Resumos Submetidos

O KTz é um modelo de neurônio dado por um mapa 3D que descreve o potencial de ação, a variável de recuperação e a variável lenta, respectivamente, e pode exibir muitos comportamentos excitáveis (disparos rápidos e lentos, burstings, etc). Usamos um mapa de sinapses químicas para acoplar neurônios KTz em redes regulares e complexas. Definimos um parâmetro de ordem e estudamos os expoentes críticos dessas redes ao calcular os Cumulantes de Binder para as transições de fase. Se as sinapses são homogêneas, então a rede sofre uma transição de primeira ordem. Propomos a adição de ruído ao parâmetro de acoplamento -- o ruído é uma característica bem conhecida de todas as conexões sinápticas. Assim, a transição de fase pode se tornar de segunda ordem (uma situação análoga ocorre ao adicionar desordem em sistemas magnéticos). A mudança de ordem depende da topologia da rede. A transição de segunda ordem pode corresponder a atividade de avalanches crítica (o que foi observado experimentalmente), mostrando que um estado Criticamente Auto-Organizado é plausível em tais models, nas condições consideradas.

Quando radiação ionizante incide na matéria, ela pode produzir diversos efeitos diferentes, dependendo do tipo de radiação e do tipo de alvo. Quando jogamos íons (H+, He+, C+, etc) com energia da ordem de KeV ou MeV, ele pode induzir dessorção ou desbaste no substrato, ao passo que a incidência de fótons UV leva comumente a alterações químicas da amostra (como formação de novas ligações químicas ou ruptura de outras já existentes), processo conhecido como degradação, cujo resultado também se manifesta por mudanças nas propriedades físicas do material. Neste trabalho, submetemos dois tipos diferentes de amostras à radiação ionizante: gelos astrofísicos e polímeros (específicamente o polimetacrilato de metila – PMMA). Apesar de parecer que um deles não apresenta relação com o outro, eles possuem comportamentos complementares: o primeiro tende a formas ligações químicas novas a partir da incidência de radiação, enquanto o outro possui uma tendência maior pela degradação e quebra das ligações químicas de sua estrutura polimérica (este tipo de polímero). A análise dos materiais alterados é feita com duas técnicas experimentais: Espectrometria de massa por tempo-de-voo (ToF), por onde analisar-se-á o material ejetado da superficie por dessorção de íons secundários (SIMS – Espectrometria de Massa de Íons Secundários), e Espectrometria de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), que permite identificar mudanças no espectro de absorção de infravermelho pela mudança na concentração das ligações químicas antes e depois de sofrerem irradiação com radiação ionizante (tanto particulada quanto fotônica).

Neste trabalho, apresentamos um modelo para estudar a difusão de pósitrons em meios gasosos via caminhadas aleatórias. A interação pósitron-átomo é descrita através das seções de choque pósitron-alvo, onde “alvo” refere-se aos átomos específicos que formam o meio. A idéia principal é estudar como o pósitron deposita energia no meio (via ionizações e excitações eletrônicas) até aniquilar, fixando a probabilidade de que cada processo aconteça a partir da seção de choque relativa P(x)=x/total, onde “x” denota ionização, excitação, formação de positrônio, etc. Como primeira aplicação, estudamos como o pósitron se difunde em gases de hélio, neônio, argônio e suas misturas. A fim de caracterizar a dinâmica de evolução do pósitron dentro de cada sistema, calculamos os perfis de radiação proveniente da aniquilação do pósitron com os átomos, suas vidas médias em cada meio, os perfis de penetração e as distâncias mais prováveis de ionização e excitação eletrônica. Simulações como as que vamos discutir neste seminário são particularmente úteis no estudo de ambientes astrofísicos como atmosferas estelares e o meio interestelar, assim como na caracterização da técnica de tomografia por emissão de pósitrons (PET – Positron Emission Tomography).

