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Oficinas de Física

XXIII Oficina de Física

Astronomia e Astrofísica

oficinaxxiii

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.

As Oficinas de Fisica fornecem Certificado de Participação.

Programação Preliminar

Palestrante Tema - Atividade Horário
Abertura 08:30-08:45
Prof. Roberto de Andrade Martins A compreensão sobre a estrutura do universo no início do século XX 08:45-09:45
Perguntas e discussões 09:45-10:00
Intervalo para Café 10:00-10:30
Prof. Ernesto Kemp Física de Astropartículas 10:30-11:30
Perguntas e discussões 11:30-11:45
Intervalo para Almoço 11:45-13:00
Prof. Pedro Cunha de Holanda O Modelo Cosmológico Padrão 13:00-14:00
Perguntas e discussões 14:00-14:15
Intervalo para Café 14:15-14:45
Rogério Marcon Contribuições dos Amadores na Astronomia - Da Construção do Telescópio à Espectroscopia 14:45-15:45
Perguntas e discussões 15:45-16:00
Encerramento 16:00

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

XXIV Oficina de Física

Física Moderna

oficinaxxiv

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

Palestrante Tema - Atividade Horário
Abertura 08:30-08:45
Prof. Marco Aurelio Pinheiro Lima Colisões no mundo da mecânica quântica 08:45-09:45
Perguntas e discussões 09:45-10:00
Intervalo para Café 10:00-10:30
Prof. Flávio Caldas Cruz Ondas TeraHertz (ou Raios T) 10:30-11:30
Perguntas e discussões 11:30-11:45
Intervalo para Almoço 11:45-13:00
Prof. Kleber Roberto Pirota Fabricação e caracterização de nanoestruturas magnéticas 13:00-14:00
Perguntas e discussões 14:00-14:15
Intervalo para Café 14:15-14:45
Prof. Daniel Ugarte Nanociência e Nanotecnologia 14:45-15:45
Perguntas e discussões 15:45-16:00
Encerramento 16:00

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

XXVI Oficina de Física

A Física Experimental no IFGW

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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

Palestrante Tema - Atividade Horário
Abertura 08:30-08:45
Prof. Eduardo Granado Fazendo ciência experimental com luz, matéria, e suas interações 08:45-09:45
Perguntas e discussões 09:45-10:00
Intervalo para Café 10:00-10:30
Prof. Mônica Alonso Cotta Entendendo a nanoescala: novos materiais e biossistemas 10:30-11:30
Perguntas e discussões 11:30-11:45
Intervalo para Almoço 11:45-13:00
Prof. Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro Manipulando a luz com fibras ópticas micro-estruturadas 13:00-14:00
Perguntas e discussões 14:00-14:15
Intervalo para Café 14:15-14:45
Prof. Ernerto Kemp Explorando as Maiores Estrelas e Explosões do Universo com suas Menores Partículas 14:45-15:45
Perguntas e discussões 15:45-16:00
Encerramento 16:00

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.

XXV Oficina de Física

Física Moderna II

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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

Palestrante Tema - Atividade Horário
Abertura 08:30-08:45
Prof. Pedro Cunha de Holanda O mundo das partículas elementares 08:45-09:45
Perguntas e discussões 09:45-10:00
Intervalo para Café 10:00-10:30
Prof. Jun Takahashi O mundo fantástico da física de partículas e uma viagem pelo LHC 10:30-11:30
Perguntas e discussões 11:30-11:45
Intervalo para Almoço 11:45-13:00
Prof. Carlos Ourivio Escobar As Relatividades de Einstein 13:00-14:00
Perguntas e discussões 14:00-14:15
Intervalo para Café 14:15-14:45
Prof. Luiz Vitor de Souza Filho Os mensageiros de mais alta energia no Universo 14:45-15:45
Perguntas e discussões 15:45-16:00
Encerramento 16:00

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

XXVII Oficina de Física

Raios X e Aplicações

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No dia 20 de agosto de 2011 (sábado) será realizada a XXVII Oficina de Física, com o tema “Raios X e Aplicações", no auditório do Instituto de Física "Gleb Wataghin" - IFGW das 8h30min as 17h.

