Palestrantes Confirmados

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PALESTRANTES EXTERNOS

Prof. Dr. Daniel Felinto Pires Barbosa
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)

Internet Quântica: construindo redes quânticas globais

A internet quântica surge como uma extensão dos protocolos de comunicação quântica, incorporando processamento local de informação junto com distribuição de emaranhamento quântico entre múltiplos sítios. Apesar da comunicação quântica ter inicialmente se desenvolvido com foco em redes locais, nos últimos anos grandes passos foram dados na distribuição de emaranhamento quântico via satélites, estabelecendo as primeiras redes quânticas de alcance verdadeiramente global. Por trás dessa trajetória de desenvolvimento tecnológico, houve também saltos conceituais dados nas últimas décadas sobre a natureza ubíqua do emaranhamento quântico e sua presença em diversos fenômenos naturais corriqueiros à nossa volta. Nesse colóquio, vou abordar esse arco de ideias que leva da observação de emaranhamento quântico em fenômenos cada vez mais simples, até seu controle e aplicação em comunicação quântica de crescente distância e complexidade. Focarei no trabalho do grupo no tema e nas perspectivas recentes de integrar esse trabalho ao esforço global de desenvolvimento de tecnologias para a internet quântica.

Prof. Dr. Daniel Mario Ugarte
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

Novos paradigmas para o estudo de nanomateriais por Microscopia Eletrônica

O interesse gerado pela nanotecnologia induziu um notável progresso na microscopia eletrônica, incluindo desenvolvimentos de óptica de elétrons, automação, reprodutibilidade e detectores de alto desempenho. Até os anos 2000, a microscopia eletrônica de transmissão (MET) era considerada muito útil, porém apenas uma ferramenta de análise qualitativa para a ciência dos materiais. Neste seminário, apresentaremos estudos desenhados para explorar plenamente a capacidade dos poderosos nstrumentos atuais e, a obtenção de novos conhecimentos físico-químico de forma quantitativa, robusta e confiável. Apresentaremos diversos experimentos envolvendo a caracterização físico-química detalhada de nanossistemas (nanopartículas, nanofios, nanotubos etc.); os exemplos foram escolhidos ara estimular uma mudança nas visões relativa ao desenho de projetos envolvendo a moderna e onerosa instrumentação MET, execução e análise de experimentos. Finalmente, gostaríamos de discutir a questão crítica da formação de recursos humanos associada às exploração das complexas técnicas analíticas modernas.

Prof. Dr. Hans Jürgen Herrmann
Universidade Federal de Ceará (UFC)
Laboratoire Physique et mécanique des milieux Hétérogènes (PMMH) – CNRS/ESPCI Paris

Rolamentos frustrados

Um rolamento é um sistema de esferas (ou discos) em contato. Em um rolamento pode-se obter "estados de rolamento", nos quais esferas em contato rolam umas sobre as outras sem deslizamento. Nós frustramos um sistema de esferas em contato ao impor dois estados de rolamento diferentes em lados opostos e procuramos as configurações de menor dissipação de energia. Para atrito de Coulomb (com coeficientes de atrito aleatórios) em duas dimensões, uma linha nítida separa os dois estados de rolamento e provamos que essa linha corresponde ao corte mínimo. No entanto, surpreendentemente, em três dimensões, domínios de rolamento intermediários, que não estão sincronizados com nenhum dos lados, são energeticamente mais favoráveis do que a superfície de corte mínimo. Este novo estado de mínima dissipação é caracterizado por uma rede abrangente de contatos sem deslizamento que atinge cada esfera. Essa situação se torna possível porque, em três dimensões, rolamentos de laços de tamanho quatro possuem quatro graus de liberdade. Ao considerar esferas de diferentes tamanhos, arranjos com estados de rolamento podem até ser feitos de forma a preencher o espaço. A construção e as propriedades mecânicas de tais rolamentos que preenchem o espaço serão discutidas. Estados de rolamento que preenchem o espaço podem ser vistos como uma realização de turbulência sólida exibindo a escala de Kolmogorov e condução de calor anômala. Os estados de rolamento podem ser percebidos como realizações físicas de redes de osciladores com acoplamentos assimetricamente ponderados. Essas redes podem apresentar propriedades de sincronização ótimas através do ajuste da força de interação local em função do grau do nó ou da inércia dos discos rotativos constituintes por meio de uma relação de massa-raio em lei de potência. Como consequência, encontra-se que rolamentos que preenchem o espaço sincronizam mais rápido quando são ocos.

