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Novo protocolo aumenta a precisão da espectroscopia terahertz em filmes finos

Artigo | Windowing in Terahertz Time-Domain Spectroscopy: Resolving Resonances in Thin-Film Samples
Dos autores Esteban Marulanda, Fernanda L. Costa, Nicolas M. Kawahala e Felix G. G. Hernandez.
Publicado no Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. 
Texto de divulgação do Prof. Felix Hernandez.
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A espectroscopia no domínio do tempo em terahertz (THz-TDS) tornou-se uma das principais ferramentas para investigar propriedades ópticas e eletrônicas de materiais emergentes – de semicondutores e isolantes topológicos a compostos bidimensionais. No entanto, pesquisadores enfrentam um desafio recorrente: como eliminar artefatos causados por múltiplas reflexões e janelas temporais limitadas sem comprometer informação espectral essencial.

Em um artigo publicado no Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, do grupo Springer Nature, pesquisadores do Instituto de Física da USP apresentam uma sistematização prática sobre o uso de janelamento temporal (windowing) aplicado no estudo de filmes finos com THz-TDS. A pesquisa realizada por membros do grupo de terahertz da USP, sob supervisão do Prof. Felix G. G. Hernandez, demonstra que a escolha adequada entre truncamento e funções de apodização pode alterar significativamente a extração de parâmetros físicos, como a permitividade complexa destes materiais.

Usando como exemplo filmes finos de PbTe – um material com fortes ressonâncias fonônicas – o grupo mostra cenários críticos: em alguns casos, um simples corte temporal elimina ecos indesejados; em outros, o mesmo procedimento distorce picos espectrais e gera resultados fisicamente irreais. Para essas situações, os autores avaliam diferentes janelas  e discutem o equilíbrio entre resolução e supressão de ruído.

Mais do que simplesmente comparar funções para janelas, o trabalho propõe um fluxo decisório experimental, com etapas como: alinhamento temporal, diagnóstico de descontinuidade, seleção do tipo e tamanho da janela e impacto na transformada de Fourier. Essa abordagem fornece um guia essencial para laboratórios que utilizam THz-TDS, especialmente em materiais com ressonâncias estreitas ou sobreposições com ecos de substrato.

Embora a aplicação da transformada de Fourier seja padrão na área, o processamento do sinal medido no tempo ainda é aplicado de forma empírica. Nosso objetivo foi transformar esse conhecimento disperso em um protocolo reprodutível”, afirmam os autores.

O estudo contribui diretamente para a comunidade de espectroscopia e materiais, oferecendo um caminho concreto para aumentar a confiabilidade de medidas em sistemas onde pequenos detalhes espectrais revelam fenômenos quânticos, transições de fase ou interações eletrônico-fonônicas.

 

Resultados conjuntos de COSINE-100 e ANAIS-112 reforçam questionamentos sobre as observações do DAMA/LIBRA

 

A natureza da matéria escura permanece um dos grandes mistérios da Física contemporânea. Uma das hipóteses mais estudadas é a de que ela seja composta por WIMPs — partículas que interagem apenas por gravidade e pela força fraca. Diversos experimentos de detecção direta foram desenvolvidos para testar essa hipótese, entre eles XENON-1T, PANDA-X e LUX-ZEPLIN, que utilizam xenônio líquido, e o experimento DAMA/LIBRA, que emprega cristais de NaI(Tl) como material cintilador.

 
A colaboração DAMA/LIBRA afirma ter observado uma modulação anual de eventos com significância estatística de até 12,9σ, o que sustentaria a existência das WIMPs. No entanto, esse resultado não foi reproduzido por outros experimentos com maior sensibilidade, o que motivou a criação de novos detectores que utilizam o mesmo material cintilador, como o COSINE-100, na Coreia do Sul, e o ANAIS-112, na Espanha.
 
