AGUARDE A PROGRAMAÇÃO
9 de junho de 2017
Colóquios e Seminários
2 de junho de 2017
Colloquium diei: “A doença de Parkinson: neuroproteção e tratamento”
A doença de Parkinson representa uma das doenças neurodegenerativas relacionadas à idade mais comuns em seres humanos, não tem cura, e o seu custo sócio-econômico é elevado. O tratamento atual da doença restringe-se ao controle sintomático com drogas de ação dopaminérgica como a L-DOPA (L-3, 4-dihydroxyphenylalanine) molécula precursora da síntese de dopamina. Porém, o tratamento está associado ao aparecimento de complicações sensoriais e motoras, estas últimas após em média cinco anos. Cerca de 50% dos pacientes desenvolvem a redução gradativa na duração do efeito da medicação (wearing off) e discinesia. A discinesia induzida pelo tratamento com L-DOPA se caracteriza pela presença de movimentos involuntários anormais que incapacitam o paciente. Descobrimos que inibidores da síntese de óxido nítrico (NO) bloqueiam o desenvolvimento da discinesia, observação que foi reproduzida em macacos. Esta descoberta tem potencial uso terapêutico desde que não se conhece a causa da discinesia. Pode contribuir para a manifestação da discinesia processo inflamatório demonstrado no cérebro de pacientes Parkinsonianos (in vivo e post-mortem) e em modelos animais. O NO foi originalmente descrito como mediador da Inflamação, e tanto o NO como a sintase de óxido nítrico neuronial (nNOS) foram associados tanto à atividade pró-inflamatória como à atividade anti-inflamatória. Apresentaremos resultados que mostram que o sistema nitrérgico participa do desencadeamento e manutenção da discinesia induzida pelo tratamento crônico com L-DOPA e que interage com componentes do processo inflamatório. Adicionalmente apresentaremos resultados recentes que mostram a atividade neuroprotetora do antibiótico doxiciclina na doença de Parkinson.
1 de junho de 2017
High-Energy Physics Seminars: “Topology Change of Spacetime”
Emergent gravity is based on the Darboux theorem or the Moser lemma in symplectic geometry stating that the electromagnetic force can always be eliminated by a local coordinate transformation as far as U(1) gauge theory is defined on a spacetime with symplectic structure. In this approach, the spacetime geometry is defined by U(1) gauge fields on noncommutative (NC) spacetime. Accordingly the topology of spacetime is determined by the topology of NC U(1) gauge fields. We show that the topology change of spacetime is ample in emergent gravity and the subsequent resolution of spacetime singularity is possible in NC spacetime. Thus emergent gravity approach provides a well-defined mechanism for the topology change of spacetime which does not suffer from any singularity in sharp contrast to general relativity.
30 de maio de 2017
Café com Física: “Quantum speed limits”
One of the most widely known building blocks of modern physics is Heisenberg’s indeterminacy principle. Among the different statements of this fundamental property of the full quantum mechanical nature of physical reality, the uncertainty relation for energy and time has a special place. Its interpretation and its consequences have inspired continued research efforts for almost a century. In its modern formulation, the uncertainty relation is understood as setting a fundamental bound on how fast any quantum system can evolve. In this Colloquium we will discuss important milestones, such as the Mandelstam-Tamm and the Margolus-Levitin bounds on the quantum speed limit, and summarize recent applications in a variety of current research fields — including quantum information theory, quantum computing, and quantum thermodynamics amongst several others. To bring order and to provide an access point into the many different notions and concepts, we will group the various approaches into the minimal time approach and the geometric approach, where the former relies on quantum control theory, and the latter arises from measuring the distinguishability of quantum states.
26 de maio de 2017
Colloquium diei: “Confinamento e desconfinamento em condições extremas”
Nesta palestra abordarei o conhecimento atual da estrutura mais profunda da matéria do nosso dia-a-dia e os mais recentes esforços na direção de compreender a sua natureza. A cromodinâmica quântica é a teoria fundamental que descreve a interação entre quarks e glúons, os constituintes fundamentais dos núcleos atômicos.
Apesar de extremamente bem sucedida, ainda contém questões fundamentais em aberto. Uma das mais proeminentes é o mecanismo de confinamento, que garante que quarks e gluons nunca são observados diretamente e estão sempre confinados no interior de hadrons, como os prótons e os nêutrons. Revisarei alguns modelos teóricos que tentam explicar o confinamento e outros esforços para criar ou observar um novo estado da matéria em condições extremas, em que o desconfinamento poderia acontecer. Os sistemas físicos abordados envolverão desde colisões ultra-relativísticas de íons pesados até o interior de estrelas compactas.