Profª. Drª. Luciana Varanda Rizzo
Universidade de São Paulo (USP)

Está no ar: a física dos aerossóis atmosféricos

Aerossóis são partículas sólidas ou líquidas em suspensão na atmosfera, com diâmetros aerodinâmicos que variam desde alguns nanômetros até dezenas de micrometros. São emitidos por uma grande variedade de fontes naturais e antrópicas, e também podem ser produzidos na atmosfera a partir de reações químicas. Através da interação direta e indireta com a radiação solar, os aerossóis influenciam o balanço de energia do planeta, com um efeito predominante de resfriamento da superfície terrestre, compensando parcialmente o aquecimento causado pelos gases de efeito estufa. Os aerossóis influenciam propriedades microfísicas das nuvens e participam da ciclagem de nutrientes em ecossistemas. Os aerossóis também impactam a saúde humana, deteriorandoa qualidade do ar e atuando como via de transmissão de agentes infecciosos. Os impactos dos aerossóis dependem de suas propriedades físicas e químicas, que estão em constante transformação na atmosfera. Nestapalestra, mostrarei como a Física aplicada à atmosfera pode contribuir para a compreensão dos impactos dos aerossóis sobre o meio ambiente, sob uma perspectiva interdisciplinar. Mostrarei resultados de pesquisas recentes sobre a caracterização de aerossóis e seus processos dinâmicos na floresta Amazônica e em áreas urbanas como a região metropolitana de São Paulo.

Profª. Drª. Mônica A. Cotta
Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW-Unicamp)

Adesão bacteriana e formação de biofilmes: o que podemos aprender modelando materiais e interfaces?

A sinalização e a atividade de células bacterianas na nanobiointerface são informações importantes para o desenvolvimento de novas gerações de ferramentas de diagnóstico inteligentes ou para encontrar novos alvos para a prevenção de infecções relacionadas a biofilmes. Nos últimos anos, estudamos extensivamente o ciclo de vida bacteriano da Xylella fastidiosa, um patógeno de plantas economicamente importante que afeta culturas em todo o mundo. A patogenicidade desse microorganismo está relacionada a biofilmes formados nos vasos do xilema e ao estresse hídrico que eles criam, o que tem um grande impacto na produtividade agrícola. Neste seminário, discutiremos diferentes plataformas de materiais para entender melhor a interação da X. fastidiosa com superfícies e os mecanismos-chave envolvidos na formação do biofilme.

Prof. Dr. Paulo Cesar de Morais
Universidade de Brasília (UnB)

Universidade Católica de Brasília (UCB)

Modelos Matemáticos para Bioensaios

A despeito da existência secular de ferramental matemático e de algoritmos de ajuste de dados, o percentual de publicações científicas de dados extraídos de ensaios biológicos (in vitro, in vivo e ex vivo), incluindo uma análise quantitativa é surpreendentemente baixo (menor que 0,5%). O objetivo desta palestra é realçar a imensa janela de oportunidades de trabalho científico representada pela atividade de elaborar modelos matemáticos e implementar análises quantitativas de dados de ensaios biológicos. Serão apresentados exemplos de uso de modelos matemáticos e correspondentes análises de dados de ensaios in vitro e in vivo. Na linha de ensaios in vitro, será apresentada uma proposta de inclusão da morfologia de nanomateriais na análise de dados de viabilidade celular. Espera-se que a palestra possa servir de inspiração aos jovens pesquisadores.

Prof. Dr. Rodrigo B. Capaz [Cancelado]
Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Presidente da Sociedade Brasileira de Física (SBF) e Diretor do LNNano/CNPEM

As instalações abertas e a pesquisa no Laboratório Nacional de Nanotecnologia

Nesta palestra iremos descrever de forma amplas as instalações abertas para usuários externos do Laboratório Nacional de Nanotecnologia e algumas das linhas de pesquisa lá realizadas. Em particular, descreveremos nossa atuação nas áreas de energias renováveis (H2 de baixo carbono), materiais renováveis, sensores e biossensores, nanotoxicologia e tecnologias quânticas.

