Projetos

URI permanente para esta coleçãohttp://143.107.180.6:4000/handle/RIIFSC/5

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 275

Cadeias quânticas de spins
(2001) Alcaraz, Francisco Castilho
Estudar-se-ão cadeias quânticas de spins que aparecem em três tópicos de física e física-matemática a saber: a) cadeias exatamente integráveis; b) física dos fenômenos críticos e propriedades termodinâmicas de cadeias quânticas gerais, e c) estudo de cadeias quânticas associadas à descrição das flutuações temporais de processos reativos-difusivos unidimensionais clássicos. No tópico a) procurar-se-ão novas cadeias exatamente integráveis mediante a busca direta via o ansatz de Bethe coordenadas, bem como será também objeto de pesquisa o cálculo de funções de correlação de cadeias quânticas exatamente integráveis conhecidas. No tópico b) utilizando-se das transformações de escalas dos sistemas em geometria finita e da maquinaria advinda da lnvariancia Conforme serão calculados os diagramas de fases e expoentes críticos de diversas cadeias quânticas de spins. No tópico c) mediante simulações numéricas serão estudados os comportamentos anômalos da dinâmica de vários processos estocásticos. Em alguns casos, sendo as cadeias quânticas correspondentes exatamente integráveis o expoente crítico dinâmico será extraido resolvendo-se diretamente as equações do ansatz de Bethe. (AU)
Cadeias quânticas de spins
(2006) Alcaraz, Francisco Castilho
Cadeias quânticas de spins são ferramentas matemáticas que aparecem na descrição de três tópicos de física e física-matemática a saber: a) cadeias exatamente integráveis, b) física dos fenômenos críticos e propriedades termo dinâmicas de cadeias quânticas gerais, e c) modelos estocásticos de não equilíbrio, quando as mesmas estão associadas à descrição das flutuações temporais destes sistemas em estados estacionários ou não. No tópico a) serão procuradas novas cadeias exatamente integráveis mediante a busca direta via o ansatz do produto matricial recém proposto pelo grupo. No tópico b) utilizando-se das transformações de escalas dos sistemas em geometria finita e da maquinaria advinda da invariância conforme serão calculados os diagramas de fases e expoentes críticos de diversas cadeias quânticas de spins. Ainda dentro deste tópico serão estudadas as propriedades de emaranhamento das funções de onda associadas a cadeias quânticas de spins. Atenção especial será dada à conexão entre tais propriedades e as flutuações nos pontos de transições de fase quânticas das cadeias. No tópico c) serão estudadas possíveis extensões do modelo cresce-descasca ("raise-peel model"). Tais modelos, assim como este último deverão exibir criticalidade auto-organizada e estarão relacionados a cadeias quânticas. (AU)
Propriedades ópticas e espectrocópicas da matéria condensada
(2008-04-18) Faria, Roberto Mendonça
Promover intercâmbio científico e de qualificação de pessoal entre o grupo de Polímeros do Instituto de Física de São Carlos - USP e o grupo de Materiais e de Nanotecnologia da Universidade Federal do Piauí, através da realização de pesquisas básicas, combinando estudos físico-químicos das propriedades estruturais, elétricas, térmicas e ópticas de filmes finos, blendas e compósitos condutores a base de polímeros naturais e de materiais cerâmicos, além do fortalecimento dos programas de pós-graduação envolvidos.
