Resumo das Palestras do I Workshop de Física Pura e Aplicada da UEMA

Palestra 01. ONDAS DE SPIN

(MARCIO DA SILVA TAVARES ─ UEMA)

As ondas de spin foram propostas desde 1930 por F. Bloch, e vieram a ser comprovadas experimentalmente a partir de 1960 com resultados de espalhamento de nêutrons. Estas hoje representam uma gama de possibilidades nas indústrias, principalmente, no que se refere a transporte de informação. Tem assumido papel de destaque no cenário da nova computação e é líder em pesquisas no que tange caloritrônica , ramo da spintrônica, dentre outras.

É bem certo que o tema se justifica tendo em vista o grande leque de aplicações na eletrônica e gravação de dados, no qual frente sua aceitação como fenomenologia observável, é objeto de estudo no tocante ao seu comportamento físico em sistemas tanto ferro como antiferromagnéticos em dimensionalidades diferentes como filmes, filmes ultrafinos e até mesmo bidimensionais; compondo assim tema de relevância para teóricos e experimentais.

Palestra 02. ESTUDO DAS PROPRIEDADES VIBRACIONAIS E TERMODINÂMICAS DO XSnO3 (X = Ca, Sr, Ba) VIA CÁLCULOS DFT

(EDVAN MOREIRA ─ UEMA)

Realizou-se um estudo das propriedades vibracionais e termodinâmicas em temperatura ambiente dos nanocristais de CaSnO3, SrSnO3 e BaSnO3, todos eles membros da classe das perovskitas do tipo estanatos alcalinos terrosos, XSnO3. Os estanatos alcalinos terrosos têm sido investigados devido suas aplicações, nas quais podemos destacar: sensores de umidade de alta temperatura, capacitores termicamente estáveis com baixa permissividade, além de sensores de vários gases, dentre outras. O nosso modelo teórico foi baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e na Teoria de Perturbação do Funcional da Densidade (DFPT), utilizando a aproximação GGA (generalized gradient approximation) adotando a parametrização Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) com o método TS para correção de dispersão (GGA+D), considerando ainda pseudopotenciais de norma-conservada usando o código OPIUM, para investigar as propriedades vibracionais e termodinâmicas dos compostos CaSnO3 e SrSnO3 ortorrombicos e do composto BaSnO3 cúbico. Para o CaSnO3 ortorrombico, semicondutor de band gap direto E(Γ→Γ)=1.95 eV (GGA), calculamos os modos normais de vibração e o espectro infravermelho entre 100 e 800 1/cm, assinalando os principais picos, e obtivemos um bom acordo também entre as frequências teóricas e experimentais do espectro Raman (entre 100 e 800 1/cm), calculamos ainda as propriedades termodinâmicas do mesmo, tais como: calor específico, temperatura de Debye, entalpia, entropia e energia livre. Para o SrSnO3 ortorrombico, semicondutor de band gap indireto E (S→Γ) = 1.97 eV (GGA), obtivemos o espectro infravermelho entre 100 e 700 cm-1, com seus principais picos sendo assinalados e obtendo ainda, uma boa concordância entre resultados experimentais e teóricos do espectro Raman, obtendo também suas propriedades termodinâmicas. Enquanto que, para o BaSnO3 cubico, semicondutor de band gap indireto E (R → Γ) = 0.74 eV, obtivemos o espectro infravermelho na região entre 100 e 800 1/cm e suas propriedades termodinâmicas.

Palestra 03. SIMULAÇÃO DE SISTEMAS MOLECULARES UTILIZANDO: MECÂNICA, DINÂMICA MOLECULAR E TEORIA DO FUNCIONAL DA DENSIDADE

(DAVID LIMA AZEVEDO ─ UNB)

Atualmente existem diversos métodos para se tratar sistemas moleculares. Métodos clássicos e métodos quânticos. Neste seminário apresentaremos quatro aplicações destas metodologias para estudo de alguns sistemas.

