Colóquios e Seminários

24 de outubro de 2016

Filosofísica: “Os ‘raios N’ de René Blondlot: uma anomalia (na história) da ciência”

O físico francês René Prospet Blondlot (1849-1930) fez grandes trabalhos. Seus estudos para medir a velocidade de ondas hertzianas (eletromagnéticas) são bastante originais, obtendo o valor de 298.000 Km/s experimentalmente. René Blondlot ganhou vários prêmios da Academia de Ciência de Paris.

No começo do século XX o nosso personagem Filosofisica_-_Logorincipal começa a estudar as características dos raios X, recém-descobertos, e em 1903 divulga seus achados sobre uma nova radiação, os “raios N”. Essa descoberta fez sucesso, uma nova área da física nasceu, houve trabalhos aplicando os raios N ao estudo do sistema nervoso. Em 1905 a maioria dos físicos, incluindo revistas científicas, concluiu que essa radiação não existia.

Os argumentos contrários à existência dessa radiação se baseavam na suposição de que René e outros viam o que queriam ver, por autossugestão. O que é esquecido é que Blondlot respondeu a essas críticas seriamente, com evidências fotográficas. Mesmo assim o assunto morreu. Essa apresentação tem por objetivo adentrar essa rica história e analisar os argumentos e evidências da época. Há ainda muitos mistérios sobre esse estranho episódio.

20 de outubro de 2016

High-Energy Physics: “Scattering Amplitudes: from theoretical considerations to LHC applications”

The Feynman rules appear as a simple way to calculate High_energy_physics_seminars-_loguinhoscattering amplitudes, however some complications appear if the multiplicity of particles is large. For example, in the 2 to 2 scattering of gluons there are only 4 Feynman diagrams but if we add two extra gluons it grows to 220 diagrams. In the 80’s Stephen Parke and Tomasz Taylor found an incredible way to simplify the calculation of some classes of n-gluons scattering amplitudes based on helicity arguments. Since then, a lot of progress has been made on improving the amplitude techniques and on the understanding of the S-matrix physics. After a review of the spinor helicity formalism and some well known results based on it, I will discuss how we can use the helicity structure of scattering amplitudes in the SM and in the context of an effective Lagrangian description of BSM dynamics. The analysis reveals a novel set of helicity selection rules according to which, in the majority of 2 to 2 scattering processes at high energy, the SM and the leading BSM effects do not interfere. This have a big impact on how we should perform the EFT analysis and where we should search for new physics.

 

19 de outubro de 2016

Seminários do Grupo de Óptica: “Optical spectroscopy and microscopy studies of biological objects”

Seminrios_GO-loguinhoSpectroscopic and microscopic techniques allow analysis of various aspects of biological systems on molecular level. One of the common problems of such studies is overlapping of absorption or fluorescence spectra of biological molecules of interest. Several examples of how to separate them are shown for in vitro and in vivo systems. These examples include analysis of competitive binding of two molecules (anticancer drugs, mutagens and biologically active substances) to nucleic acids via absorption spectroscopy, separation of fluorescence spectra of Photosystems via time-resolved fluorescence spectroscopy and microscopy and analysis of Forster Resonance Energy Transfer (FRET) between voltage-sensitive fluorescence proteins. As a result constants of binding of anticancer drugs and mutagens to nucleic acids are determined for molecules that absorb light in the same region with nucleic acids. Also composition and ratio of Photosystems is determined in leaves, which opens room for non-invasive “express” analysis of these parameters in plants, allowing determination of optimal growing conditions and presence of diseases. FRET studies of voltage sensitive fluorescent protein help to figure out the mechanism of its action and improve its functionality. In general, it is shown that number of different approaches can be used to analyze overlapping absorption and fluorescence spectra of biological molecules on different levels of organization in vitro and in vivo.