Filmes nanoestruturados de materiais de interesse biológico
(2015-05-26) Oliveira Junior, Osvaldo Novais de
Este projeto integrará quatro Grupos de diferentes instituições para investigar filmes nanoestruturados de interesse biológico, com ênfase em três tópicos: i) uso de filmes de Langmuir, Langmuir-Blodgett (LB) e vesículas como modelos de membranas celulares, ii) biossensores e iii) detecção de moléculas isoladas (SMD, single molecule detection). Os filmes serão fabricados com as técnicas LB e automontagem por adsorção física, a partir de uma variedade de materiais, e caracterizados por medidas elétricas, microscopias e espectroscopias ópticas (já disponíveis nos Grupos participantes), além de microscopia confocal, reometria de interfaces e elipsometria, com equipamentos a serem adquiridos. Com a expansão do parque de equipamentos e integração de esforços dos Grupos pretende-se abordar problemas científicos relevantes para a nanobiotecnologia. A elipsometria espectroscópica, por exemplo, permite obter parâmetros como constante dielétrica complexa, coeficiente de absorção e espessura dos diferentes tipos de filmes. Já a microscopia por FTIR acoplada à eletroquímica permitirá elucidar os mecanismos de interação entre biomoléculas e superfícies sólidas in situ, contribuindo para o design de novos biodispositivos para diagnóstico. Nos modelos de membrana, o intuito é correlacionar propriedades das moléculas de interesse biológico com suas funções fisiológicas. Para os biossensores, uma plataforma genérica baseada em filmes nanoestruturados será usada para detectar antígenos ou anticorpos em análise clínica de doenças negligenciadas e câncer. Os dados serão processados por métodos de visualização de informação e reconhecimento de padrões. Em SMD, será empregada a espectroscopia de espalhamento Raman amplificado em superfície (SERS) visando à detecção de moléculas de interesse biológico. Em todos os problemas abordados, buscar-se-á sinergia entre os Grupos de pesquisa.
Microscópio de Força Atômica - ICON-Dimension (Bruker)
(2015-05-26) Faria, Roberto Mendonça
O microscópio ICON pertence ao laboratório multiusuários do Instituto de Física de São Carlos, e atende com frequência vários grupos do IFSC e também muitos de outras unidades da USP, da UFScar e da UNESP.
Estudo de interfaces em dispositivos optoeletrônicos poliméricos por espectroscopia SFG
(2015-05-26) Miranda, Paulo Barbeitas
Este projeto aborda o estudo de interfaces em dispositivos optoeletrônicos a base de polímeros conjugados (PC), mais especificamente em diodos emissores de luz poliméricos (PLEDs) e transistores por efeito de campo (FETs). Serão investigadas as diversas interfaces relevantes para os dispositivos, como PC-metal, PC-dielétrico e PC-óxido condutor, por meio da espectroscopia vibracional por Geração de Soma de Frequências, ou simplesmente espectroscopia SFG (do inglês, Sum-Frequency Generation). Este problema é de grande importância porque nas interfaces acontecem fenômenos essenciais para o funcionamento de dispositivos, como por exemplo a injeção e coleta de portadores de carga, ou o acúmulo de portadores no canal condutor do transistor. Vários trabalhos na literatura investigam a interface PC-metal ou PC-dielétrico. Alguns são estudos teóricos, com necessidade de comprovação experimental, e vários outros sondam interfaces preparadas de maneira muito diferente daquelas de dispositivos reais (por exemplo, camadas metálicas ultrafinas), ou ainda usam ferramentas sem especificidade a interfaces. Portanto, o diferencial desse estudo está no uso da espectroscopia SFG para investigar interfaces encontradas em PLEDs e FETs funcionais e fabricadas de forma usual. A espectroscopia SFG permite obter o espectro vibracional de moléculas na interface sem contribuição do volume do material, e a partir dele é possível determinar o ordenamento molecular nas interfaces através da análise quantitativa das vibrações C-C dos PCs, que é a região molecular ativa durante o funcionamento dos dispositivos optoeletrônicos. Além disso, a simples análise qualitativa dos espectros SFG indica a ocorrência de dopagem (acúmulo de carga espacial) nas interfaces com os eletrodos. Pretende-se também comparar os espectros SFG das interfaces dos dispositivos logo após o preparo e depois de submetidos a diferentes protocolos de degradação (por corrente elétrica e/ou exposição à atmosfera ambiente), com o objetivo de determinar se há correlação entre degradação de desempenho do dispositivo e mudanças na estrutura molecular da interface, e potencialmente até elucidando o mecanismo molecular dessa degradação. Com isso esperamos compreender melhor os processos interfaciais que levam à degradação do dispositivo, e talvez até sugerir meios de contorná-la, por exemplo, através da arquitetura de construção do dispositivo e/ou da engenharia molecular da camada ativa. Este estudo pode ter implicações importantes para a melhoria do desempenho e durabilidade de dispositivos optoeletrônicos orgânicos.