Em setembro deste ano, as duas colaborações divulgaram resultados que reforçam o questionamento aos dados do DAMA/LIBRA. O experimento COSINE-100 publicou na Science Advances a análise de quase seis anos de dados coletados com 106 kg de cristais de NaI(Tl), não observando nenhuma modulação anual significativa e excluindo o sinal relatado pelo DAMA/LIBRA em mais de 3σ.
 
Paralelamente, uma análise combinada dos experimentos COSINE-100 e ANAIS-112 reuniu um total de 984 kg·ano de exposição e obteve uma amplitude de modulação compatível com zero, divergindo em 4,7σ dos valores reportados pelo DAMA/LIBRA. Esse resultado conjunto, publicado como Sugestão do Editor na Physical Review Letters (setembro de 2025), estabelece o teste mais robusto até o momento da alegada modulação anual e coloca mais um forte contraponto à interpretação da colaboração italiana.
 
Os novos resultados, contam com a participação do Prof. Nelson Carlin e de pós-graduandos Instituto de Física da USP (membros da colaboração COSINE-100)
 
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Estudantes e pesquisadores do IFUSP participam do 29º Congresso Brasileiro de Física Médica

Entre os dias 1º e 4 de outubro, São Paulo sediou o 29º Congresso Brasileiro de Física Médica, que contou com a participação expressiva de estudantes — de graduação e pós-graduação — e pesquisadores do IFUSP atuantes na área.
Durante o evento, o professor Paulo Roberto Costa apresentou a conferência “O Futuro da Tomografia Computadorizada: comparando modos de detecção e de reconstrução de imagens”. Em sua fala, destacou avanços recentes na tomografia computadorizada e mostrou como essa tecnologia tem impulsionado a detecção precoce de doenças e o acompanhamento de tratamentos. Costa também apresentou contribuições de seu grupo de pesquisa e resultados de trabalhos realizados em parceria com o Radboudumc, da Holanda. Como coordenador da Comissão de Física Médica da Sociedade Brasileira de Física, também representou a instituição na cerimônia de abertura do congresso.
 
Também integrantes do Grupo de Dosimetria das Radiações e Física Médica (GDRFM), a dra. Denise Y. Nersissian apresentou o tema “Mamografia Digital” na sessão sobre "Aspectos Importantes na Interpretação dos Laudos com Radiação Ionizante", e a professora Elisabeth Yoshimura atuou como moderadora de mesa-redonda e coordenadora de trabalhos orais.
 
Além dos docentes, um grupo numeroso de estudantes marcou presença com apresentações de pôsteres. Somente o GDRFM teve nove trabalhos aceitos, apresentados por alunos de graduação e pós-graduação.
 
O evento teve significado especial para as turmas do Bacharelado em Física Médica do IFUSP/FMUSP, já que, realizado em São Paulo, possibilitou a participação de mais de vinte estudantes do curso. Além de fortalecer a integração do grupo, eles puderam se atualizar em temas de fronteira da Física Médica, conhecer inovações tecnológicas e ampliar sua rede de contatos com colegas e professores de outras universidades e até representantes de empresas do setor presentes na feira comercial.
 
Participação de estudantes e docentes no 29º Congresso de Física Médica. Foto: Divulgação

 

Nobel premia a área de sistemas quânticos macroscópicos

A Real Academia de Ciências da Suécia premiou este ano os físicos John Clarke, Michel Devoret e John Martinis com o Nobel de física por seu trabalho com sistemas quânticos macroscópicos, em plataforma supercondutora. Os três desenvolveram conjuntamente, na década de 80, importantes trabalhos demonstrando o comportamento quântico de sistemas macroscópicos usando junções Josephson - um sanduíche composto por uma camada isolante separando duas regiões supercondutoras.
 
