Fernando Miguel Hahne

Autores

Fernando Miguel Hahne*,Pawel Klimas (UFSC)

Segunda-feira, 16h45

Espalhamento de kinks compactos

Estudamos os processos de espalhamento kink-antikink e kink-kink em um modelo de teoria de campo com potencial não-analítico nos seus mínimos. Esse tipo de modelo possui derivadas laterais diferentes e não nulas pela esquerda e pela direita ao redor dos mínimos. Como uma consequência, suas soluções possuem suporte compacto. Descobrimos que o espalhamento do kink-antikink inclui casos de captura e escape do par de sólitons compactons, separados por uma velocidade crítica. Ao redor dessa velocidade crítica, o comportamento é fractal. A emissão de radiação influencia fortemente o caso de baixas velocidades, com os casos de mais radiação sendo os mais caóticos. Mostramos que a emissão de radiação ocorre na forma de oscillos compactos e ondas de choque compactas. O espalhamento kink-kink ocorre de forma elástica, sem emissão de radiação. Algumas características do espalhamento kink-antikink e kink-kink foram explicados por um modelo de coordenadas coletivas, mesmo com o caso kink-kink apresentando um problema de vetor nulo.

João Pedro Engster

Autores

João Pedro Engster*(UFSC), Rafael Vieira (UFSCar), Eduardo I. Duzzioni (UFSC), Edgard P. M. Amorim (UDESC)

Segunda-feira, 17h

State transfer via quantum walks from delocalized states

In this work we study the state transfer through quantum walks placed on a bounded one-dimensional path. We first consider continuous-time quantum walks from a Gaussian state. We find such a state when superposing centered on the starting and antipodal positions preserves a high fidelity for a long time and when sent on large circular graphs. Furthermore, it spreads with a null group velocity. We also explore discrete-time quantum walks to evaluate the qubit fidelity throughout the walk. In this case, the initial state is a product of states between a qubit and a Gaussian superposition of position states. Then, we add two Pauli X gates to confine this delocalized qubit. We also find that this bounded system dynamically enables periodic recovery of the initial separable state. We outline some applications of our results in dynamic graphs and propose quantum circuits to implement them based on the available literature.

Maria de Lourdes Deglmann

Autores

Maria de Lourdes Deglmann*, Celso de Camargo Barros Jr., Leonardo G. Barbosa (UFSC)

Segunda-feira, 17h15

Cordas negras, Quintessência e Nuvens de Strings: Um coquetel cosmológico

A energia escura, responsável pela expansão acelerada do Universo é, certamente, um dos maiores enigmas na física do século 21. Desta forma, investigar sistemas físicos na presença de energia escura torna-se um passo importante para desvendarmos sua natureza, seu comportamento e suas consequências cosmológicas. Um dos modelos mais aceitos de energia escura, além da própria constante cosmológica presente no modelo Λ-CDM, é o modelo de quintessência criado por Caldwell, Dave e Steinhardt (1998), onde a energia escura é descrita através de um campo escalar canônico φ. No entanto, modelos com quintessência podem ser investigados diretamente a partir de um tensor de energia-momento, como fez Kiselev (2003). Neste trabalho, seguimos uma abordagem semelhante à de Kiselev e exploramos um espaço-tempo de black string (corda negra) envolta por uma nuvem de strings e por um fluido anisotrópico de quintessência. Obtemos uma expressão geral para a densidade de energia deste fluido, ρQ, assim como para sua pressão longitudinal e tangencial. Adicionalmente, investigamos a formação de horizontes de evento e realizamos uma análise física de todos os parâmetros envolvidos no modelo. Por fim, analisamos a dinâmica de um bóson de spin zero quando na presença deste espaço-tempo.

Henrique de Oliveira Bonato

Autores

Henrique de Oliveira Bonato*, Marlos de Oliveira Ribas, Fernando Pablo Devecchi, Clisthenis Ponce Constantinidis (UTFPR)

Segunda-feira, 17h30

Cosmologias de Campos Escalares e Simetrias de Noether

A chamada formulação de Canuto, um formalismo covariante de escala, é utilizada para descrever um Universo jovem no período inflacionário. Nesse modelo um campo escalar chamado de ínflaton é tomado como fonte, sua dinâmica é determinada pelos fundamentos da relatividade geral, da teoria de campos e pelas chamadas simetrias de Noether. As soluções deste modelo fornecem um período inflacionário consistente.

Uma alternativa conhecida da relatividade geral é a chamada teoria de Brans-Dicke. Numa versão generalizada o chamado parâmetro de acoplamento ω pode ser visto como uma função do campo de dílaton. Neste caso, as simetrias de Noether também podem ser utilizadas para fixar o comportamento de ω. O modelo cosmológico correspondente mostra-se consistente na sua versão clássica. Posteriormente foi possível montar uma versão quântica desse modelo utilizando a metodologia de Bohm. Esta quantização conduz a um fator de escala mínimo no início do Universo.

