Colloquium diei

Colloquium diei: “Solar flares THz photometers on a stratospheric trans-antartic balloon flight”

Sub-THz and 30 THz solar burst observations revealed a new spectral component, with fluxes increasing towards THz frequencies, simultaneously with the well known component peaking at microwaves, bringing challenging constraints for interpretation. The THz flare spectra can be completed with measurements made from space. A new system of two photometers was built to observe the Sun at 3 and 7 THz named SOLAR-T. An innovative optical setup allows observations of the full solar disk and detects small bursts with sub-second time resolution. The photometers use two Golay cell detectors at the foci of 7.6 cm Cassegrain telescopes. The incoming radiation undergoes low-pass filters made of rough surface primary mirrors and membranes, 3 and 7 THz band-pass filters, and choppers. The system has been integrated to redundant data acquisition system and Iridium short-burst data services telemetry for monitoring during the flight. SOLAR-T has been flown coupled to U.C. Berkeley solar hard X-ray and gamma-ray imaging spectro-polarimeter GRIPS experiment launched on a NASA CSBF stratospheric balloon from U.S. McMurdo base on January 19, 2016, on a trans-Antarctic flight. The mission ended on January 30. The SOLAR-T on-board computers were recovered from the payload that landed in the Argentina Mountain Range, nearly 2100 km from McMurdo. The SOLAR-T performance was successfully attained, with full space qualification of instrumentation. Calibrations, pointing and tracking conditions are described. Solar disk brightness temperatures were determined, 5300K at 3 THz and 4700K at 7 THz. The burst data reduction is in progress, with sensitivity of the order of 1 % of the full solar disk emission level at both frequencies. A first impulsive event analyzed in more detail was detected on January 28, 2016, at 3 and 7 THz, peaking at 12:12:10 UT, time coincident with impulsive burst detected at 0.2 and 0.4 THz by ground-based Solar Submillimeter Telescope, SST, in Argentina, while tracking AR14289 (N10E25). Simultaneous bursts were detected in Ha by HASTA (Argentina) and in EUV by SDO. One EUV bright arch feature “falls” towards the solar surface hitting the footpoint precisely at the same time of the burst. Other detections are being analyzed. Spectral trends in the sub-THz and THz bands indicate fluxes increasing with frequency at both ranges, with a possible break in intensity somewhere between 0.4 and 3 THz.

Colloquium diei: “Gestão acadêmica da graduação: avanços e desafios”

O ensino de graduação nas universidades públicas brasileiras vem se alterando muito lentamente. A metodologia utilizada, ainda, tem o foco no professor e a relação com o estudante é do tipo direta: emissor/receptor. A baixa adesão ao uso de novas metodologias de ensino, em que a aprendizagem é centrada no aluno, é colocada com um dos principais problemas a ser enfrentado.Entretanto, o problema é muito mais complexo. E a solução, mesmo que parcial, passa pela definição de políticas de gestão acadêmica que permitam acelerar as mudanças e, ao mesmo tempo, criar condições administrativas e pedagógicas que admitam reformular os currículos, modernizar disciplinas, incentivar o desenvolvimento docente e valorizar o professor, sem burocracias, com infraestrutura adequada e com programas de incentivos específicos.Outras ações também podem contribuir, como a existência de um fórum de discussão do ensino de graduação em que as idéias e as experiências de ensino de cada um possam ser compartilhadas, socializadas. Nessa palestra iremos destacar os avanços na USP nos dois últimos anos e, ao mesmo tempo, evidenciar os desafios a serem enfrentados para a modernização do ensino de graduação

Colloquium diei: “Desafios para pesquisa em São Paulo”

Engenheiro eletrônico e físico, Brito Cruz é professor no Instituto de Física Gleb Wataghin da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), onde foi reitor de 2002 a 2005.

Graduou-se em Engenharia Eletrônica no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Obteve os títulos de Mestre e de Doutor no Instituto de Física Gleb Wataghin, onde leciona desde 1982. Atualmente, é professor titular no Departamento de Eletrônica Quântica.