MEDIADOR DA MESA REDONDA

Prof. Dr. Leonardo A. M. Souza
Universidade Federal de Viçosa (UFV) - Campus Florestal

Mesa redonda: Desafios da ciência na era da desinformação

Num brevíssimo resumo, apresentaremos uma visão simples do processo científico e seus métodos, para nortear o debate. Alguns aspectos de desinformação em áreas como saúde, história, ciências sociais, e especialmente Física serão apresentados. Por fim, abordaremos possíveis causas do espalhamento e "fé" na desinformação dentro da sociedade, de modo a iniciar o debate.

PALESTRANTES INTERNOS E EGRESSOS

Profª. Drª. Andreza Germana da Silva Subtil
Universidade Federal de Viçosa (UFV)

Dos laboratórios de pesquisa para a sala de aula: trabalhos feitos e propostos para os estudantes do Mestrado Profissional de Viçosa

Nessa palestra mostraremos como temos feito para levar um pouco do que fazemos no Laboratório de Produção e Caracterização Óptica de Nanoestruturas Semicondutoras para estudantes do ensino médio, por meio dos trabalhos dos nossos estudantes do Mestrado Profissional. Abordaremos sobre a construção de um instrumento de baixo custo para a verificação do espectro de emissão de substâncias fluorescentes. O diferencial do espectrômetro construído neste trabalho está na simplicidade de sua montagem, sendo um dispositivo compacto e móvel que facilita sua utilização no ambiente escolar. Adicionalmente, ele aborda os princípios básicos da óptica, tais como as propriedades das lentes e a difração, presentes nos currículos de física do ensino médio. Além disso, apresentaremos a proposta de um novo trabalho, que está em andamento, que consiste em introduzir os alunos à Nanociência e Nanotecnologia através de atividades práticas que envolvem o uso de diversos instrumentos de medição, proporcionando-lhes uma compreensão do que é um nanômetro, sendo uma forma alternativa de introduzir conceitos de física moderna no ensino médio.

Dr. Diogo H. Silva
Universidade de São Paulo (USP) - Campus São Carlos

Um estudo da localização em espalhamentos epidêmicos

Uma diversidade de epidemias se propagam dentro de comunidades e têm encontrado condições favoráveis para atravessar fronteiras, ganhando um aspecto global. Através da modelagem de espalhamentos epidêmicos, buscamos estudar os aspectos que tornam possível esse fenômeno. Neste seminário, apresentamos um estudo voltado para localização e seus efeitos no espalhamento epidêmico, explorando abordagens teóricas e métodos computacionais.

Prof. Dr. Gilberto Junior
Universidade Federal de Viçosa (UFV)

Epitaxia de van der Waals: Uma abordagem para o crescimento de nanoestruturas de materiais topológicos

O Telureto de bismuto (Bi 2 Te 3 ) e o seleneto de bismuto (Bi 2 Se 3 ) estão inseridos em uma nova classe de materiais, denominados isolantes topológicos. Nesses materiais, a forte interação spin-orbita resulta em uma estrutura eletrônica não trivial, caracterizada pela presença de um gap de energia no material volumétrico (bulk), mas com a presença de estados condutores na superfície. Tal propriedade possibilita a seleção do estado de spin dos elétrons, resultando em efeitos como o transporte eletrônico spin-dependente sem dissipação. Essa característica proporciona desenvolvimentos em spintrônica e computação quântica, áreas de fundamental interesse no atual cenário tecnológico. A fabricação de dispositivos com base em Bi 2 Te 3 /Bi 2 Se 3 tem representado um grande desafio para os pesquisadores. Esses materiais têm como característica uma estrutura cristalina lamelar formada por camadas quíntuplas (QL) cuja interação é do tipo van der Waals altamente sensível às condições de crescimento. A introdução de defeitos na rede cristalina potencializa a densidade de portadores no volume do composto e, consequentemente, dificulta a detecção dos estados condutores de superfície. Nesse sentido, a síntese de materiais com alta qualidade e dimensões reduzidas se mostra uma alternativa interessante uma vez que a grande razão superfície-volume, possibilita o uso destes nanomateriais como plataformas para se estudar os estados de superfícies topológicos, reduzindo a contribuição do bulk para a condução. Neste trabalho apresentaremos o conceito de epitaxia de van der Waals e sua abordagem no desenvolvimento de heteroestruturas de materiais topológicos. Particularmente, discutiremos a relação entre as propriedades estruturais e eletrônicas nos materiais Bi 2 Te 3 e Bi 2 Se 3 crescidos em diferentes substratos pelas técnicas de epitaxia por feixe molecular (MBE) e sputtering.

