Matemática, Física, Linguística, Neurociência e Computação. A união de todas essas diferentes áreas, num único curso, pode parecer, em princípio, impossível ou, ao menos, pouco provável.
Oferecido em poucas universidades brasileiras como graduação, o curso de física computacional propõe, justamente, a união das mais diversas áreas do conhecimento, e traz forte conteúdo em ciências exatas, especialmente em física, matemática e computação, concretizando uma ideia e uma multidisciplinaridade, em princípio, difícil de imaginar.
A principal dúvida dos interessados seria a seguinte: qual o diferencial entre um curso de computação e a física computacional. O esclarecimento, embora carregue uma dose de abstração, é simples: sendo a física prioridade e base do curso de física computacional, o raciocínio moldado no estudante é diferente, e abre um leque de possibilidades distinto daquele apresentado em cursos de computação. “O físico computacional tem mais ferramentas, além das de computação, e trabalha, principalmente, na resolução de modelos e problemas”, explica Guilherme Matos Sipahi, coordenador do curso de Física Computacional, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP).
No caso do IFSC/USP, o curso, anteriormente habilitação do bacharelado em Física, há seis anos foi transformado em curso de graduação, com uma grade curricular composta por disciplinas como física, cálculo, mecânica clássica e laboratório de física, mas também com grade específica e relacionada diretamente à computação, como arquitetura de computadores, microprocessadores e computação concorrente (computação paralela). “Nosso curso oferece conhecimentos em áreas de aplicação, matemática e programação, e a formação dos alunos é focada para construção de novos modelos a serem utilizados e a implementação de novos experimentos e medidas”, explica Sipahi.
Aplicações da Física Computacional
Se no princípio de tudo, físicos tinham, apenas, teoria e experimentos como base para investigação dos fatos, a criação de modelos computacionais é uma nova possibilidade para comprovação dos diversos fenômenos que nos rodeiam.
Mas, se não ficou claro entender o que faz o físico computacional, exemplifiquemos através da própria história.
Durante a Segunda Guerra Mundial, os nazistas se comunicavam através de códigos criados por uma máquina chamada “Enigma”. A engenhoca alemã servia para a troca de mensagens encriptadas, dando aos nazistas grande vantagem sob os adversários. Até que, 20 anos após sua criação, o “enigma” foi, finalmente, desfeito por diversos pesquisadores dos EUA e Europa- entre eles físicos- que decodificaram as mensagens dos nazistas, resultando na derrota alemã na Guerra e num rumo completamente diferente para história da humanidade. O aparelho decodificador recebeu o nome de Colossus I.
Começava aí uma revolução científico-tecnológica. Através das novas máquinas, cálculos começaram a ser feitos muito mais rapidamente, imensos espaços para armazenamento de informações e dados foram criados, além do surgimento e gradual aprimoramento de uma máquina que faz trabalhos contínuos por períodos intensos. “Você pode deixar um computador trabalhando uma noite inteira. Diferente de um ser humano, ele nunca ficará cansado, nem terá seu desempenho reduzido”, explica Guilherme.
Do primeiro computador, criado em Princeton, em 1952- batizado “Máquina de von Neumann-, passando pelo Colossus I até os computadores atuais, novos softwares e hardwares foram sendo criados e aperfeiçoados com a colaboração de inúmeros físicos e seu modo de raciocínio peculiar. “O físico não é matemático, químico ou engenheiro, mas transita entre estas áreas distintas e pode servir de ponte entre elas”, conta Guilherme.
Outra exemplo de área em que a física computacional pode ser utilizada com sucessso é a meteorologia, que utiliza fenômenos físicos e computação de alto desempenho para a confecção de programas (softwares) que fazem a previsão do tempo.
O desenvolvimento de modelos computacionais pelo físico permite, também, a realização de experimentos inviáveis como, por exemplo, calcular a velocidade de espalhamento de uma forte epidemia em um país ou da temperatura terrestre para os próximos 20 anos. “Os experimentos controlados em física permitem descobrir ou confirmar fenômenos esperados, como o aquecimento global”, explica Guilherme.
Outras simulações como desdobramento de proteínas, túnel de vento e colisão de carros, movimento da terra em torno do sol etc. só são viáveis graças aos programas desenvolvidos, baseados na criação e interpretação de equações matemáticas e teorias físicas. Predições baseadas em modelos computacionais, hoje, estão presentes em qualquer atividade que necessite de alta tecnologia. “Por exemplo, estruturas das rochas do pré-sal podem ser simuladas por modelos computacionais desenvolvidos com esse intento”, afirma o docente.
Finalmente, outra área de atuação da física computacional é a instrumentação científica avançada, voltada para implementação de novas medidas experimentais e uso de novas tecnologias. “Aparelhos de instrumentação médica, por exemplo, têm que ser construídos, o que obriga o desenvolvimento de novas tecnologias”, explica Guilherme.
Oportunidades de trabalho
Embora indefinido, o Mercado de trabalho para o físico computacional é crescente, uma vez que o uso de computadores se estende, estando presente nas principais atividades do setor produtivo.
Indústrias de aeronáutica, automobilísticas e de telecomunicações têm empregado físicos computacionais, além de empresas financeiras, interessadas na modelagem estatísticas para análise do mercado financeiro. “Há três anos, executivos da Microsoft fizeram um recrutamento para empregar brasileiros na empresa. Dos 20 selecionados, 2 eram ex-alunos nossos”, relembra Guilherme.
No final da história, é claro que a pesquisa ainda faz o papel principal na vida do físico computacional. Mas, no mercado globalizado e informatizado, a quantidade de portas abertas para esse profissional tem aumentado a passos largos e, sobretudo, muito promissores.
Assessoria de Comunicação
