Colloquium diei

Colloquium diei: “Strong correlations and interference in quantum nanodevices”

“Pesquisador da University of Florida palestra sobre nanodispositivos quânticos”

O Colóquio IFSC desta semana contou com a ilustre presença do Prof. Dr. Kevin Ingersent, do Departamento de Física da Universidade da Flórida. Especialista em Teoria da Matéria Condensada, o pesquisador ministrou uma palestra sobre “Correlações fortes e interferências em nanodispositivos quânticos” para cerca de 150 ouvintes, entre alunos de graduação, pós-graduação e docentes.

Iniciando sua fala de maneira simpática, o pesquisador apresentou ao público o lugar de onde vem, desde a localização e o meio ambiente, até a tradição do futebol americano, estabelecendo um ambiente mais íntimo para iniciar a conversa.

O tema principal dessa conversa foi a natureza mecânico-quânticas dos elétrons e as forças de interação que os regem, como a Lei de Coloumb (força que fazem os elétrons repelirem-se entre si). Segundo o pesquisador, ambas são essenciais para o entendimento dos pontos quânticos, pois quando os elétrons são aprisionados um ponto apresenta níveis de energia discretos que se assimilam muito aos de um átomo, com a vantagem de que sua forma, tamanho e conexão do ponto quântico com o exterior podem ser ajustados.

Apesar de seu tamanho maior, um ponto quântico normalmente apresenta maiores níveis de repulsão elétron-elétron do que os átomos, incluindo a habilidade experimental de alterar o número destes elétrons um por um, e a criação de um interações induzidas de longo alcance entre elétrons livres em forma metálica, se conectados ao ponto.

Dispositivos contendo dois ou mais pontos podem apresentar interferência quântica entre diferentes caminhos de elétrons no dispositivo. Interferências e outros fenômenos quânticos podem provocar transições de fase em temperaturas de zero absoluto, o que produz propriedades físicas em temperaturas finitas diferentes das vistas em qualquer outro metal. É por essa razão que, segundo ele, “dispositivos multi-pontos estão no cerne das propostas para dispositivos eletrônicos do futuro e para computadores quânticos”.

Na próxima semana, mais uma edição será realizada. Aguarde informações!

Assessoria de Comunicação

Data: 13 de maio

Evento traz Prêmio Nobel de Física ao IFSC em junho

O Grupo de Óptica e o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica apresentam, nos dias 3 e 4 de junho, três eventos científicos especiais no Auditório Professor Sérgio Mascarenhas. O Instituto receberá dois pesquisadores do exterior, para ministrarem dois colóquios e um seminário.

Na manhã do dia 3 de junho, um Colóquio será apresentado pelo norte-americano W.D. Phillips, vencedor do Prêmio Nobel de 1997, pelo desenvolvimento de métodos de arrefecimento e captação de átomos recorrendo a raios laser. Seu colóquio foi intitulado “Synthetic Fields for Neutral Atoms (ou Campos Sintéticos para Átomos Neutros), e terá início às 10h30.

O segundo colóquio, a ser realizado às 15h, será ministrado por A. Aspect, do Instituto de Óptica da França, vencedor do Prêmio Wolf 2010, e discutirá “Wave particle duality for a single photon”.

Aspect também falará em um seminário especial no dia 4 de junho, às 10h. O seminário foi intitulado “Hanbury-Brown na Twiss and other atom –atom correlations from photon to atom quantum optics”. Esse seminário, excepcionalmente, será realizado na Sala de Seminários do Grupo de Óptica, com uma recepção às 9h30.

 Os eventos são gratuitos e dispensam inscrição prévia. Veja o cartaz abaixo.

Assessoria de Comunicação

Data: 12 de maio

Colloquium diei: “Decoerência e Computadores Quânticos”

“Encontro que discutiu Computação Quântica foi realizado com sucesso”

O Colóquio IFSC desta semana trouxe da Universidade Federal do ABC o pesquisador Prof. Dr. Eduardo Peres Novais de Sá, especialista em Computação Quântica.

