IFUSP na Mídia

Artigo | Combined TL and EPR study to elucidate the origin of luminescent emission from La-doped CaF2 phosphor

Dos autores Jessica Mosqueira-Yauri, T.K. Gundu Rao, Joel A. Rivera-García, Klinton V.T. Huahuasoncco, Jorge S. Ayala-Arenas, J.F. Benavente, L.M. Rondán-Flores, José F.D. Chubaci e Nilo F. Cano.
Publicado em Ceramics International
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O artigo apresenta os resultados do estudo combinado das propriedades de termoluminescência (TL) e ressonância paramagnética eletrônica (EPR) do fósforo CaF2 dopado com La (CaF2: La). Os resultados da difração de raios X (XRD) confirmaram que o CaF2 foi sintetizado com sucesso. Os resultados da microscopia eletrônica de varredura (SEM) e os espectros do espectrômetro de energia dispersiva (EDS) mostram que o fósforo sintetizado é puro e tem uma boa morfologia geral. A curva de brilho do fósforo CaF2: La mostra uma banda de emissão entre 230 e 500 nm centrada em 340 nm. O método Tm-Tstop e a técnica de desconvolução foram usados ​​para encontrar o número de picos TL sobrepostos na região de 50–300 °C e seus parâmetros cinéticos. Uma curva dose-resposta linear foi obtida para o intervalo de 1–9 Gy, com o início de um leve comportamento supralinear para doses maiores que 9 Gy. O fósforo CaF2: La irradiado por gama foi estudado usando a técnica de EPR para identificar os centros de defeitos e também para inferir os centros envolvidos no processo TL. Estudos de recozimento térmico indicam a presença de três centros de defeitos. Um dos centros (centro I) é identificado como o íon O2− e é caracterizado por um tensor g axial com valores principais g∥ = 2,013 e g⊥ = 2,0053. Este centro se correlaciona com o pico TL a 200 °C. O centro II com um valor g isotrópico de 2,0005 é atribuído a um centro F e também se relaciona ao pico TL de 200 °C. O terceiro centro (centro III) é atribuído a um centro F.

-> Acesse o artigo “High-performance infrared photodetector based on InAs/GaAs submonolayer quantum dots grown at high temperature with a (2×4) surface reconstruction"

 

Nestor Caticha comenta o prêmio Nobel de Física de 2024

O prêmio Nobel de Física de 2024
Por Nestor Caticha, pesquisador do Instituto de Física da USP.
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O que é física? A pergunta feita a David Gross, prêmio Nobel de 2004, recebeu a resposta aparentemente trivial: Física é o que físicos fazem. Claro que isto leva à pergunta "como identificar um(a)?". Ele continuou, dizendo que físicos são  aqueles que "estudaram o Jackson". Parece uma resposta burocrática, mas significa que pessoas que passaram por um treinamento, neste caso exemplificado por um livro clássico, têm uma forma de pensar e olhar para a natureza que os distingue. Max Born, prêmio Nobel de 1954, disse que o prêmio de Física do ano 2000 seria em Psicologia, querendo dizer que a próxima fronteira seria atacar, com a maneira de pensar característica da Física, problemas relacionados ao cérebro e como pensamos.

John Hopfield e Geoffrey Hinton receberam o prêmio Nobel de Física de 2024 por trabalhos fundamentais em áreas fora do que convencionalmente poderia ser aceito como Física. Há contribuições fundamentais que resolvem problemas que intrigam os físicos, como qual é o significado da função de onda ou o sinal da função β em QCD. O prêmio deste ano reconhece a expansão da Física conquistando novas áreas. 