1)Interação de molécula orgânica e material inorgânico: Encapsulamento de beta-caroteno em nanotubos de ZnO.

2)Propriedades de moléculas com topologia do adamantano: Propriedades estruturais, eletrônicas e vibracionais de derivados de adamantano.

3) Propriedades de moléculas biológica derivadas do DNA: Comportamento fractal de superfície e volume acessível ao solvente de polinucleotídeos, de G-C e T-A.

Para cada um dos sistemas estudados poderemos apresentar potencias aplicações em diferentes setores de atividades: Fotocélulas, semicondutores ou desenvolvimento de novos materiais.

Palestra 04. ESTUDO E MONITORAMENTO DE FENÔMENOS FÍSICOS MEDIDAS ÓPTICAS DA AEROLUMINESCÊNCIA NOTURNA

(IGO PAULINO DA SILVA ─ UFCG)

Nesta apresentação,será detalhada a técnica de estudo e monitoramento da alta atmosfera a partir de medidas ópticas aerolumimescência noturna. Falaremos também sobre as principais contribuições desses estudos para o entendimento da estrutura e dinâmica da mesosfera-termosfera-inosfera terrestre. Por fim, serão destacadas as recentes pesquisas científicas realizadas no Brasil utilizando essa técnica.

Palestra 05. DO NANOCONE AO NANOPRINGLE: UMA INVESTIGAÇÃO TEÓRICA POR MEIO DE MECÂNICA CLÁSSICA E QUÂNTICA.

(SAMIR COUTINHO ─ UFMA)

Desde a descoberta do fulereno (C60), em 1985, vários pesquisadores começaram a estudar e desenvolver novos métodos experimentais para obtenção das propriedades físicas desse alótropo de carbono. O interesse foi tanto que tais estudos levaram à descoberta de novos alótropos de carbono (nanotubos, nanocones, grafeno e outros) e interessantes propriedades físicas e químicas foram observadas. Nesta palestra iremos apresentar alguns trabalhos realizados  por mim e colaboradores dentro desta linha de pesquisa.  Primeiro, discutiremos  o que são e como os nanocones respondem a impactos mecânicos. Em seguida, apresentaremos um possível candidato a alótropo de carbono (nanopringle) onde, com base no estudo dos nanocones, investigamos algumas propriedades mecânicas. Por fim, apresentaremos estudos realizados ou em andamento sobre as propriedades eletrônicas das nanoestruturas acima bem como de outras nanoestruturas similares.

Palestra 06. UNIFICAÇÃO E GRAVITAÇÃO: O PRESENTE STATUS E AS NOVAS TENDÊNCIAS
(JOSE ABDALA HELAYËL NETO ─ CBPF)

O modelo-padrão da física de partículas realiza a unificação das interações eletrofracas com as interações nucleares fortes, mostrando como estes distintos campos de forças fundamentais admitem uma origem em comum e como, apesar de suas escalas físicas marcadamente diferentes, uma formulação única as reúne.
Mais recentemente, anos iniciais de operações do LHC vem a confirmar a física do modelo-padrão, as várias colaborações não tendo ainda identificado fenômenos que se configurem em uma nova física além do modelo-padrão.
A questão crucial para a completa unificação reside no setor gravitacional: uma teoria quântica satisfatória para a gravitação foi formulada no âmbito das teorias de supercordas.
Há abordagens paralelas, como a Gravitação Quântica de Laços ou a Gravitação de Horava-Lifshitz.  Entretanto, um quadro completo unificado dos quatro campos de força ainda não foi atingido, mesmo no cenário das supercordas.
Este seminário colocará em destaque a construção do Modelo-Padrão a partir de seus primórdios, com os primeiros 
Trabalhos de Dirac, a sua progressiva comprovação experimental e os cenários e tendências que se apresentam para a Gravitação Quântica com vistas a um quadro completo de unificação das interações fundamentais.

