Palestras 2017

Palestra 1: Professsor Paulo Eduardo Artaxo Netto - Departamento de Física Aplicada

Título: Física Aplicada a estudos ambientais

A física, química e a biologia estão envolvidos em todos os processos que regem o funcionamento de nosso planeta. Em particular no clima, os processos que regulam o balanço de radiação controlam a termodinâmica da atmosfera, sendo responsáveis pela temperatura e pela circulação atmosférica.  A precipitação é controlada pela microfísica de nuvens e pelas interações entre a biosfera e a atmosfera, em processos altamente não lineares e complexos. Esta área multidisciplinar é fascinante pelo seu caráter fundamental de influenciar todos os processos climáticos e seus impactos socio-econômicos. Iremos discutir nesta palestra a física do clima, com aplicações nas mudanças climáticas globais e no ecossistema amazônico.

 

Palestra 2: Professor Luís Gregório Godoy de Vasconcellos Dias da Silva - Departamento de Física dos Materiais e Mecânica

Título: " Mais é diferente": sistemas quânticos de muitos corpos em Física da matéria condensada

Em um influente artigo publicado na revista Science em 1972, Phil Anderson (premio Nobel de Física de 1977) escreveu o seguinte: "O comportamento de grandes e complexos agregados de partículas elementares não pode ser entendido em termos de uma simples extrapolação das propriedades de algumas poucas partículas." e que, por conta disso, "a cada nível de complexidade, propriedades completamente novas aparecem e o entendimento desses novos comportamentos requer pesquisa que considero de natureza tão fundamental quanto qualquer outra."
Nesta palestra, apresentaremos exemplos de sistemas físicos de matéria condensada em que esse conceito de que "mais é diferente" é indissociável das evidências experimentais.  O primeiro exemplo é o fenômeno da supercondutividade, descoberto em 1911 e que até hoje nos revela supresas. Um outro exemplo é o efeito Kondo, originalmente observado em metais na década de 30 e "redescoberto" no final dos anos 90 em uma vasta gama de sistemas nanoscópicos.


Palestra 3: Professor Antônio Fernando Ribeiro de Toledo Piza - Departamento de Física Matemática

Título: Mecânica Quântica Pós-Moderna

A mecânica quântica foi inicialmente a resposta, "moderna" e cientificamente bem sucedida, a uma série de observações que se mostravam além da capacidade explicativa da física clássica. Num segundo momento, a nova e inicialmente apenas bem sucedida teoria revelou diversas previsões e exigências extremamente bizarras e desconcertantes sôbre certas classes de situações. O foco da palestra será uma apresentação do que é um terceiro momento (talvez rotulável, com boa dose de licença poética, como "pós-moderno"), que consistiu na transformação do bizarro em fenômeno. Entre as consequências disso podem ser percebidos indícios de um envolvimento (com muito menos necessidade de licença poética) da mecânica quântica com algumas formas de pós-modernismo.

 

Palestra 4: Professor Andre Pinho Vieira - Departamento de Física Geral

Título: Modelagem física do movimento de pedestres

O comportamento coletivo de pedestres apresenta uma série de fenômenos complexos semelhantes àqueles exibidos pelos sistemas físicos usuais de muitas partículas, em especial os materiais granulares, e tem conexão com os sistemas de "matéria ativa", em que energia mecânica é injetada continuamente. Oferecemos um panorama dos estudos voltados para a modelagem física do movimento de pedestres, com ênfase no modelo de "força social" de Helbing e suas extensões. Ao final, discutiremos aplicações à separação ótima de ​pedestres ou outras partículas ativas em contrafluxo ao longo de um corredor [C. L. N. de Oliveira et al., Phys. Rev. X 6, 011003 (2016)].

