Colóquios e Seminários

19 de junho de 2015

Astro-Cosmo-Particle Journal Club: “Teste da invariância de Lorentz com raios cósmicos”

Astro-Cosmo-Particle_JC-_loguinhoNosso objetivo é reunir estudantes e cientistas interessados em discutir temas relevantes da física de partículas, cosmologia e astrofisica de partículas. Todos estão convidados a participar das reuniões, mas aconselhamos que se leia o artigo com antecedência, para que se possa acompanhar a discussão.

O artigo escolhido para próxima discussão pode ser acessado no endereço eletrônico http://iopscience.iop.org/1475-7516/2009/04/022

17 de junho de 2015

Café com física: “Frequency- and Gradient-Modulated MRI: Imaging with Extreme Field Inhomogeneity”

Caf_com_fsica-loguinho

MRI has evolved into an incredibly powerful tool due to impressive innovations over the past 3-4 decades. However, the general approach used to obtain MR images has not deviated significantly from Lauterbur’s original MRI experiment (1). That is, in state-of-the-art MRI, the pulse sequence used to generate spatially-encoded signals for imaging requires two basic elements: a sufficiently short RF pulse to excite all resonance frequencies of interest simultaneously, followed by a finite time during which magnetization is allowed to evolve in the presence of a field gradient to encode their spatial locations. This universal approach to MR imaging is optimal only under stringent experimental conditions. Specifically, frequency variation due to field inhomogeneity and magnetic susceptibility must be limited to a small fraction of the Larmor frequency, γB0. Although recent advances have improved the ability of Fourier-based imaging to tolerate B0 inhomogeneity, these improvements fall short of meeting the technical requirements for human imaging using small and portable magnets. For example, MRI of the human brain cannot be performed with the subject’s body from the shoulder down placed outside the magnet bore. No MRI technology has ever been conceived to accomplish this; that is, until possibly recently. Namely, spatiotemporal encoding (2-7) has the capability to go far beyond standard Fourier imaging in terms of tolerating B0 inhomogeneity, allowing B0 to vary by a significant fraction of the nominal field.

Improved tolerance to B0 inhomogeneity with spatiotemporal-encoded MRI has already been demonstrated by us and others. However, these improvements were limited because B0 compensation was restricted to one or possibly two spatial directions simultaneously. Now, due to the recent invention of 3D frequency-swept excitation pulses in STEREO (7), in combination with parallel transmit “beam-steering”, multi-coil shimming, and simultaneous transmit and receive electronics, it should be possible to fully compensate extreme B0 inhomogeneity and thus accomplish MR imaging of brain using a small and portable head-only magnet. STEREO, which stands for steering resonance over the object (7), produces non- Fourier based images by moving a localized resonant region along a curved trajectory in space such that the excitation itself is spatially selective and temporally sequential. In STEREO, the gradients are modulated to produce a “spatial rapid passage”. By producing a sweeping 3D-selective excitation in time, temporal adjustments to the pulse can be made to compensate for the spatial variation of B0 and B1 as the “resonant region” traverses through space. Simultaneous RF transmission and signal detection preserves ultrashort-T2* signals. This method of achieving spatial isolation is particularly novel in MR imaging and opens opportunities for numerous novel applications that could not be considered with standard Fourier-based techniques.

16 de junho de 2015

Seminário do Grupo de Óptica: “Dinâmica de transporte de fotossensibilizadores em células”