Com uma plateia de cerca de 100 interessados, o pesquisador começou a despertar o interesse dos alunos e professores presentes com o conceito de computadores, definindo-os como qualquer equipamento de processamento de informação. Falou um pouco sobre a história do desenvolvimento dos computadores, tendo como início de criação a necessidade de exatidão para alvos em uso bélico. Nesta época, os computadores eram mecânicos até o início da 2ª Guerra Mundial. A mudança deste paradigma acompanhou a necessidade de equipar navios com estes aparatos, surgindo assim computadores analógicos elétricos mais resistentes e capazes de resistir às condições adversas do alto-mar. “A evolução dos computadores é alinhada a objetivos e necessidades práticas, e nós veremos que atualmente existe a necessidade de computadores quânticos”, afirmou o palestrante.

A idéia dos computadores quânticos surgiu no fim dos anos 1980, com o objetivo de alocar informação em apenas um átomo. “Assim, o sistema quântico, que é mais controlável, simularia o sistema tradicional e facilitaria o entendimento do funcionamento e dos possíveis erros dos computadores clássicos”, explica ele.

Desta forma, a partir desta idéia original, em 2002 pesquisadores elaboram um resumo de sistemas físicos de computadores quânticos e estabelecem critérios fundamentais para sua construção. Com estas colocações, o número de investimentos e pesquisas na área aumentaram significativamente, chegando ao impressionante número de 8000 papers durante os anos de desenvolvimento da área, com impressionante explosão depois do ano 2000. Porém, obviamente, as condições de construção deste tipo de computadores já apresentaram problemas, como a escalabilidade a decoerência.

O foco da apresentação do professor Eduardo foi o problema da decoerência, um probema que se baseia na interação de sistemas de processamento formados por unidades de informação quântica com o ambiente, o que acarreta na perda do caráter quântico deste sistema. A partir desta explicação, o pesquisador mostrou, então, os principais métodos trabalhados para combater esta adversidade, emprestando principal atenção ao método de correção quântica de erro.

Os colóquios são realizados todas as sextas-feiras, às 10h30, no Auditório Prof. Sérgio Mascarenhas.

Assessoria de Comunicação

Data: 6 de maio

Colloquium diei: “Modularity map of the network of human cell differentiation”

O Colóquio IFSC, evento regular que acontece todas às sextas-feiras no Auditório Professor Sérgio Mascarenhas, organizou com sucesso mais uma palestra na manhã deste dia 29. Desta vez foi o professor doutor Roberto Fernandes Silva Andrade, da Universidade Federal da Bahia, que atraiu cerca de 100 estudantes para o auditório para discutir redes de diferenciação de células humanas, sob o título “Modularity Map of the Network of the Human Cell Differentiation”.

Andrade contou, em um tom mais informal, que desde o início de sua carreira acadêmica trabalhou com Física Estatística. Aos poucos, seu interesse pelas redes complexas foi tomando forma, e conforme ia desenvolvendo seus estudos nessas áreas passou a entender melhor as formas de análise de dados biológicos. “As formas de obtenção destes dados são muitas e bem desenvolvidas, mas estabelecer relação entre eles é mais difícil, e neste sentido o estudo de redes complexas nos auxilia muito na observação de uma coerência”, explica ele.

O maior exemplo prático disso é a pesquisa que ele apresentou aqui no IFSC, e a mesma que emprestou título à sua palestra. Essa pesquisa consiste, segundo ele, basicamente em um processo de comparação de redes, seguido da observação da expressão de modularidade – alteração de desempenho e de funcionalidades das redes – ideal. Depois disso, entra a parte biológica: o trabalho com células-tronco, a diferenciação de células (um processo complexo que hoje é compreendido através de uma perspectiva reducionista), e a construção de uma rede complexa.