EMU - Equipamentos Multiusuários - Modalidade 1
(2015-05-28) Oliveira Junior, Osvaldo Novais de
O Elipsômetro espectrográfico acoplado a microscópio no ângulo de Brewster: será usado para estudar filmes nanoestruturados na interface ar-água (filmes de Langmuir) e em substratos sólidos. Ele provê informações cruciais a respeito de propriedades óticas e a respeito da espessura de filmes orgânicos e dispositivos construídos a partes desses. Ele permite que se conheçam valores de parâmetros óticos e a porcentagem de despolarização da luz, sendo, portanto, adequado para se estudar filmes em substratos refletivos e transparentes, e também em amostras anisotrópicas. Assim, é útil para analisar vários tipos de amostras (semicondutores, metais, polímeros, etc.) sobre uma larga amplitude de intensidades de energia.
EMU - Equipamentos Multiusuários - Modalidade 1
(2015-06-01) Oliveira Junior, Osvaldo Novais de
Espectrômetro de Infravermelho FT-IR Vertex 70, acoplado a um Detector tipo MCT fotovoltaico em arranjo no plano focal e a um Microscópio de FT-IR Hyperion 3000. O acoplamento do espectrofotômetro de FTIR ao microscópio diversifica (amplia) o desempenho da solução para os pontos relevantes que serão investigados. Permite uma mapeamento de grandes áreas em um baixo intercalo de tempo, cerca de 16.000 vezes mais rápido que um único detector MCT, sendo altamente aconselhado e vantajoso para investigar as amostras de materiais biológicos (proteínas,enzimas, amostras celulares) que se modificam ao longo do tempo. Outro diferencial seria o "imageamento" real das amostras para áreas até de 340 ¼m x 340¼m. Reafirmando a diversidade e robustez, o equipamento pode ser estendido à região do infravermelho próximo, facilitando medidas em amostras aquosas, como materiais biológicos. Este equipamento deverá ser instalado no IQSC em São Carlos.
EMU - Equipamentos Multiusuários - Modalidade 1
(2015-06-01) Oliveira Junior, Osvaldo Novais de
Trata-se de um microscópio equipado com quatro linhas de laser (405, 488, 561, 640 nm) e três detectores independentes que permitem a excitação e observação simultânea em diferentes comprimentos de onda. O sistema confocal permite o escaneamento simultâneo das fases marcadas com diferentes fluoróforos, combinando-as em uma única imagem tridimensional. De acordo com o projeto inicialmente aprovado, equipamento deverá ser instalado na FCT da UNESP em Presidente Prudente.
Filmes de Langmuir e automontados de moléculas de interesse biológico
(2015-07-13) Oliveira Junior, Osvaldo Novais de
Este projeto visa a dar continuidade aos trabalhos em filmes nanoestruturados no Grupo de Polímeros Bernhard Gross, do Instituto de Física de São Carlos, com ênfase em dois problemas científicos: i) novas arquiteturas de filmes nanoestruturados com biomoléculas para fabricar biossensores cujo desempenho será otimizado com técnicas de visualização de informação; ii) uso de filmes de Langmuir como modelo de membrana celular para estudar a interação com moléculas de interesse biológico. No primeiro item serão produzidos filmes automontados contendo enzimas, tais como colesterol oxidase, monoamina oxidase e lipase, que podem ser incorporadas em lipossomos de fosfolipídios visando à sinergia entre esses materiais para detectar diferentes analitos. Os princípios de detecção a serem empregados são impedância elétrica e técnicas eletroquímicas, sendo os dados tratados com métodos de visualização de informação. A optimização das condições de fabricação dos filmes e a caracterização das nanoestruturas serão realizadas com várias técnicas, incluindo espectroscopias de fluorescência, dicroísmo circular e de absorção da região do UV-visível, além de microscopia de força atômica (AFM). No segundo tópico, filmes de Langmuir e Langmuir-Blodgett (LB) de fosfolipídios serão usados para mimetizar a membrana celular, e estudar sua interação com quitosanas e proteínas, como a mucina e a lipase. O problema científico central é verificar como as interações no nível molecular das quitosanas se correlacionam com suas ações fisiológicas. Uma hipótese a ser testada é que a mucoadesão da quitosana é afetada por sua interação com a mucina, que estaria por trás da provável ação da quitosana na redução de peso em seres vivos. Será investigado também o mecanismo de como a quitosana pode afetar a ação da lípase. As interações no nível molecular serão estudadas com técnicas de pressão de superfície, potencial de superfície, microscopia no ângulo de Brewster, espectroscopia no infravermelho com modulação da polarização (PM-IRRAS) e microscopia de força atômica.