Seminrios_GO-loguinhoNos últimos anos, os estudos de técnicas fotônicas não invasivas têm ganhado destaque devido à preocupação com a saúde. Nestes estudos, o uso de fotossensibilizadores na terapia fotodinâmica desempenha um papel fundamental para os avanços da área, e tem sido utilizado com sucesso em diversas aplicações, tais como a redução de contaminantes ambientais, descontaminação de alimentos e tratamento de infecções localizadas, infecções fúngicas, acnes e câncer, Apesar de tal sucesso, a dinâmica de transporte dessas substâncias fotossensíveis nos alvos a serem tratados ainda não é um processo completamente compreendido. Assim, torna-se importante estudar a dinâmica de difusão e a entrada desses fotossensibilizadores em células e bactérias. Neste projeto, pretende-se utilizar técnicas como microscopia confocal e espectroscopia de fluorescência correlacionada (FCS), de modo a compreender tal transporte em bactérias gram-positivas e gram-negativas, e buscar diferenças na dinâmica de difusão entre elas. Do mesmo modo comparativo também serão estudadas células tumorais e sadias. Espera-se com este projeto caracterizar e modelar toda dinâmica de transporte destes fotossensibilizadores em bactérias gram-positivas e gram-negativas, buscando encontrar diferenças entre os grupos de modo a possibilitar a seletividade de um único grupo de interesse para terapia fotodinâmica.

12 de junho de 2015

Colloquium diei: “Mecanismos Neurais do Olfato”

Colloquium_Diei-loguinhoAnimais utilizam o olfato para identificar alimentos, parceiros sexuais e predadores. Comportamentos olfatórios inatos e aprendidos são essenciais para identificação de informações ambientais fundamentais para a sobrevivência de muitas espécies. Porém, apesar da ampla importância do olfato, os mecanismos neurais do olfato ainda não são completamente entendidos. O grande desafio é entender como o cérebro interpreta os sinais ambientais e transforma essas informações para guiar o comportamento. As bases computacionais do olfato podem ser estudadas utilizando a construção de modelos computacionais, o registro da atividade elétrica do córtex olfatório e a manipulação da percepção olfatória por fármacos que agem nas vias de sinalização bioquímica associadas com a transdução em neurônios sensoriais olfatórios. A palestra apresentará resultados de estudos recentes desse tipo realizados para se entender efeitos de alterações na atividade da camada receptora do sistema olfatório de ratos sobre a atividade elétrica do córtex olfatório e o comportamento observado em procedimentos de discriminação de odores.

10 de junho de 2015

Seminário: “Ants, Genes, and Antibiotics”

Seminarios-_logo_genericoThe highly successful multilateral symbiosis featuring fungus-growing ants, their fungal crop, specialized pathogenic fungi (Escopvopsis spp.), chemical defense-producing bacteria (Pseudonocardia spp.) and other microbes has been a productive system both for the discovery of secondary metabolites and as an evolutionary model. The system had a single origin some 50-60 million years ago in the Amazon and has spread to over 200 species throughout Central and South America and southern states of the USA. This talk focuses on the biologically active small molecules produced by the Pseudonocardia spp. in our initial survey. These bacterial symbionts displayed remarkable molecular diversity at both the strain and higher phylogenetic levels. Using a combination of metabolomic and genomic assays along with ecologically relevant phenotypic screens for bioactivity, we have begun to understand some of the genetic mechanisms underlying this diversity. Preliminary results have illustrated, for example, how structurally closely related molecules can be produced by biosynthetic pathways clustered on the chromosome, biosynthetic pathways clustered on plasmids, and split pathways on plasmids.

8 de junho de 2015

Journal club: “O caminho de Louis de Broglie até a mecânica ondulatória”

JC-_loguinhoO físico francês Louis de Broglie desenvolveu em 1923-1924 a primeira teoria dualística onda-partícula válida tanto para a luz quanto para corpúsculos como o elétron. Costuma-se descrever apenas a relação entre momentum e comprimento de onda como sendo a principal contribuição de De Broglie, mas ele desenvolveu uma sofisticada teoria, fundamentada tanto na relação de Planck entre energia e frequência quanto na teoria da relatividade especial, para estabelecer as propriedades ondulatórias associadas a uma entidade quântica qualquer. Também estabeleceu a relação entre probabilidade de interação e a amplitude da onda associada ao quantum (antes de Max Born), bem como as propriedades fundamentais da emissão estimulada. Este seminário apresentará o desenvolvimento das ideias de Louis de Broglie que levaram até esses resultados, discutindo também as limitações de sua teoria.