A utilização do conhecimento das redes permitiu que uma abordagem nova, em larga escala, identificasse diferentes características organizacionais em várias etapas de crescimento das células. Isso pode vir a revelar relações entre células que antes eram desconhecidas. A pesquisa já chegou a bons resultados, descobrindo uma lei de ramificação que revela uma regularidade auto-similar na organização modular desta rede de células, permitindo assim que a rede seja observada a partir de várias escalas. A imagem dessa ramificação indica claramente agrupamentos de certos tipos de células a partir de uma organização hierárquica: de sub-módulos de tecidos e órgãos para super-módulos.

Essa pesquisa configura um grande avanço para a ciência, à medida que estabelece uma visão em larga escala e integrada da rede de células e revela relações nunca antes pensadas entre as funções dos órgãos humanos. Isso facilita o tratamento de uma célula em desenvolvimento e qualquer uma de suas funções com a rede complexa de desenvolvimento do ser humano como um todo.

Com essas explanações, o professor manteve uma platéia interessada e curiosa, e com certeza instigou os estudantes de graduação presentes a conhecerem mais a fundo a área de redes complexas, que tem representação bastante sólida no IFSC e um vasto campo de aplicação.

Assessoria de Comunicação

Data: 29 de abril

Colloquium diei: “Planejamento de fármacos e as interfaces da CT&I com a saúde humana”

O Colóquio IFSC desta semana, realizado na manhã desta sexta-feira (15) no Auditório Professor Sérgio Mascarenhas, colocou em pauta um tema de interesse não apenas da comunidade acadêmica do Instituto, mas de toda a população sensível às necessidades da saúde humana. O professor Adriano Andricopulo, docente do próprio IFSC, apresentou a palestra intitulada “Planejamento de Fármacos e as Interfaces da CT&I com a saúde humana”, chamando a atenção de mais de 100 interessados que compareceram ao Auditório.

O professor, que também é coordenador do Laboratório de Química Medicinal e Computacional do IFSC, teve o cuidado de explicitar, de uma maneira bastante didática para o público diversificado que o ouvia, o que seria um fármaco. “Um comprimido? Uma cápsula? Uma pastilha? Um xarope? Na verdade, um fármaco é uma estrutura molecular específica que age de uma maneira planejada e controlada para interagir com a sua molécula-alvo, com a sua proteína-alvo, para que exerça seu efeito terapêutico”, explica ele.

Além disso, Andricopulo também abordou os grandes desafios do processo de planejamento de fármacos, desde o fomento à pesquisa básica até a produção industrial e sua comercialização. Segundo ele, o planejamento divide-se em duas etapas: a descoberta e o desenvolvimento. A primeira etapa, que é a pesquisa básica em si, chamada de não-clínica, contempla a identificação do alvo molecular (a molécula que agride o organismo), a validação deste alvo, a identificação de moléculas com atividade biológica, e a descoberta de uma nova entidade química, um novo composto, que  aja diretamente nesta molécula e a enfraqueça. A segunda etapa – a fase clínica –, envolve testes com pacientes saudáveis, necessariamente de 20 a 100, ao que se segue testes com pacientes afetados pelo alvo molecular em questão (primeiros testes aplicados em um conjunto de 100 a 300 pacientes, e depois com grupos maiores, de 1000 a 3000 pacientes). Passando por estes testes, o fármaco é comercializado, e passa a ser avaliado em circulação: presta-se atenção às reações adversas, monitora-se pesquisas e amostragens de testes, coleta-se dados para aprovação efetiva do fármaco e revisa-se a informação médica a longo prazo. “O tempo que se leva para produzir um fármaco passando por todas estas etapas é de 10 a 15 anos”, conta o professor.

A partir daí, Andricopulo tratou mais especificamente da combinação de métodos experimentais e computacionais, de estratégias de planejamento de fármacos e forneceu dois exemplos bastante caros à atual tendência de pesquisa nesta área: doenças negligenciadas e câncer. O Laboratório de Química Medicinal e Computacional do IFSC se dedica a ambas as áreas e tem produzido ótimos resultados nos últimos anos, com especial destaque aos avanços no que diz respeito ao tratamento da Doença de Chagas. A equipe tem atraído atenções internacionais com suas publicações e recebido cada vez mais reconhecimentos por seu empenho.