Uso de técnicas espectroscópicas para o estudo de interações moleculares em filmes de Langmuir, LB e automontados
(2015-07-13) Oliveira Junior, Osvaldo Novais de
O controle em nível molecular proporcionado pelas técnicas de fabricação de filmes de Langmuir-Blodgett (LB) e automontagem por adsorção física permite o estudo e projeto de novos materiais, para uma variedade de aplicações. Um requisito essencial para a compreensão dessas propriedades é analisar as interações intra- e intermoleculares nos filmes, algo que pode ser hoje realizado com técnicas espectroscópicas, como a espectroscopia de geração de somas de freqüências (sum-frequency generation, SFG), a espectroscopia FTIR tradicional e a espectroscopia no infravermelho de reflexão e absorção com modulação da polarização (polarization-modulation infrared reflection absorption spectroscopy, PM-IRRAS). As duas primeiras já estão disponíveis no Grupo de Polímeros do IFSC-USP, mas a terceira ainda não foi instalada no Brasil. Nossa rede de colaboradores, entretanto, já obteve resultados importantes com a técnica, empregando um equipamento da indústria finlandesa que agora é solicitado no projeto. O objetivo geral é investigar interações intra e intermoleculares em filmes contendo diversos tipos de materiais, desde biomoléculas, polissacarídeos, fosfolipídios, até polímeros sintéticos. As várias questões científicas a serem abordadas incluem o estudo da organização e estruturação de moléculas adsorvidas, a importância da estruturação da água em interfaces, e a correlação entre propriedades físico-químicas de biomoléculas em superfícies e as suas funções biológicas. Como é solicitado um equipamento relativamente caro e sofisticado, o projeto será realizado por uma equipe multiinstitucional, que já colabora há anos.
Graph spectra and complex network evolution
(2015-07-16) Costa, Luciano da Fontoura
This project aims to develop new ways to model complex network evolution, and will build on synergies between research at USP-Sao Carlos on network evolution and work at York on the spectral characterisation of graphs. In the first year of the project we will study how characterisations of graphs based on the eigenvalues and eigenvectors of the node-based Laplacian matrix evolve with times, and how to model this evolution process. In the second year we will develop newmodels of network evolution based around the hitherto unexplored edge-based Laplacian. The project will involve 10-14 day visits academic staff, and exchanges of PhD students. Each site will perform three academic visits and one PhD exhange. During the academic visits, we plan to organise exchange seminars and short research oriented lecture courses. The research will potentially have a transformative role in how complex network evolution is modelled. We plan to continue the work through applications to our national funding bodies, network activities under WUN, and funding for exhange visits under the Royal Society.
Modelos e métodos de e-science para ciências da vida e agrárias
(2015-07-17) Cesar Júnior, Roberto Marcondes
A ciência moderna é crescentemente interdisciplinar e intensiva em dados. Na área de ciências da vida, por exemplo, com o surgimento de plataformas de alto desempenho para análise de imagens e estudos genômicos, o gargalo não está mais na aquisição de dados, mas sim no seu armazenamento, processamento, análise e visualização. Este cenário levou ao surgimento de um novo campo de pesquisa - eScience - que combina pesquisa avançada em computação e em modelagem matemática para permitir e acelerar pesquisa em outros domínios do conhecimento, desde as ciências exatas até as humanidades e artes. A eScience envolve a chamada "computação centrada em dados" (data-intensive computing), com a busca de soluções para gerenciamento de grandes volumes de dados produzidos por (e para) experimentos científicos, para que a descoberta científica não venha a ser detida pelo "dilúvio de dados". Este projeto visa a criação de uma rede colaborativa de eScience para acelerar pesquisa avançada em ciências da vida (biologia, medicina, oceanografia) e ciências agrárias. Está estruturado em tomo de cinco linhas de pesquisa - biologia de sistemas, planejamento de safras, computação visual, modelagem matemática e bancos de dados. Dentro dessas linhas, serão tratadas questões em aberto associadas às principais componentes de um ambiente de pesquisa em eScience: armazenamento, processamento, análise e visualização de grandes volumes de dados científicos. Os pesquisadores principais têm histórico de cooperação e coordenação de projetos nessas linhas. Questões de interoperalidade permeiam todo o projeto.
