resonance (EPR) spectrum in γ-irradiated SrCeO3 ceramic had contributions from five defect centers. Center I having an isotropic g-value equal to 2.0283, is ascribed to an O− ion, while center II with an axial g-tensor with principal values g|| = 2.0224 and g⊥ = 2.0068 is determined as an O2− ion. O− ion relates to the TL peak at 215 °C. Center III with a g-value equal to 2.0009 is identified as an F+ center and is related to the 185 °C TL peak. The defect center associated with center IV is also identified as an F+ center. An additional defect center in the higher field region of the spectrum is assigned to an F+ center, and the center results from an F-center (oxygen vacancy with two electrons). The mass attenuation coefficients, effective atomic numbers, and half-value layer thicknesses concerning shielding property effectiveness were computed and it was found that the perovskite SrCeO3 ceramic provided superior γ-shielding properties.

 

 

 

Artigo | Sequential dissociation of ionized benzonitrile: New pathways to reactive interstellar ions and neutrals

Dos autores D. Bou Debes, M. Mendes, R. Rodrigues, J. Ameixa, L. M. Cornetta, F. Ferreira da Silva e and S. Eden.
Publicado em Astronomy & Astrophysics | 28/01/25.
Com informações do pesquisador Lucas Cornetta.
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A presença da molécula de benzonitrila em meios interestelares foi pela primeira vez observada em 2018 e uma série de estudos que exploram a dissociação unimolecular de seu cátion vem sendo realizados. Este artigo, por sua vez, apresenta a primeira investigação teórica-experimental acerca da dissociação metaestável da benzonitrila após sua ionização. Os experimentos conduzidos revelam 14 diferentes dissociações, das quais 11 nunca foram observadas antes. Dessa forma, o trabalho contribui para nossa compreensão de como a ionização da benzonitrila e suas possíveis rotas de fragmentação podem contribuir para a abundância de radicais e outras espécies reativas em ambientes interestelares.

 

 

 

Arte&Ciência no SNEF 2025!

O Arte&Ciência continua sua missão itinerante de ensinar diferentes maneiras de sensibilizar e cativar estudantes para o aprendizado em física. Veja a participação do projeto na última edição do Simpósio Nacional de Ensino de Física.
Com informações da pesquisadora Marina Sparvoli.
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O projeto "Arte & Ciência", liderado pelo Prof. Mikiya Muramatsu, marcou presença no XXVI Simpósio Nacional de Ensino de Física (SNEF), realizado de 20 a 25 de janeiro de 2025 no Campus do Gragoatá da UFF, em Niterói, RJ. O evento reuniu pesquisadores, professores e estudantes de Física em discussões sobre ensino e práticas pedagógicas inovadoras.  

Com o tema "Todo mundo no mesmo lugar e ao mesmo tempo", o simpósio celebrou os 100 anos da Mecânica Quântica, destacando o conceito de emaranhamento quântico como símbolo de conexão entre ideias, culturas e pessoas. O Simpósio contou também com uma homenagem ao professor João Zanetic.
 
Celebrando recém-completos 81 anos de idade, o Professor Mikiya - junto a seus monitores do projeto - reforça o compromisso em integrar ciência, arte e, principalmente, pessoas. Nossos parabéns ao docente e à toda equipe do Arte&Ciência.
(Clique nas fotos para abrir)
 
    

Fotos: Divulgação.

 

Artigo | Clastic sedimentary record impacted by carbonate bioclasts in the Late Ediacaran

Dos autores Gabriel Osés, Jhon WL Afonso, Rachel Wood, Bernardo Freitas, Guilherme Romero, Gustavo Paula-Santos, Sergio Caetano-Filho, Mírian Pacheco, Cleber Rodrigues, Tiago F Silva e Kamilla B Amorim.
Publicado em Geological Magazine.
Com informações do pesquisador Gabriel Osés.
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A Paleometria é uma área de estudo que aplica técnicas de física e química para desvendar informações a partir do estudo de fósseis, e é uma das linhas de pesquisa desenvolvidas no IFUSP pelo Laboratório de Arqueometria e Ciências Aplicadas ao Patrimônio Cultural (LACAPC). Um artigo recém-publicado na Geological Magazine, desenvolvido com participação dos laboratórios LACAPC e LAMFI, revelou importantes resultados sobre o final do período Ediacarano (aproximadamente 542 milhões de anos atrás). Por meio de técnicas avançadas de imageamento e análise composicional, foram identificados grossos fragmentos dos primeiros animais com esqueletos em uma matriz de rocha mais fina. Esses fragmentos formam estruturas sedimentares que ajudam a interpretar as condições ambientais da época. O estudo representa uma das primeiras evidências de como os esqueletos reestruturaram o registro sedimentar. 