A mecânica estatística permitiu entender propriedades macroscópicas a partir de informação sobre as interações microscópicas. Mas, como Hopfield perguntou, "e se essas unidades não fossem átomos ou spins, mas neurônios, e as interações representassem vias de comunicação mediadas por sinapses?" Um século de técnicas e intuições desenvolvidas para entender matéria convencional ficaram disponíveis para entender modelos minimalistas de processos cognitivos, memórias associativas, suas possibilidades e suas limitações. Hopfield surpreendeu ao trazer para uma realidade concreta - onde a matemática permite descrever cuidadosamente aspectos da natureza do funcionamento do cérebro (ou modelos muito simplificados) - sonhos de cientistas e filósofos, que especularam sobre a natureza do que somos, do que sentimos, de como pensamos. Trabalhos podem ser considerados importantes por diversas razões. A avalanche de perguntas e ideias que o trabalho de Hopfield desencadeou transformou não só o que pensamos sobre a área de atuação da física, mas a própria sociedade em que vivemos. Entre os que se inspiraram com seu trabalho, Hinton trouxe contribuições de uma linha que passa por Turing, McCullogh, Pitts, William James, Sherrington e Ramon y Cajal. Hinton, ao longo dos anos com vários colaboradores, fez contribuições fundamentais para a atual revolução da Inteligência Artificial. Foi um dos redescobridores do método de treinamento de redes neurais multicamadas (back propagation) mostrando as possibilidades de produzir máquinas cujo desempenho pode justificar que sejam chamadas inteligentes. Pode ser uma surpresa para o leitor que o método de treinar uma rede neural seja, num nível profundo, um caso da aplicação da equação de Hamilton-Jacobi-Bellman. A introdução, por Hinton e colaboradores, da máquina de Boltzmann, mostrou que as condições de fronteira de um sistema magnético poderiam ser consideradas como "entrada” e ”saída" de uma rede neural. O impacto de Hinton foi fundamental quando, na virada do milênio, a utilidade das máquinas foi questionada por parecer que havia alternativas à inteligência artificial computacionalmente mais baratas. O avanço da tecnologia de processamento gráfico permitiu que máquinas impensáveis, num passado recente, pudessem ser imaginadas e construídas. Sem a suas contribuições ao entendimento da dinâmica de aprendizado em máquinas e sem suas contribuições práticas na construção de máquinas incrivelmente complexas - as máquinas que aprendem de arquitetura profunda "deep learning" - os avanços que surpreenderam a sociedade não seriam possíveis. O comitê Nobel entende a importância de suas contribuições e, a seguir, concede o prêmio de Química a uma contribuição que traz uma solução pragmática ao problema de enovelamento de proteínas, que vai revolucionar várias áreas da bioquímica e farmacologia, usando redes neurais. Claro que há muitas outras pessoas, que permanecerão anônimas para a sociedade, que contribuíram com o trabalho de suas vidas para este resultado. Mereceriam Hopfield e Hinton o prêmio Nobel de Química? Talvez. A estrutura da organização da ciência, e portanto, das universidades, reflete uma visão do século XIX. Quebrar a fronteira das caixas em que cientistas de uma denominação estão confinados e invadir outras áreas pode ser surpreendente, mas estes deixarão uma marca histórica ao construir novas maneiras de entender as relações entre diferentes aspectos da natureza.

Para os estudantes resta a pergunta: e agora, para onde? Estamos começando a entender o que significa informação, ao nível de interações quânticas, entre neurônios biológicos ou artificiais, e até entre agentes, sejam indivíduos que representam seres humanos ou instituições. Por exemplo, todos os que trabalham com problemas de mudanças climáticas entendem a necessidade de um modelo físico da interação dos componentes do oceanos e da atmosfera. Mas também devemos incluir nesse sistema instituições humanas com sua próprias dinâmicas e acoplamentos. A leis de Coulomb para estes sistemas estão esperando serem descobertas. No fim, entender as propriedades e limitações de sistemas de processamento de informação nos ajudará a entender a natureza e os limites desse entendimento. Será isso Física ou não? Quem se importa? A Física é sobre o que podemos dizer da natureza usando as ferramentas disponíveis - nossos cérebros e as máquinas artificiais -  e, para as últimas, as contribuições de Hopfield e Hinton (que não é tecnicamente um físico, mas pensa como se fosse um) foram marcantes, na trajetória de uma aventura que ainda não sabemos onde nos levará.


*Nestor Caticha é Professor Titular do Departamento de Física Geral do Instituto de Física da USP. Em breve, anunciaremos o oferecimento de um colóquio, ministrado por ele, sobre o assunto. 