Brito Cruz foi pesquisador visitante no Laboratório de Óptica Quântica da Universitá di Roma, no Laboratório de Pesquisa em Femtossegundo da Universitè Pierre et Marie Curie e pesquisador residente nos AT&T’s Bell Laboratories em Holmdel, New Jersey.

Na Unicamp, foi diretor do Instituto de Física de 1991 a 1994 e de 1998 a 2002, pró-reitor de Pesquisa de 1994 a 1998 e reitor de 2002 a 2005. Foi presidente da FAPESP de 1996 a 2002

Brito Cruz é membro da Academia Brasileira de Ciências e é Fellow da American Association for the Advancement of Science. Recebeu a Ordre des Palmes Academiques da França, a Ordem do Mérito Científico do Brasil e a Ordem do Império Britânico (OBE) em 2015.

Fonte: http://www.fapesp.br/63

Colloquium diei: “O lado escuro do universo”

Sabemos hoje que apenas 5% do Universo é composto de átomos. Nesse colóquio, será feita uma breve descrição de como grandes levantamentos de galáxias como o projeto “Dark Energy Survey”  pode trazer informações sobre os 95% restantes do que chamamos de energia escura e matéria escura.

Colloquium diei: “Física no Brasil”

A Sociedade Brasileira de Física (SBF) foi fundada em 14 de julho de 1966, em assembleia realizada na XVIII Reunião Anual da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência, em Blumenau, presidida pelo Professor José Goldemberg. Nela estavam presentes vários pioneiros da física brasileira: Mário Schenberg, Jaime Tiomno, Elisa Frota-Pessoa, Suzana Vilaça, Iuda Goldman Vel Lejbman, Emiko Okuno, Igor Pacca, Jesuína Pacca, Thereza Borello e outros. Os presentes elegeram uma diretoria provisória, sob a direção do Professor Oscar Sala, e escolheram a cidade de São Paulo para sua sede. Nestes cinquenta anos, a SBF tem desempenhado um papel seminal na promoção da pesquisa científica no país, assumindo sempre uma posição independente e construtivamente crítica nos grandes assuntos que dominaram o cenário científico e tecnológico brasileiro.

Em comemoração a esta data notável, a SBF programou várias atividades, com destaque ao Encontro Física 2016, a ser realizado de 3 a 7 de setembro em Natal, e a publicação de um livro que, embora seja iniciado com um histórico do desenvolvimento da Física no país, não se limita ao olhar para o passado; aspectos atuais e uma visão de futuro são também discutidos por diferentes autores.

Colloquium diei: “Emaranhamento e descoerência: estudos experimentais”

Fótons emaranhados têm sido uma ferramenta importante no estudo de aspectos fundamentais da Física Quântica e da Informação Quântica. Aqui fazemos uma breve revisão da produção de fótons emaranhados através da conversão paramétrica descendente e seu uso no estudo experimental de Informação Quântica. Em seguida, apresentamos uma série de experimentos investigando o emaranhamento entre dois Qbits (sistemas de dois níveis) e os efeitos da decoerência. Quando um par de Qbits inicialmente emaranhados sofre um processo de descoerência local, há um número de maneiras pelas quais o emaranhamento original pode espalhar pelo sistema todo, que consiste nos dois Qbits e seus ambientes.  Apresentamos resultados teóricos e experimentais sobre a dinâmica e a distribuição de emaranhamento neste tipo de sistema. Os Qbits são codificados nos graus de liberdade de polarização dos dois fótons, e cada canal de descoerência local é implementado com um interferómetro, que acopla a polarização com o modo espacial de cada fóton, que atua como um ambiente. Nós monitoramos a dinâmica e a distribuição de emaranhamento e observamos a transição do emaranhamento bipartido para o emaranhamento multipartido e vice versa. Também mostramos como essas transições estão intimamente relacionados com a morte súbita e nascimento súbita de emaranhamento. O emaranhamento multipartido é ainda analisado em termos de contribuições de emaranhamento de três e quatro partes.

