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.
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.
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.
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.
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.
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.
and phosphatases in the lab of P. Alzari at the Institut Pasteur (Paris; France). She then did a postdoc in the lab of A. Musacchio at the European Institute of Oncology in Milan (Italy) and later at the Max Planck Institute (Dortmund; Germany). At the time the Musacchio lab was a pioneering european lab of integrative biology where both structural and cell biology approaches were used in synergy to address major biological questions. This work was focused on the structural and functional study of a large kinetochore complex (RZZ) involved in chromosome segregation during mitosis and a critical constituent of metazoan kinetochores (KTs).
Nanomateriais multifuncionais que combinem funções terapêuticas e de diagnóstico em um único complexo nanoestruturado, chamados de “teranósticos”, têm se mostrado interessantes para diversas aplicações, principalmente no diagnóstico precoce e tratamento de doenças como câncer. A possibilidade de obter nanopartículas de ouro em uma grande variedade de tamanhos, formas e funcionalizações permite o controle das suas propriedades e tem aberto novas possibilidades para aplicações no diagnóstico e tratamento de doenças. Estas partículas podem ser projetadas para converter eficientemente luz em calor e eliminar seletivamente células malignas em um conceito chamado fototerapia. Neste trabalho, nanopartículas teranósticas foram desenvolvidas por meio do encapsulamento de agentes quelantes de Gd(III) entre duas camadas nanoestruturadas de ouro. Mais especificamente, nanopartículas de ouro de aproximadamente 50 nm foram recobertas com uma camada intersticial de SiO2 dopada com quelantes de Gd(III) seguido de um recobrimento adicional com uma camada de ouro. Essas partículas, chamadas Gd-Nanomatryoshkas, apresentaram banda de ressonância plasmônica na região do infravermelho próximo, ideal para aplicações in vivo uma vez que essa região permite máxima penetração da radiação através dos tecidos. Ao mesmo tempo, Gd-Nanomatryoshkas exibiram elevada sensibilidade para aplicações como agentes de contraste em imagens de ressonância magnética devido ao acúmulo de íons de Gd(III) nas partículas, além de reduzir a potencial toxicidade associada aos íons Gd(III) prevenindo sua liberação in vivo por meio de uma camada de ouro protetora. Este novo sistema multifuncional pode permitir não só o diagnostico e tratamento de tumores sólidos, mas também o rastreamento das partículas in vivo, uma etapa essencial para melhorar a eficiência e segurança dos nanomateriais.
vezes maior que a do elétron. Os decaimentos do tau podem ser calculados e medidos com grande precisão e constituem um excelente laboratório para diversos aspectos da física de partículas, tanto no contexto do modelo padrão, como além. Em especial, por ter massa suficiente para decair em hádrons, os decaimentos do tau são muito úteis em estudos de cromodinâmica quântica (QCD). Nesse colóquio vamos discutir a física de precisão que pode ser feita com esses decaimentos, com ênfase em aspectos da QCD, como a determinação precisa do acoplamento forte, alpha_s.
We report on a two-flavor lattice QCD study of the axial, charge and matter distributions of the B meson and its first radial excitation. As our framework is the static limit of Heavy Quark Effective Theory, taking their Fourier transform gives access to several form factors at the kinematical point q^2=0. Moreover they provide some useful information on the nature of an excited state: either a radial excitation of a quark-antiquark bound state or a multihadron state.
conhecida como sepse, é um problema de saúde relacionado, principalmente, à dificuldade de detectar bactérias, identificá-las e tratar os pacientes com antibióticos adequados na fase inicial de infecção. É desencadeada por algum tipo de infecção grave que culmina na contaminação do sangue por bactérias. Estudos têm mostrado um aumento na incidência de sepse ao longo dos anos e isso se deve, sobretudo, ao aumento da resistência dos microrganismos aos antibióticos, uma vez que tais medicamentos são ainda utilizados erroneamente e vendidos de forma inadequada. Os principais objetivos deste estudo foram descontaminar o sangue utilizando a terapia fotodinâmica como técnica antimicrobiana e avaliar os efeitos dessa terapia sobre as células sanguíneas. O microrganismo alvo de inativação foi o Staphylococcus aureus, bactéria Gram-positiva, muito frequente em contaminação sanguínea. Foram analisados os efeitos isolados do FS Photogem® e da luz 630 nm, além do efeito fotodinâmico nas células sanguíneas. A avaliação das células sanguíneas foi realizada por meio de hemogramas e esfregaços sanguíneos corados com May Grünwald-Giemsa, analisados em microscopia óptica. Ensaios de hemólise foram executados para avaliar a porcentagem de hemólise em eritrócitos após cada tratamento. A sobrevivência de S. aureus foi avaliada por contagem das unidades formadoras de colônias (UFC/mL) em meio de cultura TSA. Os resultados mostraram normalidade nos eritrócitos, bem como nos glóbulos brancos, em todas as condições analisadas, uma vez que não foram observadas mudanças morfológicas nestas células. Os experimentos in vitro com S. aureus em co-cultura com sangue mostraram cerca de 90% de inativação do microrganismo. Em relação à hemólise, apenas os eritrócitos que receberam irradiação na presença do Photogem® (TFD) sofreram hemólise (< 20%) nas maiores concentrações do FS e maiores doses de luz. De acordo com os resultados, observou-se que o FS, na presença de sangue e microrganismo, apresentou maior afinidade pelas moléculas presentes no sangue do que pelo microrganismo, dificultando a inativação de S. aureus neste ambiente celular.