João Victor Zamperlini dos Santos

Autores

João Victor Zamperlini dos Santos*, Dr. Celso De Camargo Barros Junior
(UFSC)

Segunda-feira, 17h00

Interação Nuclear em Espaço-tempo Curvo

Este trabalho tem como objetivo a descrição da interação nuclear sob a perspectiva da Teoria Quântica de Campos em Espaços-tempo Curvos. A física nuclear e o estudo de efeitos quânticos em gravitação já são áreas de pesquisa por si só, porém uma descrição de como interações entre nucleons ocorrem na presença de um espaço-tempo curvo, ou seja, que não é descrito pela métrica de Minkowski, ainda não se encontra na literatura. Neste estudo empregamos o resultado da amplitude de espalhamento de uma interação nucleon-nucleon mediada por uma partícula escalar, como primeiramente sugerido por Hideki Yukawa, mas aplicando os resultados de espaço-tempo curvo ao diagrama de Feynman em ordem dominante; enquanto que no espaço plano o potencial de interação nuclear é dada pela transformada de Fourier do propagador de Feynman no espaço de Minkowski, no espaço curvo, o mesmo propagador tem sua expressão corrigida pelas quantidades geométricas descritas nas equações de Einstein da Relatividade Geral. Ao empregar a transformada inversa, almejamos analisar o novo potencial de interação e fazer uma análise fenomenológica do resultado para métricas de interesse, como a de Buraco Negro carregado, que demonstra ter uma correção a depender da distância do sistema ao centro gravitacional e da carga elétrica. Como resultado preliminar fizemos uma análise qualitativa do resultado para o potencial efetivo e o que poderia refletir no estado ligado do sistema nucleon-nucleon apenas por um efeito de curvatura do espaço-tempo.

Rafael Pacheco Cardoso

Autores

Rafael Pacheco Cardoso*, William R. Tavares, Sidney S. Avancini e Ricardo L.S. Farias
(UFSC)

Terça-feira, 16h45

Regularização do modelo de Nambu-Jona-Lasinio com momento magnético anômalo dos quarks

Transições de fase de primeira ordem têm sido previstas no contexto do modelo de Nambu–Jona-Lasinio (NJL) ao considerarmos o efeito do momento magnético anômalo dos quarks (qAMM), esse gerado pela quebra dinâmica da simetria quiral para quarks massivos. O modelo NJL é amplamente utilizado para descrever a Cromodinâmica Quântica (QCD), a teoria fundamental que rege as interações fortes, de maneira efetiva. O efeito do qAMM pode ser muito interessante, pois já foi notado numa série de trabalhos que este pode ajudar a responder uma das questões até hoje não tão bem compreendidas no contexto da QCD: a catálise magnética inversa. Nessa apresentação, vou mostrar como essas transições de fase de primeira ordem, fenômenos que representariam uma realidade física importante, na verdade estão relacionadas a problemas de regularização do modelo NJL com dois sabores. Esses problemas decorrem de termos proporcionais à massa efetiva no potencial termodinâmico. Ao eliminar esses termos de maneira fenomenológica, recuperamos o resultado esperado pela QCD na rede, uma transição de fase do tipo crossover. Por fim, fazendo uma expansão para valores de campo magnético inferiores ao quadrado da massa efetiva no vácuo, extraímos uma regularização independente da massa que é solução para evitar as transições de fase de primeira ordem no modelo NJL em dois sabores com efeito do qAMM.

Eduardo Oliveira Pinho

Autores

Eduardo Oliveira Pinho*, Tiago J. Nunes da Silva, M. N. Ferreira
(UFSC)

Terça-feira, 17h

Dinâmica de pré-equilíbrio não conforme em colisões de íons pesados

Espera-se que o plasma de quarks e glúons (QGP), uma fase da matéria onde os quarks e glúons que a compõem não estão confinados dentro de hádrons, como se acredita que acontecia no universo primordial, seja produzido durante colisões de íons pesados relativísticos. Métodos de modelagem híbrida, onde cada etapa do processo do colisão utiliza um modelo numérico diferente, têm tido bastante sucesso na descrição da matéria fortemente interagente que emerge de colisões de íons pesados. O foco da nossa pesquisa reside nos momentos logo após a colisão, em que um sistema totalmente fora do equilíbrio se forma a temperaturas e densidade extremas e cujo comportamento acaba se aproximando do equilíbrio termodinâmico e portanto evoluindo segundo a hidrodinâmica relativística viscosa. Esse estágio de pré-equilíbrio não é muito bem conhecido, sendo normalmente descrito utilizando modelos com evolução conforme, embora se saiba que a QCD não é uma teoria conforme de modo geral, e essa conformalidade dos modelos acarreta em mudanças artificiais dos coeficientes de transporte, que não correspondem com a realidade. Portanto, necessita-se de um novo modelo de dinâmica de pré-equilíbrio que leve em conta a não conformalidade da teoria desde o início para um tratamento mais consistente dos estágios iniciais de colisões de íons pesados.