25 de maio de 2017
Seminários do Grupo de Óptica: “A Missão Garatéa e tecnologias”
Através da explanação dos motivadores da missão Garatéa, o palestrante abordará a miríade de tecnologias a serem desenvolvidas para execução do projeto mais ambicioso da missão, a Garatéa-L. Nessa tentativa da primeira ida de tecnologia brasileira para a lua, a USP São Carlos exerce papel fundamental na missão, oferecendo a elaboração da plataforma de instrumentação embarcada na sonda, bem como suporte para confecção dos sistemas que garantirão a execução dos experimentos biológicos.
23 de maio de 2017
Journal club: “New Development in Topology Physics”
Honeycomb lattice plays an extremely important role in the course of development of topology physics [1]. Recently, we propose an all-dielectric topological photonic crystal derived from honeycomb structure. We identify a pseudo spin degree of freedom in electromagnetic modes hosted by honeycomb lattice, which can be explored for establishing topological EM states with time-reversal symmetry [2]. We demonstrate theoretically the nontrivial topology by showing photonic band inversion, and counter-propagating edge EM wave. I will show the recent experimental confirmation of this idea with microwaves [3]. Without requiring gyromagnetic, bi-anisotropic or piezo-magnetic materials, this topological photonic crystal can be fabricated easily and potentially is compatible to electronics. Finally I will discuss future perspective [4,5].
Reference:
[1] H.-M. Weng, R. Yu, X. Hu, X. Dai and Z. Fang, Adv. Phys. vol. 64, 227 (2015)
[2] L.-H. Wu and X. Hu: Phys. Rev. Lett. vol. 114, 223901 (2015)
[3] Y.-T. Yang, J.-H. Jiang, X. Hu and Z.-H. Hang: arXiv.1610.07780
[4] L.-H. Wu and X. Hu: Sci. Rep. vol. 6, 24347 (2016)
[5] T. Kariyado and X. Hu: arXiv.1607.08706
19 de maio de 2017
Seminários do Grupo de Óptica: “Excitation of an Atomic Transition with a Vortex Beam”
I will discuss experimental results where orbital angular momentum from a photon was transferred to the internal electronic degrees of freedom of a single atom. We observed strongly modified selection rules showing that an atom can absorb two quanta of angular momentum from a single photon: one from the spin and another from the spatial structure of the beam. Moreover, the results show in some cases, the longitudinal component of the field in a vortex beam plays a crucial role in determining the interaction characteristics. Furthermore, I’ll show that parasitic ac-Stark shifts from off-resonant transitions are suppressed in the center of the vortex beam. The experiments were done probing a quadrupole transition in a single trapped Calcium ion.
19 de maio de 2017
Colloquium diei: “Zika virus: o desafio do desenvolvimento de fármacos antivirais”
O objetivo principal deste projeto é conhecer com detalhe atômico a estrutura de todas as proteinas do Zika Virus, e com base nesta informação buscar por ligantes e anticorpos que possam ser uteis para o desenvolvimento de candidatos a fármacos antivirais e/ou diagnósticos específicos para o ZIKV. O Planejamento Molecular Baseado em Estruturas, particularmente na descoberta de novos compostos bioativos (fármacos, biofármacos, anticorpos, vacinas) é hoje a tecnologia mais eficiente e de melhor relação custo/benefício para o desenvolvimento de novos fármacos, podendo contribuir em todas as etapas do processo, desde a descoberta de compostos de partida, sua otimização (afinidade, especificidade, eficácia, efeitos colaterais) e aprovação pelos organismos competentes. Neste seminário vamos revisar os mecanismos de infecção e seus componentes moleculares, com destaque para a recente elucidação em nosso laboratório da estrutura do domínio RNA polimerase RNA-dependente da proteina NS5 do virus Zika e as perspectivas de desenvolvimento de compostos com potencial atividade antiviral para a terapêutica e profilaxia da doença.
19 de maio de 2017
High-Energy Physics Seminars: “Recent status of dark matter searches with cosmic rays”
Several observations provide evidence an invisible component, called Dark Matter, permeating the Cosmos, which exerts its effects through the gravitational force. Yet, so far, searches for the dark matter particle have been unfruitful. A complementary mean to investigate the nature of dark matter is through the so-called indirect detection via cosmic rays. In the talk I will discuss the principles of dark matter indirect detection via cosmic rays, and the main cosmic-ray observations used for this type of dark matter searches. In the second part, I will discuss more in detail the case of cosmic-ray antiprotons, which have been recently measured by the AMS-02 experiment with high precision, and which show an interesting hint for a dark matter particle with a mass of about 100 GeV and annihilation cross section close to the thermal relic value.