Pesquisa lança luz sobre a preservação excepcional de fósseis da Formação Crato

Organizers and Supporters | EDGGTrabalho dos autores Arianny Storari, Gabriel Osés, Arnold Staniczek, Marcia Rizzutto, Ronny Loeffler, e Taissa Rodrigues.
Publicado em Frontiers in Ecology and Evolution
Contextualização e comentários de Arianny Storari e Gabriel Osés.
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Um novo estudo publicado na revista "Frontiers in Ecology and Evolution" forneceu informações importantes sobre a preservação única de fósseis insetos da Formação do Crato (Cretáceo Inferior, Brasil), um depósito paleontológico de renome mundial. A investigação, liderada por pesquisadores da Universidade Federal do Espírito Santo com a colaboração de cientistas da Universidade de São Paulo, do Museu Estadual de História Natural de Stuttgart e da Universidade de Tübingen, investigou a forma como os insetos aquáticos e terrestres foram preservados neste depósito ao longo de milhões de anos. 

Ao analisar mais de 230 espécimes fósseis utilizando técnicas avançadas como a microscopia eletrônica de varredura, a fluorescência de raios X (XRF) e a espectroscopia Raman, o time de cientistas descobriu detalhes microscópicos sobre os processos que levaram ao estado excepcional dos fósseis do Crato. As medidas de XRF foram realizadas no Laboratorio de Arqueometria e Ciências Aplicadas ao Patrimônio Cultural (IFUSP), em colaboração com o pesquisador colaborador Gabriel Ladeira Osés e com a Profa. Marcia Rizzutto. As descobertas mostram que eles foram preservados detalhadamente devido à substituição dos seus tecidos biológicos por óxidos de ferro após uma fase inicial de piritização, um processo ocasionado por reações químicas entre os organismos e o seu ambiente durante a fossilização. O estudo também corroborou evidências anteriores de que esteiras microbianas desempenharam um papel na preservação fina de microestruturas nestes fósseis. 

Para comparação, os cientistas examinaram também fósseis de insetos fossilizados do depósito de Solnhofen (Jurássico Superior, Alemanha), também conhecido mundialmente por seu valor paleontológico. Mas, enquanto os fósseis brasileiros mantiveram fielmente várias caraterísticas microscópicas, os espécimes alemães foram considerados mal preservados, sendo muitas vezes preservados apenas como impressões, devido ao crescimento de minerais grosseiros. “As nossas descobertas sugerem que, embora os paleoambientes destes dois locais tenham algumas semelhanças, a preservação dos insetos, particularmente das efêmeras, na Formação do Crato é muito superior ao que vemos em Solnhofen”, explica Arianny Storari, egressa do Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas da UFES e líder do estudo. “Esta pesquisa não só lança luz sobre a forma como estes insetos passaram pelo processo de fossilização, como também permite uma melhor compreensão dos diferentes fatores ambientais e químicos que contribuem para a preservação dos fósseis.” O estudo abre as portas para pesquisas futuras sobre processos de fossilização e oferece informações importantes sobre as condições que podem levar à preservação extraordinária da vida pretérita. 

Projetos FAPESP envolvidos: Processos FAPESP n° 2021/07007-7, 2023/14250-0 e 2022/06485-5.

-> Acesse o artigo “Paleometric approaches reveal striking differences in the insect fossilization of two Mesozoic Konservat-Lagerstätten"

 

Artigo | Influence of carrier localization on photoluminescence emission from sub-monolayer quantum dot layers

Dos autores T.-Y. Huang, T. Borrely, Y.-C. Yang, A. Alzeidan, G.M. Jacobsen, M.D. Teodoro, A.A. Quivy e R.S. Goldman.
Em Applied Physics Letters, 125, 122108. Featured Article. Contextualização e comentários do pesquisador Alain Quivy.
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Hoje em dia, ouve-se muito falar em "nano", como em nanotecnologia, nanomateriais, nanorobôs. O termo é geralmente associado a objetos que possuem pelo menos uma das suas dimensões (largura, altura ou profundidade) na escala do nanômetro, isto é, um tamanho até um milhão de vezes menor que o milímetro. Este grande interesse vem do fato que materiais deste tipo costumam possuir propriedades inovadoras muito diferentes daquelas observadas em sistemas de tamanho maior. Os pontos quânticos representam o caso mais extremo de nanomateriais, já que possuem suas três dimensões na escala nanométrica, e suas propriedades só podem ser compreendidas de maneira satisfatória pela mecânica quântica, teoria física que prevalece na escala microscópica. Os pontos quânticos de submonocamada fabricados no Laboratório de Novos Materiais Semicondutores (LNMS) do IFUSP consistem em pequenas ilhas de InAs (arseneto de índio) - possuindo um tamanho lateral de cerca de 5 nanômetros e uma espessura de 0.3 nanômetro - que são empilhadas verticalmente até formarem estruturas colunares com alguns nanômetros de altura. Por ser tão pequenos, eles são muito difíceis de serem estudados e requerem técnicas sofisticadas.