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

Palestrante Tema - Atividade Horário
Abertura 08:30-08:40
Lisandro Pavie Cardoso – IFGW/Unicamp Difração de raios-X: dos seus primórdios às aplicações recentes na análise de materiais 08:40-09:30
Perguntas e discussões 09:30-09:40
Intervalo para Café 09:40-10:10
Harry Westfahl Jr. – LNLS Oportunidades na pesquisa com luz síncrotron 10:10-11:00
Perguntas e discussões 11:00-11:10
Arnaldo Naves de Brito – IFGW/Unicamp Desvendando o mundo das biomoléculas através de técnicas avançadas baseadas em fontes de raio-X de alta intensidade 11:10-12:00
Perguntas e discussões 12:00-12:10
Intervalo para Almoço 12:10-13:30
Ricardo Aparício – IQ/Unicamp Cristalografia: vendo átomos, desvendando a vida 13:30-14:20
Perguntas e discussões 14:20-14:30
Mario Antonio Bernal Rodriguez – IFGW/Unicamp Aplicações médicas dos raios X 14:30-15:20
Perguntas e discussões 15:20-15:30
Intervalo para Café 15:30-16:00
Flávio Caldas da Cruz – IFGW/Unicamp Raios-T: o que são e para que servem? 16:00-16:50
Perguntas e discussões 16:50-17:00
Encerramento/entrega dos certificados 17:00

RESUMO

Difração de raios-X: dos seus primórdios às aplicações recentes na análise de materiais

Lisandro Pavie Cardoso - Instituto de Física “Gleb Wataghin” - IFGW/UNICAMP - Departamento de Física Aplicada - DFA - Laboratório de Preparação e Caracterização de Materiais - LPCM

A descoberta dos raios-X e os fundamentos da difração de raios-X serão apresentados e discutidos. Dentre as várias técnicas de difração, as difratometrias para policristais e monocristais, que são normalmente utilizadas no estudo dos materiais cristalinos, serão analisadas, uma vez que essas técnicas, sob geometrias experimentais adequadas, permitem obter informações estruturais, algumas não disponíveis por outras técnicas de análise, de materiais estudados. Essas informações são usualmente utilizadas na solução de problemas importantes da Física da Matéria Condensada. Também pretendemos apresentar resultados obtidos de aplicações da difração de raios-X na análise dos mais diversos materiais utilizados no cotidiano das pessoas. As experiências do nosso grupo são realizadas no Laboratório de Preparação e Caracterização de Materiais (LPCM), IFGW, UNICAMP ou em laboratórios de radiação síncrotron no Brasil ou exterior.

Oportunidades na pesquisa com luz síncrotron

Harry Westfahl Jr. - Laboratório Nacional de Luz Síncrotron - LNLS

A luz síncrotron é a radiação eletromagnética emitida quando partículas carregadas relativísticas (tipicamente, elétrons com energia entre 100 MeV e 10 GeV) são defletidas por campos magnéticos. Esta radiação é várias ordens de grandeza mais intensa que a radiação produzida por fontes convencionais de raios-X e cobre uma ampla faixa espectral onde não há lasers sintonizáveis disponíveis. Devido a o seu alto brilho, polarização e amplitude espectral, a utilização de luz síncrotron vem crescendo continuamente desde os anos 70 e tem permitido acesso experimental a informações anteriormente inacessíveis a respeito da estrutura eletrônica e geométrica de materiais, estrutura de materiais líquidos e amorfos, formação e propriedades de superfícies e interfaces, propriedades magnéticas, etc.. Neste seminário serão discutidos os princípios físicos relacionados à produção de luz síncrotron e sua utilização em diversas aplicações em física da matéria condensada. Será dado um enfoque especial às técnicas de espalhamento de raios-X e os avanços que elas trouxeram para investigação do comportamento de polímeros. Também serão abordados os avanços mais recentes nas técnicas de espalhamento de raios-X coerentes em fontes de 3a geração como será o Sirius, a nova fonte de luz síncrotron brasileira.

Desvendando o mundo das biomoléculas através de técnicas avançadas baseadas em fontes de raio-X de alta intensidade

Arnaldo Naves de Brito - Instituto de Física “Gleb Wataghin” - IFGW/UNICAMP - Departamento de Física Aplicada - DFA

A área de pesquisa em biomoléculas que utiliza raios-x constitui-se de vários cenários intrigantes que vão desde a tentativa de responder como se originou a vida na terra do ponto de vista molecular assim como a tentativa de desvendar a estrutura eletrônica de biomoléculas em meio aquoso. Existe um consenso na comunidade científica de que nós jamais seremos capazes de desvendar como exatamente se iniciou a vida na terra. Por outro lado, continua válida a proposta de apresentar cenários plausíveis em que moléculas simples tais como HCN, CO2 e H2O entre outras, poderiam se combinar para formar moléculas mais complexas dentro do contexto pré-biótico. O processo de criação de moléculas mais complexas a partir daquelas mais simples requer a presença de uma fonte de energia. Entre as várias possibilidades, raios-X se apresenta com uma fonte bastante interessante pois pode conter, intrinsecamente, simetrias especiais tidas como críticas para o aparecimento de simetrias similares em aminoácidos presentes em seres vivos. A simulação destes processo pré-bióticos em laboratório requer uma fonte muito intensa de raios-x para que milhares de anos possa ser comprimido em dias ou horas. Pretendemos mostrar alguns experimentos realizados no Brasil que mostram resultados surpreendentes neste contexto. Outra área onde fontes de raio-x de alta intensidade tem possibilitado grandes avanços é o estudo de como pequenas moléculas biológicas e se comportam em meio líquido. Até recentemente, técnicas poderosas que permitem revelar a estrutura eletrônica destas moléculas, e desta forma suas propriedades, não podiam se aplicadas ao meio aquoso. Tais restrições foram vencidas devido a desenvolvimentos recentes, em particular na Alemanha. Pretendemos mostrar resultados recentes realizados em alguns lugares do mundo inclusive no Brasil que mostram a potencialidade destes avanços.

