Oficinas de Física

A Física no Estudo do Cérebro Humano

A XXII Oficina de Física, com o tema “A Física no Estudo do Cérebro Humano”, será realizada no próximo dia 16 de agosto de 2008 (sábado) no auditório do IFGW das 8h30min as 16h.

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

Ressonância magnética para estudo do cérebro: informação química, anatômica e estrutural

Profa. Gabriela Castellano (IFGW/Unicamp)

Este seminário apresentará o fenômeno de ressonância magnética, e dará uma breve introdução sobre a obtenção de imagens anatômicas, de difusão, e sinais espectroscópicos por ressonância magnética. Em seguida descreverá os diferentes tipos de informação que podem ser obtidos do cérebro através dessas técnicas, tanto direta (informação química via espectroscopia e estrutural via imagens) quanto indiretamente (informação textural através de técnicas matemáticas aplicadas às imagens), e como estes podem ser usados para distinguir entre um cérebro normal e um cérebro acometido por alguma patologia.

Ressonância Magnética Funcional: A neurofísica das funções cerebrais a partir de spins nucleares

Prof. Roberto Covolan (IFGW/Unicamp)

Desde o início do século passado, quando aconteceram as primeiras aplicações do EEG (eletroencefalograma) ao estudo do cérebro, métodos físicos têm sido crescentemente empregados na investigação científica da dinâmica cerebral. Nos últimos anos, uma variedade de novas técnicas e tecnologias tem sido colocada à disposição da comunidade científica que atua nessa área. O recente desenvolvimento de técnicas avançadas de neuroimagem funcional representa ao mesmo tempo um incentivo e um desafio para a investigação do cérebro humano através de técnicas físicas.

Neste seminário, serão abordados avanços tecnológicos recentes, que têm permitido a realização do mapeamento da atividade cerebral através da técnica denominada Ressonância Magnética Funcional. Serão discutidos os aspectos físicos e neurofisiológicos que servem de fundamento para esta técnica, que tem causado um grande impacto em diversas áreas da Neurociência. Serão apresentados também os fundamentos de uma técnica mais recente, denominada Tomografia Óptica de Difusão, que se utiliza de lasers para fazer o mapeamento cerebral com resultados semelhantes aos da Ressonância Magnética Funcional.

A Física nas imagens de PET e SPECT cerebrais

Profa. Lorena Pozzo (IFGW-UNICAM)

A radiação ionizante eletromagnética é usada na Medicina para fins diagnósticos e terapêuticos. É possível obter imagens que representem a distribuição de determinado fármaco dentro do corpo do paciente. Para isso, é necessário ligar este fármaco a um emissor de radiação, que será então captada por detectores de cintilação. No caso do cérebro, podem ser estudados o fluxo sanguíneo, a perfusão sangüínea, o metabolismo de glicose, de dopamina, etc.

Dependendo do tipo de estudo, são feitas aquisições tomográficas de fóton único (SPECT) ou a partir da detecção de fótons de aniquilação de emissores de pósitrons (PET). Nos dois casos, a radiação ionizante se propaga em meios não homogêneos, de composição e densidades diferentes. Assim, ocorrem interações físicas de espalhamento Compton ou absorção fotoelétrica da radiação que resultam em perda de informação na imagem e contribuem com a dose recebida pelo paciente.

Modelos físicos simples para entender a propagação de impulsos nervosos

Prof. Fernando Cerdeira (IFGW/UNICAMP)

As células nervosas propagam impulsos elétricos, chamados de potenciais de ação ou “Spikes”, que carregam a informação sobre o meio ambiente para o cérebro. Modelos físicos simples baseados em circuitos elétricos e termodinâmica permitem entender a propagação destes impulsos nos axônios das células nervosas. Tentaremos discutir estes fenômenos durante a palestra.

Física Moderna

A XXIV Oficina de Física, com o tema “Física Moderna”, será realizada no próximo dia 9 de Maio de 2009 (sábado).