Durante o seu doutorado no LNMS com bolsa do CNPq, Thales Borrely foi agraciado com uma bolsa Print da CAPES para passar 6 meses no grupo da Profª Rachel Goldman, na Universidade de Michigan. Ele levou consigo amostras de pontos quânticos e as estudou com a técnica de tomografia por sonda atômica (APT, Atom Probe Tomography), uma das mais avançadas para a investigação de nanoestruturas em três dimensões, e a única capaz de fornecer informações diretas em escala nanométrica sobre o tamanho, distribuição espacial e composição de nanoestruturas. Todas as medidas foram realizadas durante o estágio, mas somente dois anos depois, durante o pós-doutorado, o artigo pôde ser publicado, após um tratamento complexo dos dados e de numerosas simulações computacionais para interpretação dos resultados.
 
A técnica ATP está disponível em poucos grupos no mundo, requer uma preparação sofisticada das amostras na forma de uma ponta extremamente fina, e foi aplicada pela primeira vez neste tipo de nanoestruturas. Dada a importância dos resultados experimentais e das simulações para a área, o editor da revista Applied Physics Letters escolheu o artigo como destaque (Featured Article) na edição de setembro de 2024. Destacamos, ainda, que a contribuição de Thales Borrely para o trabalho é equivalente à do primeiro autor.
 
-> Acesse o artigo “Influence of carrier localization on photoluminescence emission from sub-monolayer quantum dot layers"

 

Climate finance missing to deliver on global stocktake

Flooded Street Market Scene with Mango Vendor. Photo by Muhammad Amdad HossainCom a participação do pesquisador Paulo Artaxo.
Por SciDev.Net. 
Leia AQUI o original.
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Speed read:
A year on from the ‘Global Stocktake’ on climate action, there are few signs of progress
Climate adaptation remains ‘fragmented, uneven’
Climate finance, a key focus of COP29 summit, is crucial to implement action plans
 

Foto | Copyright: Muhammad Amdad Hossain, (Pexels)

 

Mudanças climáticas: o futuro do Brasil

WhatsApp Image 2024-09-27 at 10.05.16País enfrenta a necessidade de adotar medidas imediatas e exemplares para mitigar os danos, proteger seus ecossistemas e liderar a luta global contra as mudanças climáticas. 
Por Ciência & Cultura / SBPC. 
Leia AQUI o original.
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O Brasil já sente os efeitos das mudanças climáticas por meio de eventos extremos, como secas prolongadas, enchentes devastadoras e a intensificação de desastres naturais. Esses fenômenos não apenas ameaçam ecossistemas cruciais, como a Amazônia e o Pantanal, mas também colocam em risco comunidades inteiras, a segurança alimentar e a economia do país. Ignorar a urgência dessas questões trará graves consequências ambientais e socioeconômicas. Isso é o que discute o vídeo especial da nova edição da Ciência & Cultura, que tem como tema “Mudanças climáticas e a transversalidade do conhecimento”Saiba mais...


Foto: Reprodução do site SBPC.

 

Derretimento do Ártico ameaça ecossistemas, que podem entrar em colapso, afirma professor

Foca descansa em bloco de gelo no Oceano Ártico, em Svalbard - Spitsbergen, Noruega.Paulo Artaxo, professor da USP, adverte que o derretimento vai alterar a circulação do oceano, ameaçando a biodiversidade e afetando cadeias alimentares e ecossistemas inteiros.
Por Jornal da USP, replicado no portal Um Só Planeta. Leia AQUI o original.
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Situado em uma das regiões mais frias do mundo, o Ártico possui cerca de 21 milhões de quilômetros quadrados, sendo que desse total 65% é composto pelo Oceano Glacial Ártico. Com as mudanças climáticas, no entanto, a região vem sofrendo alterações significativas – antes do esperado, o Ártico pode ter seu primeiro verão sem gelo. Saiba mais...