A próxima edição do Colóquio IFSC será realizada no próximo dia 29 de abril, devido ao feriado na próxima semana. Em breve maiores informações.

Assessoria de Comunicação

Data: 15 de abril

Colloquium diei: “Aventuras nas proximidades do zero absoluto de temperatura”

Mais uma edição do tradicional Colóquio do IFSC foi realizada com sucesso na manhã desta sexta-feira, 25 de março. O evento, que teve início às 10h30, lotou o Auditório Professor Sérgio Mascarenhas com seus fiéis espectadores.

O palestrante deste colóquio foi o Professor Vanderlei Bagnato, do próprio IFSC, que trabalhou um dos temas de sua especialidade, a Física de baixíssimas temperaturas, sob o título “Aventuras nas proximidades do zero absoluto”.

Bagnato, que foi o autor da primeira tese na área de átomos frios aprisionados, contou que a área tem sido muito investigada atualmente, com centenas de publicações anuais, e que os trabalhos mais notáveis da área já renderam a seus autores cerca de oito Prêmios Nobel.

Na ocasião específica desta palestra, o professor resolveu abordar os mistérios que rondam o resfriamento da matéria. “Nós sabemos que, durante o resfriamento de matéria comum, seu estado físico passa pelo gasoso, depois pelo líquido e, por fim, pelo sólido. Mas e depois?”, instiga Bagnato. Segundo ele, há ainda fenômenos físicos pouco investigados nesta área que podem apresentar resultados surpreendentes às ciências exatas e naturais.

Bagnato também apresentou seu grupo de pesquisa, o CEPOF/INOF, oferecendo aos alunos presentes a oportunidade de se agregar a ele desenvolvendo pesquisa de excelência no IFSC.

Assim, a frequente plateia do Colóquio IFSC fica à espera de mais uma discussão produtiva, que acontecerá, conforme previsto, na próxima sexta-feira, dia 1 de abril.

Assessoria de Comunicação

Data: 25 de março

Colloquium diei: “A medida de todas as coisas”

Na sexta-feira, dia 18, dando continuidade ao ciclo de reuniões semanais intitulado “Colóquio IFSC”, mais um evento será realizado no Auditório Professor Sérgio Mascarenhas.

O palestrante convidado é o Professor Alberto Saa, do Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica da Unicamp. Nesta ocasião, ele abordará o tema “A medida de todas as coisas”, tema de extrema relevância para alunos de todos os cursos oferecidos pelo IFSC. Veja o resumo:

“A Ciência nos proporciona medidas precisas de grandezas com amplíssimas faixas de valores. O caso das medidas de comprimento, por exemplo, é emblemático. Temos medidas precisas de objetos e fenômenos ocorrendo desde as gigantescas escalas cosmológicas até as diminutas sub-nucleares.

Como, porém, se pode medir distâncias e comprimentos em escalas às quais não temos acesso direto? Como se mede a distância entre duas galáxias? E o raio atômico? Essas medidas são, obviamente, feitas indiretamente. Veremos que, com base em alguns princípios físicos e matemáticos, pode-se obter estimativas razoavelmente precisas de comprimentos e distância que estão muito além (e aquém!) das nossas percepções.

Várias destas técnicas de medição têm aplicações no nosso dia-a-dia e, de fato, o vêm modificando rapidamente. Estas aplicações tecnológicas não serão, contudo, o foco da apresentação. Ficaremos apenas com as principais idéias físicas matemáticas e veremos como a Ciência moderna vem dando um novo significado objetivo à máxima de Pitágoras:

‘O homem é a medida de todas as coisas, das coisas que são; das coisas que não são, enquanto não são’.”

Os Colóquios IFSC são destinados a toda a comunidade científica, mais especificamente para alunos de graduação, e ocorre em todas as sextas-feiras, às 10h30, e não é necessário inscrever-se antecipadamente.

