Colóquio da Pós-Graduação - 26/10/2020

Prof. Pedro A. N. Machado (Theoretical Physics Department - Fermi National Accelerator Laboratory)
Título: Neutrinos em 2020

Resumo: Nesse colóquio farei uma breve introdução aos neutrinos no modelo padrão. Discutiremos como os neutrino oscilam, como são produzidos, e como são detectados. Abordarei o que sabemos sobre neutrinos e seus problemas em aberto. Entre os problemas em aberto, enfatizarei a origem das massas, a natureza Dirac/Majorana, algumas anomalias experimentais ainda não compreendidas e, se houver tempo, possíveis conexões com matéria escura.

Colóquio da Pós-Graduação - 15/10/2020

Prof. Silke Paschen (Vienna University of Technology)
Título: Correlation-driven electronic topology: The Weyl-Kondo semimetal Ce₃Bi₄Pd₃

Resumo: The ready tunability of strongly correlated electron systems by external parameters—rooted in low and competing energy scales—has enabled us to map out their phase diagrams, thereby identifying and classifying novel quantum phases, and elucidating the underlying physics [1]. The nature of such phase diagrams in the presence of nontrivial electronic topology represents a new frontier. After a general discussion of this background I will focus on the heavy fermion material Ce₃Bi₄Pd₃ [2], a semimetallic cousin of the well-known Kondo insulator Ce₃Bi₄Pt₃. The strong spin-orbit coupling of the constituting elements together with the noncentrosymmetric and nonsymmorphic structure make this material a promising candidate for a certain type of nontrivial band topology. Indeed, our electrical transport and thermodynamic measurements evidence a highly unusual state—that of a Weyl semimetal with extreme topological response [2,3]. I will discuss how it can be understood as resulting from effects of strong correlations, leading to the notion of a Weyl-Kondo semimetal [2-5]. I will furthermore show how this new state of matter transforms under magnetic field tuning [6], and close by highlighting the potential of such tuning studies for future discovery.

[1] S. Paschen and Q. Si, Quantum phases driven by strong correlations, arXiv:2009.03602.

[2] S. Dzsaber, L. Prochaska, A. Sidorenko, G. Eguchi, R. Svagera, M. Waas, A. Prokofiev, Q. Si, and S. Paschen, Kondo insulator to semimetal transformation tuned by spin-orbit coupling, Phys. Rev. Lett. 118, 246601 (2017).

[3] S. Dzsaber, X. Yan, M. Taupin, G. Eguchi, A. Prokofiev, T. Shiroka, P. Blaha, O. Rubel, S.E. Grefe, H.-H. Lai, Q. Si, and S. Paschen, Giant spontaneous Hall effect in a nonmagnetic Weyl-Kondo semimetal, arXiv:1811.02819.

[4] H.-H. Lai, S.E. Grefe, S. Paschen, and Q. Si, Weyl–Kondo semimetal in heavy-fermion systems, PNAS 115, 93 (2018).

[5] S.E. Grefe, H.-H. Lai, S. Paschen, and Q. Si, Weyl-Kondo semimetals in nonsymmorphic systems, Phys. Rev. B 101, 075138 (2020).

[6] S. Dzsaber, D.A. Zocco, A. McCollam, F. Weickert, R. McDonald, M. Taupin, X. Yan, A. Prokofiev, L.M.K. Tang, B. Vlaar, L. Stritzinger, M. Jaime, Q. Si, and S. Paschen, Quenching a Weyl-Kondo semimetal by magnetic field, arXiv:1906.01182.

Colóquio da Pós-Graduação - 09/10/2020

Dr. Pedro Pasquini (JiaoTong University, Shanghai)
Título: Neutrinos e a busca por física além do modelo padrão

Resumo: Os neutrinos foram propostos por Pauli em 1930 através de uma carta na qual ele afirma "Essa é uma ideia que eu não ouso publicar", pois era uma partícula impensavelmente difícil de se detectar. Hoje, 90 anos depois, os neutrinos já renderam mais de 5 prêmios Nóbel e tomam um papel central na física de partículas de fronteira. Mas o que uma partícula já tão estudada pode trazer de novo? Uma das poucas evidências de física além do modelo padrão: A sua massa! É através dela que podemos explorar fenômenos que não podem ser alcançados por grandes aceleradores, mas podem ajudar a resolver problemas em aberto tanto na física de baixas e altas energias e ajudar até a entender o universo primordial.