Colloquium diei: “Como o aquecimento por micro-ondas pode contribuir com o processamento cerâmico?”

Muitas aplicações na cerâmica requerem nanoestruturas de alta qualidade, com grãos pequenos e de distribuição estreita. Manter a nanoestrutura após a queima do material cerâmico atualmente é um grande desafio. A sinterização não convencional por micro-ondas é uma técnica que oferece enorme potencial para a obtenção de diversos tipos de nanoestruturas cerâmicas com propriedades diferenciadas. Esse potencial está atribuído aos rápidos processos cinéticos difusionais de crescimento e densificação diferenciado pelo aquecimento por micro-ondas. O principal benefício da exploração do uso da energia de micro-ondas em processos ativados termicamente vem da possibilidade da absorção dessa energia e do aquecimento ser volumétrico nos materiais, em contraste com os métodos convencionais de aquecimento comumente utilizados. Essa energia eletromagnética transforma-se em calor in situ no material, o que resulta em regra geral, em significante economia de custo e redução do tempo de queima, o que vem demonstrando ser o fator decisivo na aceitação do uso da energia de micro-ondas em muitas aplicações na cerâmica. Resultados obtidos pelo grupo do Laboratório de Desenvolvimento e Processamento de Materiais por Micro-ondas (LaDProMM), tanto na obtenção de nanopartículas assistida por micro-ondas como na sinterização de materiais avançados e tradicionais serão apresentados, e em ambos os casos será demonstrado que o  tempo de aquecimento necessário foi sempre reduzido em até 90%.

Colloquium diei: “Living in a bacterial world”

How much life can the Earth sustain? What limits this amount? How does life fluctuate with planetary events? What types of life survive mass extinctions? How and why do new species form? Microbes are the only form of life that have been around since the beginning 4 billion years ago, and they were the only form of life for 3 billion years. So how many are there? Where are they? What are they doing? This colloquium will address these questions and discuss how life has paralleled planetary events, such as the Great Oxygenation; the development of predation as a life strategy, and how life is a ‘zero sum game.’

This talk will be based on the paper “Prokaryotes: The unseen majority”.

It is suggested to the students to read the paper in advance and bring to the lecture with them.

Colloquium diei: “Proteínas, Redes, Evolução”

Proteínas são as biomoléculas responsáveis pela maior parte das funções biológicas em nível molecular, como catalisar reações, transportar ou monitorar a presença de outras moléculas, construir estruturas dentro da célula etc. Essa riqueza de funções comumente é resultado do processo de duplicação seguido de divergência, que dá origem a grandes famílias proteicas.

Enquanto a evolução busca entender a história desse processo, a bioquímica tenta compreender seus determinantes físicos. Atualmente, desenvolvemos uma metodologia computacional que pretende unir essas duas abordagens. Baseada na análise de redes de correlação obtidas a partir de grandes alinhamentos de sequência, a DRCN (Decomposition of Residue Coevolution Networks) busca determinar quais regiões de uma proteína são responsáveis por sua função, e como é a distribuição destes determinantes nos ramos da árvore da vida.

Colloquium diei: “Observatório Dietrich Schiel: do Cometa Halley às ondas gravitacionais”

Em 1986, motivado pela passagem do Cometa Halley, o Centro de Divulgação Científica e Cultural (CDCC/USP) deu início às atividades do seu setor de astronomia,  que em trinta anos vivenciou a evolução da astronomia mundial e pode oferecer à comunidade, especialmente aos estudantes da educação básica, oportunidade de acompanhar todos os acontecimentos relevantes nesse período. Recentemente batizado de “Observatório Dietrich Schiel”, suas instalações propiciam meios adequados para observação celeste, planetária ou estelar, e exposições multimídia de assuntos modernos ou de interesse cotidiano em astronomia. Diversos temas abordados nas recepções de classes de estudantes já integram o programa escolar de muitos professores de ciências da região. Suas atividades com o público são realizadas por monitores, estudantes de graduação de todas as carreiras do campus, que ali tem uma oportunidade para enriquecer sua formação em conteúdos específicos, bem como desenvolver habilidades de comunicação. O Observatório é hoje um espaço não formal de educação, onde pesquisas de pós graduação são realizadas. Nesta apresentação faço um paralelo entre os momentos importantes na evolução do Observatório e o desenvolvimento da astronomia nesses trinta anos

Colloquium diei: “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)].