Métodos de visão computacional aplicados à identificação e análise de plantas
(2015-07-20) Bruno, Odemir Martinez
Este projeto tem como objetivo desenvolver e aplicar métodos computacionais com a finalidade de identificar, caracterizar e analisar plantas por meio de imagens de folhas. A motivação principal deste estudo é contribuir com as técnicas de morfologia já desenvolvidas, facilitando e agilizando a tarefa de identificação de espécies vegetais. Para tanto, características morfológicas e texturais das folhas são consideradas, em imagens macroscópicas e microscópicas, promovendo assim uma melhor identificação da espécie. A natureza da biologia vegetal e suas características de grande variação intra-espécie e pequena diferença entre espécies, aliada a platicidade foliar, tornam o problema da caracterização e identificação foliar um grande desafio científico. Motivado pela resolução deste problema o grupo proponente estuda e desenvolve métodos para sua solução há quase uma década, caracterizando uma abordagem simbiótica, na qual são beneficiadas as ciências biológicas e exatas. Em biologia vegetal, o uso de matemática sofisticada e computação, favorecem o surgimento de ferramentas que permitem aprimorar o estudo das plantas. Já na computação e na matemática, o problema em questão motiva o desenvolvimento e aprimoramento metodológico.
CEPOF - Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica
(2015-08-19) Bagnato, Vanderlei Salvador
Nesta proposta visamos estabelecer um Centro de Ótica e Fotônica, no qual ciência básica e aplicada deverão conviver de forma sinérgica. Será estabelecido uma moderna infraestrutura para estudo de tópicos relevantes em óptica, e assumido de forma adequada a missão de transferência de conhecimento para o setor produtivo e a realização de um vasto programa de difusão de ciência. A proposta incorpora modernos aspectos da óptica, física atômica, materiais e biofotônica. Será estabelecido um programa padrão que aceita modernos desafios científicos e assume responsabilidades sociais Na parte de pesquisa, a proposta contempla 3 frentes: Átomos frios, plasmônica e bíofotônica. Estes campos estão ligados pelo interesse comum de interação de luz com a matéria em diferentes aspectos bem como sua exploração tanto a nível básico, como aplicados. Tópicos como turbulência quântica, redes ópticas, metrologia de tempo e frequência e espalhamentos em amostras de átomos frios constituem o principal foco do primeiro bloco. Em plasmônica, o estabelecimento de uma moderna facilidade de produção de estruturas tornara o país capacitado para o avanço desta área. Estudos teóricos de estruturas especiais serão realizados. Em biofotônica, nossos planos estão focalizados no diagnostico e tratamento de doenças usando técnicas ópticas. Cobriremos desde aspectos básicos da interação de luz com tecidos biológico passando por provas de princípios, até suas aplicações clinicas. Pesquisas laboratoriais e clinicas constituem nosso elenco de atividades. Paralelamente às pesquisas cientificas, resultados e conhecimentos gerados, serão usados como principais ingredientes para um programa de Inovação Tecnológica, que permitira desenvolver novos produtos, criar novas empresas e colaborar com empresas existentes. Um ousado programa de divulgação de ciência usando um canal de TV próprio, operando 24h/dia e um vasto elenco de atividades deverão cobrir todos os níveis educacionais, levando o entusiasmo da ciência desde estudantes na fase pré-escolar, do nível fundamental, médio e universitário até, cidadãos comuns. Proposta é justificada pela modernidade dos tópicos, pelo sinergismo que gera e principalmente pelo histórico de sucesso dos membros participantes. Temos um contexto de inserção internacional com da atração de estudantes, pós-docs e estabelecimento de programas de cooperação. Os recursos deste projeto serão a alavanca para outros muitos que buscaremos durante a execução deste plano.