3 de junho de 2015

High energy physics seminars: “Singularidade Cosmológica e Mecânica Quântica”

High_energy_physics_seminars-_loguinhoA relatividade geral implica que o Universo começou com uma singularidade, o que, afinal, não quer dizer nada, senão que não se pode usar essa teoria até esse momento, e que portanto é necessário quantizar a gravidade. De fato, existem outras indicações semelhantes, as perturbações primordiais são entendidas hoje em dia como flutuações quânticas do vácuo. Partindo desse pressuposto, é possível explicar todos os dados que tangem o universo primordial, inclusive os recentes do Planck. Por outro lado, este regime quântico é bem diferente de todo que se pode testar no laboratório, dessa forma, o estudo dessa fase nos permite testar diferentes teorias, como as de variáveis escondidas ou nas que implicam uma equação de Schrödinger modificada não-linearmente. Com um exemplo simples, mostrarei quais são as consequências possíveis e como vinculá-la.

Para mais informações sobre o seminário, acesse http://www.ifsc.usp.br/~lattice/hepseminar/


3 de junho de 2015

Journal Club: “Spin-Electron-Phonon Excitation in Re-based Half-Metallic Double Perovskites”

This talk will discuss the article with the above title, by A. F. García-Flores et al, Phys. Rev. Lett. 108, 177202 (2012), with the following abstract:

JC-_loguinhoA remarkable hardening ($ 30 cm 1) of the normal mode of vibration associated with the symmetric stretching of the oxygen octahedra for the Ba2FeReO6 and Sr2CrReO6 double perovskites is observed below the corresponding magnetic ordering temperatures. The very large magnitude of this effect and its absence for the antisymmetric stretching mode provide evidence against a conventional spin-phonon coupling mechanism. Our observations are consistent with a collective excitation formed by the combination of the vibrational mode with oscillations of Fe or Cr 3d and Re 5d occupations and spin magnitudes.

2 de junho de 2015

Seminário especial (Grupo de Óptica): “Silica-based Hybrid Nanoparticles: Novel Alternative”

Seminrios_GO-loguinhoRecent advances in the synthesis and characterization of functional materials on the nanometer scale have allowed their exploration for applications in many fields, including biological and biomedical areas. Emerging inorganic nanoparticles, such as carbon nanotubes, quantum dots, mesoporous silica/gold/supermagnetic nanoparticles, have been widely used in biomedical research with great optimism for cancer diagnosis and therapy. The main therapeutic applications of inorganic nanomaterials have focused on drug and gene delivery, targeted therapy, thermotherapy and photodynamic therapy. Recently, hybrid silica-based nanoparticles have attracted a great deal of attention as drug delivery systems due to their outstanding features of nontoxicity, tunable surface, high loading capacity and modifiable morphology. In this seminar, I will discuss our recent research on the development and application of hybrid silica-based nanoparticles in photodynamic therapy and drug delivery for cancer treatment.

2 de junho de 2015

Seminário do Grupo de Óptica: “Silica-based Hybrid Nanoparticles”

Recent advances in the synthesis and characterization of functional materials on the Seminrios_GO-loguinho-150nanometer scale have allowed their exploration for applications in many fields, including biological and biomedical areas.

Emerging inorganic nanoparticles, such as carbon nanotubes, quantum dots, mesoporous silica/gold/supermagnetic nanoparticles, have been widely used in biomedical research with great optimism for cancer diagnosis and therapy. The main therapeutic applications of inorganic nanomaterials have focused on drug and gene delivery, targeted therapy, thermotherapy and photodynamic therapy. Recently, hybrid silica-based nanoparticles have attracted a great deal of attention as drug delivery systems due to their outstanding features of nontoxicity, tunable surface, high loading capacity and modifiable morphology.

In this seminar, I will discuss our recent research on the development and application of hybrid silica-based nanoparticles in photodynamic therapy and drug delivery for cancer treatment.