Juliana Oliveira Costa

Autores

Juliana Oliveira Costa*, Isabelle Aguiar, Jadna L. Barauna, Eugenio Megías, Airton Deppman, Tiago N. da Silva, Débora P. Menezes
(UFSC)

Terça-feira, 17h15

Estatística não-extensiva na produção de hádrons em colisões de íons pesados

Este trabalho analisa a importância das colisões de íons pesados em aceleradores de partículas, como o RHIC, para explorar a Cromodinâmica Quântica (QCD). Tais colisões criam condições extremas, formando o plasma de quarks e glúons (QGP), que recria brevemente as condições iniciais do Universo. Apesar da impossibilidade de observar diretamente esse plasma, a combinação de dados experimentais e modelos teóricos, especialmente o NES (Non-extensive Statistics), é crucial para compreender essas colisões. O NES oferece uma visão essencial do processo de produção de partículas, destacando-se no estudo da transição de fase entre o QGP e a fase hadrônica. No RHIC, os experimentos buscam reproduzir essas condições extremas, fornecendo informações valiosas sobre a natureza dos hádrons por meio do estudo de suas múltiplas produções. A abordagem baseada em NES contrasta com as abordagens tradicionais, introduzindo um parâmetro não extensivo (q) que desempenha um papel crucial na descrição do sistema, incorporando efeitos de correlação em sistemas complexos. A pesquisa investiga as distribuições de férmions e bósons em colisões de ouro-ouro (Au-Au), usando o NES para descrever a produção de hádrons. Busca-se um ajuste ótimo entre modelos teóricos e dados experimentais, utilizando o χ² para minimizar discrepâncias. Ao minimizar o χ², o valor ótimo de q é encontrado como 1.16, proporcionando uma descrição mais precisa das razões de partículas produzidas em colisões de Au-Au com estatísticas não extensivas. Essas estatísticas revelam as complexidades das colisões de íons pesados, enriquecendo a compreensão desses eventos extremos.

Isabelle Caroline Alana da Silva

Autores

Isabelle Caroline Alana da Silva*, Tiago J. Nunes
(UFSC)

Terça-feira, 17h30

Como diferentes correções viscosas no processo de particlização influenciam nas partículas finais geradas em modelos híbridos de colisões de íons pesados

Na busca em desvendar o que aconteceu no início do universo, o plasma de quarks e glúons (QGP) se tornou um tópico de grande interesse dentro da física nuclear. Isso porque essa fase da cromodinâmica quântica (QCD) não pode ser observada em condições normais de temperatura e densidade bariônica. Uma das formas encontradas para estudar a fase desconfinada de quarks e glúons é por meio de experimentos realizados em colisores de partículas. No RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) íons pesados de chumbo (Pb) são acelerados um contra o outro em velocidades relativísticas com o intuito de produzir o QGP. O plasma formado nesse experimento tem um tempo de vida muito curto e não pode ser detectado de forma direta. O que se tem acesso são as partículas finais produzidas após o resfriamento e recombinação dessas partículas fundamentais. Nesse sentido, para se estudar as propriedades e características do QGP é preciso desvendar o processo de formação do mesmo usando ferramentas como simulações de colisões de íons pesados. Nas simulações, partículas finais são geradas usando modelos híbridos computacionais e comparadas com as partículas finais geradas experimentalmente. Cada etapa da formação do plasma é descrita numericamente por um modelo diferente onde a saída de um precisa ser a entrada do outro. Devido à dinâmica do QGP ser modelada pela hidrodinâmica e a dinâmica das partículas finais ser modelada pela teoria cinética, se faz necessário a criação de uma etapa na cadeia que traduz os graus de liberdade hidrodinâmicos para os graus de liberdade cinéticos. Essa etapa não física se chama particlização e pode influenciar de forma significativa as partículas finais geradas pela simulação. Além disso, a hidrodinâmica que descreve o QGP é uma hidrodinâmica viscosa que necessita de uma correção viscosa no processo de tradução desses graus de liberdade. São diferentes os tipos de correções viscosas que podem ser usadas nesse processo. É importante que se analise a influência dessas correções na geração das partículas finais simuladas porque isso compromete a análise física das propriedades reais do plasma. Nesse sentido, esse trabalho gera eventos de colisão entre íons de chumbo com diferentes correções viscosas no processo de particlização e compara suas partículas finais com os resultados experimentais gerados no ALICE (A Large Ion Collider Experiment), um dos experimentos realizados no RHIC. Se observa que observáveis como a quantidade de partículas (multiplicidade) e o momento transversal médio das partículas são afetados pelo tipo de correção escolhida.