14 de outubro de 2016

Colloquium diei: “Metric Space Approach to Quantum Mechanics”

Colloquium_Diei-loguinhoQuantum states, their properties and dynamics are central to the understanding of the quantum world. They have received even more attention due to the raise of quantum technologies, which exploit the ‘quirks’ of quantum mechanics. Quantum states form Hilbert spaces, which combine the properties of two different types of mathematical spaces: vector space and metric space. While the vector-space aspects are widely used, the metric-space aspects are much less exploited. Here we show that conservation laws in quantum mechanics naturally lead to metric spaces for the set of related physical quantities. All such metric spaces have an “onion-shell” geometry. We will discuss these induced ‘natural’ metrics for some of the quantities fundamental to the understanding of quantum systems, as well as some applications of the metric space approach to quantum mechanics, including applications to further the understanding of the core concepts of Density Functional Theory.

A palestrante estará no auditório a partir das 10 horas para conversa informal com os alunos

13 de outubro de 2016

High-Energy Physics Seminars: “Vertex Functions and Bound States in Strongly Interacting Theories”

High_energy_physics_seminars-_loguinhoProtons and neutrons, the particles which make up the nuclei of atoms, are comprised of tiny constituents called quarks. Quantum chromodynamics (QCD) is a field theory which describes the so-called strong “colour” force, mediated by gluons, which binds the quarks together and is responsible for formation of nucleons and other objects, collectively known as hadrons. While there is ample experimental evidence that this theory is correct, there are certain phenomena related to hadrons which are not yet fully understood within the QCD framework. We attempt to elucidate some of these issues by studying QCD and similar models by means of the Dyson-Schwinger and Bethe-Salpeter (DS/BS) functional formalism. This approach allows one to work with the basic degrees of freedom of QCD, the quarks and gluons (which are not directly detectable in experiments, being eternally bound within hadrons), while at the same time giving access to physical observables like hadron masses and decay constants. We briefly discuss the main ideas behind the DS/BS framework, and give examples of its applications through an investigation of one of the fundamental interaction vertices in QCD, as well as a calculation of light hadron masses in a model similar to chromodynamics. Our findings help in building towards a better understanding of not just QCD but strongly-interacting theories in general, which is important since some of these templates play an important role in other areas of high-energy particle physics.

11 de outubro de 2016

Seminário: “Recent advances in polymers from renewable resources”

 Seminario-_logo_geralResearch and development related to polymers from renewable resources have witnessed a spectacular development from the beginning of this millennium, with a progressively deeper and wider involvement of both academia and industry. This lecture aims at providing a succinct “state of the art” of this exciting field through a number of examples of recent advances, including contributions from my research groups. Two main approaches are discussed, namely: The chemical modification of natural polymers. This topic covers the synthesis and characterization of novel materials and composites arising from the surface, in-depth and bulk transformation of celulose fibers, including nanofibers, chitosan, starch, lignin and natural rubber. The synthesis and polymerization of monomers derived from renewable resources. The variety of such monomers and macromonomers has already reached a remarkably wide spectrum and is increasing incessantly. The examples provided in this context deal with small molecules derived from sugars and polysaccharides, lignin, and larger structures derived from vegetable oils. Particular emphasis is placed on furan monomers and furan chemistry, which provide a new class of polymer chemistry, including the application of structure-specific mechanisms like the Diels-Alder click reaction. Additionally, the peculiar properties of some of these new macromolecular materials, such as poly(lactic acid), other polyesters, polyamides and polyurethanes, are highlighted to show, among other features, their unique applications, e.g. recyclability and self-mendability.

Interessados em participar do seminário devem realizar inscrição por formulário on-line para previsão de público e envio de certificado de participação

7 de outubro de 2016

Colloquium diei: “Searching for new Physics in the cosmic ray fluxes”

Colloquium_Diei-loguinhoThe Alpha Magnetic Spectrometer is a particle physics experiment accurately measuring cosmic ray fluxes, in the range 1 GV to 2 TV.

AMS has been installed on the International Space Station on May 19 2011,  and since then is continuously collecting new data. The precise measurement of the main and of the rare components of the cosmic ray flux,  opens a new window into the high energy processes happening in our galaxy.