 

Palestra 5: Professor Alexandre Levine - Departamento de Física dos Materiais e Mecânica

Título: Quantum transport in nanostructures

Nanotecnologia é uma nova técnica relativa ao estudo e ao controle das propriedades da matéria à escalas nanométricas: um nanómetro (milésima milionésima parte do metro) é o comprimento de uma pequena molécula. A esse nível, a matéria exibe propriedades diferentes muitas vezes surpreendentes, desvanecendo as fronteiras entre as áreas técnico-científicas estabelecidas – resultando no carácter fortemente interdisciplinar associado às nanotecnologias. As nanotecnologias oferecem soluções possíveis para muitos problemas atuais por meio de materiais, componentes e sistemas menores; mais leves, rápidos e eficazes; abrindo deste modo novas funcionamento e oportunidades. Eu tento selecionar apenas alguns tópicos desta ampla área para oferecer uma introdução geral ao assunto. Vamos introduzir uma tecnologia moderna de fabricação de nanoestruturas; como por exemplo; considerar a tecnologia de 14 nm da Intel. A seguir, daremos visão geral dos conceitos básicos de transporte quântico através de nano estruturas. É um tema muito presente no momento, porque é relevante aos princípios fundamentais da mecânica quântica e física estatística, bem como para diversas aplicações em eletrônica moderna. Vamos considerar o transporte de tunelamento através de um contato quântico pontual, em particular ruído quântico do disparo (shot noise). Desde a famosa experiência Gota de Óleo de Millikan; tem sido bem conhecido que a carga elétrica é quantificada em unidades da carga de um elétron, e. O ruído do disparo é proporcional a carga dos portadores e a corrente média. Com este exemplo vamos ver como o transporte de gás bidimensional de elétrons no regime de efeito de Hall Quântico Fractional é realizado por cargas fraccionárias e / 3.

 

Palestra 6: Professora Elisabeth Mateus Yoshimura - Departamento de Física Nuclear

Título: Técnicas de Luminescência aplicadas à Física Médica – Proteção Radiológica e Dosimetria

Em Física Médica, nas áreas em que se empregam as radiações ionizantes (Radiologia, Radioterapia e Medicina Nuclear), é de grande importância a determinação de doses recebidas tanto por pacientes quanto pelos profissionais que atuam na área. Para fazer essas determinações experimentalmente são frequentemente empregadas técnicas de luminescência tais como termoluminescência e luminescência opticamente estimulada. Nesta palestra pretendemos mostrar os princípios físicos nos quais se baseiam essas técnicas, e as dificuldades experimentais associadas à sua medição. A conexão entre as propriedades luminescentes de materiais e a área básica de defeitos em sólidos também será abordada.

 

Palestra 7: Professor Antônio Martins Figueiredo Neto - Departamento de Física Experimental

Título: Óptica não-linear no estudo da aterosclerose

A doença cardiovascular (CVD) é a líder em causa de mortes e morbidade no mundo, batendo doenças como, por exemplo, o câncer. Dentre as CVD, as mais conhecidas são o infarto agudo do miocárdio e o acidente vascular cerebral (derrame). A aterosclerose é caracterizada pala formação de placas nos vasos sanguíneos, estando na origem das CVD. Há diversos estudos na literatura médica nos quais a presença de altos níveis de LDL (low-density lipoprotein ou lipoproteína de baixa densidade) e baixos níveis de HDL (high-density lipoprotein ou lipoproteína de alta densidade) no sangue, combinados com alta pressão sanguínea, diabetes tipo 1 e 2, tabagismo e obesidade, são fatores de risco para o desenvolvimento da CVD. Mais recentemente verificou-se que a presença de formas modificadas da LDL (pela ação de radicais livre, por exemplo) no sangue está relacionada ao desenvolvimento da CVD. A técnica de óptica não-linear de Varredura-Z foi utilizada pela primeira vez no Instituto de Física da USP para identificar a LDL modificada em amostras de sangue de pacientes. Mostramos que a resposta óptica não-linear de soluções de LDL depende do grau de modificação da lipoproteína. Nesta palestra discutiremos os detalhes dessa técnica experimental que utiliza a luz laser e seu processo de interação com a matéria e apresentaremos experimentos realizados com sangue de doadores.