Cristalografia: vendo átomos, desvendando a vida

Ricardo Aparício - Instituto de Química – IQ/UNICAMP

A vida é mantida através de um complexo sistema de reações químicas que ocorrem incessantemente nos organismos - de bactérias e plantas a seres humanos. Para entender como um organismo vivo funciona, é necessário compreender como os processos bioquímicos acontecem, notadamente aqueles que envolvem proteínas. Este conhecimento nos permite interferir nestes processos de modo a controlá-los a nosso favor, como acontece na busca da cura ou tratamento de doenças. Como as interações entre os átomos ocorrem numa escala muito pequena e dependem da forma tridimensional das moléculas envolvidas, um entendimento mais completo de como as reações químicas acontecem exige informações estruturais detalhadas. A Cristalografia por Difração de Raios X tem aplicações em inúmeros ramos da ciência, em particular, é uma técnica que nos permite obter uma "fotografia tridimensional" da estrutura formada pelos átomos que compõem as proteínas e outras moléculas com as quais elas interagem. Neste seminário, veremos, através de uma linguagem simples e acessível, como a Cristalografia funciona, mostrando com exemplos que ela está mais próxima do nosso dia-a-dia do que imaginamos.

Aplicações médicas dos raios X

Mario Antonio Bernal Rodriguez - Instituto de Física “Gleb Wataghin” - IFGW/UNICAMP - Departamento de Física Aplicada - DFA

Os raios X têm múltiplas aplicações na medicina, tanto na área diagnostica quanto na terapêutica. Estes raios são produzidos durante a interação de um feixe de elétrons com um alvo de alta densidade. Quando eles atravessam o corpo humano, interagem com os tecidos principalmente mediante o efeito fotoelétrico e o espalhamento Compton. Nas técnicas diagnosticas, a atenuação diferencial do feixe de fótons produzida por tecidos com diferentes densidades e composições químicas, serve como princípio físico para formar imagens em uma película radiográfica ou algum outro detector. Estas imagens obtidas por transmissão são usadas na radiografia convencional, mamografia e fluoroscopia. Na tomografia axial computadorizada (TAC), diferentes projeções angulares são empregadas para reconstruir um corte da anatomia do paciente. Devido a que estas radiações são ionizantes, usam-se também na radioterapia do câncer. Os feixes de baixa e alta energia são usados para tratar tumores superficiais e profundos, respectivamente. Nesta palestra serão apresentados conceitos fundamentais e exemplos da aplicação de raios X em medicina

Raios-T: o que são e para que servem?

Flávio Caldas da Cruz - Instituto de Física “Gleb Wataghin” - IFGW/UNICAMP - Departamento de Departamento de Eletrônica Quântica Grupo de Lasers e Aplicações – GLA

No espectro de radiação eletromagnética, do lado oposto à região ocupada pelos raios-X, uma faixa conhecida como infravermelho distante, ou ainda TeraHertz (THz), tem atraído um interesse mundial nos últimos anos. Esta faixa é muito ampla, com frequências estendendo-se aproximadamente de 100 GHz a 10 THz, numa transição entre a região de microondas e a óptica (infravermelho), sendo uma das menos exploradas do espectro eletromagnético. Radiação TeraHertz é não-ionizante e pode atravessar diversos materias tais como roupa, papel, papelão, madeira, plástico e cerâmica, com aplicações óbvias em imageamento para fins de inspeção e segurança pública. Por esta propriedade, esta radiação têm sido chamada de "raios-T". Outras aplicações incluem imagens médicas, melhor caracterização de semicondutores, e identificação de substâncias, especialmente escondidas, como drogas ou explosivos. Nesta apresentação, discutiremos os princípios da geração e detecção de raios-T, alguns dos seus problemas e desafios, assim como suas principais aplicações.

Materiais exibidos na XXVII Oficina de Física

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