Prof. Dr. Joaquim Bonfim Santos Mendes
Universidade Federal de Viçosa (UFV)

Laboratório mineiro de magnetismo e materiais magnéticos multifuncionais

Spintrônica e Nanomagnetismo constituem áreas de pesquisa, desenvolvimento e inovação conectadas e responsáveis por avanços na tecnologia e no desenvolvimento científico de áreas como: microeletrônica, ciência de dados, bioengenharia, física médica, telecomunicações, computação e inteligência artificial. As fronteiras do conhecimento nestes campos envolvem processamento de sinais que ocorrem nas escalas temporal ultrarrápida e em dispositivos na escala nanométrica. Portanto, os desafios científicos e tecnológicos podem ser resumidos em duas frentes: (i) Pesquisar e desenvolver materiais avançados, que devido às dimensões reduzidas, exibem fenômenos que só podem ser explicados com auxílio da mecânica quântica, e (ii) Pesquisar e descobrir fenômenos que só se manifestam devido às propriedades únicas desses materiais [1-5]; (iii) desenvolvimento de instrumentação científica e sensores para detecção de agentes de interesse relacionados à segurança alimentar, saúde pública e na agroindústria [6-9]. Pretendemos desenvolver atividades na fronteira do conhecimento, em particular estudaremos propriedades de spin que se manifestam majoritariamente em estruturas bidimensionais, sejam elas camadas atômicas, ou interfaces que se formam em heteroestruturas. A quebra de simetria de translação, que é uma propriedade intrínseca das heteroestruturas, permite que vários fenômenos de interesse se manifestem, tais como: sistemas eletrônicos 2D com forte interação spin-órbita, materiais quânticos e topológicos, materiais magneto-elétricos, óxidos funcionais, etc. Este laboratório pretende unir grupos de pesquisa do estado Minas Gerais que isoladamente desenvolvem atividades nestes temas, para que de maneira sinérgica, unam as suas expertises individuais com o objetivo claro de se posicionar competitivamente no cenário nacional e internacional. Para nosso conhecimento, este será o primeiro laboratório desta natureza no interior do estado de Minas Gerais. A intenção é desenvolver atividades coordenadas em P,D&I agregando as técnicas dos diversos laboratórios envolvidos, aproveitando as experiências dos seus membros para favorecer a formação qualificada de jovens pesquisadores e aumentar o impacto de nossas atividades de pesquisa de maneira e induzir o desenvolvimento de aplicações tecnológicas inovadoras.

As atividades de pesquisa são apoiadas pelas agências de fomento públicas CAPES, FINEP, CNPq/INCT de Spintrônica e Nanoestruturas Magnéticas Avançadas (INCT-SpinNanoMag), FAPEMIG - Rede de Pesquisa em Materiais 2D e Rede de Nanomagnetismo.

[1] MENDES, J. B. S. et al., Unveiling the spin-to-charge current conversion signal in the topological insulator by means of spin pumping experiments. Physical Review Materials, 5, 024206 (2021).
[2] MENDES, J. B. S. et al., Efficient spin-to-charge interconversion in Weyl semimetal TaP at room temperature. Advanced Materials Interfaces 9 (36), 2201716 (2022).
[3] Gomes da Silva, E. et al. Surface-state mediated spin-to-charge conversion in Sb films via bilateral spin current injection. Appl. Phys. Lett. 123, 202402 (2023).
[4] SANTOS, E. et al. Inverse Orbital Torque via Spin-Orbital Intertwined States. Phys. Rev. Applied 19, 014069 (2023).
[5] SANTOS, E. et al. Bulk and Interface Effects Based on Rashba-like States in Ti and Ru Nanoscale-Thick Films: Implications for Orbital-Charge Conversion in Spintronic Devices. ACS Appl. Nano Mater (2024).
[6] SILVA, W. R. F. et al. A biosensor based on magnetoelastic waves for detection of antibodies in human plasma for COVID-19 serodiagnosis. Biosensors and Bioelectronics 261, 116456 (2024).
[7] SILVA, W. R. F.; CUNHA, R.; MENDES, J. B. S. Development of an integrated device based on the gain/phase detector and Arduino platform for measuring magnetoelastic resonance. Measurement, 115819 (2024).
[8] SILVA, W. R. F.; CUNHA, R.; MENDES, J. B. S. (2024) (Pedido/Patente: BR 10 2024 008915-4).
[9] SILVA, W. R. F.; CUNHA, R.; MENDES, J. B. S. (2024) (Pedido/Patente: BR 51 2024 000754-7).