O trabalho contou com importantes colaborações, incluindo uma pesquisadora da Universidade de Edimburgo, além de uma equipe multidisciplinar composta por geólogos, biólogos e físicos. Durante o desenvolvimento da pesquisa, as técnicas analíticas destacaram evidências pouco perceptíveis por métodos convencionais de microscopia óptica, demonstrando a eficácia de abordagens mais sofisticadas para a análise de fósseis e sedimentos.  
 
Com base nas descobertas, a próxima etapa da pesquisa buscará uma reconstrução mais ampla do paleoambiente do final do Ediacarano, ampliando o conhecimento sobre as condições da Terra nesse período crucial para a evolução da vida.  
 
O estudo foi realizado com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), sob os processos nº 2017/21584-1, 2021/07007-7, 2016/06114-6, 2022/11586-5, 2023/04501-6, 2022/06485-5 e 2023/14250-0, e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), bolsa nº 141115/2017-3.
 
 


Ilustração: Eduardo Lira.

 

Artigo | Oxidative Stress and Lipid Profile During Acute Phase of COVID-19 Infection and After Recovery: Evidence of a Sequel in LDL

Dos autores Zahra Lotfollahi, Luana dos S. Neres, Andressa F. Mathias, Maria C. P. de Freitas, Flávia de C. Cartolano, Ana C. Varella, Paulo A. Lotufo, Alessandra C. Goulart, Nágila R. T. Damasceno, Juliana B. de Andrade, Ricardo A. Fock e Antonio M. Figueiredo Neto.
Publicado em Brazilian Journal of Physics.
Comentários do pesquisador Antonio M. Figueiredo Neto.
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Estresse oxidativo e perfil lipídico durante a fase aguda da infecção por COVID‑19 e após a recuperação: evidência de uma sequela na LDL

Este estudo teve como objetivo investigar a aterogenicidade das partículas de LDL (do Inglês, Low-Density Lipoprotein) em pacientes com infecção aguda e recuperados da COVID-19. O trabalho é uma colaboração multidisciplinar no âmbito do INCT de Fluidos Complexos, com sede no IFUSP, no qual físicos, nutricionistas, médicos e bioquímicos investigaram, por meio de diferentes técnicas experimentais, as LDLs de pacientes durante a infecção e após a sua recuperação. Uma interessante comparação é feita com pessoas que nunca tiveram contato com o vírus. Os participantes eram adultos, com 18 anos ou mais, de ambos os sexos. Aqueles com resultados positivos de RT-PCR na linha de base foram incluídos no grupo COVID-19 aguda, e aqueles com RT-PCR negativo seis meses após a infecção aguda, foram incluídos no grupo COVID-19 recuperado. A qualidade do LDL foi avaliada usando três métodos validados:

Varredura-Z (ou Z-Scan - ZS), espectroscopia UV-visível e sistema Lipoprint. O grupo COVID-19 recuperado apresentou números significativamente maiores de partículas grandes de LDL (menos aterogênicas) do que o grupo COVID-19 aguda. Também descobrimos que a infecção por COVID-19 foi associada à modificação oxidativa das partículas de LDL. Os níveis de dímero D e PCR foram correlacionados com os resultados de ZS e a estimativa da quantidade de antioxidantes. Além disso, notamos que a infecção deixou uma sequela na qualidade da LDL, mesmo após seis meses de recuperação, tornando-a mais aterogênica. A qualidade das partículas de LDL em pacientes com COVID-19 melhorou após a recuperação. O aumento significativo nos parâmetros físicos após a recuperação de pacientes com COVID-19 e o aumento da grande subfração de LDL observada pelo experimento Lipoprint apoiam essa descoberta. Apesar disso, comparando nossos resultados atuais de pacientes recuperados com os de experimentos anteriores por nós realizados, com pacientes que nunca tiveram contato com o vírus da COVID (portanto, LDLs de pacientes analisadas antes de 2019) notamos que a infecção deixou uma sequela na qualidade do LDL, mesmo após 6 meses de recuperação. Essas descobertas destacam a importância do monitoramento de lipídios durante e após a recuperação da infecção por COVID-19. Seu potencial efeito deletério no perfil do LDL pode estar correlacionado com a progressão da aterosclerose e resultados clínicos ruins em exames de sangue.
 
Apoio: INCT-FCx, CNPq, FAPESP, CAPES
 
 


Imagem: Montagem sobre figura original do artigo.
 

