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Resultados da Pesquisa
Item Espectroscopia por ressonância magnética em campo alto, baixo ou nulo(2017-05-31) Bonagamba, Tito JoseEste projeto tem como meta a aquisição de um console de RMN para a realização de experimentos de múltiplas ressonâncias, com frequências dentro do intervalo de 0,1 a 600 MHz. Com este console complementando os equipamentos que já dispomos no laboratório, teremos dois objetivos principais iniciais: 1) utilização do espectrômetro com técnicas avançadas de RMN de alta resolução (com os magnetos já existentes em nossos laboratórios) para o estudo de materiais no estado sólido; e 2) utilização do espectrômetro para a realização de experimentos de RMN em campo zero para o estudo de materiais magnéticos em função da temperatura. Como metas adicionais pretendemos: 1) implementar experimentos de tripla ressonância (REDOR, CODEX, etc.); 2) implementar experimentos de RQN dedicados à computação quântica; e 3) no futuro, adquirir um magneto blindado de até 14 T para utilizá-lo com o console agora solicitado, para realizar a maioria dos experimentos de RMN disponíveis para o estudo de materiais no estado sólido com maior sensibilidade e aumentar nossas perspectivas na área de computação quântica.Item Métodos não-perturbativos em sistemas eletrônicos correlacionados(2017-05-16) Caldeira, Amir OrdacgiEste projeto objetiva estudar as propriedades físicas de sistemas eletrônicos fortemente correlacionados na física da matéria condensada. Diversos problemas serão analisados, com variadas técnicas não-perturbativas. Especificamente, estamos interessados em sistemas com baixa dimensionalidade - nanoestruturas e feito Hall quântico, por exemplo -, magnéticos ou supercondutores - ligas diluídas, líquidos não-de-Fermi e óxidos supercondutores, entre outros - e desordenados. Parte importante do projeto é o desenvolvimento/generalização de técnicas de cálculo. Métodos de grupo de renormalização, de bosonização e de funcional da densidade, em particular, serão explorados. O projeto, em resumo, focaliza uma classe de problemas em que a riqueza da física provém da interação de muitos corpos. Uma vez que mesmo soluções qualitativamente corretas de tais problemas exigem técnicas especiais, métodos de solução e resultados concretos se combinam na composição de suas metasItem Método de diagonalização iterativa para o modelo de Heisenberg(2010-09-17) Souza, Fabiano Caetano deNesta tese desenvolvemos um método numérico para diagonalizar o Hamiltoniano de Heisenberg iterativamente. O método consiste basicamente em diagonalizar cadeias de spins, cada vez maiores, em que cada passo da diagonalização corresponde à adição de um novo spin à cadeia. A base de vetores para calcular o Hamiltoniano de uma cadeia de N spins, HN, é construída por meio do produto direto dos autovetores do Hamiltoniano Hn-1 da rede diagonalizada no passo anterior, pelos autoestados correspondentes ao N-ésimo spin adicionado. Além de usar a comutação do Hamiltoniano com a componente azimutal do spin total, Sz, prática comum em outros métodos, usufruímos da conservação com o quadrado do spin total, S2. Para uma classe específica de redes também implementamos a simetria de reflexão. Obtemos o espectro completo de energia de cadeias de spins 1/2 com até 20 sítios, para as quais mostramos resultados da dependência com a temperatura da susceptibilidade magnética e do calor específico, para redes com impurezas tipo spin substitucionais, com defeitos nas ligações ou com efeitos de bordas, isto é, para sistemas sem invariância translacional. Usualmente essa restrição impõe enormes dificuldades em métodos tradicionais. Para diagonalizar cadeias com um número maior de sítios, implementamos um procedimento que seleciona os estados de mais baixa energia para serem usados na base de vetores do passo seguinte. Com esse tipo de truncamento de estados, fomos capazes de obter o estado fundamental e alguns estados de baixa energia de cadeias com mais de uma centena de sítios, com precisão de até cinco algarismos significativos. Nossos resultados reproduzem os da literatura para os casos conhecidos, em geral sistemas homogêneos. As aproximações desenvolvidas recentemente no contexto da Teoria do Funcional da Densidade, aplicada ao modelo de Heisenberg, e que também se aplicam a sistemas inomogêneos, estão em conformidade com nossos resultados numericamente exatos. Generalizamos o método para diagonalizar escadas de spins 1/2. Calculamos o estado fundamental e o gap de energia desse sistema, onde variamos a razão entre os acoplamentos ao longo das pernas da escada e ao longo dos degraus da mesma; nossos resultados são comparados com os da literatura. Apresentamos também a implementação do método iterativo no modelo de Hubbard, que descreve um sistema de spins itinerantes. Sabe-se que no regime de alta repulsão Coulombiana entre os spins e densidade um (número de spins igual ao número de sítios da cadeia), esse modelo é mapeado no modelo de Heisenberg, resultado que é verificado numericamente em nosso procedimento por meio do cálculo de energias de ambos os modelos em um regime paramétrico apropriado.Item Ressonância magnética nuclear em FexZn1-xF2(2014-04-02) Auler, Luiz Telmo da SilvaFoi desenvolvido o aparato experimental necessário à realização de experimentos de RMN em baixas temperaturas, com o objetivo de investigar fenômenos críticos nos sistemas antiferromagnéticos diluídos FexZn1-xF2. Estudou-se a dependência do segundo momento da linha de ressonância do F0 com a temperatura, desde T ≈ TN até T ≈ 250K, através de medidas experimentais e simulações numéricas baseadas num modelo de campo médio. Também foi estudada a dependência angular da meia largura e da forma da linha. Os resultados das simulações numéricas concordam qualitativamente, mas não quantitativamente, com os resultados experimentais. Encontramos também a indicação de uma distribuição em T2 ao longo da linha de ressonância do F0, quando H0 é orientado perpendicularmente