Ao utilizar estas junções como parte de circuitos elétricos, eles conseguiram demonstrar como as relações entre corrente e tensão geradas só poderiam ser explicadas entendendo como elas surgem a partir da diferença de fase das funções de onda macroscópicas de cada uma das ilhas supercondutoras da junção. Esse trabalho foi fundamental para a utilização destas junções como parte de circuitos elétricos operando no regime quântico, o que levou posteriormente à criação da área de eletrodinâmica quântica de circuitos (cQED) e aos usos destes sistemas como qubits supercondutores em computadores quânticos.
 
Desde Janeiro deste ano, o IFUSP conta com um novo grupo de pesquisa focado em fabricar e desenvolver sistemas deste tipo no Brasil, coordenado pelo Dr. Rodrigo Benevides, bolsista do programa Jovem Pesquisador FAPESP. Saiba mais sobre o EQCOS - Engineered Quantum Control Systems Lab em www.eqcos.org."

Texto do Prof. Dr. Rodrigo Benevides

Doutorando Gabriel Xavier Pereira tem pôster premiado no XXIII Encontro da SBPMat

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Gabriel Xavier Pereira, doutorando orientado por Gustavo Dalpian, teve seu trabalho reconhecido no último Encontro da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (B-MRS Meeting - SBPMat), realizado entre 28 de setembro e 02 de outubro, em Salvador. O tradicional evento é considerado o maior congresso de pesquisa em Ciência dos Materiais no Brasil. Nesta vigésima terceira edição do encontro, Gabriel conquistou o prêmio de melhor pôster da categoria de Materiais Computacionais (Atomistic Computational Approaches to Surface Properties and Reactivity in Materials Science) com o estudo sobre a estabilidade de perovskitas de haleto bidimensionais. O trabalho, intitulado "Halide perovskenes: a study on the mechanical and thermodynamic stability of these emergent materials", representa um importante avanço já no primeiro ano de seu projeto.

Sobre o trabalho e o reconhecimento recebido no evento, relata o doutorando: "Nesse trabalho, a partir da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), nós obtivemos resultados que exploram a estabilidade e o comportamento mecânico e eletrônico de monocamadas de perovskitas de haleto. Nesse sentido, os nossos avanços sobre a compreensão desses materiais podem servir como base para aplicações em dispositivos optoeletrônicos, como fotodetectores ou LEDs, em escala nanométrica. O próximo passo se dará pela escrita de um artigo de pesquisa, já em desenvolvimento, reportando os avanços teóricos e computacionais. Após essa etapa, nós também gostaríamos de avançar na compreensão de resultados experimentais recentes envolvendo sistemas similares, mas de maior complexidade, como as bicamadas torcidas de perovskitas de haleto."

Além do aceno à FAPESP, que financia o projeto (temático e sua bolsa), o doutorando estende os agradecimentos ao orientador Gustavo M. Dalpian e aos pesquisadores Lucas M. Farigliano e Roberto H. Miwa, que considera fundamentais para os resultados e discussões que embasam o trabalho.

Parabéns ao estudante pela distinção recebida! 

 
 

 

Novos servidores no IF

Conheçam os novos colegas que iniciam suas jornadas no IF.
[Com informações da Divisão Administrativa]
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Em 24/09, quatro novos integrantes da equipe técnico-administrativa iniciaram seus trabalhos no IFUSP:

Amanda Fernandes Nascimento - Depto. de Física Nuclear;

André de Sousa Freitas - Seção Técnica de Laboratórios Didáticos e de Demonstrações;

Jessica DipoldDepto. de Física Experimental e

Nícolas Massarico Kawahala - Depto. de Física dos Materiais e Mecânica.

E no dia 1º de outubro, dois novos funcionários foram integrados à equipe:

Alberto Ortiz MendesDepto. de Física Nuclear

Dimy Nanclares Fernandes Sanches - Depto. de Física Aplicada

Aos recém-chegados ao IFUSP, nossas primeiras boas-vindas; àqueles que retornam ao Instituto, agora como servidores, que seja um ótimo retorno a esta casa!
 