Artigo | Structural investigation of antisite-disordered FeGa3 under high-pressure

Dos autores Aryella F. Rabello, Cauê K. Ribeiro, Valentina Martelli; Nenad Velisavljevic, Dmitry Popov, Yuming Xiao, Giovanni Hearne e J. Larrea Jiménez
Publicado em AIP Conference Proceedings.
Texto do autor Julio Larrea.
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Trabalho dos doutorandos Aryella Faé Rabello e Cauê Kaufmann Ribeiro, sob orientação do Prof. Julio Larrea Jiménez (LQMEC – IFUSP), foi recentemente publicado na revista AIP Conference Proceedings. O trabalho é resultado de uma colaboração internacional com pesquisadores do Argonne National Laboratory (ANL, Estados Unidos) e da Universidade de Johannesburg (UJ, Sul África). Usando a técnica de difração de raio-X (raios-X) em pressões muito altas (até 40 GPa) no Sincrotron ANL e com um estudo refinado dos dados experimentais através de métodos de análises de dados no estado da arte, se encontrou parâmetros microestruturais e simetrias locais dos arranjos atômicos em presença de desordem atômica chamada de antístio. Nossos resultados são promissores para estabelecer uma nova rota de induzir novos estados quânticos correlacionados a partir da seleção de um tipo de desordem atômico, fato atípico em materiais quânticos funcionais.

A procura por materiais que apresentem estados quânticos correlacionados é de extrema relevância para elaborar plataformas que permitam compreender a física quântica de muitos corpos e os limites da termodinâmica, i.e., as transições de fase quântica que emergem na temperatura do zero absoluto. 

Um dos critérios esperados teoricamente para a realização de um material que hospede estados quânticos correlacionados é que este apresente uma estrutura cristalina livre de desordem atômica ou também conhecido como “pristino”. Esta condição não pode ser satisfeita em um material real, já que a desordem atômica é inerente à matéria. Para certas simetrias de arranjo de átomos, e atendendo a sua configuração eletrônica, alguns métodos de sínteses de materiais inovativos têm sido elaborados em poucos laboratórios no mundo, causando uma escassez de ligas de materiais considerados próximos a serem prístinos. A pesquisa nestes materiais se torna ainda mais exclusivo quando o estudo dos estados quânticos coletivos é feito a partir da modificação das interações fortes entre carga, spin e orbital dos elétrons usando condições extremas de altas pressões e intensos campos magnéticos (evitando a modificação do ambiente prístino). Dentro deste cenário, a atual comunidade da física da matéria condensada enfrenta um desafio, onde a escassez de evidências experimentais de tais estados quânticos coletivos em materiais reais,  se comparado às predições teóricas, deixa uma pergunta em aberto: Qual é o verdadeiro papel da desordem atômica na formação dos estados quânticos coletivos?

Nossa pesquisa apresenta uma estratégia em contribuir para responder esta pergunta.  O aluno de doutorado Cauê Kaufmann Ribeiro teve sucesso na síntese do semicondutor FeGa3 com a inclusão de uma pequena porcentagem de desordem atômica, chamada de antísitio de Fe. Este tipo de defeito atômico pode ser concebido, como uma invasão do Fe em um dos sítios de diferente simetria do Ga; ou em outras palavras, o excesso de Fe entra em lugar que não lhe corresponde. A diferença da desordem atômica aleatória, onde existem diferentes defeitos atômicos (vacâncias, intersitios, etc), em nosso material conseguimos escolher um único tipo de defeito, o antísitio de Fe. Esta distinção é muito importante, já que previa literatura reporta que o FeGa3 chamado de prístino e sintetizado por diferentes laboratórios, apresenta marcadas diferenças no transporte elétrico, muito possivelmente, originado pela influência da desordem aleatória. Para nosso caso, com ajuda de nossas facilidades instrumentais e colaboradores no laboratório LQMEC, conseguimos encontrar uma resposta reproduzível das propriedades físicas para o FeGa3 em presença de similares concentrações de antísitio de Fe. Ainda mais interessante, com a inclusão de antísitio de Fe, surgem novos estados em nosso material, além de semicondutor este também se ordena magneticamente.

Nossas descobertas despertou o interesse de colaboração do grupo de Condições extremas no ANL, liderado pelo Prof. Nenad Velisavljevic. A partir de um tempo de linha para elaborar experimentos de difração de raios-X em altas pressões até 40 GPa, e análises sofisticadas de dados feita pela aluna Aryella Faé Rabello, nossa interpretação dos resultados revela que nosso material apresenta uma transição de estrutural entorno  de 18 GPa. Além disso, nosso material FeGa3 na presença do defeito antísitio de Fe, parece ser mais duro mecanicamente se comparado com sua equivalente prístino, fato contra intuitivo quando se compara um material ordenado e desordenado na estrutura cristalina (exemplo, a comparação entre um metal e um vidro). Portanto, nossos resultados sobre as características estruturais de nosso material em presença de um tipo de defeito, o antísitio do Fe, abre uma nova rota para entender como os estados quânticos coletivos associados com a ordem semicondutora e magnética jogam uma sinergia com a robustez da estrutura cristalina de nosso material.  