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

Colisões no mundo da mecânica quântica

Prof. Marco Aurelio Pinheiro Lima

Nasceu em São Paulo, em 1957. São Paulino, cresceu e estudou em Caieiras. Estudou quase sempre em escolas públicas (Grupo Escolar Otto Weiszflog , Colégio Estadual Walther Weiszflog e Universidade de São Paulo Graduação e Mestrado). Realizou seu doutoramento no California Institute of Technology Caltech , Pasadena, EUA (1981-1986). Antes de vir para a Unicamp, em 1987, trabalhou no Instituto de Estudos Avançados, Centro Técnico Aeroespacial, São José dos Campos. É professor titular desde 1998. Proferiu diversas palestras, a convite, em conferências internacionais (Estados Unidos, Inglaterra, Itália, Áustria, Dinamarca, Japão, Índia, Venezuela, Argentina e Alemanha). Publicou mais de 120 artigos em revistas indexadas e tem mais de 1600 citações. Pertenceu ao Comitê geral e foi vice-chairman do Encontro de Buenos Aires 2005 da International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions (ICPEAC) . Atualmente é do comitê executivo desta conferência. Em 2005, ano internacional da Física, organizou dois encontros satélites do ICPEAC no Brasil, EMS05 e Positron05. Foi Membro do Conselho Universitário da UNICAMP (1992-1994) e da Congregação do IFGW. Foi Coordenador de Graduação (1992-1994) e chefe do Departamento de Eletrônica Quântica (1998-2002). É árbitro de revistas internacionais e assessor de agências de Pesquisa (Fapesp e CNPq). Foi avaliador do MEC para o curso de graduação de Física em 2001. Foi tesoureiro da Sociedade Brasileira de Física (2000-2001). É pesquisador do CNPq, nível 1A. Recebeu o Prêmio de Reconhecimento acadêmico Zeferino Vaz em 2001. Foi assessor de Reitor (gestão do Prof. Carlos H. Brito Cruz), onde coordenou a reforma do prédio do Ciclo Básico. Atualmente é um dos editores da revista European Physical Journal D . É físico teórico e faz pesquisa em física atômica e molecular, na área de espalhamento de baixa energia de pósitrons e elétrons por moléculas. Atualmente dirige o Centro de Ciência e Tecnologia do Bioetanol, CTBE, Ministério de Ciência e Tecnologia.

Ondas TeraHertz (ou Raios T)

Prof. Flávio Caldas Cruz

Flavio C. Cruz obteve mestrado (1990) e doutorado (1994) em Física pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), com pesquisa em espectroscopia atômica e molecular de alta resolução a laser. Entre 1994 e 1996 foi pesquisador no National Institute of Standards and Technology (NIST), em Boulder, Colorado, onde trabalhou com estabilização a laser e desenvolvimento de padrões de frequência atômicos baseados em ios aprisionados e resfriados com laser. Em 1997 tornou-se professor assistente e em 2002 professor associado no Instituto de Física da UNICAMP, onde tem trabalhado em metrologia de frequências ópticas, resfriamento e aprisionamento a laser, tecnologia e desenvolvimento de sistemas lasers, e espectroscopia de precisão e alta sensibilidade. Seus interesses de pesquisa incluem pentes de frequências ópticos, estabilização a laser, padrões de frequência atômicos e óptica não linear. Prof. Cruz é membro da Sociedade Brasileira de Física (SBF), American Physical Society (APS), Optical Society of America (OSA) e IEEE-LEOS society. Publicou 58 artigos em periódicos internacionais arbtitrados e indexados, orientou 3 teses de doutorado, 3 de mestrado, e supervisionou 4 estágios de post-doc. Possui 3 patentes, 480 citações (Web of Science) e é pesquisador nível 1 D do CNPq, além de "visiting fellow" do JILA-University of Colorado no ano de 2005.

O interesse na geração e detecção de luz na faixa de TeraHertz, correspondente à região do iQuando um volume de material alcança dimensões nanométricas, surgem importantes modificações das propriedades físicas e químicas, as quais são completamente diferentes das correspondentes no material macroscópico. A exploração destes novos fenômenos representa uma das linhas de pesquisa mais promissoras para produção de materiais com propriedades revolucionárias ou a produção de novos dispositivos baseados em novas arquiteturas ou fenômenos físicos quânticos. Em realidade, os nanossistemas representam um ainda enorme desafio científico nos mais diversos aspectos envolvidos: síntese, caracterização, instrumentação, compreensão e modelagem, aplicação; assim como aspectos sociais de saúde, gestão de risco, educação, etc. Nesta palestra faremos uma breve introdução e análise e, finalmente apresentaremos alguns casos que exemplificam os importantes avanços realizados recentemente.nfravermelho distante do espectro eletromagnético, tem crescido nos últimos anos devido a várias aplicações. Trata-se de radiação não-ionizante que pode atravessar diversos materias tais como roupa, papel, papelão, madeira, plástico e cerâmica, com aplicações óbvias em inspeção e diagnóstico em tempo real. Outras aplicações envolvem imagens médicas, melhor caracterização de semicondutores e ou até mesmo a possibilidade de uso em comunicação sem fio (wireless, celulares) com um grande aumento de largura de banda. A faixa de TeraHertz é muito ampla, estendendo-se de 100 GHz and 10 THz, e uma das menos exploradas do espectro eletromagnético. Neste seminário veremos os princípios de geração e detecção de luz no infravermelho distante, assim como as atividades na área em andamento na UNICAMP.