 

Palestra 8: Professor Iberê Luiz Caldas - Departamento de Física Aplicada

Título: Transporte Caótico em Sistemas Hamiltonianos

No espaço de fase dos sistemas hamiltonianos quase integráveis há trajetórias periódicas, quase-periódicas e caóticas. Essas trajetórias dependem da configuração espacial do sistema integrável e da amplitude da perturbação que quebra  a sua integrabilidade. Se a amplitude da perturbação for pequena, as trajetórias caóticas ocupam partes isoladas do espaço de fase, separadas por barreiras constituidas por órbitas quase-periódicas e periódicas. Com o aumento da amplitude da perturbação, a região caótica no espaço de fase aumenta, as barreiras são quebradas e as trajetórias caóticas atingem todo o espaço de fase. Assim, o transporte caótico ocorre após o surgimento do caos global. Essa transição ocorre com o aumento da amplitude da perturbação, mas depende também do tipo da configuração espacial do sistema não perturbado. Os perfis espaciais monotônicos e não monotônicos apresentam cenários diferentes para a transição para o caos global. Serão apresentados exemplos dessas transições na física de plasmas confinados magnéticamente e experiências que podem ser explicados por essas transições.

 

Palestra 9: Professor Elcio Abdalla - Departamento de Física Matemática

Título: Sussuros do Universo: informações cosmológicas através de observações de frequências muito baixas

Gigantescas ondas de matéria se formaram ao início da época moderna no Universo, bilhões de anos atrás. Estas ondas, chamadas de oscilações acústicas de bárions nos dão uma maneira de se descobrirem leis e interações da época primordial. Esta documentação permite uma idéia bastante precisa do Universo e de suas leis. Em particular, estamos interessados na parte escura do Universo, que contém cerca de 95% do conteúdo material do Universo, de modo que a compreensão da parte escura é essencial para sabermos as leis que regem a Natureza. Esta parte escura é até o momento algo misterioso, sem explicação aparente em termos de partículas conhecidas. Mostraremos como podemos observar a linha de 21 cm do Hidrogênio para mapear as ondas de bárions. Isto será feito através de um radiotelescópio selecionado e projetado para observar esta linha específica. Há um grupo brasileiro e várias Universidades inglesas, suíça, chinesa, francesa, uruguaia e da África do Sul envolvidas no projeto.

 

Palestra 10: Professores Leandro Romero Gasques e Marcos Aurélio Gonzalez Alvarez  - Departamento de Física Nuclear

Título: Estudo de reações envolvendo núcleos fracamente ligados em energias em torno da barreira coulombiana

(L R Gasques, M A G Alvarez, V A B Zagatto, L C Chamon, A Freitas, N Medina, J R B Oliveira, I Padron, E S Rossi Jr and V Scarduelli)

Recentemente, uma campanha experimental foi realizada no Laboratório de Física Nuclear da USP. Diversas distribuições angulares foram obtidas em energias em torno da barreira coulombiana para as reações 7Li+120Sn e 10,11B+120Sn. O estudo de reações envolvendo feixes fracamente ligados, tais como 7Li e 10B, tem grande interesse já que pode ajudar na compreensão dos mecanismos de reação para sistemas envolvendo núcleos exóticos. Espalhamento elástico, inelástico e transferência de nucleons foram observados nos espectros. Cálculos teóricos, baseados no formalismo de canais acoplados, foram realizados e os principais resultados serão discutidos.

 

Palestra 11: Professora Kaline Rabelo Coutinho - Departamento de Física Geral
 
Título: Modelagem molecular

Utilizando princípios físicos é possível desenvolver programas computacionais que permitem realizar cálculos de propriedades moleculares de sólidos, líquidos e gases. Com isso pode-se estudar os materiais em escala atômica e nanométrica e até mesmo chegar a  projetar novos materiais. Nessa palestra, apresentaremos alguns desses princípios físicos de forma acessível e mostraremos alguns recursos computacionais que nos ajudarão a compreender algumas propriedades moleculares.