These measurements allow to better understand the origin, the acceleration and the propagation of the cosmic rays in our galaxy. This improved knowledge,  will  allow to recognise potential anomalies in the cosmic rays rare components and possibly link them to new Physics happening in our galaxy. . I will present the most recent AMS measurement and I will discuss their implications and possible future outcomes. I will conclude discussing additional measurements on ground that may concur in defining a better picture about AMS observed anomalies.

A partir das 10h, o palestrante já estará no auditório, disponível para conversa informal com os participantes

30 de setembro de 2016

Colloquium diei: “Self-Interacting Dark Matter and CDM Small Scale Potential Problems”

Colloquium_Diei-loguinhoIn this seminar I will briefly summarize the evidences for the existence of dark matter. Potential problems that Cold Dark Matter models might face at small scales will then be introduced. These problems might be alleviated if dark matter self interacts. If this is the case, its capture rate by astrophysical objects should be enhanced, and as a consequence their annihilation rate should increase. In this talk I will describe the determination of the neutrino flux from dark matter annihilation, taking self interactions into consideration. Its detection rate at the IceCube detector will also be described. This analysis probes dark matter self interacting models. By comparing this estimated rate with IceCube’s experimental results, we constrain a significant fraction of these models.

27 de setembro de 2016

High-Energy Physics Seminars: “Scattering Amplitudes”

High_energy_physics_seminars-_loguinhoThe Feynman rules appear as a simple way to calculate scattering amplitudes, however some complications appear if the multiplicity of particles is large. For example, in the 2 to 2 scattering of gluons there are only 4 Feynman diagrams but if we add two extra gluons it grows to 220 diagrams. In the 80’s Stephen Parke and Tomasz Taylor found an incredible way to simplify the calculation of some classes of n-gluons scattering amplitudes based on helicity arguments. Since then, a lot of progress has been made on improving the amplitude techniques and on the understanding of the S-matrix physics. After a review of the spinor helicity formalism and some well known results based on it, I will discuss how we can use the helicity structure of scattering amplitudes in the SM and in the context of an effective Lagrangian description of BSM dynamics. The analysis reveals a novel set of helicity selection rules according to which, in the majority of 2 to 2 scattering processes at high energy, the SM and the leading BSM effects do not interfere. This have a big impact on how we should perform the EFT analysis and where we should search for new physics.

22 de setembro de 2016

Colloquium diei: “Modelos estatísticos elementares para transições de fase em fluidos anisotrópicos”

Colloquium_Diei-loguinhoUtilizamos modelos estatísticos elementares para investigar aspectos qualitativos das transições de fase em sistemas de interesse na “física da matéria mole”. Ao contrário dos sólidos cristalinos, que se caracterizam por ordenamentos espaciais, os cristais líquidos nemáticos, substâncias típicas da matéria mole, são fluidos anisotrópicos que apresentam ordenamento orientacional, ao longo de um eixo, mas sem simetria de translação. Vamos introduzir o modelo de Maier-Saupe-Zwanzig (MSZ), que é capaz de explicar a transição de primeira ordem entre as fases nemática uniaxial e isotrópica de um cristal líquido. Além dos nemáticos uniaxiais, também têm sido detectados nemáticos com estruturas biaxiais. Consideramos então um modelo MSZ com desordem, que representa uma mistura de discos e cilindros, e analisamos as condições de estabilidade de uma fase nemática biaxial, apontando as diferenças entre desordem fixa, típica dos sistemas sólidos, e desordem móvel, que seria mais realista para sistemas fluidos.Também consideramos generalizações de modelos do tipo MSZ, estabelecendo contato com resultados experimentais e fenomenológicos, em particular com as propriedades de novos materiais denominados elastômeros.