O famoso modelo de Ising não tem dinâmica própria. Não há uma equação diferencial mecânica que descreva seu estado futuro a partir do atual, como a segunda lei de Newton, as equações de Lagrange ou de Hamilton. A razão para isso é o caráter discreto da variável dinâmica, o spin de Ising que pode assumir apenas dois valores $+1$ ou $-1$, sem estados intermediários contínuos. Costuma-se usar, então, dinâmicas emprestadas da Mecânica Estatística de equilíbrio, por exemplo a de Metropolis. Apresentamos aqui uma versão contínua do modelo, inspirado em sistemas massa-mola, cuja evolução dinâmica pode ser seguida através das equações canônicas da Mecânica Clássica.
O objetivo é usar tal modelo para reconstruir o passado de árvores evolucionárias históricas, das quais só se conhece o estado atual. A evolução das espécies é um exemplo. Cada espécie atual foi criada no passado a partir da bifurcação de uma espécie ancestral em dois ramos distintos. Cada um desses ramos seguiu sua própria história independente do outro, e a atual diferença entre os dois reflete o tempo passado desde a bifurcação que os gerou. Cada um dos ramos pode por sua vez se bifurcar em dois novos, e assim por diante. Como inferir cada bifurcação passada a partir apenas do conhecimento da situação atual? Resposta: comparando as várias espécies atuais, duas a duas, e medindo a distância (ultramétrica) de cada par. Há vários métodos para a realização dessa mágica, o modelo de Ising dinâmico aqui apresentado pretende ser mais um.
Um comentário para o leitor pensar. A evolução histórica evidentemente não é ergódica. Dinâmicas emprestadas da Mecânica Estatística de equilíbrio são baseadas na hipótese ergódica. Para estudar sistemas evolucionários, portanto, devemos seguir a história de cada amostra, sem fazer médias durante o percurso, até o final. Só então, no final, pode-se realizar médias entre as várias amostras para o cálculo de probabilidades. Fazer médias durante a evolução e considerar que o sistema evolui a partir de "estados médios" e não do verdadeiro estado histórico atual é justamente admitir a hipótese ergódica, fundamental para a Mecânica Estatística de equilíbrio. Sistemas evolucionários ou históricos são justo aqueles que se recusam a se deixar encaixar nesse esquema.

A influência de campos magnéticos fortes no diagrama de fases da QCD, cobrindo todo o plano $T-\mu$ foi investigada com a ajuda do modelo de Nambu--Jona-Lasinio (NJL) [1]. O segmento associado à linha de transição de primeira ordem aumenta em comprimento com o aumento da intensidade do campo magnético e a posição do ponto crítico final também é afetada pela presença do campo. Em temperaturas baixas, o potencial químico crítico exibe uma oscilação ao redor do ponto obtido com campo magnético nulo, entre intensidades que vão de $10^{17}-10^{20} \, {\rm G}$. Esses resultados geram consequências não triviais para a física dos magnetares.
Calculamos, então, as janelas de estabilidade [2] a temperaturas finitas para os dois modelos que mais costumam ser usados para descrever estrelas de quarks: o modelo de sacolas do MIT e o NJL [3]. A grandeza que precisa ser investigada na procura por matéria de quarks estável a temperatura finita é a energia livre por bárion e janelas de estabilidade até temperaturas de 40 MeV são obtidas e os efeitos de campos magnéticos avaliados.
Finalmente, escolhemos o modelo de sacolas do MIT para analisar estágios diferentes da evolução estelar de estrelas de quarks magnetizadas. Efeitos da anisotropia na pressão são incorporados [4]. Os primeiros estágios da evolução são simulados através da inclusão de neutrinos aprisionados e entropia fixa por partícula, enquanto no último estágio, a estrela está desleptonizada e fria. Além disso, efeitos do campos magnéticos fortes, medidos através da diferença entre as pressões paralelas e perpendiculares, são mais
pronunciados no começo da evolução estelar, quando há um número maior de quarks up e léptons carregados.