Biography

Dr. Vivero-Escoto is Assistant Professor of Chemistry at the University of North Carolina Charlotte. He received his B.S. and M.S. in Chemical Engineering from the National Polytechnic Institute of Mexico and a Ph.D. in Chemistry at Iowa State University. He was a Carolina postdoctoral fellow at UNC Chapel Hill from 2010-2012.

Dr. Vivero-Escoto received the 2013 Ralph E. Powe Junior Faculty Enhancement Award from Oak Ridge Associate Universities (ORAU) and Wells Fargo Faculty Excellence Award. He serves on the Editorial Board of the Journal of Biotechnology and Biomaterials and the Journal of Solid Tumors.

Dr. Vivero-Escoto has authored more than 25 peerreviewed journal articles, reviews, and book chapters. He is the Guest Editor of the book entitled: Silica Nanoparticles: Preparation, Properties and Uses. Nova Science Publishers Inc. (2011).

28 de maio de 2015

Café com física: “Limites de Validade de equações Cinéticas”

Caf_com_fsica-loguinhoUma abordagem comum para a dedução de equações cinéticas consiste em partir da hierarquia BBGKY (Born-Bogolyubov-Green-Kirkwood-Yvon) para as distribuições de probabilidade reduzidas de um sistema de N partículas, e utilizar a expansão em aglomerados de Meyer, em conjunto com suposições sobre a forma do potencial. Para um campo fraco obtemos a equação de Landau e no limite de fluido a equação de Balescu-Lenard. Algumas hipóteses adicionais são usualmente utilizadas, como a propriedade Markoviana do sistema. Neste seminário mostraremos porque esta é uma propriedade importante e como ela é violado se o número N de partículas não for grande o suficiente, explicando comportamentos anômalos descritos na literatura recente para alguns sistemas modêlo. Discutimos também a existência de um limiar universal em função da dimensãp espacial para a relaxação de sistemas em rede como uma quebra da validade da rota usual de dedução da equação cinética pertinente.

27 de maio de 2015

High energy physics seminars: “The Higgs discovery and the effective theory of the Standard Model”

High_energy_physics_seminars-_loguinhoThe discovery of the Higgs boson at the LHC in 2012 was the main achievement of particle physics in recent years. Since then, particle physicists have been trying to understand in detail the properties of the new state: its mass, quantum numbers and how it interacts with the other known particles. An important tool in this program is the Standard Model Effective Field Theory (SMEFT). I will discuss the discovery of the Higgs boson, motivate the SMEFT and discuss its role in the search for Beyond Standard Model physics. Finally, I will present the construction of new angular observables in decays of the Higgs to four leptons in the context of the SMEFT.

Informações sobre os próximos seminários disponíveis em http://www.ifsc.usp.br/~lattice/hepseminar/


25 de maio de 2015

High energy physics seminars: “Indications of a non-trivial vacuum”

High_energy_physics_seminars-_loguinhoUsing lattice field theory techniques, we investigate the vacuum structure of the field theory corresponding to perfect fluid dynamics in the Lagrangian prescription. We find intriguing, but inconclusive evidence, that the vacuum of such a theory is non-trivial, casting doubts on whether the gradient expansion can provide a good effective field theory for this type of system. The non-trivial vacuum looks like a “turbulent” state where some of the entropy is carried by macroscopic degrees of freedom. We describe further steps to strengthen or falsify this evidence.

Informações sobre os próximos seminários disponível em

http://www.ifsc.usp.br/~lattice/hepseminar/


22 de maio de 2015

Colloquium diei: “Há futuro para a Ciência brasileira?”