Colóquio da Pós-Graduação - 01/10/2020

Profa. Thelma Krug (IPCC)
Título: Entre a Ciência e a Política da Mudança do Clima

Resumo: O Colóquio focará no papel do Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima - IPCC na avaliação da informação científica global sobre a temática Mudança do Clima e sua disseminação, assim como a sua contribuição para as discussões políticas no âmbito da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima. A apresentação abordará os aspectos relevantes ao trabalho do IPCC, desde a concepção de uma proposta de relatório até sua aprovação final. Os resultados científicos no relatório especial sobre aquecimento global de 1.5oC de 2018 serão apresentados, incluindo os potenciais riscos de impactos de um aquecimento de 1.5oC acima dos níveis pré-industriais e as possíveis trajetórias de emissões de gases de efeito estufa para limitar o aquecimento global a este nível até o final deste século.

Colóquio da Pós-Graduação - 17/09/2020

Prof. Dai Aoki (IMR, Tohoku University, CEA-Grenoble)
Título: Reentrant superconductivity and multiple superconducting phases in UTe2

Resumo: We present our recent results on the novel spin-triplet superconductor UTe2, which might be at the verge of the ferromagnetic order. The huge upper critical field exceeding the Pauli limit is suggestive of the spin-triplet state. For the field along the b-axis, the field reentrant superconductivity is observed up to Hm~35T, at which the first order metamagnetic transition occurs. The field reentrant superconductivity in UTe2 is similar to those observed in ferromagnetic superconductors, namely URhGe and UCoGe. Applying the pressure in UTe2, the superconducting transition temperature splits and the multiple superconducting phase is detected as a thermodynamic response. We overview the results on UTe2 compared to ferromagnetic superconductors, and present our perspective.

Colóquio da Pós-Graduação - 03/09/2020

Profa. Dra. Carolina Brito (Universidade Federal do Rio Grande do Sul)
Título: Algoritmos de SWAP: uma revolução na física dos materiais amorfos?

Resumo: Quando a temperatura é abaixada rápido o suficiente para evitar a cristalização, o sistema sofre uma transição de vidro e o material resultante é amorfo. Esta transição também ocorre em sistemas cujo parâmetro de ordem é a densidade. Neste caso, a cristalização é evitada quando a densidade é rapidamente aumentada. Se a densidade aumentar ainda mais, o sistema experimenta uma transição de engarrafamento, a qual apresenta diversas propriedades não lineares com aplicações em áreas que variam de meios granulares a algoritmos de aprendizado de máquina.

Um dos principais problemas para entender os mecanismos envolvidos nestas transições e as propriedades das fases resultantes destes processos é o fato de que os tempos envolvidos nas simulações numéricas deste tipo de sistema são, na prática, proibitivos. No entanto, uma recente proposta revisitada de algoritmo onde as partículas podem trocar seus diâmetros (swap) além de desenvolver suas dinâmicas normais de translação, permitiu grandes avanços nesta área. Nesta apresentação eu vou explicar a ideia de um algoritmo de swap, porque funciona [1] e vou discutir algumas de suas implicações para a física dos materiais amorfos [2].

[1] Theory for Swap Acceleration near the Glass and Jamming Transitions for Continuously Polydisperse Particles, Carolina Brito, Edan Lerner and Matthieu Wyart, Physical Review X, v 8, 031050 (2018)

[2] Fast generation of ultrastable computer glasses by minimization of an augmented potential energy

Geert Kapteijns, Wencheng Ji, Carolina Brito, Matthieu Wyart, Edan Lerner, Physical Review E, v 99, 012106 - (2019)

Colóquio da Pós-Graduação - Dra. Priscila F. S. Rosa e Dr. Stephen E. Rowley - 27/08/2020

Dra. Priscila F. S. Rosa (Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM 87545 USA)
Título: Unraveling the mysteries of UTe2

Abstract: Spin-triplet superconductors are a promising route in the search for topological superconductivity, and UTe2 is a recently discovered contender. In this talk, I will first give a brief overview of UTe2 before presenting new insights from ac calorimetry, electrical resistivity, and x-ray absorption measurements of UTe2 under applied pressure. I will end with a discussion of some of the most pressing outstanding open questions.

Dr. Stephen E. Rowley (Cavendish Laboratory, University of Cambridge, J. J. Thomson Avenue, Cambridge, CB3 0HE, United Kingdom)
Título: Superconductivity mediated by polar modes in doped ferroelectrics

Abstract: The occurrence of superconductivity in doped SrTiO3 and related materials at low carrier densities points to the presence of an unusually strong pairing interaction that has eluded understanding for several decades. We present experimental results showing the pressure dependence of the superconducting transition temperature, Tc, that sheds light on the nature of this interaction. We find that Tc increases dramatically when the energy gap of ferroelectric critical modes is suppressed, i.e., as the ferroelectric quantum critical point is approached, in a way reminiscent of behaviour observed in magnetic counterparts. However, in contrast to the latter, the coupling of itinerant electrons to the critical modes in ferroelectrics is predicted to be small. We present a superconductivity model to make quantitative comparisons with experiments and show that an enhancement of Tc near to a ferroelectric quantum critical point arises due to the virtual exchange of longitudinal hybrid-polar-modes, even in the absence of a direct coupling to the transverse critical modes.