Prof. Dr. Luis Barbosa Pires
Universidade Federal de Viçosa (UFV)

Otimização em protocolos Brownianos

O modelo experimental de uma partícula aprisionada por uma pinça óptica será utilizado para introduzir os conceitos fundamentais da termodinâmica estocástica, em que energia e entropia são grandezas que flutuam ao longo do tempo. A partir desse modelo, o conceito de custo termodinâmico associado a processos fora do equilíbrio será discutido. Utilizando um formalismo funcional, esse conceito será aplicado em processos isocóricos, permitindo a derivação do protocolo que minimiza tal custo para um dado tempo de transição.

Prof. Dr. Marcelo Lobato Martins
Universidade Federal de Viçosa (UFV)

O fazedor de montículos

No passado longínquo a humanidade cozia barro fofo ou lascava pedras e ossos para construir seus artefatos. Muitos milênios depois, nossos artefatos mais avançados têm componentes moldados em dimensões moleculares. Fabricar nessa escala exige dominar a arte de crescer montículos em ateliês apropriados. Um desafio especial, considerando-se a engenharia de tecidos, é crescer estruturas ramificadas inorgânicas similares àquelas geradas na morfogênese biológica. Nesta apresentação discutiremos o potencial dos passeios aleatórios com ramificação e aniquilação para fabricar morfologias ramificadas.

Prof. Dr. Sukarno Olavo Ferreira
Universidade Federal de Viçosa (UFV)

Crescimento de heteroestruturas e materiais 2D por epitaxia de feixe molecular

Neste seminário faremos uma revisão do crescimento e das propriedades de heteroestruturas baseadas nos elementos Cd, Te e Mn, e de compostos isolantes topológicos baseados em Bi, Mn e Te sobre substratos de Silício e GaAs, utilizando a técnica de epitaxia por feixes moleculares (MBE). Os modos de crescimento observados e sua relação com a diferença de parâmetro de rede entre o composto depositado e o substrato tanto no caso da deposição heteroepitaxial tradicional quanto no caso de materiais bidimensionais, caracterizados por ligações de van der Waals. As amostras são caracterizadas por difração de raios-x de alta resolução (HR-XRD), microscopia de eletrônica de varredura (FEG-SEM), microscopia de eletrônica de transmissão de alta resolução (HR-TEM), microscopia de força atômica (AFM) e fotoluminescência (PL) e medidas de transporte elétrico. Os filmes finos podem ser processados para a obtenção de nanomembranas e nano tubos e transferidos para outros substratos, permitindo a fabricação de dispositivos em substratos virtuais.

Prof. Dr. Vagson Luiz de Carvalho Santos
Universidade Federal de Viçosa (UFV)

Texturas topológicas tridimensionais: Sobre hopfions e torons

Recentes avanços nas técnicas experimentais tornaram o magnetismo em escala nanométrica um tema de intensa pesquisa, tanto do ponto de vista aplicado quanto fundamental. Uma das características mais interessantes dos nanomagnetos é que eles permitem a nucleação de várias texturas de magnetização que se comportam como partículas únicas. Algumas dessas configurações coletivas de magnetização são texturas solitônicas que podem ser controladas utilizando correntes elétricas, campos magnéticos e gradientes de temperatura. Inicialmente, os principais esforços para entender essas texturas magnéticas se concentraram em nanopartículas quase bidimensionais. No entanto, um impulso considerável na área ocorreu com a fabricação de nanomateriais tridimensionais (3D). A inclusão de uma terceira dimensão tem um impacto tão grande que uma nova e desafiadora área de pesquisa, o nanomagnetismo 3D, surge. Estruturas 3D são candidatas promissoras para aplicações em spintrônica, como memória racetrack e dispositivos lógicos, já que a proteção topológica que elas apresentam garante estabilidade robusta, mesmo quando o perfil de magnetização se desvia do estado fundamental devido às restrições geométricas. Durante a palestra, serão apresentados alguns resultados de nosso grupo de pesquisa sobre a análise das propriedades de hopfions torons, duas importantes texturas topológicas que emergem no contexto do 3D-nanomagnetismo. Esses objetos têm despertado grande interesse recentemente, não só por suas características teóricas, mas também por suas potenciais aplicações tecnológicas.