Palestra 07. BIOFÍSICA E BIONANOTECNOLOGIA

(UMBERTO LAINO FULCO ─ UFRN)

A Nanociência é uma convergência decorrente do conhecimento acumulado em diversas áreas na escala nanométrica. Nanotecnologias, nanoprocessos e nanoprodutos dela advindos são amálgamas tanto da pesquisa básica realizada com foco neste nanomundo, como das aplicações em que necessariamente faz-se mister a multidisciplinariedade.

As relações entre Nanociência e nanotecnologia reproduzem em nível nanométrico as mesmas relações entre ciência básica e as aplicações tecnológicas do conhecimento científico. Manipulando átomos e moléculas, pesquisadores anunciam a possibilidade de criar medicamentos mais eficazes, materiais mais resistentes, computadores com maior capacidade de armazenamento e diversos benefícios sócio-ambientais.

A Nanociência pode ser considerada como um dos projetos científico mais ambicioso e inovador dos últimos tempos, pois tem esforço de um número grande de pesquisadores de várias áreas científica. Dessa forma podemos imaginar micros robôs trabalhando dentro de seres vivos combatendo seletivamente células cancerígenas, passando por nanomemórias magnéticas, todas sendo construídas na escala nanométrica, ou podemos falar construídas átomo a átomo.

Palestra 08. SPINTRÔNICA: NOVO ÍMPETO COM CORRENTES DE CARGA ELÉTRICA, DE SPIN E DE CALOR

(SERGIO MACHADO REZENDE ─ UFPE)

Nos últimos anos foram descobertos vários fenômenos de transporte dependentes de spin que ocorrem em nano-estruturas com filmes de materiais magnéticos e não magnéticos. Dentre eles destacam-se o efeito spin Hall (Spin Hall Effect-SHE), o efeito spin Hall spin inverso (Inverse Spin Hall Effect-ISHE) e o efeito spin Seebeck (Spin Seebeck Effect-SSE). Esses fenômenos possibilitam a conversão de um tipo de corrente de transporte em outro, seja de carga elétrica, de spin ou de calor, o que abre muitas novas possibilidades na área de Spintrônica. Nesta palestra apresentaremos os conceitos envolvidos nesta área excitante da física de materiais e apresentaremos resultados recentes obtidos no Grupo de Magnetismo e Materiais Magnéticos do DF/UFPE. 

Palestra 09. A VIDA À LUZ DA ÁGUA

(JOAQUIM TEIXEIRA LOPES ─ UEMA)

O Brasil é o país mais rico do mundo em recursos hídricos. Com aproximadamente 12% da água doce disponível do planeta, além de possuir grande biodiversidade. Apesar da privilegiada situação quanto à quantidade e à qualidade de suas águas, nossos recursos hídricos não vêm sendo utilizados de forma correta. Super exploração, despreocupação com os mananciais, má distribuição, poluição, desmatamento e desérdício são fatores que demonstram a irresponsabilidade com este valioso bem, a principal fonte de alimentação da humanidade. Nessa palestra abordaremos a relação entre a luz a vida e a água, no país onde 78% da sua matriz energética, é hidrica.

Palestra 10. NANOBIOTECNOLOGIA: PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES
(WELBERTH SANTOS FERREIRA ─ UEMA, GRUMA)

A nanobiotecnologia tem atraído a atenção da comunidade científica nos últimos anos. Desde então diversos materiais propícios a avanços na nanotecnologia vem sendo aplicados em sistemas biológicos abrindo um leque gigantesco de aplicações e criando uma nova área de estudo denominada nanobiotecnologia. Um material com aplicação em sistemas biológicos é chamado de biomaterial e vem sendo utilizado em diversos campos de estudos como enxertos, reparação óssea e odontológica, por serem seguros eficazes e biologicamente aceitáveis. Nesse trabalho iremos apresentar as diversas aplicações e o princípios envolvidos nos biomateriais e suas propriedades mecânicas, físicas e químicas adequadas para recuperação das funções originais dos órgãos, tecidos e sistemas.