[1] S.S. Avancini, D.P. Menezes, M.B. Pinto and C. Providência, Phys. Rev. D 85,
091901(R) (2012).
[2] J.R. Torres and D.P.Menezes, Europhysics Letters, 101 (2013) 42003.
[3] J.R. Torres, V. Dexheimer and D.P. Menezes, arXiv:1303.5102[astro-ph.HE]
[4] V. Dexheimer, D.P. Menezes and M. Strickland, arXiv:1210.4526[nucl-th]; M. Strickland, V. Dexheimer and D.P. Menezes, Phys. Rev. D 86, 125032 (2012).

Esta apresentação é dedicada a mostrar uma visão panorâmica de como a síntese mecânica está sendo usada para obter semicondutores nanocristalinos a partir de materiais elementares, tais como, Ga, Ge, Zn, Na e S, Se, Te e Sb, e como a mecano-síntese se aplica em diversas outras áreas de pesquisa na UFSC (farmácia, ciências agrícolas e engenharias). Também será mostrado como a caracterização das propriedades estruturais, térmicas, vibracionais e físico-químicas dos materiais nanocristalinos é feita usando difração e absorção de raios X, calorimetria, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica e ensaios de altas pressões. Desafios no entendimento e controle dos mecanismos físico-químicos envolvidos na síntese ou processamento mecânico serão apresentados para promover discussões sobre as possibilidades de aplicação da mecano-síntese na solução de problemas científicos de interesse tecnológico. Resultados recentes obtidos nas instalações multiusuário da UFSC serão usados para exemplificar a viabilidade de usar a síntese-mecânica para a produção de materiais nanocristalinos com aplicações tecnológicas. Especial atenção será dada à determinação do tamanho médio de cristalitos e microdeformação a partir de dados de difração de raios X e do método de Rietveld. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão (inclusive de alta resolução) associadas com padrões de difração de elétrons serão usadas para ilustrar as oportunidades de investigar a estrutura de nanopartículas (incluindo nanocristais e suas componentes interfaciais).

É bem conhecido que ondas sonoras em um fluido podem ser descritas pela
propagação de um campo escalar no fundo de uma métrica efetiva. Se o fluido atinja o regime supersônico observam-se propriedades de um horizonte de eventos na fronteira desta região: uma onda sonora pode passar pelo ponto sônico somente em direção do fluido e não pode propagar para trás. Este efeito é chamado análogo de Unruh [1]. O análogo dá nos a possibilidade de estudar configurações de fluido supersônico utilizando a bem-desenvolvida linguagem da gravitação geral.
De outro lado, como ondas gravitacionais por enquanto não foram observadas, análogo de Unruh aparece de ser uma possibilidade atraente para testes experimentais das propriedades de campos no contexto de buracos negros. Em [2] foi proposto de encontrar tal forma de bocal de Laval, que produz o potencial efetivo do buraco negro. As ondas sonoras em gas que passa por bocal de Laval desta certa forma obedecem a mesma lei que os campos da certa simetria ou perturbações gravitacionais no contexto de um buraco negro de Schwarzschild.
Até hoje o bocal de Laval foi construido somente para campos sem massa. O campo escalar massivo no contexto de um buraco negro possui dinâmica ainda mais interessante. Normalmente a evolução das perturbações consiste de três períodos: no começo observa-se a resposta inicial do buraco negro na fonte da perturbação cedida depois por decrescimento exponencial chamado o toque quasenormal que depende somente dos parâmetros de buracos negros e não depende da fonte da perturbação e finalmente, no tempo tardio, aparecem caudas potenciais no sinal. Para campos massivos existem valores particulares da massa para que existem perturbações da vida muito longa chamadas quaseresonâncias [3].
Neste trabalho estudo as equações hidrodinâmicas envolvidas no bocal de Laval, o método númerico para obter seu forma do bocal de Laval em que ondas sonoras se propagam analogicamente ao campo escalar massivo no contexto de um buraco negro de Schwarzschild e mostrando também, os perfis temporais da onda sonora correspondentes as quase resonancias, que são perturbações de vida muito longa.