Colloquium_Diei-loguinhoA Ciência brasileira adentra o século XXI submetida a múltiplos desafios, externos e internos. O custo financeiro da pesquisa científica tem crescido exponencialmente, e os recursos disponíveis são cada vez mais escassos. A classe política e as empresas, que decidem pelo financiamento público e privado da ciência, clamam por radical engajamento em inovação e patentes, mantendo a visão enviesada de que a Ciência brasileira somente está interessada em papers. A sociedade em geral desconhece o impacto da ciência em seu bem estar cotidiano, e não valoriza a ciência como solução para os grandes problemas nacionais. Um exemplo disso foi a completa ausência do tema na discussão política eleitoral recente. O cenário interno à ciência apresenta-se igualmente complexo, com instituições engessadas pela gestão pública ineficiente, sitiadas por pressões corporativas, e que não valorizam devidamente a qualidade na pesquisa e o mérito acadêmico na progressão da carreira dos docentes/pesquisadores. Nas avaliações de projetos e propostas pelas agências de financiamento à pesquisa, os comitês  de pares insistem em apenas contabilizar a quantidade de publicações, e resistem em considerar entre seus critérios os diferentes impactos da pesquisa, quais sejam científicos, econômicos, sociais, educacionais ou culturais. O ensino de graduação e, crescentemente, o de pós-graduação, seguem modelos antiquados que não priorizam a criatividade, a iniciativa própria e o empreendedorismo. Resta a pergunta: Há Futuro para a Ciência Brasileira? Vamos discutir isso neste colóquio.

18 de maio de 2015

Colloquium diei: “Não-Contextualidade testada com pares de fótons correlacionados”

Colloquium_Diei-loguinhoA conversão paramétrica descendente espontânea (CPDE) é um efeito ótico não linear no qual pares de fótons em um estado emaranhado em diferentes graus de liberdades são gerados quando um feixe de laser atravessa um cristal não-linear. Nos últimos 20 anos, CPDE tem sido a principal fonte de luz para estudos de fundamentos de física quântica, ótica e informação quântica. Em trabalhos recentes demonstramos a geração de estados emaranhados de d-níveis (d>2, qdits) na variável de caminho dos pares de fótons, protocolos de detecção e concentração de emaranhamento, medida de emaranhamento, e tomografia quântica, técnica que nos permite determinar a matriz densidade que descreve o estado quântico destes sistemas. Em vários destes trabalhos, operações sobre os estados de caminho dos pares foram realizados por moduladores de luz espacial. Estes moduladores nos permitem implementar experimentalmente no laboratório operadores teóricos pois são capazes de girar a polarização,atenuar ou adicionar fases localmente aos feixes de pares de fótons.

Neste colóquio, mostrarei inicialmente algumas características experimentais desta fonte de luz e revisarei algumas das ferramentas utilizadas em estudos experimentais, com alguns exemplos de aplicações. Em seguida, discutirei um trabalho recente onde um aspecto fundamental de física quântica foi estudado, a característica contextual de correlações presentes no padrão de interferência espacial de dois fótons. Responderemos a seguinte pergunta: É possível explicar a estatística de detecção de pares de fótons em (x1, x2) modelando tal fenômeno por teorias não-contextuais, isto é, modelos onde a detecçao do fóton 1 (2) em x1 (x2), não depende da escolha de onde colocar o outro detector D2 (D1)? A resposta a essa pergunta é importante porque contextualidade distingue correlações clássicas de correlações genuinamente quânticas, usadas por exemplo em comunicação quântica.

13 de maio de 2015

Seminário: “Avaliação Pedagógica”

Seminarios-_logo_genericoO seminário terá como objetivo discutir os princípios que norteiam a avaliação do processo de ensino e aprendizagem, suas diferentes modalidades: diagnóstica, formativa e somativa, assim como seu caráter social e pedagógico nos diferentes níveis de ensino.