Assessoria de Comunicação

Data: 17 de março

Colloquium diei: “Base Instrumental para um Centro de Imagens e Espectroscopia in vivo por Ressonância Magnética”

O primeiro Colóquio IFSC de 2011 foi realizado hoje, dia 4 de março, às 10h30. Como de costume, o evento foi realizado no Auditório Professor Sérgio Mascarenhas, com uma platéia composta por mais de 100 interessados, entre calouros e veteranos de graduação, alunos de pós-graduação e professores.

O palestrante convidado foi o professor doutor Alberto Tannús, docente do Grupo de Ressonância Magnética do Instituto de Física de São Carlos desde 1989. Tannús concluiu graduação, mestrado e doutorado em Física na Universidade de São Paulo. Possui três pós-doutorados (Francis Bitter Magnet Laboratory – MIT, em Cambridge, EUA; Korea Advanced Institute Of Science And Technology, na Coréia do Sul; Center for Magnetic Resonance Research, na Universidade de Minnesota).

Tannús se dedica à investigação de Medidas Ópticas de Fenômenos de Ressonância Magnética e Imagens e Espectroscopia in vivo, e desde o começo de seus estudos também se dedica à Instrumentação de Ressonância Magnética Nuclear, tanto que coordena, atualmente, o Laboratório de Imagens do grupo de Ressonância Magnética do IFSC e o Centro de Imagens e Espectroscopia in vivo por Ressonância Magnética para Estudo de Modelos Animais (CIERMag), além de ser MRC do programa CInAPCe (Cooperação Interinstitucional de Apoio à Pesquisa sobre o Cérebro) da FAPESP.

E, de fato, foi sobre essa experiência no projeto CInAPCe que Tannús discorreu durante sua fala. A partir do título “Base Instrumental para um Centro de Imagens e Espectroscopia in vivo por Ressonância Magnética”, o docente explicou para a platéia a origem do Centro, no ano 2000, contou das dificuldades orçamentárias iniciais e dos trajetos percorridos para hoje ser reconhecido como um dos “Main Research Centres” (ou Principais Centros de Pesquisa) do país.

O Centro de Neurociências, que reúne instituições como a USP, Unicamp, Unifesp e o Hospital Israelita Albert Einstein, tem o objetivo principal de investigar a plasticidade do cérebro, ou seja, sua capacidade de modificar sua estrutura e funcionamento para melhor se adaptar às experiências e estímulos. Com algumas dificuldades burocráticas, o grupo viu-se obrigado a fazer um recorte deste objeto de pesquisa, centrando os esforços no estudo da epilepsia, tema em comum entre todas as instituições envolvidas.

Atualmente, tendo demonstrado ótimos resultados no desenvolvimento de suas pesquisas, o CInAPCe consolidou-se como um dos maiores centros de pesquisa do país na área e, segundo Tannús, pretendem expandir suas abordagens em breve.

O pesquisador acrescenta ainda que pode parecer incomum que um Instituto de Física se dedique a estudos médicos deste tipo, por isso explica: “O IFSC se empenha no CInAPCe em problemas de ordem instrumental, ou seja, atuamos como a base tecnológica do Centro, oferecendo infra-estrutura e profissionais altamente qualificados para as operações necessárias nos estudos e experimentos”.

O interessante da oportunidade deste colóquio é que, por ser um tópico extremamente multidisciplinar, consegue ser pertinente a todos os cursos do IFSC – Física, Física Computacional, Ciências Fìsicas e Biomoleculares -, e apresenta a todos os alunos, principalmente para os calouros, as oportunidades de que dispõem em pesquisas de Iniciação Científica.

Para saber mais sobre o CInAPCe, visite o site http://www.cinapce.org.br/

Os Colóquios IFSC são realizados todas as sextas-feiras, às 10h30, no Auditório Professor Sérgio Mascarenhas. Vale lembrar que na próxima sexta-feira, dia 11, não haverá edição do evento, que retornará no dia 18 com uma apresentação do Professor Alberto Saa, do Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica (Imecc) da Unicamp. O professor abordará o tema “A medida de todas as coisas”. Acompanhe as atualizações de eventos na página principal do IFSC.

Nicolle Casanova / Assessoria de Comunicação

Data: 04 de março