Colóquio da Pós-Graduação - Profa. Natalia Vale Asari (UFSC) - 20/08/2020

Título: A microfísica das galáxias: Conectando a evolução de galáxias e a formação de elementos químicos no Universo

"Poeira de estrelas". Ou, mais precisamente, poeira interestelar: esse é um dos principais ingredientes para a formação de planetas no cosmos. Elementos químicos mais pesados que hidrogênio e hélio, dos quais se forma a poeira cósmica, são produzidos por nucleossíntese estelar. Como a formação de estrelas está ligada à produção de diferentes elementos químicos? O que acontece quando novas gerações de estrelas se formam a partir do gás enriquecido pela geração anterior? Contarei um pouco sobre a história de evolução de galáxias no Universo e sobre a conexão entre a formação de estrelas e o enriquecimento químico. Explicarei como recenseamos galáxias a partir de bancos gigantescos de imagens e espectros obtidos por telescópios terrestres e espaciais, e como essas análises estão ancoradas na mecânica quântica. Finalizarei com breves comentários sobre o papel (obscurecedor) da poeira interestelar em observações astrofísicas.

Colóquio da Pós-Graduação - Prof. Karen Hallberg (Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, CNEA, CONICET, Bariloche, Argentina)

Título: Unveiling details in spectral densities of correlated systems

In spite of important recent improvements in the theoretical handling of correlated materials, it is still difficult to obtain precise and detailed theoretical electronic structure results to compare with experiments, like angular resolved photoemission (ARPES), inverse photo-emission experiments (IPE) or optical conductivity measurements. We calculate and resolve with unprecedented detail the spectral densities at zero temperature of key models for strongly correlated electron materials by means of a highly optimized Dynamical Mean Field Theory which uses the Density Matrix Renormalization Group as the (effective) impurity solver. I will show results for the two-orbital Hubbard model at half-filled and hole-doped situations in the presence of inter-orbital Coulomb and Hund interactions for equal and different band-widths. For the half-filled case we observe the emergence of an in-gap narrow band when at least one of the orbitals is metallic which we identify as formed by inter-orbital holon-doublon bound states. When the system is hole doped, we observe clear subbands within the Mott gap formed by pure holon-doublon pairs which are pulled down from the upper Hubbard band to lower energies by the inter-orbital Coulomb interaction and are split by the magnetic Hund’s interactions. The lower Hubbard band also splits into a coherent narrowly dispersing peak around the Fermi energy, and another subband which evolves with the chemical potential.

We hope that the results presented here together with the possibility of calculating more precise spectral functions for models of correlated materials will stimulate a closer study of the details of experimental results and, hence, will contribute to unveil the complex and elusive microscopic behavior of strongly correlated materials.

Colóquio da Pós-Graduação - Prof. Antônio Hélio Castro Neto (National University of Singapore)

Título: Dimensionalidade em Ciência de Materiais

Nesse seminário iremos discutir a importância da dimensionalidade na física e química de materiais em diferentes dimensões: 0D (moléculas e átomos), 1D (polímeros condutores, nanotubos, etc), 2D (grafeno e outros), e 3D (materiais convencionais).

Colóquio da Pós-Graduação - Prof. Dr. Pedro Vieira (IFT/Unesp)

Título: Possível e Impossível

In the 50's physicists were trying to figure out nature by constraining the fundamental rules of nature as dictated by quantum mechanics, relativity and analyticity. Today we know that was naive. We can not constraint theories uniquely by pure thought for many reasons. One reason is that there is no single theory! There is a big space of possible theories. By shifting perspectives and aiming at carving out this space - instead of figuring out individual theories - beautiful progress has been made in the recent year reviving the 50's S-matrix Bootstrap program. I will review some fun news results in this direction.

Colóquio da Pós-Graduação - Prof. Qimiao Si - Rice University

SCES Webinar Series

Título: Weyl-Kondo Semimetal – How Strong Correlations Intersect with Topology

Strongly correlated metals are known to display a rich variety of quantum phases. Whether and how they also produce electronic topology is of considerable current interest and, yet, a largely open question. A promising setting arises in heavy fermion systems, which may contain not only strong correlations but also a large spin-orbit coupling. Recently, a Weyl-Kondo semimetal state has been concurrently discovered in theoretical [1] and experimental [2] studies. It has several defining characteristics, including: Weyl nodes that are pinned to the Fermi energy; and linearly-dispersing nodal excitations with highly reduced velocity. They have clear signatures in thermodynamic [2] and transport [3] properties that are quite unique to the strongly correlated setting. Nonsymmorphic space-group symmetry plays an important role in realizing the Weyl-Kondo semimetal phase [4]. In this talk, I will summarize these developments, discuss how they open up a general strategy for strong correlations to cooperate with space-group symmetry in creating topological conductors, and draw their implications for the strong correlation physics in general through a global phase diagram.

