II ESCOLA DE VERÃO

07 – 11 de fevereiro de 2011

Departamento de Física

PUC-Rio

 


 

Palestras

 

P01- Nanociência e nanotecnologia: uma revolução em andamento (Alexis Hernandez)

P02- Biosensores e nanopartículas magnéticas (Antonio Carlos Bruno- Hélio Carvalho)

P03- Modelagem de materiais (Donald Ellis)

P04- Nanotubos de carbono decorados com partículas metálicas  (Fernando Lázaro Freire Junior)

P05- Processos inelásticos em colisões atômicas (Geraldo Sigaud)

P06- Nanosensores (Isabel Cristina Carvalho)

P07- Física estatística dos mercados financeiros  (Rosane Riera Freire)

P08- Nanobiofísica (Sonia Renaux Louro)

P09- Produção de mésons vetoriais (Vera Lucia Baltar)

P10- Dinâmica estocástica (Celia Anteneodo)

P11- Ensino de física com laboratórios de baixo custo (Waldemar Monteiro)

P12- A propriedade intelectual e a ciência no Brasil e no mundo (Renato Barbosa de Oliveira)

P13- Astrofísica de neutrinos (Hiroshi Nunokawa)

P14- Evolução estelar (Alexandre Cherman)

P15- Astronáutica  (Naelton Mendes de Araújo)  

 

 

 

P01- NANOCIÊNCIA E NANOTECNOLOGIA: UMA REVOLUÇÃO EM ANDAMENTO (Alexis Nuñez)

A Mecânica Quântica é, sem dúvida, uma das elaborações mais fascinantes da mente humana. Segundo ela, a dinâmica das partículas microscópicas apresenta uma série de fenômenos completamente contra-intuitivos. Nos últimos 20 anos os avanços na física de materiais tem-nos permitido a realização de uma ampla gama de experiências. Em particular, o grado de controle alcançado sobre os sistemas quânticos em consideração é realmente sem precedentes. Desta forma hoje em dia contamos com uma grande “facilidade” experimental para se estudar fenômenos quânticos. Por outro lado, o processo de miniaturização dos dispositivos encontra-se cada vez mais próximo do limite quântico. Estima-se que em menos de 10 anos a tecnologia a base de silício, presente nos nossos computadores, tenha de ser substituída.

Resumindo, a nanoeletrônica é desde o ponto de vista tecnológico uma necessidade e desde o ponto de vista da ciência fundamental um objeto de estudo muito interessante. Neste colóquio, apresentaremos alguns dos dispositivos que são estudados hoje por grupos de investigação nos principais laboratórios do mundo, e ilustraremos algumas das ferramentas teóricas utilizadas para descrevê-los. Com isto esperamos dar uma introdução básica na área de transporte eletrônico em sistemas nanoscópicos.

 

P02- BIOSENSORES E nanopartículas magnéticas (Antonio Carlos Bruno)

Desenvolvemos biosensores utilizando nanopartículas magnéticas que tem sua superfície funcionalizada de forma a reconhecer e se ligar a alvos moleculares específicos como células cancerígenas, vírus e bactérias. A detecção e quantificação dos alvos é feita através das propriedades magnéticas das nanopartículas. A instrumentação é baseada em dispositivos supercondutores de interferência quântica (SQUIDs) e em sensores de magneto-resistência gigante e magneto-resistência túnel (GMR, TMR).

 

P03- MODELAGEM DE MATERIAIS (Donald Ellis)

Development of new highly functional materials requires a close collaboration between modeling and experiment. Discovery of the underlying physical and chemical principles, at the atomic scale,  helps in not only optimizing performance but also in extending the scope of application, reducing production costs, and extending useful lifetime of the component or system based on the material.

In this microcourse, the basic ideas of first-principles theory and semiempirical modeling are discussed, from the perspective that they form a symbiotic pair within the 'toolbox' used for discovering new materials and optimizing their properties.

Density Functional Theory, Molecular Dynamics, Monte Carlo, and thermodynamic modeling will be briefly surveyed, and the construction of hybrid schemes which couple theory,modeling, and experiment in a feed-back loop will be discussed. Applications will be presented from biomaterials, ferroic multilayer magnets, and metal organic frameworks.

 

P04- Nanotubos de Carbono decorados com Partículas Metálicas (Fernando Lázaro Freire Junior)

Serão apresentados resultados recentes obtidos em nossos laboratórios relativos a produção, caracterização e algumas potenciais aplicações de nanotubos de carbono de paredes múltiplas decorados com nanopartículas de níquel, cobalto e prata.

 

P05- Processos Inelásticos em Colisões Atômicas E MOLECULARES (Geraldo Sigaud)

Serão apresentados os mecanismos básicos de processos de mudança de carga, tanto do projétil como do alvo, em colisões atômicas e moleculares, as aproximações e os métodos  mais usados para compreendê-los, e suas aplicações para sistemas atômicos e moleculares com um ou mais elétrons ativos. (Duas palestras de 50 minutos)

 

P06- NANOSENSORES (Isabel Cristina Carvalho) [pdf]

Tecnologias de sensores a fibra óptica tornam possível medir uma variedade de parâmetros em condições nas quais outras tecnologias de sensoriamento falham ou simplesmente não conseguem medir. É grande o interesse em novas técnicas de sensoriamento usando fibras ópticas para aplicações em medições de pressão, deformação, e sensores químicos de gases e líquidos que apresentam um grande potencial para aplicações do ponto de vista científico e tecnológico. Dentre as pesquisas em sensoriamento a fibra, o uso de nanopartículas metálicas, com base em ressonância plasmônica de superfície localizada (Localized Surface Plasmon Resonance - LSPR) será apresentado. O LSPR é um fenômeno presente na interface entre nanopartículas metálicas e um meio dielétrico que produz uma banda de absorção de plasmon de superfície dependente do tipo de metal, geometria da partícula e do meio no qual as partículas estão inseridas. Sensores a fibra óptica baseado no deslocamento do pico de absorção característico da ressonância plasmônica em função da variação do índice de refração do meio em que se encontra será discutido. A configuração do dispositivo apresenta uma grande versatilidade para sensoriamento e oferece um número grande de aplicações em nanotecnologia.