16 de setembro de 2016

Colloquium diei: “Light-matter interaction in nanophotonic structures”

Colloquium_Diei-loguinhoPhotonic structures with micro to nano-scale sizes have inspired great interest due to their ability to control the propagation of light and its interaction with matter [1]. As part of a FAPESP Jovem Pesquisador project, we have developed tools (modeling, fabrication and characterization) to explore linear and nonlinear effects in sub-wavelength dimension structures such as silica nanowires, silicon-based nano-waveguides, resonators, and photonic bandgap fibers. In this talk, I will review our recent results in this area, covering among other topics the first demonstration of the Brillouin Self-Cancellation effect [2], characterization of free-carriers dispersion and thermal phase shift in silicon waveguides [3], demonstration of a broadband dielectric antenna [4], and characterization of high-order modes in photonics bandgap fibers [5].

[1] P. Dainese, P.S.J. Russell, N. Joly, J.C. Knight, G.S. Wiederhecker, H.L. Fragnito, V. Laude, A. Khelif, “Stimulated Brillouin scattering from multi-GHz-guided acoustic phonons in nanostructured photonic crystal fibres”, Nature Physics 2, 388-392 (2006);

[2] O. Florez, P.F. Jarschel, Y. Espinel, C.M.B. Cordeiro, T.P. Mayer-Alegre, G.S. Wiederhecker, and P. Dainese, “Brillouin Scattering Self- Cancellation”, Nature Communications 7, 11759 (2016);

[3] I. Aldaya, A. Gil-Molina, H.L. Fragnito, and P. Dainese, “Time-domain Interferometric Characterization of Nonlinear and Thermal-induced Phase-shift in Silicon Waveguides”, Conference on Lasers and Electro-Optics, SM3R. 7 (2016);

[4] J. Pita, P. Dainese, H. Hernandez-Figueroa, and L.H. Gabrielli, “Ultra-Compact Broadband Dielectric Antenna” Conference on Lasers and Electro-Optics, SM3R. 7 (2016);

[5] E. Lamilla, I. Aldaya, C. M. Serpa, P. Jarshel, and P. Dainese, “Modal Content in a 7-cell Hollow-Core Photonic Bandgap Fiber and its Dependence with Offset Launch Conditions”, accepted Latin-America Optics and Photonics Conference, oral presentation (2016).

Light-matter interaction in
nanophotonic structures

16 de setembro de 2016

Filosofísica: “Astronomia nas culturas: cada povo tem um céu diferente”

Filosofisica_-_LogoO mesmo céu estrelado não é igual para todas as Culturas. Leão, Sagitário, Escorpião, Órion e Cruzeiro do Sul correspondem a algumas imagens e símbolos que têm a ver com a Cultura do Ocidente ou ainda, com uma matriz de relacionamento de parte dos habitantes do planeta com o Céu. Cada grupo étnico vê o céu de maneira diversa e lhe atribui significados diferentes. A complexidade relativa às representações do Céu constitui uma potencial ferramenta para investigarmos diferentes concepções sobre como cada povo concebe Universo, Natureza e Ciência, entre outros conceitos.

14 de setembro de 2016

Journal club: “Física Biológica, Redes Booleanas e Esquistossomose”

JC-_loguinhoCom base numa abordagem de Física Estatística, determinamos quais os elementos principais, células e sinalizadores (citocinas), que regem a dinâmica da resposta imune na fase crônica da infecção pelo Schistosoma Mansoni em humanos. A identificação destes elementos e da forma como interagem, permitiu-nos construir uma rede de interação entre estes elementos. Esta rede foi então analisada dentro de uma aproximação booleana, obtendo-se assim os atratores da dinâmica.

Os atratores obtidos reproduzem os diferentes comportamento clínicos observados em humanos e os tamanhos das bacias de atração que representam os diferentes casos clínicos são proporcionais as taxas de incidência populacional destes casos. Nossos resultados são ainda validados por observações específicas de sinalização em humanos e camundongos. Este modelo modelo permite também entender as similaridades entre as observações em humanos e aquelas obtidas no estudo de modelo animal.

Testes de robustez da rede permitem reproduzir resultados obtidos com camundongos submetidos a nocaute genético que impedem a produção de certas citocinas.