 

Artigo | Efficient Energy Transfer in Eu3+-Doped Layered Double Hydroxides with β-Diketonate Anions Obtained by the Memory Effect

Dos autores Alexandre Candido Teixeira, Natan Felipe Netzlaff Fachini, Henrique Kenzo Carvalho Kakinami e Danilo Mustafa
Publicado em ACS Omega | Special issue “Chemistry in Brazil: Advancing through Open Science” | Destaque da capa.
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Trabalho liderado pelo docente Danilo Mustafa (IFUSP) é destacado com uma das capas da publicação ACS Omega (Vol.10, #38, de 30/09/25).

Sobre a capa:

Memory effect arises as a post-synthetic strategy to both restore structural order and incorporate functional photoluminescent ligands as DBM into Eu3+-doped ZnAl LDHs. By enabling precise control over the Eu3+ coordination environment, this approach offers a powerful pathway for engineering hybrid LDHs for applications in optoelectronics, sensing, and photonic technologies.

Abstract:

Accurately quantifying the energy loss rate of proton beams in liquid water is crucial for the precise application and improvement of proton therapy, whereas the slowing down of protons in water ices also plays an important role in astrophysics. However, precisely determining the electronic stopping power, particularly for the liquid phase, has been elusive so far. Experimental techniques are difficult to apply to volatile liquids, and the availability of sufficient reliable measurements has been limited to the solid and vapor phases. The accuracy of current models is typically limited to proton energies just above the energy loss maximum, making it difficult to predict radiation effects at an energy range of special relevance. We elucidate the phase differences in proton energy loss in water in a wide energy range (0.001−10  MeV) by means of real-time time-dependent density functional theory combined with the Penn method. This nonperturbative model, more computationally efficient than current approaches, describes the phase effects in water in excellent agreement with available experimental data, revealing clear deviations around the maximum of the stopping power curve and below. As an important outcome, our calculations reveal that proton stopping quantities of liquid water and amorphous ice are identical, in agreement with recent similar observations for low-energy electrons, pointing out this equivalence for all charged particles. This could help to overcome the limitation in obtaining reliable experimental information for the biologically relevant liquid water target.

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Artigo | Stopping Cross Sections for Protons Across Different Phases of Water

Dos autores F. Matias, N. E. Koval, P. de Vera, R. Garcia-Molina, I. Abril, J. M. B. Shorto, H. Yoriyaz, J. J. N. Pereira, T. F. Silva, M. H. Tabacniks, M. Vos e P. L. Grande.
Publicado em Physical Review Letters.
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Trabalho conta com os docentes Tiago Fiorini da Silva e Manfredo Tabacniks (IFUSP) como coautores e foi selecionado como sugestão do editor no último número da PRL ( Vol. 135, #14, de 03/10/25).

De acordo com o pesquisador Tiago Fiorini, "O trabalho aborda como prótons perdem energia ao atravessar diferentes fases da água, líquida, sólida e vapor, tema fundamental tanto para o avanço de aplicações, como a terapia com prótons no tratamento do câncer, quanto para o entendimento de processos astrofísicos. Utilizando uma abordagem baseada em teoria do funcional da densidade dependente do tempo (TDDFT), os autores demonstraram que a água líquida e o gelo amorfo apresentam comportamento equivalente na desaceleração de prótons, o que abre novas possibilidades experimentais e computacionais."