Fabricação e caracterização de nanoestruturas magnéticas

Prof. Kleber Roberto Pirota

Kleber Roberto Pirota nasceu em São Paulo, Brasil, em 1973. Estudou física na Universidade Estadual de Campinas (1992-96) onde também obteve os títulos de mestrado e doutorado. Em 2002 se mudou para Madrid onde concluiu dois estágios pós- doutorais: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (2002 – 2004) e Universidad Autónoma de Madrid (2005 – 2007). Posteriormente foi contratado junto a Universidad de Barcelona (2007). Desde novembro de 2008 trabalha como professor doutor no Instituto de Física Gleb Wataghin da Universidade Estadual de Campinas. É co-autor de 60 artigos publicados em revistas internacionais (incluído 3 capítulos de livros) e possui 2 patentes. Seu tema de pesquisa envolve basicamente magnetismo e materiais magnéticos com ênfase em nanoestruturas ordenadas e materiais amorfos e nanocristalinos.

Nas duas últimas décadas presenciamos um importante avanço tanto nas técnicas de fabricação de novos materiais, como na capacidade de manipulação e caracterização de materiais a escala nanométrica. Tais potencialidades abriram passo a um novo ramo da ciência moderna: a nanotecnologia. A importância em poder fabricar de forma controlada e, posteriormente, explorar as propriedades físicas de materiais tão pequenos não diz respeito somente a possibilidade de miniaturização de dispositivos já existentes. O que se tem notado é que os fenômenos físicos apresentados em sistemas nanométricos podem ser completamente diferentes dos presentes no mesmo material, a escala macroscópica. Por outro lado, Magnetismo é uma das disciplinas científicas mais antigas do mundo e, ao mesmo tempo, representa uma das fronteiras desta nova área de pesquisa. Neste sentido, este seminário buscará apresentar alguns aspectos deste sub-ramo (nanomagnetismo), dando ênfase a técnicas de fabricação de materiais magnéticos a escala nanométrica (nanofios e nanopartículas) bem como técnicas para caracterizar tais materiais, principalmente do ponto de vista de suas propriedades magnéticas. Será também exposto um breve resumo de algumas potenciais aplicações tecnológicas que visam solucionar problemas atuais importantes como o aumento da densidade de gravação de informação em um disco rígido, obtenção de imãs permanentes extremamente fortes, sensores nanobiomagnéticos etc.

Nanociência e nanotecnologia

Prof. Daniel Ugarte

Formado em Física pela Universidad Nacional de Córdoba (Argentina). Realizou seu doutorado na Université Paris XI (Orsay, França) e, seu pós-doutorado na Ècole Polytechnique Federale de Lausanne (Suiça). Publicou mais de 90 artigos em revistas científicas especializadas. Proferiu mais de 60 palestras convidadas sobre Nanossistemas em congressos internacionais. Coordenador Rede Nac. do CNPq de Nanomateriais (NANOMAT) formada por 150 pesquisadores de 23 Instituições (2004-2007). Fundador do Laboratório Multi-usuário de Microscopia Eletrônica do LNLS. Prêmios: Fondation Latsis (Suíça,1994), Guggenheim (USA, 2002), Scopus (Elsevier-Capes, 2008) e seus orientados ganharam o Prêmio da Melhor Tese da Soc. Bras. de Física (2000 e 2003).