14 de setembro de 2016

High-Energy Physics Seminars: “Exploring the infrared QCD with Scwhinger-Dyson equation”

High_energy_physics_seminars-_loguinhoThe basic building blocks of QCD are the Green’s functions of the fundamental physical degrees of freedom, gluons and quarks, and of the unphysical ghosts. Even though it is well-known that these quantities are not physical, since they depend on the gauge-fixing scheme and parameters used to quantize the theory, it is widely believed that QCD Green’s functions encode crucial information about the infrared dynamics of the theory. Due to recent improvements in the lattice simulation and the truncation schemes employed for the Schwinger-Dyson equations we have now reached a point where the interplay between these two non-perturbative tools can be most fruitful. In this talk several of the above points will be reviewed, with particular emphasis on the implications for the gluonic and ghost sectors, the non-perturbative effective charge of QCD and the chiral symmetry breaking.


12 de setembro de 2016

Filosofísica: “Uma conversa sobre os fundamentos filosóficos da Estatística”

Filosofisica_-_LogoSeria a Estatística um campo com concordância unânime em seus fundamentos? Em um bate-papo com o nosso convidado dessa segunda vamos conversar sobre as diferenças essenciais entre as duas principais linhas da análise estatística, a clássica e a bayesiana, sobre os pressupostos que são próprios da Estatística como um todo e sobre as implicações desse quadro na problemática da interpretação dos resultados matemáticos da Estatística quando aplicados à análise de dados das ciências naturais.

9 de setembro de 2016

Colloquium diei: “Fundamentos da Mecânica Estatística: conceitos e aplicações recentes

Colloquium_Diei-loguinhoA termodinâmica classica é mais abrangente que o papel para ela reservado pela mecânica estatística de Boltzmann-Gibbs. Esta e outras questões conceituais relacionadas con entropias não aditivas serão introduzidas e discutidas brevemente. Grande nÚmero de aplicações existem na literatura (ver Bibliografia em http://tsallis.cat.cbpf.br/biblio.htm).

Algumas ilustrações recentes em átomos frios, meios granulares, colisões de altas energias no LHC/CERN, mapas de baixa dimensionalidade, redes complexas, também serão descritas.

26 de agosto de 2016

Filosofísica: “Intensificadores e expressivos em língua natural: exemplos do português brasileiro”

Filosofisica_-_LogoNesta apresentação, exploraremos a sintaxe e a semântica de alguns itens e construções do português brasileiro que são comumente chamadas de “palavrões”. Mostraremos que alguns desses itens têm usos bastante particulares e figuram em estruturas próprias, configurando informação gramatical. A exposição se dará através de análise de diversos dados, que, entre outras coisas, desafiarão conceitos gramaticais bem estabelecidos.

26 de agosto de 2016

Filosofísica: “Brisas revolucionárias: uma nova forma de enxergar a vida”

Filosofisica_-_LogoDesde que a humanidade começou a compreender com mais fundamento a evolução da vida, no século 19, este conjunto de ideias é um dos mais mal compreendidos e condenados pelo senso comum. A maior razão disso é que essas ideias pressupõem uma inversão nas tradições de criação presentes em nossas culturas. Não é mais necessária a existência de algo mais complexo do que as coisas que vemos para servir de criador; a complexidade simplesmente brota. Também por esta razão temos em mãos uma das ferramentas mais poderosas que poderíamos desejar ao termos a pretensão de entender a dinâmica da criação de forma detalhada. Na apresentação, veremos como um algoritmo de evolução foi capaz de gerar toda a vida que vemos, como este algoritmo se expande para espaços mentais e virtuais e como ele também foi capaz de gerar mentes e culturas. Nos guiando pelo poder deste algoritmo, vamos entrar no âmbito da neurociência e investigar a emergência de nós mesmos, olhando de perto a composição da consciência. Com esta visão, estaremos prontos para nos ver dentro do algoritmo, com a possibilidade de criar uma nova perspectiva da realidade, de nós mesmos e do futuro. A brisa será livre.

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Instituto de Física de São Carlos - IFSC Universidade de São Paulo - USP
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