Palestra 11. INTROUÇÃO À FÍSICA DA IONOSFERA

(RICARDO YVAN DE LA CRUZ CUEVA ─ UEMA)

A ionosfera é a região da atmosfera terrestre formada pela interação entre os átomos e as moléculas neutras existentes com as fontes ionizantes solares e cósmicas,resultando em um plasma com alta densidade de cargas livres conhecido como plasma ionosférico. Nesta apresentação será apresentando uma introdução ao estudo da Física da Ionosfera, como o contexto histórico, as definições usadas, os parâmetros mais estudados, as técnicas usadas atulmente no estudo científico da Ionosfera equatorial e baixas latitudes.     

Palestra 12. INFLUÊNCIA DE CAMPO MAGNÉTICO NA RECRISTIALIZAÇÃO DE SOLUÇÃO NaCl
(FÁBIO HENRIQUE SILVA SALES ─ IFMA)

A água e o cloreto de sódio são duas substâncias indispensáveis para a vida humana. Estão presentes, praticamente, em todos os alimentos consumidos e fazem parte da alimentação diária do ser humano. Mas, o cloreto de sódio, em falta, ou se consumido em excesso pode causar inúmeras doenças. Mais estudos envolvendo solução de NaCl são necessários para aprimorar técnicas médicas, como por exemplo no tratamento de doenças que são causadas pela cristalização de sais, como a “pedra nos rins”. O excesso de sal no organismo pode causar doenças cardiovasculares, distúrbios fisiológicos, hipertensão, eritema de pele cefaleia entre outras e em falta pode ocorrer letargia, fraqueza e convulsões. Existem evidências experimentais que comprovam a influência do campo magnético em vários tipos de substâncias e há relatos até mesmo de sua ação em soluções de cloreto de sódio, atuando em seu comportamento hidrodinâmico.
Este trabalho apresenta um breve estudo experimental sobre a influência de campo magnético na cristalização de soluções de NaCl, indo  de encontro ao interesse de se conhecer melhor o comportamento desta solução sob tal influência, respondendo ou não a questionamentos como a diminuição dos cristais e maior absorção do líquido.
Sendo assim, um estudo aprofundado sobre a influência do campo magnético na cristalização de soluções de cloreto de sódio pode tornar possível à implantação de técnicas para o tratamento de doenças e aplicação na indústria.

Palestra 13. UM PROJETO SOCIAL ORIENTADO PELA FÍSICA: A NATUREZA ATRAVÉS DE SUAS CONSTANTES FUNDAMENTAIS.
(JOSE ABDALA HELAYEL NETO ─ CBPF)

Neste seminário, será apresentado um trabalho que se vem desenvolvendo há 21 anos à frente do PVNC-Petrópolis, atividade de extensão do Grupo de Pesquisa "Física e Humanidades" do CBPF/MCTI.
Serão analisados e discutidos os resultados dessa proposta contra- hegemônica de inclusão de jovens e adultos das classes populares no mundo do conhecimento e das ideias. Coloca-se em destaque o caráter formativo das atividades que tem o programa no que concerne à inserção da juventude carente no mundo da Ciência. Estimular entre esses jovens o hábito do pensamento científico e de sua relação com a sociedade e o universo torna a proposta dos cursos ali desenvolvidos bem mais abrangente do que a da mera preparação para o ingresso desses jovens em nossas universidades públicas. O projeto do PVNC – Petrópolis iniciou-se em agosto de 1994 e, ao longo de tantos de atividade, vem contribuindo para a formação de Mestres e Doutores em um universo que, sem esse apoio, talvez estivessem fadados a repetir a trajetória de seus pais, ingressando no mercado apenas como prestadores de serviços. O ensino da Física, harmoniosamente integrado com a Matemática e as disciplinas das outras áreas, será colocado em evidência.