Colóquios e Seminários

Café com física: “Simulation of Quantum Spin Dynamics by Phase Space Sampling of BBGKY Trajectories”

Recent experimental developments in quantum simulators with lattice spins in ion traps have necessitated the search for numerical techniques that adequately describe their dynamics. While methods based on matrix product states have been successful with one-dimensional systems up to intermediate time-scales, computational methods of equivalent accuracy for larger dimensions remain elusive. I will present a novel method that is suitable for simulating the dynamics of quantum spin models of any dimension. The method samples the many body Wigner function and evaluates the evolution equations obtained from the Bogoliubov-Born-Green-Kirkwood-Yvon (BBGKY) hierarchy. Higher orders in the hierarchy allow for systematic refinements. Quantum correlations can be treated through both, the Wigner function sampling and the BBGKY evolution, bringing about highly accurate estimates of correlations and entanglement witnesses.The method is particularly suitable for nonintegrable systems, especially those with long-range interactions. I will demonstrate its efficacy by comparing with exact results, as well as other numerical methods. Finally, I conclude with outlooks into modelling the Lindblad dynamics of the collective scattering of classical light by cold quantum gases, especially phenomena like superradiance, as well as experimental corrections in lattice spin simulators due to decoherence.

Filosofísica: “Paradigmas pré-científicos: o paradoxo pessoal x consensual”

Ninguém em sã consciência ousaria dizer que compreender a realidade é privilégio do cientista. Muito antes de a ciência surgir, floresceram visões de incrível beleza e insight, muitas rivalizando com nossas mais modernas teorias sobre a natureza do mundo. Mas por que não podemos chamá-la de ciência? Por que sua linguagem é tão diferente? Junte-se a nós e embarque nessa fascinante investigação. 

Filosofísica: “Não linearidade, Cinética Química e Quebra da Simetria”

Inicialmente será introduzido o problema da diferença no comportamento de sistemas reversíveis e irreversíveis em uma forma simples. Serão considerados os conceitos de “limite termodinâmico” e “flecha do tempo” e sistemas gasosos. Na continuação, será discutido como exemplo o problema da difusão como um fenômeno físico irreversível a partir do qual se mostrará uma origem possível da irreversibilidade em sistemas macroscópicos densos, ao mesmo tempo em que se discutirá a reversibilidade em sistemas microscópicos de baixa densidade. Na continuação, Será discutida a quebra da simetria do tempo como um dado que surge dos processos irreversíveis e do seu segundo principio quando aplicado a sistemas isolados em evolução. Finalmente, será mostrado como a Cinética Química mostra que o problema da ruptura da simetria do tempo não esta relacionado com a linearidade ou não das equações do sistema tratado. Assim formulados os problemas se buscará resumir as soluções encontradas para os mesmos.

Filosofísica: “Debates em mecânica newtoniana”

Faremos um exame teórico-conceitual de alguns aspectos da mecânica clássica comparativamente à mecânica relacional. Discutiremos também as relação entre o léxico da mecânica newtoniana e o retrato de universo que emerge dela. Enfim, vamos contar um pouco sobre a parte mais legal de Física I, normalmente deixada de lado pelos professores.

Astro-Cosmo-Particle Journal Club: “The LHC 750 GeV diphoton excess”

A proposta do programa é reunir estudantes e cientistas interessados em discutir temas relevantes na física de partículas, cosmologia e astrofísica de partículas.

Todos estão convidados a participar das reuniões, mas se recomenda a leitura do artigo com antecedência, para que se possa acompanhar a discussão.

Clique aqui para saber qual artigo será discutido no próximo encontro.

Journal club: “Observing an emergence of the arrow of time in a quantum system”

Irreversibility is one of the most intriguing concepts in physics. While microscopic physical laws are perfectly reversible, macroscopic average behavior (and our daily experience) has a preferred direction of time. How can irreversibility be a consequence of reversible laws, especially Schrödinger’s equation?

According to Thermodynamics, entropy of the Universe never decreases. Although this is a powerful argument in some cases, it can be generalized to stronger statements about the behaviour of systems away from equilibrium. At this point, a connection is made with Information Theory, where there is also a concept with the name ‘entropy’, with a wider meaning.

The discussion is applied to a recent experiment with Nuclear Magnetic Resonance, in which the spin 1/2 of an atomic nucles is used as a thermodynamics system. We analyse the concepts of entropy production and irreversibility in this microscopic system in a completely quantum context.

Reference: Batalhão et. al., “Irreversibility and the Arrow of Time in a Quenched Quantum System”, Physical Review Letters 115, 190601.

Filosofísica: “Ciência e religião na história: o papel de Galileu na aceitação do heliocentrismo”

A forma como a ciência e a religião agem através da história, e a forma como elas se relacionam é um tema recorrente nos materiais de divulgação científica, em aulas, em filmes e até mesmo em nossas conversas cotidianas. Essa história aparece, com alguma frequência, em um formato típico de uma novela televisiva, na qual existe um herói carismático e bondoso com o qual qualquer um consegue se identificar e um vilão sub-humano cujo único objetivo é opor-se ao herói. A disposição dos papéis irá variar de acordo com quem conta a história, mas a ciência é costumeiramente colocada no papel de herói.