Abstract:

Accurately quantifying the energy loss rate of proton beams in liquid water is crucial for the precise application and improvement of proton therapy, whereas the slowing down of protons in water ices also plays an important role in astrophysics. However, precisely determining the electronic stopping power, particularly for the liquid phase, has been elusive so far. Experimental techniques are difficult to apply to volatile liquids, and the availability of sufficient reliable measurements has been limited to the solid and vapor phases. The accuracy of current models is typically limited to proton energies just above the energy loss maximum, making it difficult to predict radiation effects at an energy range of special relevance. We elucidate the phase differences in proton energy loss in water in a wide energy range (0.001−10  MeV) by means of real-time time-dependent density functional theory combined with the Penn method. This nonperturbative model, more computationally efficient than current approaches, describes the phase effects in water in excellent agreement with available experimental data, revealing clear deviations around the maximum of the stopping power curve and below. As an important outcome, our calculations reveal that proton stopping quantities of liquid water and amorphous ice are identical, in agreement with recent similar observations for low-energy electrons, pointing out this equivalence for all charged particles. This could help to overcome the limitation in obtaining reliable experimental information for the biologically relevant liquid water target.

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Cronograma do Inventário 2025

Comunicado do Comitê Setorial de Inventário de Bens Móveis e de Estoques da USP
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Instrução nº 03/2025 – Comitê Setorial de Inventário de Bens Móveis e de Estoques
Ref.: CRONOGRAMA DO INVENTÁRIO

O Comitê Setorial de Inventário de Bens Móveis e de Estoques da USP vem, através do presente, informar que todas as normas, instruções e manuais que regem o inventário estão disponíveis em https://da.reitoria.usp.br/comite-de-inventario/normas-e-procedimentos-d....
O Manual do usuário – Inventario Web Bens Móveis/Animais trata das ações a serem realizadas pelos seguintes perfis: Usuário Local, Responsável Local, Comissão Subsetorial – Unidade, Dirigente da Unidade, Comitê Setorial e Reitor.
O Manual do usuário – Inventario Web Estoques trata das ações a serem realizadas pelos seguintes perfis: Responsável pelo Almoxarifado, Comissão Subsetorial – Unidade; Dirigente da Unidade, Comitê Setorial e Reitor.
 
Atenção!
Para facilitar as ações do Usuário e do Responsável Local ao realizar o inventário dos bens, será disponibilizado o aplicativo “Patrimônio” nos sistemas iOS e Android.
A inclusão dos monitores que se encontram baixados por “Descaracterização” e que não foram indicados em 2024, deverão ser incluídos no inventário de 2025. 
 
INVENTÁRIO 2025 - BENS MÓVEIS/ANIMAIS
Período: 01/10/2025 até 31/10/2025
 
Períodos de Validação
  • Comissão Subsetorial: 01/11/2025 até 23/11/2025
  • Dirigente: 24/11/2025 até 30/11/2025
  • Comitê Setorial: 01/12/2025 até 07/12/2025
  • Reitor: 08/12/2025 até 19/12/2025
 
INVENTÁRIO 2025 - ESTOQUES
Período: 01/12/2025 até 14/12/2025
 
Períodos de Validação
  • Comissão Subsetorial: 15/12/2025 até 16/12/2025
  • Dirigente: 17/12/2025 até 17/12/2025
  • Comitê Setorial: 18/12/2025 até 18/12/2025
  • Reitor: 19/12/2025 até 19/12/2025
 
 
Destacamos a importância de todos os perfis cumprirem suas ações nos prazos estabelecidos no Cronograma do Inventário de 2025, em atendimento ao Decreto 63.616/2018.
Ressaltamos que a realização do Inventário físico é dever de cada servidor Técnico-Administrativo e Docente, sujeito a responsabilização, de acordo com a Portaria GR nº 7761, de 06 de julho de 2022, que dispõe sobre a realização do levantamento geral dos bens móveis e estoques pertencentes ou sob guarda da USP, em especial ao artigo 1º, 6º e 7º.
 
ORIENTAÇÕES VÁLIDAS SOMENTE PARA AS COMISSÕES SUBSETORIAIS
 
Os processos de bens “Não Localizados” que não foram enviados para o Comitê deverão ser atualizados no inventário de 2025.
O Comitê Setorial de Inventário se coloca à disposição para esclarecimentos de dúvidas através do e-mail comite@usp.br.
 
 
 

 

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