Nossa pesquisa vai além do conhecimento fundamental. Entender que interações fundamentais ou mecanismos estabilizam um comportamento coletivo dos estados quânticos é primordial para a geração de materiais quânticos funcionais com uso na tecnologia quântica, uma vez que estes oferecem múltiplas propriedades físicas a menor custo energético. Nossa proposta visa produzir estes materiais quânticos em uma situação mais real com presença de desordem escolhida, oferecendo sobre esta nova configuração de desordem uma maior variedade de estados quânticos correlacionados e com propriedades estruturais mais robustas. 

Como futuros planos, o grupo do Prof. Larrea do LQMEC e colaboradores continuam elaborando novos materiais sobre a influência de um tipo de desordem peculiar, colocando assim novos desafios para elaboração de modelos teóricos mais realistas. Para isto último, o uso apropriado do machine learning pode também contribuir relevantemente nos cálculos mais acurados das energias de bandas e interações magnéticas em presença de fortes correlações eletrônicas induzidas por um tipo de desordem peculiar. Esperamos que controlando cada tipo de defeito nos permita entender o que papel desempenha a desordem estrutural na matéria quântica. Em particular, o presente estudo nos apresenta que o mundo quântico de muitos corpos pode parafrasear o seguinte ditado para o antísitio do Fe: 

“No lugar certo, algo pode brilhar mais”

Este trabalho contou com a colaboração na caracterização de propriedades físicas da Professora V. Martelli do LQMEC-IFUSP. Alem disso, devemos agradecer aos Professores D. Cornejo e M. Fantini, do IFUSP, por permitir acesso aos laboratórios de sínteses e primeiras caracterização com raios-X.  Esta pesquisa foi suportada pelos projetos FAPESP 2018/08845-3, 2019/24522-2, 2022/14202-3, 2020/01377-4 e 2018/19420-3, e CNPq 310065/2021-6.

Contato: Prof. Julio Larrea

 
 


Imagem: Montagem sobre figura original do artigo.
 

Artigo em Destaque | Competing magnetic states on the surface of multilayer ABC-stacked graphene

Dos autores Lauro B. Braz, Tanay Nag e Annica M. Black-Schaffer. 
Publicado em Physical Review B | Editors' Suggestion
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Doutorando IFUSP conquista destaque na Physical Review B: o artigo de Lauro Barreto Braz foi selecionado como sugestão dos editores da prestigiosa publicação. 

O trabalho, realizado em colaboração com Tanay Nag e Annica M. Black-Schaffer, investiga os estados magnéticos que emergem na superfície do grafeno empilhado em multicamadas ABC, impulsionados por bandas planas topológicas de energia zero. Através do uso da aproximação de fase aleatória, o estudo revela a presença de múltiplos estados magnéticos concorrentes, resultando em uma variedade de ordens magnéticas dependendo da intensidade das interações e da dopagem. Esta pesquisa não só avança o entendimento teórico sobre o grafeno romboédrico, mas também abre novas possibilidades para aplicações tecnológicas em materiais magnéticos e supercondutores.

 
 
 

Máquina de chuva: entenda a influência da Amazônia no clima global

Estudo publicado na Nature revela como emissões da floresta amazônica e descargas elétrica produzem partículas de chuva
Por Ciclo VIvo | Publicado em 11/12/24. Acesse AQUI.
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Um grupo internacional de pesquisadores, com destaque para a participação de brasileiros, conseguiu pela primeira vez desvendar o mecanismo físico-químico que explica o complexo sistema de formação de chuvas na Amazônia, com influência no clima global. Envolve a produção de nanopartículas de aerossóis, descargas elétricas e reações químicas em altitudes elevadas, ocorridas entre a noite e o dia, resultando em uma espécie de “máquina” de aerossóis que vão produzir nuvens.

Saiba mais...



*Com participação do pesquisador Paulo Artaxo, do IFUSP.
 

Gás da floresta amazônica e tempestades de raios aceleram formação de nuvens

Árvores emitem isopreno que, a altitudes elevadas, reage com outras moléculas e aumenta em 100 vezes a produção de núcleos de condensação, as sementes das chuvas
Por Pesquisa FAPESP. Acesse AQUI.
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Dois artigos publicados na revista Nature desta semana mostram em detalhes a sequência de interações físico-químicas que permite a formação de enormes quantidades de partículas de aerossóis na alta atmosfera da Amazônia, a altitudes entre 10 e 15 quilômetros (km). Essas partículas são transportadas para diversas partes do globo em razão da circulação atmosférica e têm um papel importante na gênese dos núcleos de condensação das nuvens, o embrião das gotas de chuva, e também em outros parâmetros climáticos.

Saiba mais...



*Com participação do pesquisador Paulo Artaxo, do IFUSP.
 

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