Foto: Reprodução de Arterra/Universal Images Group via Getty Images

 

Doutorando IFUSP tem artigo premiado em Congresso Internacional

Com informações de Saulo Alberton e Nilberto Medina (DFN - IFUSP).
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O doutorando Saulo Gabriel Pereira Nascimento Alberton teve sua submissão de artigo agraciada com uma Student Grant para participação da conferência "RADiation Effects on Components and Systems (RADECS 2024)". O evento foi realizado entre 16 e 20 de setembro de 2024 nas Ilhas Canárias, Espanha. O prêmio incluiu a participação no workshop temático "Present and Future of Single Event Effect Testing: Facilities and Methodologies" e em sessões técnicas da conferência. 

O artigo "Studies on the Reliability of Power UMOSFETs in the Terrestrial Radiation Environment" foi destaque da sessão A - "SEE: Mechanisms & Modelling". Alberton contextualiza o trabalho: "Transistores são elementos de circuito fundamentais na eletrônica moderna utilizados diariamente para as mais diversas aplicações. Além de aplicações convencionais, eles são essenciais em sistemas eletrônicos de satélites e sabemos que a radiação do espaço sideral pode causar efeitos destrutivos nesses dispositivos, principalmente devido ao impacto de íons pesados energéticos. Por essa razão, eles são testados e qualificados com o uso de aceleradores de partículas, tal como o acelerador Pelletron 8-UD do IFUSP, antes de comporem a eletrônica embarcada de uma missão espacial. Acontece que tais efeitos destrutivos de radiação também são observados em dispositivos eletrônicos operando no ambiente de radiação terrestre, seja em nível do solo ou em altitudes de vôo, e são atribuídos a nêutrons presentes na atmosfera terrestre. Nêutrons não possuem carga elétrica, mas podem interagir através de reações nucleares com os materiais que constituem os transistores. Nessas condições, são principalmente os produtos dessas reações nucleares que podem resultar nos efeitos destrutivos indesejados. Nesse trabalho, estudamos como os nêutrons atmosféricos induzem efeitos destrutivos em transistores de diferentes tecnologias através de reações nucleares. Através de resultados experimentais e simulações computacionais, foi possível estimar a taxa de ocorrência desses efeitos destrutivos nos transistores estudados sob operação em qualquer localidade na atmosfera terrestre".
 
O estudo contou com a participação de instituições nacionais e internacionais de física e engenharia. Além do Instituto de Física da USP (IFUSP), estiveram envolvidos: o Centro Universitário FEI, o Instituto de Estudos Avançados (IEAv) do Comando da Aeronáutica, Università degli Studi di Padova (UNIPD, Itália), Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale (UNICAS, Itália), e ISIS Neutron and Muon Source do Rutherford Appleton Laboratory (ISIS-RAL, Reino Unido).
 
Sobre as motivações e o desenvolvimento do trabalho, Saulo reflete: "Embora o problema em questão seja motivado por aplicações de engenharia, a sua natureza requer conhecimentos de física nuclear e física de semicondutores. De maneira mais ampla, a minha tese de doutorado é basicamente dividida em experimentos com íons pesados, com foco em aplicações espaciais, e experimentos com nêutrons, direcionados para aplicações na atmosfera terrestre. No entanto, os experimentos com nêutrons foram uma novidade para mim e trouxeram diversos desafios. Nesse contexto, as primeiras campanhas experimentais foram realizadas no Laboratório de Radiação Ionizante (LRI-IEAv) utilizando nêutrons monoenergéticos. Após compreendermos bem os fenômenos observados nessa condição, submetemos uma proposta de experimento para utilizarmos o instrumento ChipIr da ISIS-RAL, no Reino Unido. O ChipIr é um instrumento de última geração capaz de produzir um feixe de nêutrons cujo espectro em energia é muito similar ao observado na atmosfera terrestre, porém muito mais intenso: uma hora de irradiação nesse equipamento pode equivaler a centenas de anos de exposição no ambiente de radiação terrestre. Esse feixe de nêutrons 'quase-atmosférico' é produzido utilizando-se um acelerador de partículas do tamanho de oito campos de futebol, que é responsável por acelerar inicialmente um feixe primário de prótons a até 84% da velocidade da luz. O feixe primário de prótons é usado para bombardear materiais específicos que, através de reações nucleares, geram o feixe secundário de nêutrons com as propriedades similares às dos nêutrons atmosféricos. Felizmente, a nossa proposta científica foi contemplada e a nossa campanha experimental no ChipIr foi inteiramente custeada pelo projeto RADiation facility Network for the EXploration of effects for indusTry and research (RADNEXT), vinculado ao Programa de Inovação e Pesquisa da União Europeia".
 