Quando um volume de material alcança dimensões nanométricas, surgem importantes modificações das propriedades físicas e químicas, as quais são completamente diferentes das correspondentes no material macroscópico. A exploração destes novos fenômenos representa uma das linhas de pesquisa mais promissoras para produção de materiais com propriedades revolucionárias ou a produção de novos dispositivos baseados em novas arquiteturas ou fenômenos físicos quânticos. Em realidade, os nanossistemas representam um ainda enorme desafio científico nos mais diversos aspectos envolvidos: síntese, caracterização, instrumentação, compreensão e modelagem, aplicação; assim como aspectos sociais de saúde, gestão de risco, educação, etc. Nesta palestra faremos uma breve introdução e análise e, finalmente apresentaremos alguns casos que exemplificam os importantes avanços realizados recentemente.

Material das Palestras

• Fabricação e caracterização de nanoestruturas magnéticas

Astronomia e Astrofísica

A XXIII Oficina de Física, com o tema “Astronomia e Astrofísica”, será realizada no próximo dia 8 de Novembro de 2008 (sábado).

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.

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Programação Preliminar

RESUMO DOS SEMINÁRIOS

A compreensão sobre a estrutura do universo no início do século XX

Prof. Roberto de Andrade Martins (Departamento de Raios Cósmicos e Cronologia - DRCC/IFGW)

A compreensão da estrutura do universo sofreu uma grande mudança no século XX. Até o final do século XIX, pensava-se que as "nebulosas" (corpos celestes que parecem pequenas nuvens, quando vistos ao telescópio) eram regiões do céu onde estavam nascendo estrelas. Cada nebulosa iria dar origem a uma única estrela e (talvez) planetas. Essa idéia era coerente com a teoria de formação do sistema solar, proposta por Laplace no final do século XVIII, que era a mais aceita. No entanto, o estudo desses corpos celestes, aproximadamente em 1920, levou à compreensão de que eram enormes agregados de milhões de estrelas, que estavam tão distantes de nós que pareciam corpos celestes pequenos. Logo depois, o estudo desses mesmos corpos levou à descoberta de que eles estavam se afastando uns dos outros e mudou toda a concepção sobre a estrutura do universo.

Contribuições dos Amadores na Astronomia - Da Construção do Telescópio à Espectroscopia

Rogério Marcon (Departamento de Física Aplicada - DFA/IFGW)

A participação dos astronomos amadores na Astronomia se faz principalmente em áreas onde a disponibilidade de instrumentos de observação profissionais é limitada. Áreas como a observação de estrelas variáveis, busca de supernovas, atividade solar e recentemente a espectroscopia.

Com o avanço da tecnologia e sua popularização, instrumentos mais eficientes puderam ser utilizados e até mesmo construídos pela comunidade de astrônomos amadores e sua utilização permitiu a sua contribuição nestas áreas.Na palestra serão dados exemplos de construção de instrumentos indo desde o telescópio propriamente dito e a construção do seu espelho até a montagem e utilização de espectrografos com detectores CCD para utilização em espectroscopia estelar e solar.

Física de Astropartículas

Prof. Ernesto Kemp (Departamento de Raios Cósmicos e Cronologia - DRCC/IFGW)

A Física de Astropartículas pode ser vista como a área de física que lida com a interdependência entre as menores e maiores estruturas do universo. Exemplos como a luneta de Galileo e a antena de rádio de Penzias e Wilson, usada para detectar a radiação remanescente do "Big Bang", nos mostram como a ciência dá grandes saltos quando se abrem novas "janelas" de observação do cosmos. Assim, ao usarmos as partículas produzidas em ambientes astrofísicos extremos como testemunhas e portadoras de informações dos processos físicos que ali ocorrem, conseguimos aumentar nosso conhecimento sobre os mais variados objetos celestes. Por outro lado, estas partículas são criadas por processos físicos em escalas que não podemos reproduzir em laboratório, fazendo com que sua detecção nos revele suas propriedades em condições que nenhum acelerador terrestre consegue atingir. Neste cenário de conexão entre astrofísica, cosmologia e partículas elementares que mostraremos os vários experimentos da área e seus resultados mais relevantes.

O Modelo Cosmológico Padrão

Prof. Pedro Cunha de Holanda (Departamento de Raios Cósmicos e Cronologia - DRCC/IFGW)

Nos últimos anos uma grande quantidade de experimentos possibilitou pela primeira vez testar com precisão modelos teóricos para a história do universo. O resultado desta análise é que hoje temos um modelo cosmológico que reproduz muito bem quase todos os observáveis cosmológicos medidos por tais experimentos. Neste modelo, o universo tem um pouco mais de 13 bilhões de anos de existência, e começou de uma forma bastante quente e compacta. A matéria que conhecemos, formada por prótons, nêutrons, elétrons, não corresponde ao total de matéria medido gravitacionalmente. Ao que tudo indica, existe uma forma de matéria que não interage como a matéria conhecida, e no entanto é 5 vezes mais numerosa. Além disso um componente ainda mais exótico parece estar presente, uma forma de energia cujo efeito na evolução do universo parece ser a de uma gravidade negativa, a energia escura. Apresentarei neste seminário os pontos principais deste modelo cosmológico, denominado modelo cosmológico padrão.