[1] W. G. Unruh, Phys. Rev. Lett. 46, 1351 (1981).
[2] E. Abdalla, R. A. Konoplya, and A. Zhidenko, Class. Quant. Grav. 24,
5901 (2007), [arXiv:0706.2489].
[3] A. Ohashi and M. -a. Sakagami, Class. Quant. Grav. 21, 3973 (2004),
[gr-qc/0407009]. R. A. Konoplya and A. Zhidenko, Phys. Lett. B 609, 377 (2005) [grqc/0411059].

A Astrofísica Extragaláctica vive uma era de ouro com a disponibilidade de uma quantidade quase inconcebível de dados e projetos observacionais em diferentes regiões espectrais. Nosso grupo de pesquisa na UFSC, em colaboração com outros pesquisadores do Brasil e França, foi bem sucedido em acompanhar estes novos desafios, especialmente com a análise espectroscópica dos dados do SDSS. O resultado desse esforço foi a construção de um banco de dados de propriedades físicas de galáxias para quase 1 milhão de objetos, o qual é completamente público. Neste trabalho, damos continuidade a esta expansão, focando nossa atenção na região infravermelha do espectro eletromagnético com a inclusão dos catálogos de fontes obtidos pela missão observacional WISE. Incrementamos o nosso banco de dados com os dados obtidos a partir do WISE e fazemos o
match no catálogo do SDSS criando uma subamostra de galáxias de cerca de 900 mil objetos. Esses objetos são analisados fazendo um comparativo entre as propriedades físicas obtidas para o SDSS a fim de verificar as consistências com os dados do WISE.

Através de um projeto audacioso e perspicaz, instalou-se, à compreensível vista dúbia de muitos, um observatório astronômico numa cidade tradicionalmente agrícola situada no meio oeste catarinense. A visionária cidade, Videira, com uma localização privilegiada pela altitude (850 m) e pela razoável escassez de chuvas desenvolveu e executou o projeto, que está em pleno funcionamento. Hoje, já consolidado e reconhecido regionalmente, recebe alunos e turistas de toda Santa Catarina e de outras regiões do Brasil. Desenvolve projetos de divulgação e educação astronômica através de eventos de observação pública, palestras locais e eventos com astrônomos amadores e profissionais do Brasil, além de acompanhar e registrar eventos astronômicos, anexando os resultados ao seu banco de dados. Conta com parcerias com o Instituto Federal Catarinense e Universidade Federal de Santa Catarina, entre outras instituições, o que contribui para o desenvolvimento da educação regional. Figura como ponto turístico central na região, aguçando e sanando a curiosidade popular, trazendo dividendos ao município, resolvendo enigmas e desmistificando pseudociências muito comuns no meio social. Aqui, apresentamos os trabalhos desenvolvidos, fazemos um balanço de todas as pessoas e classes que deles participaram e análise da eficácia dos métodos de abordagem.

Apresenta-se um modelo de rede simplificado, que tenta imitar o crescimento de um tumor. O modelo consiste em dois processos de contatos interagentes em uma rede unidimensional. Os sítios da rede podem ser vazios ou ocupados por células normais ou cancerígenas. A evolução temporal das densidades é governada por uma Equação Mestra, cujas taxas de transição dependem essencialmente das taxas de divisão celular, consideradas diferentes para cada tipo de célula. Trata-se de um modelo competitivo, onde os estados estacionários são determinados como uma função das taxas de divisão. Empregamos aproximações de campo médio, a nível de
um e dois sítios, e obtemos diagramas de fase que mostram quatro fases distintas, incluindo uma fase mista, em que as células normais e cancerígenas coexistem. Simulações de Monte Carlo mostram que esta fase mista deixa de existir no limite de redes grandes. Também foram calculados alguns expoentes críticos estáticos associados às transições de fase do modelo e vimos que eles pertencem à classe de universalidade da Percolação Dirigida.