18 de maio de 2017
Filosofísica: “Como baixar e instalar softwares: a evolução e a busca pela razão”
Nós evoluímos e adquirimos capacidades para resolver problemas em cenários bem diferentes do que vivemos no atual ambiente cultural. Mas em cima de nossos instintos para navegar em selvas e savanas, possuímos uma grande ferramenta que nos permite aprender a aprender e generalizar o que aprendemos, de não só usar informação, mas manipular informação. Com isso temos a noção de que temos razão. Nessa apresentação do filosofísica, discutiremos esses processos e veremos empiricamente que ter razão não é tão simples quanto parece.
15 de maio de 2017
Filosofísica: “Computação inspirada na natureza: inteligência artificial x adaptatividade”
A área da Computação Bioinspirada trata de modelos computacionais de processos naturais como as Redes Neurais Artificiais, Inteligência de Enxames, Algoritmos Genéticos, e até mesmo Colônias de Insetos Artificiais. A discussão irá abordar estes temas e sua aplicação na indústria. Com a Computação Bioinspirada pode-se construir Modelos de Controle Adaptativos, nos quais cognição e evolucionismo são combinados para abordar a execução de tarefas em ambientes dinamicamente mutáveis. Será apresentado uma noção geral de Computação Bioinspirada e suas principais aplicações desenvolvidas no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC-USP), no Laboratório de Computação Reconfigurável.
12 de maio de 2017
Colloquium diei: “Nanoparticles: properties, prospects and problems”
Nanoparticles are omnipresent. They are everywhere around and even inside us. They are not simply very small pieces of matter, they are different and consequently of very big interest for fundamental research. Nanoparticles are also a major topic in the media since a few years and this general interest is due to the numerous potential applications in various fields comprising catalysis, materials science, medicine, electronics or informatics. But nanoparticles also raise anxieties. They are invisible and it is not easy to understand or predict their properties, especially concerning our health.
This public lecture addresses the properties of nanoparticles and aims at giving an introduction to the fascinating nano-world. The reasons of why nanoparticles have extraordinary characteristics are discussed and several existing and possible future applications are demonstrated. Finally the dangers of nanoparticles are addressed and a rough guide in order to evaluate the existing or possible dangers of nanoparticles is presented.
This lecture will be held in English aims at the general public, no knowledge in physics or chemistry is needed.
10 de maio de 2017
High-Energy Physics Seminars: “Produção de charmonium exótico em colisões hadrônicas”
Vamos fazer uma breve introdução descrevendo o que chamamos de “charmonium exótico”, ou seja, mésons que não são compostos simplesmente por um par quark charme – antiquark charme. Faremos uma rápida revisão histórica, desde a descoberta do primeiro deles, o X(3872), em 2003, até os dias de hoje. Vamos falar das interpretações mais frequentes dadas a estes estados: tetraquark e molécula mesônica. Finalmente, vamos falar dos mecanismos de produção destes estados em colisões próton-próton e núcleo-núcleo no LHC. Este será um seminário pouco técnico e mais de divulgação.
8 de maio de 2017
Filosofísica: “Computadores podem ‘aprender’ como humanos?”
A Teoria do Aprendizado Estatístico fundamenta todos os aspectos teóricos necessários para provar, sob quais condições, um algoritmo de Aprendizado de Máquina Supervisionado aprende. Nesta palestra, serão abordados alguns dos conceitos básicos dessa teoria, bem como sobre o dilema Viés-Variância, que podem trazer a tona reflexões sobre como o humano, inclusive, aprende sobre qualquer assunto.
5 de maio de 2017
Colloquium diei: “Uma introdução à Teoria Geral da Relatividade e algumas de suas fascinantes consequências”
A Teoria Geral da Relatividade foi desenvolvida no fim da segunda década do século passado. Existiu por muito tempo a superstição de que a matemática da mesma era de uma dificuldade tal que poucos teriam acesso a ela e deixou de ser do interesse das principais correntes de pesquisa da época. Ela foi “ressuscitada” a partir da década de 1960, quando apareceram novas ferramentas e tecnologias (satélites, computadores etc.). Steve Weinberg (premio Nobel de Física) disse que hoje um aluno de pós graduação em teoria sabe mais sobre Relatividade Geral do que o próprio Einstein sabia. A matemática da mesma é um pouco fora do currículo normal do IFSC, mas não é nada que não possa ser estudado em um semestre para alunos de graduação. Neste colóquio só usaremos alguns resultados da mesma (sem demonstrar), suas predições (fascinantes) e sua verificação experimental. Nos últimos 10 minutos do colóquio, tempo mediante, daremos um “over view” da estrutura matemática da teoria.