Colloquium diei: “Observation of Gravitational Waves from a Binary black Hole Merger”

I am going to present the results recently published by the LIGO Scientific and Virgo Collaborations about the analysis of 16 days of data taking including the direct detection of gravitational waves emitted by a binary black hole coalescence.

After describing the detection and how astrophysical parameter are extracted from it, I will discuss the tests of General Relativity that can be conducted and the impact of the detection on astrophysics.

Colloquium diei: “Experiments with strongly interacting atomic Fermi gases”

We will present two paradigmatic and extreme experimental studies, exploiting strongly interacting ultracold Fermi gases of 6Li atoms confined in optical potentials.

In a first experiment, we create the analogous of a Josephson junction by bisecting BEC-BCS crossover superfluids with a thin optical barrier. We observe coherent dynamics in both the population and in the relative phase between the two superfluid reservoirs, extracting the Josephson coupling energy, which appears to be maximum for unitary superfluids. For critical parameters, we see how the Josephson dynamics is strongly affected by the presence of topological defects entering the superfluid bulk.

In a second experiment, we create an artificial ferromagnetic state by segregating degenerate spin mixtures into two initially disconnected reservoirs. We study the spin dynamics for different interaction strengths and temperatures. For sufficiently high values of the inter-spin repulsive interactions and at sufficiently low temperatures, we observe a time window during which spin diffusion is zeroed, that we interpret as signature of the Stoner instability in our system.Parallel to this, we reveal the ferromagnetic behaviour of the system by observing a softening of the spin dipole mode. At long evolution times, once the ferromagnetic state has relaxed onto lower energy states of the many-body system, our measurements provide exciting new insights into the behaviour of the spin drag coefficient within temperature regimes so far not accessed in previous experiments.

Colloquium diei: “Emerging (spin) physics in graphene and novel two-dimensional materials”

Graphene is fascinating in many ways. It is an ultimately thin and unusually strong material, an almost perfect electrical and heat conductor, and a test tube for universal relativistic Dirac physics in a solid. Its optical absorption is given by the fine structure constant. What about its spin properties? Is graphene a perfect spin conductor? In this colloquium I will introduce graphene and other novel two-dimensional materials, describe their surprising and unusual physical properties, and then touch upon some new spin physics they exhibit. The spin physics will be related to the spin-orbit (Rashba) fields and topological quantum spin Hall effects.

Band structure topologies of graphene. Without spin-orbit coupling (SOC) graphene bands exhibit the familiar Dirac cones touching at the Dirac point. With spin-orbit coupling, graphene exhibits a finite gap. If a transverse electric field is applied, breaking the space inversion symmetry of graphene, bands are further spin split by the Rashba effect. The magnitude of the electric field determines the band topology.

Colloquium diei: “Electric field cancellation on quartz by Rb adsorbate”

We investigate the (0001) surface of single crystal quartz with a submonolayer of Rb adsorbates. Using Rydberg atom electromagnetically induced transparency, we investigate the electric fields resulting from Rb adsorbed on the quartz surface, and measure the activation energy of the Rb adsorbates. We show that the adsorbed Rb induces a negative electron affinity (NEA) on the quartz surface. The NEA surface allows low energy electrons to bind to the surface and cancel the electric field from the Rb adsorbates. Our results are important for integrating Rydberg atoms into hybrid quantum systems and the fundamental study of atom-surface interactions, as well as applications for electrons bound to a 2D surface.