Work done in collaboration with Sarah Grefe, Hsin-Hua Lai, Sami Dzsaber, and Silke Paschen, and supported by NSF (DMR-1920740) and the Robert A. Welch Foundation (C-1411).

[1] H.-H. Lai et al., PNAS 115, 93 (2018).
[2] S. Dzsaber et al., Phys. Rev. Lett. 118, 246601 (2017).
[3] S. Dzsaber et al., arXiv:1811.02819; arXiv:1906.01182.
[4] S. E. Grefe et al., Phys. Rev. B 101, 075138 (2020).

Colóquio da Pós-Graduação - Prof. Dr. Hari Srikanth (Department of Physics, University of South Florida, Tampa, Florida USA)

Título: Functional magnetic nanoparticles for cancer theranostics

Magnetic nanoparticles have been building blocks in applications ranging from high density recording to spintronics and nanomedicine. Magnetic anisotropies in nanoparticles arising from surfaces, shapes and interfaces in hybrid structures are important in determining the functional response in various applications. In this talk I will first introduce the basic aspects of anisotropy, how to tune it in nanostructures and ways to measure it. Tuning anisotropy has a direct impact on the performance of functional magnetic nanoparticles in biomedical applications such as contrast enhancement in MRI and magnetic hyperthermia cancer therapy. There is a need to improve the surface functionalization and specific absorption rate (SAR) or heating efficiency of nanoparticles for cancer diagnostics and therapy. Strategies going beyond simple spherical structures such as exchange coupled core-shell nanoparticles, nanowire, nanotube geometries can be exploited to increase saturation magnetization, effective anisotropy and heating efficiency in magnetic hyperthermia. This lecture will combine insights into fundamental physics of magnetic nanostructures along with recent research advances in their application in therapy and diagnostics (theranostics) in nanomedicine.

Material da Escola de Inverno - IFGW - Julho/2015

Lecture note BCS

Palestra Plenária 22 de julho de 2015

Tutorial Vortices em Supercondutores

Descrição Fenomenológica e um pouco de história da supercondutividade

Palestra Plenária 23 de julho de 2015

Minicurso de Supercondutividade Experimental - parte 1

Minicurso de Supercondutividade Experimental - parte 2

Elusive Suerconductors - Prof. Dr. Iakov Kopelevich

Os super-fenômenos da Física - Prof. Dr. Amir Caldeira

Nanomagnetism - Prof. Dr. Marcelo Knobel

Introdução ao Magnetismo - Prof. Dr. Marcelo Knobel

Detecção acústica do efeito magnetocalórico - Estudo Dirigido - Prof. Dr. Antonio Mansanares

Acoustic detection of the magnetocaloric effect - Prof. Dr. Antonio Mansanares

Princípios de Computação Quântica - Prof. Dr. Marcos César de Oliveira

Problema solucionado

Exercicios

Exercícios solucionados

Colóquio da Pós-Graduação - 03/04/2014

Veja os vídeos do Colóquio da Pós-Graduação ocorrido em 03/04/2014 no IFGW

"Formação de cientistas para carreiras fora do meio acadêmico"

Palestrante: Adriano R. de Lima (Professor Especialista Visitante (IFGW/PPEVG-7)

Resumo:

Físicos são profissionais muito versáteis e valiosos para desempenhar diversas atividades fora do meio acadêmico. No entanto, a adaptação a atividades em ambientes empresariais pode ser bastante desafiadora. Tão desafiadora que, de acordo com pesquisa realizada pela SBF/CGEE em 2009, somente 269 mestres e doutores realizavam atividades de PD&I em empresas. Neste colóquio o palestrante vai apresentar suas experiências fora do meio acadêmico e como está trabalhando para desenvolver novas habilidades nos alunos do curso "Formação de Cientistas para Carreiras fora do Meio Acadêmico" que está ministrando como professor especialista visitante na Unicamp. O curso abrange três módulos básicos: Empreendedor, Consultor e Funcionário.

Adriano R. de Lima é Doutor em Física pela UFF / RJ. Fez pós doutorado na ESPCI em Paris. Trabalhou em grandes empresas como AmBev, Grupo Camargo Corrêa e Altran. Atuou como consultor em dezenas de empresas em projetos de Tecnologia e Inovação. Empreendeu na criação de várias empresas, sendo que as duas últimas foram recentemente adquiridas pela Inmetrics S/A, empresa da qual é sócio.

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