 

P07- fÍsica ESTATÍSTICA DOS MERCAdos FINANCEIROS (Rosane Riera Freire)

Será apresentada uma descrição do comportamento do mercado financeiro  a partir de modelos utilizados na análise de fenômenos físicos.

P08- NANOBIOFÍSICA (Sonia Renaux Louro)

O mundo das células e dos processos biológicos é intrinsecamente nanoscópico. Pesquisas nesse campo têm sido direcionadas por incríveis avanços da física experimental e das técnicas de preparação e manipulação de biomoléculas. A motivação dessa pesquisa em escala nanométrica vai desde a compreensão dos fundamentos de mecanismos biológicos até aplicações médicas. Na palestra serão enfocadas aplicações de nanoestruturas em distribuição controlada de fármacos.

 

P09- PRODUÇÃO DE MÉSONS VETORIAIS (Vera Lucia Baltar)  [pdf]

Apresentação de mesons vetoriais, de funções de onda de cone de luz e de um modelo não perturbativo com funções de onda de cone de luz capaz de reproduzir resultados experimentais relativos à produção de mésons vetoriais.

 

P10-  Dinâmica Estocástica (Celia Anteneodo)

Uma das metodologias para o estudo de sistemas fora do equilíbrio compostos por um grande número de graus de liberdade, como os encontrados em muitos sistemas complexos, é a dada pelo marco das equações diferenciais estocásticas. Especificamente, a dinâmica diferencial estocástica permite descrever a evolução temporal de um dado observável como função de variáveis macroscópicas de um sistema assim como também de ruído(s) refletindo os fatores microscópicos. A pesar da impossibilidade de uma descrição determinística da evolução do dado observável, este marco fornece detalhes estatísticos úteis sobre a evolução temporal do sistema em termos de um número reduzido de variáveis relevantes. Sem dúvida, os trabalhos pioneiros de Einstein e Bachelier, respectivamente sobre movimento browniano e movimentos de preços, são exemplos notórios da relevância e aplicabilidade da dinâmica diferencial estocástica nos mais diversos campos. Dada a generalidade desta abordagem, pode ser aplicada a uma variedade de problemas físicos (e.g., quantificação de caos em sistemas de muitos corpos, caracterização de transições de fase, processos em pequenas escalas espaciais, onde portanto as flutuações são dominantes) e interdisciplinares (de interesse em biomedicina, meteorologia, finanças, etc. ). Esta palestra focará nas técnicas para extrair a dinâmica estocástica de dados empíricos.

 

P11-  Ensino de física com laboratórios de baixo custo (Waldemar Monteiro)   [pdf]

Pretendemos estimular os participantes a produzir kits (de baixo custo) de experimentos didáticos destinados a um ensino-aprendizagem de Física mais apoiado em atividades práticas e análises de modelos tanto teóricos quanto experimentais. Apresentaremos kits já desenvolvidos e exemplificaremos como podem ser usados para ampliar as possibilidades de aprendizagem por parte dos alunos dentro dos programas escolares atuais. Proporemos diversos temas para os participantes desenvolverem ao longo de sua atividade didática profissional. Estimularemos o estabelecimento de vínculos entre os participantes e o Departamento de Física da PUC-Rio com vistas a apoiar o desenvolvimento dessas propostas.

 

P12- A propriedade intelectual e a ciência no Brasil e no Mundo (Renato Barbosa de Oliveira)

O que é propriedade intelectual? A propriedade intelectual no Brasil: história e posição contemporânea. A propriedade intelectual no mundo. Código Brasileiro, Estrangeiro e as relações de acordo internacional. A ciência contemporânea no Brasil. Procedimento para se requisitar uma patente no Brasil. Estudo de casos de requerimento de patentes.

 

P13- ASTROFÍSICA DE NEUTRINOS (Hiroshi Nunokawa)

A última década foi a década de "ouro" para a física dos Neutrinos. Oscilações de neutrinos, por tanto, massas não nulas dos neutrinos, foram descobertas, nas observações de neutrinos vindos de atmosfera, Sol, aceleradores e reatores nucleares. Também recentemente, neutrinos vindos do interior da Terra foram detectados. O objetivo desta palestra é fornecer as propriedades básicas e os novos conhecimentos sobre neutrinos que obtemos ate o presente e discutir o que poderíamos aprender nos futuros próximos.

 

P14- EVOLUçÃO ESTELAR (Alexandre Cherman)

O que são as estrelas? Como elas funcionam? Como elas nascem, evoluem e morrem? E, mais importante, como sabemos tudo o que sabemos destes objetos tão distantes? 

 

P15- Astronáutica  (Naelton Mendes de Araújo)  

A Astronáutica é uma área interdisciplinar do conhecimento. A origem da idéia de por um objeto em órbita tem sua base na Mecânica Newtoniana. Para atingir as velocidades espaciais a Engenharia teve que lidar com o desafio de projetar motores foguetes que consumiriam produtos químicos instáveis e raros. Este curso mostra como a soma dos conhecimentos de Física, Química, Engenharia, Matemática e outros ramos do conhecimento permitiram a humanidade atingir o espaço extraterrestre.