ao eixo C. O expoente crítico da magnetização do REIM foi medido diretamente a partir do segundo momento da linha do F0, após um esfriamento da amostra sem campo aplicado (Zero Field Cooling). O resultado obtido β=0.36 ± 0.01 concorda com o valor esperado β= 0.35Item Rede de computadores pessoais para estudos de processamento paralelo(2015-10-26) Travieso, GonzaloO projeto visa à montagem de um sistema de processamento paralelo baseado em computadores pessoais e elementos de rede comercialmente disponíveis, de forma similar a outros sistemas em uso por diversos grupos de pesquisa, chamados clusters. Este sistema será então utilizado para viabilizar pesquisas em processamento paralelo, nas áreas de otimização do desempenho paralelo do sistema, técnicas de programação paralela (com ênfase em compiladores paralelizantes) e aplicações (com ênfase em problemas de física).Item Sistema de crescimento epitaxial para materiais semicondutores do grupo III-V diluídos com materiais magnéticos(2015-10-22) Marega Junior, EuclydesA presente proposta visa à aquisição de um sistema de crescimento epitaxial a partir de feixes moleculares (molecular beam epitaxy) para o crescimento de materiais semicondutores do grupo 11 l-V diluídos com materiais magnéticos para aplicações em estudos básicos e nanofotônica. Este sistema de crescimento epitaxial será instalado no Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo e gerenciado pelo grupo de Nanoestruturas Semicondutoras, que com seus membros com mais de 15 anos de experiência, será o responsável pelo crescimento e manutenção do sistema. Com a instalação deste sistema de crescimento epitaxial o grupo passará a atuar como polo de crescimento de amostras baseadas em compostos e hetero-estruturas do grupo III-V, diluídas ou não com materiais magnéticos. Atualmente há quatro sistemas de crescimento epitaxiais instalados em universidades e institutos de pesquisa do estado de São Paulo sendo que nenhum destes cresce filmes semicondutores do grupo III-V diluídos com materiais magnéticos. A criação deste polo de crescimento de amostras será de grande importância para os vários pesquisadores e grupos no estado de São Paulo que desenvolvem pesquisas baseadas nestes materiais.Item Investigation with atomic superfluids(2015-10-13) Bagnato, Vanderlei SalvadorThis is a cooperative research involving MIT and USP to investigate in Brazil different aspects of quantum Turbulence in samples of BEG, while at MIT we shall cooperate in the investigation of magnetism in samples of quantum fluids of bosons and fermions. The study of vortices in quantum fluids started with the studies of superfluid liquid helium. Those studies has geneerted an incredible amount of physics. The study of vortices in condensates has never suffered for lack of interest. Over the years, studies involving new aspects of both the formation and the dynamics of vortices were performed as well as the development of new techniques of vortex nucleation. Recently, vortices were observed in our laboratory by means of a new technique that consists of introducing off-axis oscillations in the condensate. Besides vortices we also produce antivortices. The existence of vortices and antivortices in the same sample and their mutual interaction and annihilation are new topics never studied before experimentally. This system composed by vortices and anti-vortices evolves in an interesting way in relation to the frequency and amplitude of the excitation. Eventually, these excitations lead the system to a regime called quantum turbulence, where there are tangled vortices in each direction of space. The study of quantum turbulent systems also started with liquid helium. The study of quantum turbulence became interesting as a prototype for the understanding of the statistics as well as the dynamics of the nucleation of vortices in these regimes and possibly extension to classical regimes. Unfortunately, helium is not a good system for the observation and quantitative measurement of features due to the experimental difficulties in the control of the parameters as well as the generation of turbulence. In contrast, Bose-Einstein condensates, where the experimental parameters can be precisely tuned and the addition of angular momentum can be done in a controlled way are the perfect samples for this kind of study. Nevertheless, experimentally and theoretically there have been few studies in this regime until now. Recently, a series of theoretical papers demonstrated several aspects related to quantum turbulence in BEGs. In this project we shall develop experiments to investigate the influence of the temperature on the relaxation of the trubulent state. The transference of vorticity from one specie to a second one will be accomplished in a double specie experiment. Stabilization of a high charged vortex will be investigated using a mixture of two superfluids. Theoretical studies involving turbulence and its control will also be part of this program. While in Brazill we shall investigate quantum turbulence, at MIT we will collaborate with their programs of quantum magnetism which has many aspects. (AU)Item [Kit didático: magnetismo](2015-05-28)Conjunto de equipamentos para demonstrações de magnetismo estático. Inclui: multímetros digitais, sonda Hall, bobina solenoidal, bobinas circulares, fonte de tensão/corrente DC, protoboard, canhão de Gauss, sistema para demonstração de deflexão de um fio percorrido por corrente na presença de campo magnético. Algumas demonstrações passíveis de serem realizadas são: perfil do campo magnético no interior de solenóide percorrido por corrente, perfil do campo magnético em uma bobina circular, perfil do campo magnético em pares de bobinas circulares (configuração de Helmholtz e anti- Helmholtz), experimento de canha de Gauss, deflexão de um fio percorrido por corrente por campo magnético, entre outros. Para visualização detalhada das montagens pequenas por grande número de alunos sugere-se que o sistema seja acompanhado por kit de projeção.