Materiais exibidos na XXIII Oficina de Física

• OF_IFGW2008_Marcon.pdf
• universo-IFGW-comp.pdf

Física Moderna II

A XXV Oficina de Física, com o tema "Física Moderna II", será realizada no próximo dia 22 de Agosto de 2009 (sábado).

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.

Programação Preliminar

RESUMO

O mundo das partículas elementares

Prof. Pedro Cunha de Holanda

A pesquisa em partículas elementares encontra-se em um momento interessante, onde uma de suas previsões mais fundamentais pode ser testada no experimento LHC. É um momento propício para relembrar o empreendimento científico que foi a construção do modelo padrão para as partículas elementares. Este modelo explica as principais propriedades destas partículas com um sucesso estrondoso, e hoje acredita-se que qualquer teoria nova sobre partículas deva incorporar o modelo padrão como ponto de partida. Neste seminário apresentarei os principais constituintes da matéria, algumas de suas propriedades mais curiosas, e o que esperar dos experimentos futuros neste campo.

O mundo fantástico da física de partículas e uma viagem pelo LHC

Prof. Jun Takahashi

Este ano, deverá entrar em operação o maior acelerador de partículas já construído, o LHC. Com ele, esperamos abrir novas janelas para o fantástico mundo da física sub-atômica, e tentar desvendar alguns mistérios do nosso conhecimento nesta área. O acelerador em si tem uma circunferência de 27 km, construído a 100m de pronfundidade, com parte na França e parte na Suíssa. Milhares de pesquisadores do mundo todo, inclusive do Brasil, trabalham em colaboração participando deste grande desafio. Além do acelerador em si, existem grandes experimentos com milhares de detectores de última geração tecnológica com milhões de mega-pixeis preparados para medir as colisões ultra-energéticas que deverão ocorrer no LHC. Aqui na UNICAMP, temos o privilégio de participar desta grande viagem, que sem dúvida nos levará para a fronteira no nosso conhecimento.

Os mensageiros de mais alta energia no Universo

Prof. Luiz Vitor de Souza Filho

A Terra é bombardeada constantemente por partículas vindas do Cosmos. Essas partículas atravessam uma grande quantidade de matéria, cruzam a atmosfera terrestre e atingem o solo. Nosso corpo é diariamente atravessado por uma quantidade imensa dessas partículas que felizmente não causam nenhum dano para a nossa saúde. Algumas poucas dessas partículas chegam à Terra com uma energia um milhão de vezes maior do que a energia que a tecnologia humana pode fabricar. Essas partículas de mais alta energia são o objeto de estudo do Observatório Pierre Auger que será discutido nesta palestra. A ciência ainda não é capaz de responder à questões fundamentais sobre essas partículas. Por exemplo, ainda não sabemos aonde nem como elas são produzidas. Neste seminário, entenderemos as principais dúvidas sobre essas partículas e os caminhos que os cientistas estão seguindo para respondê-las. Ao final, teremos compreendido como os mensageiros de mais alta energia no Universo podem nos ajudar a desvendar importantes mistérios da natureza.

As Relatividades de Einstein

Prof. Carlos Ourivio Escobar

Apresentamos uma visão panorâmica das duas relatividades de Einstein: a de 1905, sua relatividade especial e a de 1915, a chamada relatividade geral A primeira derruba o conceito de tempo absoluto e abre campo para os notáveis desenvolvimentos da física nuclear e de partículas ocorridos no século XX. A segunda e uma revolução inacabada com seus desafios próprios e uma base conceitual, todavia sujeita a controvérsias, muito embora já encontre suas aplicações praticas como, por exemplo, no sistema GPS.

Materiais exibidos na XXV Oficina de Física

• Os mensageiros de mais alta energia no universo (palestra Vitor de Souza)
• As relatividades de Einsten (palestra Carlos O. Escobar)
• O mundo das partículas elementares (Pedro Cunha de Holanda)