A publicação do estudo deve sair nos próximos meses, bem como a defesa da tese de doutorado. Saulo aponta, também, uma possível e interessante continuação dessa linha de pesquisa: investigar o impacto de radiação natural em tecnologias emergentes de estado sólido para informação quântica, tais como qubits supercondutores. À guisa de agradecimento, o doutorando recorda o apoio dos colaboradores, em especial o orientador Nilberto Medina (IFUSP), pelas valiosas discussões, e também o Dr. Saulo Finco (CTI Renato Archer), pelo esforço em providenciar apoio que viabilizou sua participação na conferência. CAPES, CNPq e IFUSP também apoiaram sua ida. O prêmio recebido no evento foi um dos seis direcionados a estudantes de pós-graduação, oferecidos pela associação RADECS (RADiation Effects on Components and Systems) e pelo projeto HEARTS (High-Energy Accelerators for Radiation Testing and Shielding).
 
 

Países tropicais serão os mais afetados pela mudanças climáticas

As cidades estão atrasadas na prevenção e adaptação às mudanças climáticas, afirma físico e climatologista da USP: “O tema sequer está sendo abordado na campanha eleitoral”
Por: Revista Gama. 
Acesse AQUI o original.
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O meio ambiente vem dando sinais bastante concretos e, muitas vezes, trágicos, de que o planeta não vai nada bem. Secas, enchentes, deslizamentos, calor excessivo. Se você está assustado, é ainda mais angustiante perceber que os cientistas também estão: “É provado pela ciência que esses eventos climáticos extremos, que a gente só esperava para 2040 ou 2050, estão ocorrendo com muito maior frequência e intensidade em 2024”, diz a Gama o físico e climatologista Paulo Artaxo, que é professor do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (Usp) e membro do IPCC – Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas da ONU.

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*Imagem: Adaptado de iIlustração de Isabela Durão

 

IDH da educação no continente americano

https://i0.wp.com/jornal.usp.br/wp-content/uploads/2019/05/20190531_01_otaviano-helene.jpg?resize=420%2C420&ssl=1Artigo do pesquisador Otaviano Helene, colunista do Jornal da USP.
Em Jornal da USP. Acesse aqui a matéria original.
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O Índice de Desenvolvimento Humano, um indicador divulgado pelo Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD), é calculado como uma média de três fatores usualmente considerados como relacionados ao desenvolvimento de um país: um indicador de saúde, calculado com base na expectativa de vida ao nascer; um indicador de renda, baseado no PIB per capita; e um indicador educacional.

[...] Entre todos os países do mundo, a componente do IDH educacional varia entre cerca de 0,3, típica de alguns países da região do Sahel, a cerca de 0,95, típica dos países mais avançados da Europa. Um valor próximo a 0,3 indica que a população adulta tem uma escolaridade média entre quatro e cinco anos, e os jovens estão deixando a escola após frequentá-la (não necessariamente sendo aprovados) por cinco ou seis anos. Países com tais valores do IDH educacional podem ter taxas de analfabetismo superiores a 50% entre os jovens e 80% entre os adultos. Nos países mais avançados, com IDH educacional próximo de 0,9, os jovens ficam nas escolas por mais do que 16 anos, em média, e os adultos têm uma escolaridade, também média, de 13 ou 14 anos.

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