Processamento da informação quântica via ressonância magnética nuclear
(2015-08-27) Bonagamba, Tito Jose
Nosso grupo tem dedicado esforços para o desenvolvimento da Computação Quântica e Informação Quântica (CQIQ) via RMN, tendo publicado artigos e um livro sobre o tema. No momento, estamos estabelecendo colaborações no sentido de aplicar as metodologias de RMN desenvolvidas para a realização de experimentos associados com temas mais fundamentais da CQIQ. Para o desenvolvimento das propostas que estão surgindo, necessitamos de um magneto supercondutor de 9,4 T, visto que dispomos de consoles de RMN aptos para realizar experimentos de CQIQ. Como não dispomos desse magneto, estamos impedidos de desenvolver novos experimentos em nosso grupo, origem do desenvolvimento experimental dessa área de pesquisa no Brasil. Este magneto tinha sido solicitado em um projeto aprovado pela FAPESP, porém, em função das observações dos assessores, o retiramos da proposta, para acelerar sua aprovação. No entanto, inserimos as justificativas para sua aquisição. Apesar de dois dos novos pareceres, em função das justificativas apresentadas, indicarem que o projeto deveria ter sido aprovado na íntegra, incluindo o magneto supercondutor, este não foi incluído dentro da lista dos itens aprovados. Em termos dos projetos, entendemos que é possível implementar um análogo macroscópico de um processador de informação quântica através da RMN. A partir da criação de estados pseudopuros, vários protocolos e algoritmos quânticos para o processamento da informação quântica (PIQ) foram implementados. A RMN permitiu também o teste experimental de diversas propostas ligadas ao PIQ, com uma precisão raramente igualada por outras técnicas. Portanto, a RMN é uma poderosa ferramenta para testes de princípios físicos relacionados ao PIQ. No entanto, os estados pseudopuros utilizados pela RMN não apresentam emaranhamento, exceto em casos especiais. Este fato leva ao questionamento sobre a natureza quântica das implementações de RMN para PIQ. Por outro lado, foi demonstrada que a existência de estados emaranhados é uma condição necessária, mas não é suficiente para a CQIQ. Existem também outras características importantes da RMN, como a eficácia na implementação e manipulação dos estados quânticos. Considerando que uma das principais características da RMN é o excelente controle das transformações unitárias, proporcionadas pelo uso de pulsos de radiofrequência, esta técnica permite obter métodos muito eficazes para o PIQ. Por outro lado, demonstramos que a existência de correlações quânticas diferentes do emaranhamento pode ser outro motivo para o sucesso das implementações através da RMN. É possível medir tais correlações quânticas a partir de uma quantidade denominada discórdia quântica. Alguns estados mistos separáveis, ou estados nãoemaranhados, apresentam discórdia quântica nãonula, indicando a resença de correlações nãoclássicas mais gerais que o próprio emaranhamento. Os algoritmos que usam essas correlações quânticas para PIQ apresentam vantagens quando comparados aos seus análogos clássicos. Portanto, este tipo de correlação aparenta ter um papel significante nos protocolos de processamento de informação. Tendo isso em mente, e também que os estados de RMN são estados mistos separáveis, demonstramos teoricoexperimentalmente, via tomografia de estado quântico e cálculo da discórdia quântica, a existência de tais correlações num sistema de RMN, bem como os efeitos da descoerência sobre tais correlações. Esse estudo corrobora a idéia de que existe efetivamente uma natureza quântica nas implementações de RMN para PIQ. Entre os projetos que pretendemos desenvolver com a utilização do novo magneto supercondutor, levandose em conta as considerações apresentadas, destacamos: i) Medidas de correlações clássicas e quânticas e sua utilização no processamento da informação por RMN; ii) Estudos de descoerência e proteção de estados quânticos através RMN; iii) Fases Geométricas e RMN; e iv) Simulação de sistemas quânticos bosônicos via RMN de sistemas quadrupolares. (AU)
Estudo de propriedades ópticas de materiais
(2015-09-14) Oliveira Junior, Osvaldo Novais de
Investigação de propriedades ópticas.
