A Física Experimental no IFGW

A XXVI Oficina de Física, com o tema “A Física Experimental no IFGW”.

As Oficinas de Física consistem de palestras de divulgação da ciência e pesquisa atual centradas no tema da Oficina e são abertas a todos os interessados e, em especial, a professores do ensino médio.

As Oficinas de Fisica fornecem Certificado de Participação.

Programa

Resumo das Palestras

Fazendo ciência experimental com luz, matéria, e suas interações

Prof. Eduardo Granado (DEQ/IFGW e LNLS)

Em Mecânica Quântica, os diversos entes físicos que compõem a natureza têm um comportamento misto entre onda e partícula, podendo se manifestar de uma forma ou de outra, dependendo de como o experimento é realizado. Dessa forma, as interações entre luz e matéria podem ser descritas a partir de diferentes conceitos, desde uma simples colisão inelástica entre duas bolas de bilhar (representando um fóton e um elétron) até complexos padrões de interferência resultantes do espalhamento de uma onda eletromagnética (representando a luz) por uma onda eletrônica (representando um elétron dentro de um sólido). Esta variedade de possíveis processos físicos dá origem a um enorme número de técnicas experimentais que utilizam, de alguma forma, interações radiação/matéria, e que nos permitem obter um conhecimento cada vez mais profundo e diversificado do comportamento da matéria, tanto orgânica quanto inorgânica, alimentando assim o vigoroso avanço tecnológico notado pelo homem nas últimas décadas.

Nesta apresentação, será feita uma introdução à importância da Física Experimental na Implementação do Aparato Conceitual que hoje sustenta o conhecimento da humanidade sobre a Natureza. Serão abordados alguns conceitos básicos de Mecânica Quântica, e descritas algumas das técnicas experimentais baseadas em interações radiação/matéria que são utilizadas atualmente. A presença de vários grupos atuantes no Instituto de Física da Unicamp que utilizam estas técnicas em uma ampla gama de aplicações, aliado às inúmeras possibilidades abertas pelo Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, fazem de Campinas um pólo importante nesta área, oferecendo ótimas oportunidades em diferentes níveis.

Entendendo a nanoescala: novos materiais e biossistemas

Prof. Mônica A.Cotta (DFA/IFGW)

Quando um volume de material atinge a escala de nanometros, suas propriedades físicas e químicas podem ser significativamente diferentes do material macroscópico equivalente. A origem deste fenômeno está nos efeitos de tamanho, tais como mudança na razão superfície-volume e confinamento quântico. O progresso nas técnicas de síntese e caracterização destes nanossistemas permitiu um nível de controle muito grande na forma, tamanho e estrutura de nano-objetos. O desenvolvimento de instrumentação associado a este progresso tem sido usado também para explorar processos biológicos. Estes resultados, acoplados a possibilidade de manipular propriedades físico-químicas de superfícies no nível molecular, levaram a uma nova geração de dispositivos sensores, num dos exemplos mais recentes da integração da pesquisa em nossa tecnologia atual.

Um dos instrumentos que servem como marco do nascimento da nanociência e nanotecnologia é o Microscópio de Varredura por Sonda (SPM, do inglês Scanning Probe Microscopy). Esta é uma ferramenta importante para estudar diferentes propriedades de nano e biomateriais com resolução espacial, muitas vezes com simples trocas da ponta que realiza a varredura. Além disso, o SPM permite realizar imagens em solução, o que abre a fronteira de estudo de sistemas biológicos vivos. Nesta apresentação, discutiremos vários trabalhos nestas linhas realizados no Instituto de Fìsica Gleb Wataghin.

Manipulando a luz com fibras ópticas micro-estruturadas

Prof. Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro (DEQ/IFGW)

Fibras ópticas tradicionais revolucionaram, nas últimas décadas, o campo das comunicações ópticas globais possibilitando o contato quase simultâneo entre dois pontos distantes. Tais estruturas, apesar de serem uma maravilha tecnológica, permitem apenas limitado controle da luz que é transmitida por seu núcleo.

Nesta apresentação abordaremos uma nova classe de fibras, as chamadas fibras de cristal fotônico ou fibras ópticas micro-estruturadas. Estas são bastões de vidro ou polímero com a espessura de um fio de cabelo e que podem conter centenas de canais de ar percorrendo todo o seu comprimento. A presença deste arranjo com dimensão típica da ordem do comprimento de onda da luz permite alterar, e controlar, o feixe de luz guiado pela fibra de maneira sem precedentes, além de permitir nos livrar das limitações impostas pelo próprio material do qual a fibra é produzida.

Estas estruturas também agregam novas funcionalidades às fibras, estendendo o campo de aplicações a áreas como sensores e dispositivos ópticos, medidas espectroscópicas, estudo de gases e líquidos, medidas biológicas ou químicas, além, é claro, de telecomunicações.

Faremos aqui uma introdução a esta linha de pesquisa, focando no trabalho realizado no Instituto de Física da Unicamp.

Explorando as Maiores Estrelas e Explosões do Universo com suas Menores Partículas

Prof. Ernesto Kemp (DRCC/IFGW)

A Física de Astropartículas é a profícua união da astrofísica e da física de partículas, com a realimentação constante dos avanços das duas áreas. Assim, exploramos os ambientes astrofísicos extremos e suas condições de temperatura, densidades, pressões, campos eletromagnéticos, impensáveis de se atingir com as atuais tecnologias em laboratórios modernos, para estudar as propriedades das partículas elementares geradas nos objetos celestes. Por outro lado, o conhecimento cada vez mais sólido do modelo padrão das partículas elementares, permite que as utilizemos como mensageiras e testemunhas dos locais onde foram produzidas para que possamos extrair informações astrofísicas de suas fontes. Este ramo da física tem trabalhos experimentais sendo conduzidos no Departamento de Raios Cósmicos e Cronologia do IFGW, que serão apresentados nesta palestra. Também serão mostradas como as tecnologias da área podem gerar desdobramentos e aplicações como o monitoramento de centrais nucleares.