Curso1: A física nuclear do LHC - Alexandre Alarcon do Passo Suaide
Uma das principais características do ser humano, essencial para sua sobrevivência, é a sua capacidade de questionar a origem e constituição do mundo a sua volta. Do que somos feitos? Qual a nossa origem? Como será o nosso futuro? Estas são algumas das perguntas mais importantes que a humanidade vem se fazendo desde a sua origem. As respostas a estes questionamentos mudaram ao longo da nossa história, evoluindo de acordo com o conhecimento acumulado ao longo dos séculos. Hoje em dia podemos abordar estas perguntas sob o ponto de vista da filosofia, biologia, química e, também, da física. A física, como ciência natural das mais fundamentais, aborda esses assuntos procurando entender como a matéria que compõe o Universo foi formada e como este Universo evoluiu desde sua origem. Procura entender também como esta matéria é constituída na sua forma mais elementar e as relações de interação entre os diversos elementos que a constitui e suas propriedades. O Modelo Padrão consiste na formulação mais moderna sobre a constituição do Universo. De acordo com o Modelo Padrão existe um pequeno punhado de constituintes básicos da matéria, as partículas elementares. Com estas partículas somos capazes de construir toda a matéria conhecida pelo homem. Acontece que, mesmo conhecendo em detalhes a estrutura mais elementar da matéria, ainda há muitas questões em aberto: como o Universo surgiu e evoluiu até os dias de hoje? Porque há muito mais matéria que antimatéria no Universo? Porque as coisas possuem massa? Só existem três dimensões espaciais? As partículas que conhecemos como elementares são, de fato, elementares? Para tentar responder várias destas perguntas, foi construído, ao longo das últimas duas décadas, no laboratório europeu CERN (The European Organization for Nuclear Physics), localizado na fronteira entre Suíça e França, o acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider). O LHC é o maior acelerador já construído pela humanidade, podendo colidir desde prótons (um dos constituintes básicos do núcleo atômico, ao lado do nêutron) até núcleos de chumbo com 99,9999991% da velocidade da luz. Quando colidem, a energia liberada é suficiente para produzir condições extremas de temperatura e densidade, similares àquelas presentes no Universo primordial, apenas alguns microssegundos após o Big-Bang. A temperatura na região das colisões alcança 1012 oC, cerca de 100 mil vezes mais quente que o núcleo do Sol. É a maior temperatura obtida pelo ser humano. Nessas condições, podemos explorar quais eram as propriedades físicas nos instantes iniciais da evolução do Universo e ter acesso às estruturas mais fundamentais da sua composição. Neste minicurso pretendo discutir um pouco como o LHC explora o mundo microscópico e como aprendemos sobre a estrutura fundamental da matéria com as informações obtidas dos experimentos que fazem parte do LHC.
Curso 2: Materiais luminescentes baseados em íons terras raras - Danilo Mustafa
A pesquisa em materiais baseados em íons terras raras apresenta um significante potencial para superar alguns dos problemas encontrados quando tenta-se aplicar materiais com propriedades ópticas, principalmente no desenvolvimento de fontes energias alternativas. A propostas da pesquisa em materiais luminescentes compõem uma parte importante e atual da área de ciência de novos materiais(Preparação,caracterização e aplicação de Nanomateriais emissores de luz). Essa linha de pesquisa se enquadra numa dinâmica científica e tecnológica compostas por temas multidisciplinares que possibilitam a integração do conhecimento principalmente das áreas de Física e Química.
Curso 3: Cosmologia Moderna - Luis Raul Weber Abramo
Introdução à Cosmologia; relatividade e espaços-tempo curvos; as Equações de Einstein; métrica de um universo homogêneo e isotrópico em expansão; Equações de Friedmann; distâncias cosmológicas; Cosmologia Observacional (i.e., Astronomia!); matéria escura e energia escura; atividade em grupo.
Curso 4: Escala nanométrica: "há muito espaço lá embaixo" - Cristiano Oliveira
Pegue uma régua e olhe a divisão de milímetros. Se você dividir este pequeno espaço de 1.000 a 1.000.000 de vezes você estará na chamada escala nanométrica. Por que isso é importante? Bem, talvez você não saiba, mas os grandes avanços científicos e tecnológicos dos últimos 50 anos devem-se, entre diversos fatores, ao fato de podermos mais e mais estudar e controlar sistemas a este nível de tamanho. Desce a célebre frase de Richard Feynman – “há muito espaço lá embaixo”, que é considerado por muitos como o nascimento da nanotecnologia, até os dias atuais, tivemos um extraordinário avanço tanto em descrições teóricas quanto em métodos de controle de sistemas nesta escala de tamanho. Neste minicurso, aspectos gerais da “escala nanométrica” serão abordados e descritos através do uso de conceitos físicos gerais, de modo a permitir a compreensão de diversas propriedades notáveis de inúmeros sistemas e produtos utilizados cotidianamente como plásticos, películas de celular, cristais líquidos, tintas, detergentes, catchup, entre muitos outros exemplos.
Curso 5: Astrofísica de partículas carregadas ultra-relativísticas - Edivaldo Moura Santos
Nesse mini-curso, abordaremos a Física e a Astrofísica relevantes para o estudo de propriedades das partículas elementares carregadas mais energéticas presentes do universo: os chamados raios cósmicos de ultra-alta energia, com E>=10^18 eV (UHECRs da sigla em inglês). Os mecanismos de produção e aceleração dessas partículas em fontes astrofísicas serão discutidos. A seguir, abordaremos o transporte de tais partículas pelo meio galáctico e/ou extra-galáctico na presença de campos eletromagnéticos e de radiação, com ênfase nos processos de perda de energia (contínuas e estocásticas). Por fim,técnicas dedetecção de UHECRs serão apresentados e o status dessa área de pesquisa discutido.