Espectroscopia e microscopia vibracional de filmes de Langmuir através de geração de soma de frequência (SFG)
(2015-09-14) Miranda, Paulo Barbeitas
Do ponto de vista científico e tecnológico, é de grande interesse obter imagens de uma interface e poder discriminar regiões quimicamente distintas. Dentre as diversas técnicas disponíveis para microscopia de superfícies, todas apresentam aplicabilidade limitada ou não conseguem discriminar contribuições da interface daquela proveniente do volume do material. Esse projeto visa aplicar a espectroscopia vibracional de interfaces por geração de soma de freqüências (“sum-frequency generation” – SFG) ao estudo da estrutura e interação entre lipídios e outras moléculas orgânicas em filmes de Langmuir. Como exemplo, serão estudados filmes de Langmuir de aminas anfifílicas, com os objetivos de determinar o grau de ionização das aminas em função do pH e força iônica da subfase, e de entender como a água interage com a monocamada com diferentes graus de ionização. Pretende-se também montar um aparato para realizar microscopia SFG em interfaces. Essa técnica é uma extensão da espectroscopia SFG e permite obter imagens com sensibilidade intrínseca a interfaces, tem resolução espacial menor que 1 microm, é capaz de detectar submonocamadas orgânicas e de discriminar regiões quimicamente distintas através do seu espectro vibracional. É, portanto, uma técnica muito poderosa e de grande aplicabilidade. Planeja-se então aplicá-la a sistemas onde a utilização de outras microscopias seja impossível, como, por exemplo, na superfície de soluções de pequenas moléculas orgânicas e em filmes de Langmuir contendo misturas de dois componentes muito semelhantes, como ácidos graxos e álcoois de cadeia longa. Esses estudos são essenciais para se obter informações a nível molecular sobre filmes de Langmuir e como eles interagem com a subfase.
Cadeias quânticas de spins
(2015-09-21) Alcaraz, Francisco Castilho
Desde da introdução do modelo de Heisenberg para a descrição da dinâmica de spins localizados, cadeias quânticas de spins tem se mostrado como ferramentas úteis e importantes no entendimento das flutuações em diversos sistemas físicos. Tais cadeias aparecem em vários tópicos da física e da física-matemática, que subdividimos em: a) Cadeias exatamente integráveis - onde as mesmas correspondem aos operadores de evolução mais simples que podemos formular em problemas de muitos corpos interagentes; b) Física dos fenômenos críticos em geral e suas propriedades termodinâmicas - onde as hamiltonianas descrevem usualmente as flutuações quânticas à temperatura T= 0 e/ou térmicas à T  0, e c) Modelos estocásticos onde as hamiltonianas descrevem as flutuações temporais de modelos que possuem estados assintóticos de equilíbrio ou não. Neste projeto temático, em continuação aos dois outros anteriores, realizaremos pesquisas nos três tópicos acima. No tópico a) procuraremos novas cadeias exatamente integráveis utilizando-nos do ansatz do produto de matrizes introduzido no âmbito de nosso projeto temático anterior. No tópico b) estudaremos novas cadeias cujos diagramas de fases são ainda indeterminados. Utilizar-no-emos pra tal estudo das consequências da invariância conforme nas propriedades espectrais. No tópico c) introduziremos e estenderemos modelos estocásticos existentes com o intuito de se entender quais seriam os ingredientes básicos que determinariam uma simetria conforme espaço-tempo nos modelos estocásticos com estado assintótico de não equilíbrio. Devido à convergência recente de interesses em teoria da informação e em matéria condensada pretendemos, dentro dos tópicos a), b) e c) estudar o comportamento da informação compartida entre partes extensivas dos sistemas.
Sólitons, simetrias infinitas e teorias de campo integráveis
(2015-09-21) Gomes, José Francisco
Este projeto visa o estudo de teorias de campos integráveis, álgebras infinitas e teoria dos sólitons, com o objetivo de desenvolver métodos em fenômenos não-lineares e em aspectos não perturbativos de teorias de campos. O projeto dá continuidade ao trabalho desenvolvido pelo grupo nos últimos anos sobre estestópicos e será implementado segundo duas abordagens principais. A primeira sobre a estrutura algébrica de hierarquias integráveis em 1+1 dimensões, a construção sistemática de soluções sóliton em termos da teoria de representações de álgebras de Kac-Moody, suas simetrias e a generalização para hierarquias supersimétricas. A segunda visa estender a tecnologia conhecida e empregada na construção de cargas conservadas e soluções de modelos bidimensionais para teorias em dimensões maiores que dois. Este e um problema altamente não trivial que poderá desvendar simetrias e estruturas algébricas com importantes aplicações no entendimento de aspectos não perturbativos em teorias em 3+1 dimensões. (AU)