 

Palestra 12: Professor Zwinglio de Oliveira Guimarães Filho - Departamento de Física Aplicada

Título: Física Plasmas e Fusão Nuclear

A Fusão Nuclear é o processo pelo qual as estrelas produzem a maior parte de sua energia. A fusão consiste na junção de núcleos leves para a formação de um núcleo mais pesado com liberação de energia devido à diferença entre as energias de ligação dos núcleos envolvidos. A pesquisa em Plasmas de Fusão objetiva a obtenção de energia economicamente viável a partir da fusão nuclear controlada de núcleos de Deutério (D = 2H) e Trítio (T = 3H) para a formação de uma partícula alfa (α = 4He) e um nêutron, com a correspondente liberação de energia (reação D + T → α + n + 17.6 MeV). No entanto, para que essa reação ocorra é preciso vencer a repulsão Coulombiana entre os núcleos de D e T e uma das estratégias para se conseguir isso é aquecê-los a temperaturas elevadas, de tal modo que a velocidade devida à agitação térmica seja grande o suficiente para possibilitar a fusão. Nas condições de temperatura necessárias para tornar a fusão eficiente na Terra (da ordem de 100 milhões de K), a matéria se encontra no estado de Plasma (um fluído de partículas carregadas que é neutro em média e que exibe comportamento coletivo), o qual precisa ser aquecido e mantido confinado nas condições necessárias para que fusão ocorra. O objetivo deste seminário é apresentar um panorama global da área de pesquisa de fusão nuclear por confinamento magnético e divulgar as linhas de pesquisa atuais do Laboratório de Física de Plasmas do Instituto de Física da USP, onde fica o tokamak TCABR (Tokamak Chauffage Alfvén Brésilien).

 

Palestra 13: Professor Alberto Martinez Torres - Departamento de Física Experimental

Título: Combatendo os enigmas da física de hadrons contemporânea através das teorias efetivas

A natureza não perturbativa da cromodinâmica quântica (QCD) dificulta o aceso a regiões de energias baixas e intermediárias. Como consequência, diferentes tópicos e questões ainda não estão resolvidos na física que descreve as interações entre hádrons. Atualmente, o estudo da formação de hádrons e das interações entre eles é um campo muito ativo, com diferentes questões ainda não resolvidas, exigindo muitos esforços para entender o funcionamento da QCD na região de energias baixas e intermediárias. Nesta palestra vou a discutir como as teorias efetivas de campos (EFT) podem ser aplicadas para estudar uma grande variedade de problemas relacionados com sistemas hadrônicos e descrever a dinâmica envolvida. Através dos diferentes graus de liberdade em cada caso, em conjunto com as simetrias presentes, é possível estudar sistemas constituídos por hádrons pesados ou leves ou ambos. Assim, é possível estudar a estrutura e as propriedades dos hádrons e determinar observáveis que podem ser comparados com os resultados experimentais. Nesta palestra vou a mostrar alguns dos sistemas que temos estudado recentemente e discutirei como o uso de EFT pode ser utilizado para extrair informação relacionada com a estrutura dos hádrons a partir de dados de QCD na rede.

 

Palestra 14Professor Gabriel Teixeira Landi - Departamento de Física dos Materiais e Mecânica

Título: Introdução à termodinâmica quântica e os teoremas de flutuação

Nesta palestra discutiremos a importância das flutuações quânticas no funcionamento de sistemas térmicos microscópicos. Esta área, atualmente conhecida como termodinâmica quântica, avançou rapidamente nos últimos anos e possui conexões importantes com diversas outras áreas, como a ótica quântica e a computação quântica. Usaremos como exemplo de trabalho o caso da ressonância magnética, um sistema simples que pode ser entendido apenas com um conhecimento básico de mecânica quântica e mecânica estatística. Mostraremos como descrever as propriedades deste sistema fora do equilíbrio e como ele pode ser usado para implementar uma máquina térmica de um único spin. Discutiremos também os chamados teoremas de flutuação, que correspondem a uma generalização da segunda lei da termodinâmica para sistemas microscópicos.

 

Palestra 15: Fuad Daher Saad - Departamento de Física Experimental

Título: Show de Física
O Show de Física constitui-se de uma série de demonstrações abordando diversos assuntos interessantes sobre a Física. Supervisionados por um professor coordenador, monitores treinados fazem uma apresentação lúdica, divertida, dinâmica, envolvente e interativa, permitindo que os alunos contextualizem, ampliem e estimulem o seu perfil científico.

 

 

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