11 de maio de 2015

Café com Física: “The geometrisation of thermodynamics with contact geometry”

Caf_com_fsica-loguinhoI aim at developing a geometrical formulation of thermodynamics by employing contact geometry and associated notions. A geometric formulation of thermodynamics is of interest for several reasons. Firstly, geometry serves as a language in which every physical theory can be formulated, it provides geometric tools and notions which can be employed to infer new principles and ideas, and in general promotes mathematical beauty in physics. Secondly, a geometrisation of thermodynamical theories would help to systemize and unify the phenomenologically orientated formulations and derivations of thermodynamical phenomena and potentially be of great use in the description of non-equilibrium scenarios. And finally, due to the fundamental connection of the laws of black hole thermodynamics with their geometry, there is the hope that a geometric theory of thermodynamics could lead to new insights into black hole thermodynamics and the physical laws governing the physics of black holes.

After an introduction into the mathematics of the subject, I will introduce possible applications of contact geometry and its formulation of thermodynamics in non-equilibrium systems and black holes, respectively.

30 de abril de 2015

Colloquium diei: “Novos desafios do LHC, muito além da descoberta do Higgs”

Colloquium_Diei-loguinhoO ano de 2012 entra na história como um marco importante para a área de física de partículas devido à descoberta da partícula conhecida como o Bóson de Higgs, peça importante do quebra cabeças para compreender as características fundamentais da matéria dentro do que chamamos de Modelo Padrão. Mas os testes do Modelo Padrão e as possibilidades do LHC vão muito além desta importante descoberta. Agora, em 2015, o LHC retorna suas operações após uma pausa para manutenção e upgrade de seus sistemas e detectores. Este período também foi importante para avançar e concluir diversas análises dos dados coletados nos primeiros anos de operação e ter melhor previsão do que esperar e procurar neste início de operações. Em particular, um dos grandes desafios a serem abordados é o estudo do comportamento da matéria nuclear em condições extremas de temperatura e densidade. Além das colisões próton-prótons, em colisões muito mais violentas, de núcleos de Chumbo com núcleos de Chumbo, esquentamos o vácuo da QCD e recriamos um estado da matéria em condições extremas, similares às condições do universo primordial logo após o Big-Bang. Este estado, conhecido como Quark-Gluon Plasma, teria graus de liberdade partônicos, portanto, permite um estudo direto das interações fundamentais existentes entre os elementos primordiais da matéria e da teoria que descreve estas interações. Portanto, o estudo das características do QGP e da evolução deste estado até a formação da matéria nuclear ordinária permite testar e tentar compreender as características globais de nosso universo atual. Três dos quatro experimentos do LHC medem colisões de Chumbo-Chumbo no LHC, sendo que dentre estes, o experimento ALICE é dedicado ao estudo destas colisões. O ALICE tem participação brasileira, com pesquisadores da USP e da UNICAMP, com contribuições em diversas análises de física e também com desenvolvimento de tecnologia em instrumentação e computação. Portanto, o LHC é não somente um dos maiores experimentos de física já construído mas também um grande propulsor de novas tecnologias.

30 de abril de 2015

Colloquium diei: “Topological States of Matter”

Colloquium_Diei-loguinhoTopological states of matter distinguish themselves from quantum ordered states – such as antiferromagnets – by the absence of a local order parameter. Their properties are remarkable, and range from realizing Majorana fermions to exhibiting fractional statistics and non-abelian braiding. Important for practical applications, topological states can exhibit perfectly conducting gapless surface or edge states traversing an otherwise insulating bulk gap. Some examples include topological insulators, topological superconductors, quantum spin liquids and the well-known fractional quantum Hall states. Recent experiments, have observed a wide array of the forementioned topological materials. I will discuss these states’ unique properties, the theoretical challenges they present and new analytic and numerical methods (borrowed from quantum information) required to analyze them. I will also touch on the experimental discovery of the Weyl Semimetals.

Este colóquio também integra as atividades do programa “Seminários Especiais em Temas de Fronteira” promovido pela Comissão de Pesquisa do IFSC.

 

30 de abril de 2015

Astro-Cosmo-Particle Journal Club: “Gravitino dark matter in view of AMS-02 data”

Astro-Cosmo-Particle_JC-_loguinhoNosso 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://arxiv.org/abs/1501.05932

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