4 de maio de 2017
Seminários do Grupo de Óptica: “Quantum knots and monopoles”
More than 80 years ago, Paul A. M. Dirac found a pioneering solution for the wavefunction of a charged particle in the magnetic field of a magnetic monopole [1]. This celebrated result also reveals that electronic charge must be quantized provided that even a single magnetic monopole exists. However, no magnetic monopoles have been convincingly found. Even the experimental observation of the quantum-mechanical structure acquired by the electron wavefunction found by Dirac has been lacking. In fact, there has been no prior confirmed experimental observations of monopoles in quantum order parameter.
Based on the method proposed in Ref. [2], we present the experimental observation of Dirac monopoles formed in a synthetic magnetic field of an atomic Bose-Einstein condensate with spin degree of freedom [3]. The experiments are accurately simulated using a mean-field approach, and a very good quantitative agreement is obtained without fitting parameters.
After Dirac’s seminal work [1], ‘t Hooft and Polyakov found a finite-energy solution for the magnetic monopole particle in the grand unified field theories [4]. To this end, we report on the first experimental observation of a topological point defect in a quantum order parameter field [5]. These observations provide the first quantum-mechanical analogue for the magnetic monopole considered by ‘t Hooft and Polyakov. Strikingly, we observe that the polar order parameter supporting the topological point defect naturally undergoes a dynamical quantum phase transition into the ferromagnetic phase, giving rise to a Dirac monopole [6,7].
Whereas the two above-mentioned monopole experiments rely on an adiabatic ramp of the external magnetic field used to create the spin textures, we also used an instantaneous ramp and a variable waiting time to experimentally tie quantum knots [8]. To our knowledge these are the first quantum realizations of the elements of the third homotopy group.
[1] Dirac, P. A. M.. Proc. R. Soc. Lond. A 133, 60 (1931).
[2] V. Pietilä and Mikko Möttönen, Phys. Rev. Lett. 103, 030401 (2009).
[3] M. W. Ray, E. Ruokokoski, S. Kandel, M. Möttönen, and D. S. Hall, Nature 505, 657 (2014).
[4] G. ‘t Hooft, Nuclear Physics B 79 (1974) 276; A. M. Polyakov, JETP Lett. 20, 194 (1974).
[5] M. W. Ray, E. Ruokokoski, K. Tiurev, M. Möttönen, and D. S. Hall, Science 348, 544 (2015).
[6] K. Tiurev, E. Ruokokoski, H. Mäkelä, D. S. Hall, and M. Möttönen, Phys. Rev. A 93, 033638
(2016).
[7] T. Ollikainen, K. Tiurev, A. Blinova, W. Lee, D. S. Hall, and M. Möttönen, accepted to Phys. Rev. X, arXiv:1611.07766.
[8] D. S. Hall, M. W. Ray, K. Tiurev, E. Ruokokoski, A. H. Gheorghe, and M. Möttönen, Nature Phys.12, 478 (2016).
2 de maio de 2017
Colloquium diei: “Férmions ultra-frios em redes óticas”
A habilidade de aprisionar átomos bosônicos e fermiônicos em redes óticas, cujo potencial cristalino é gerado por lasers anti-propagantes, a temperaturas ultra baixas, deu início a uma nova área de pesquisa, na fronteira entre a Física da Matéria Condensada, a Física Atômica e a Ótica. Ao contrário do que acontece nos sistemas de Matéria Condensada, nas redes óticas há um grande controle sobre os parâmetros envolvidos: as interações entre os átomos são controladas através de um campo magnético, podendo ser atrativas ou repulsivas, o potencial químico é facilmente controlável e não há desordem. Com isso, é possível realizar em laboratório modelos para férmions fortemente correlacionados.
Neste colóquio discuto como os avanços recentes nas técnicas de imageamento, nas quais átomos fermiônicos são observados sítio a sítio, permitiram uma maior compreensão das correlações de spin e carga em férmions fortemente correlacionados.
2 de maio de 2017
Astro-Particle Day: um dia de discussão temática sobre a astrofísica de partículas
Para o Astro-Particle Day, foram convidados três palestrantes: professor Antonio Capone (University La Sapienza (Roma- Itália)), para falar sobre “High energy neutrino astrophysics”, Aldo Morselli (University Tor Vergata (Roma-Itália)), para falar sobre “The quest of dark matter and the gama ray sky”, e Luiz Vitor de Souza Filho (IFSC/USP), para falar sobre “High energy cosmic rays”.
28 de abril de 2017
Seminário do Grupo de Óptica: “Photon bunching from Arcturus, Procyon and Pollux”
In this talk I will discuss the results of temporal intensity interferometry observations on three stars using a 1m optical telescope at OCA-Calern observatory. To our knowledge this is the first successful on sky experiments following the pioneering work of Hanbury Brown et al, in 1960’s and 1970’s.
We have performed laboratory test on atomic vapours and then used the photon counting detection bench to measure the temporal correlation function g(2)(0) on three different stars.