Essa visão tende a ser sedutora e costuma ser aceita de maneira relativamente acrítica por muitos, possivelmente por estes acreditarem de antemão que este é o papel real de ambos os campos de conhecimento e, portanto, que é perfeitamente natural que a história retrate fielmente o caráter destes personagens.
Mas de onde esta visão surgiu? Existe algo na nossa percepção natural da ciência e da religião que nos faça esperar que elas sejam antagonistas? Nós aprendemos isso de forma simples através do que a história tem a nos dizer? Desde quando essa visão é tão popular?
Neste seminário será abordada a gênese histórica de tal visão, e utilizaremos a crítica fornecida pela historiografia moderna como uma maneira de rever o caso Galileu e avaliar a sua importância no estabelecimento do heliocentrismo.

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Astro-Cosmo-Particle Journal Club: “Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole”

Nosso objetivo é reunir estudantes e cientistas interessados para discutir sobre temas relevantes na física de partículas, cosmologia e astrofísica de partículas. Todos estão convidados a participar nas reuniões, mas leia o artigo com antecedência, para que você possa acompanhar a discussão.

O artigo escolhido para próxima discussão pode ser acessado no endereço eletrônico 

http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.061102

Filosofísica: “Metodologia em entrelinhas”

Proporemos aos presentes, nesse Filosofísica, o exercício analítico de tentar destacar os modelos de ciência subentendidos na fala de diversas figuras, políticos, pesquisadores e ativistas entrevistados no documentário “A Casa dos Números – Anatomia de uma Epidemia”(2009). Em um ponto em que a ciência entra em contato com outras instituições sociais, temos uma chance de testemunhar o que pessoas que participam desses diferentes âmbitos esperam dos produtos do trabalho de cientistas e tecnólogos. Numa discussão sobre a compreensão pública do papel social e político da ciência vou tentar defender que, em tópicos controversos e nos quais esse papel não seja completamente desprezível, a pergunta “Qual cientista/Algum cientista tem razão?” não pode ser esgotada em questões metodológicas. Entre uma visão e outra de ciência capturada do filme, vamos pensar também: Por que esse documentário choca tanto? Por que sentimo-nos enganados pela ciência diante da mera possibilidade de certas teses que o documentário levanta? Ele quebra com a Ciência ou com visões idealizadas de ciência? Ele alimenta movimentos anticientíficos? Ao final, o que esperamos de um exercício como esse, de tentar entender a forma como os outros enxergam a ciência, é que ele nos ajude a clarificar as nossas próprias concepções encobertas.”

Journal Club: “Quantum mechanics in Metric Space”

Density Functional Theory (DFT) has provide so far the most succesful tools for realistic calculations of the properties of complex quantum system. We investigate the fundamental problems related to DFT by developing new methods based on the role of metric spaces in quantum mechanics. In our previous works the metric properties of ground state wavefunction and desity were explored for the non-magnetic and magnetic quantum systems. Currently we are developing a new method for the investigation of the metric properties for the exchange functional by exploiting the special features of the exchange x-hole functional. A better understanding of this mapping is conducive to the possibility of improving the quality of the exchange-correlation functional currently used in DFT.

Filosofísica: “Discussão de experimentos que provaram a relatividade”

Afinal, como você explicaria a forma como a Ciência comprova suas teorias? Quais evidências experimentais, por exemplo, bateram o martelo a favor da relatividade geral como uma verdade científica? Quais foram fatos mais relevantes dados pela experiência aos estudiosos para que a Física tenha aceitado a relatividade geral como um fato? Estamos interessados em saber como vocês responderiam a essas perguntas. Em uma revisão histórica de certos experimentos, vamos conversar sobre o papel que normalmente se atribui a eles na conexão ente o real e o teórico.

Seminários CIBFar: “Abordagens e estratégias na avaliação biológica de fármacos”

As doenças causadas por helmintos ocorrem principalmente nas camadas sociais pobres, sem condições adequadas de moradia, de trabalho, de educação, de serviços sanitários. Também conhecidas como “doenças da pobreza”, essas enfermidades acometem mais de 1 bilhão de pessoas no mundo e são responsáveis por milhões de mortes anualmente. Infelizmente, as opções terapêuticas são insuficientes, cujo cenário é agravado pelo descaso da indústria farmacêutica no desenvolvimento de novos medicamentos para a população de baixa renda. Em particular, considerada uma Doença Negligenciada, a esquistossomose é uma helmintíase de grande impacto social, sendo considerado um importante problema de Saúde Pública em mais de 70 países. De fato, esta doença, que tem como agentes etiológicos parasitas gênero Schistosoma, afeta mais de 200 milhões de pessoas em todo mundo e cerca de 10 milhões de brasileiros. Considerando que o praziquantel é o único fármaco disponível para o tratamento dessa doença, são preponderantes atividades de pesquisa e desenvolvimento científico e tecnológico visando o tratamento da esquistossomose e outras helmintíases. O seminário tem como objetivo apresentar os desafios para o desenvolvimento de fármacos contra helmintíases, usando a esquistossomose como modelo. As abordagens e estratégias usadas na avaliação biológica de potenciais fármacos também estão no escopo da apresentação.