Colloquium diei: “Saúde Humana e os Desafios dos Novos Medicamentos”

A fantástica evolução da pesquisa e desenvolvimento de fármacos nas últimas décadas foi acompanhada de avanços científicos e tecnológicos significativos que levaram à descoberta de medicamentos com várias aplicações terapêuticas, contribuindo para a melhoria da qualidade e expectativa de vida da população mundial.

Apesar dos avanços alcançados, existem inúmeros desafios à frente. O emprego de métodos de Química Medicinal de planejamento de fármacos baseado na estrutura do receptor (SBDD, do inglês structure-based drug design) e do ligante (LBDD, do inglês ligand-based drug design) tem se tornado cada vez mais importante na identificação, planejamento e otimização de compostos com atividade biológica.

Uma abordagem crítica do uso de várias estratégias experimentais e computacionais será apresentada, com destaque para o planejamento de candidatos a novos fármacos para doenças tropicais negligenciadas e câncer.

Colloquium diei: “Magnetos frustrados”

Magnetos frustrados são materiais isolantes nos quais momentos magnéticos localizados, ou spins, possuem interações de troca competitivas que não podem ser todas satisfeitas simultaneamente. Apesar de sujeitos a muitos vínculos, sistemas frustrados apresentam uma grande degenerescência em seus estados fundamentais. Esse comportamento peculiar dá origem a estados da matéria muito interessantes como ordem magnética não colinear, vidros de spin e líquidos de spin. Neste colóquio discutiremos de forma introdutória esses estados exóticos e mostraremos como perturbações em sistema frustrados, especialmente desordem, têm um efeito profundo e dão origem a uma gama de efeitos físicos fascinantes e ainda largamente inexplorados.

Colloquium diei: “Cosmology with the Planck satellite”

Sketched out in 1992, selected by ESA in 1996, and launched in 2009, the Planck satellite was shut off in 2013, after a measuring stage of the mission that collected over a trillion samples and exceeded all expectations. The Planck collaboration delivered a first set of cosmological data and results in March 21st 2013, and the full set in February 2015. Part of the data delivery is a “definitive” map of the anisotropies of the Cosmic Microwave Background (CMB), its angular power spectrum together with its full statistical characterisation, and the implications for cosmology. The 2015 delivery further includes pioneering polarisation maps, spectra, and their analyses.

The temperature anisotropy map displays minuscule variations as a function of the observing direction, of rms ~100microK,  of the fossil radiation around its mean temperature of 2.725K. Other maps reveal the CMB polarisation patterns. These anisotropies are the imprint of the primordial fluctuations which initiated the growth of the large scale structures of the Universe, as transformed by their evolution, in particular during the first 370 000 years. These anisotropies can then be confronted with theoretical expectations.

I will described the results we obtained  so far, both in terms of content of the universe and of characteristics of the primordial fluctuations which are found to match very well with expectations from an early inflationary phase in a Universe filled with cold dark matter and whose expansion recently started to accelerate.

Colloquium diei: “Physics in the Oil Industry”

The coloqium will discuss the history of the oil industry worldwide and in Brazil, and the role of physics in enabling the development of the industry. It will examine how electromagnetic, acoustic, nuclear and magnetic resonance technologies are used in the oil industry today and the potential for improving these methods through new sensor developments, signal processing techniques and theoretical modeling to help meet the challenge of developing the recently discovered Pre-salt oil fields offshore Brazil.

Este evento será transmitido ao vivo pela IPTV.

Colloquium diei: “O mega-telescópio GMT”

Será apresentado um breve histórico da Astronomia Brasileira, principalmente nos aspectos observacionais. Também será apresentada uma perspectiva das futuras gerações de mega-telescópios. Em particular, será detalhado o GMT (Giant Magellan Telescope) – sua concepção e perspectivas científicas. Também será discutido o potencial de desenvolvimento instrumental e participação da indústria do estado de São Paulo, tendo em vista o investimento feito pela FAPESP.

Transmissão ao vivo pela IPTV/USP