Bruna de Oliveira Stahlhofer

Autores

Bruna de Oliveira Stahlhofer*
(UFSC)

Terça-feira, 17h45

Double Parton Scattering in Ultraperipheral Collisions

Double Parton Scattering (DPS) is a important way for which we can investigate the parton distributions of the proton and the nucleus. Although, we know that such scatterings should occur in high energy collisions, the formalism to describe it lack of answers to questions like — is there a universal effective cross section? In direction to explore such questions, we investigate DPS in ultraperipheral collision (UPC) where the effective cross section is not a constant as usually is in the central collisions, as we point in our results. Furthermore, once we allow the nucleus to break in a ultraperipheral proton–nucleus collision, we provide insights concerning the photon distribution of the nucleus. Also, as the effective cross section have a complex dependence with the longitudinal fraction energy carrying by the photon in the initial state, we evaluate cross sections with photon and gluons in the initial state producing quark–antiquark pairs or dilepton and quark–antiquark in the final state.

Gabriel Zardo Becker

Autores

Gabriel Zardo Becker*, Prof. Dr. Emmanuel Gräve de Oliveira
(UFSC)

Sexta-feira, 14h45

Interações da força fraca nuclear descritas pela QCD nos aceleradores de partículas de altas energias

No regime de física de altas energias, no referencial dipolo um bóson da interação fraca tem energia suficiente para flutuar em um par quark-antiquark. Assim, a interação do W e Z podem ser calculada a partir de QCD pelo formalismo de dipolo, considerando a seção de choque dipolo-próton. Neste trabalho, apresentamos importantes observáveis ​​de

interação fraca nos aceleradores de partículas que será essencial para estudar as contribuições de fundo nos futuros colisores e detectores, para obter mais sensibilidade à física além do Modelo Padrão e estimar a produção de neutrinos que pode ser medido no LHC. 

Newton Soares de Amorim Neto

Autores

Newton Soares de Amorim Neto*
(UFSC)

Sexta-feira, 15h

O ensino de circuitos elétricos através de uma sequência de WebQuest

Este trabalho apresenta a descrição e aplicação de uma sequência didática para o ensino de Física apoiada no recurso de WebQuest e atividades experimentais virtuais com enfoque no Circuito Elétrico. Como a WebQuest é feita através de interações entre alunos e professor, baseou-se na teoria da Zona de Desenvolvimento Proximal de Vygotski. Foram realizadas análises nos livros de Física do ensino médio que são utilizados em sala de aula e feito uma releitura do livro GREF, buscando deixar seus conceitos com exemplos mais atuais. Essa sequência foi aplicada duas vezes, nos anos de 2021 e 2022, no período de pandemia da COVID-19, houveram erros quanto a coleta e entrega de atividades referente a primeira aplicação, por este motivo houve a necessidade de uma segunda aplicação. Esta última, foi realizada com duas turmas do terceiro ano do ensino médio e ocupou um total de oito semanas com duas aulas por dia. O presente trabalho possibilitou que os alunos conhecessem conceitos sobre eletricidade que não são apresentados tradicionalmente por falta de tempo, inclusive fazer cálculos que poderão usar em seu cotidiano. Além disso, percebeu-se alunos mais ativos em sala bem como uma melhor interação entre professor – aluno. Como produto final desta dissertação, todas as etapas da WebQuest assim como o roteiro da atividade experimental ficará disponível como sugestão de atividade a ser desenvolvida com alunos do ensino médio.

Elismar Lösch

Autores

Elismar Lösch*, Laerte Sodré Junior
(IAG-USP)

Sexta-feira, 15h15

Photometric Investigation of the Hydra Supercluster of Galaxies

In this study, we explore the large-scale cosmic web and superclusters, characterized by galaxies distributed across scales of dozens of Megaparsecs (Mpcs). Galaxy clusters serve as the nodes of this intricate structure, connected by filamentary chains of galaxies and groups. Our research focuses on the investigation of nearby superclusters and filaments within the southern skies. Leveraging the high-precision photometric redshifts (photo-zs) acquired from the Southern Photometric Local Universe Survey (S-PLUS), we employ a probabilistic approach to identify galaxies potentially belonging to these cosmic structures. We start by analyzing the Hydra Supercluster of Galaxies, a large structure com-
posed primarily by the Hydra Cluster (Abell 1060) and its neighbors, such as the Antlia Cluster (Abell S0636).

Our primary objective is to determine galaxy cluster memberships, enabling us to investigate the properties and evolution of galaxies within these structures. Additionally, this information aids in the selection of targets for upcoming spectroscopic redshift surveys like CHANCES (CHileAN Cluster galaxy Evolution Survey). Typically, the determination of galaxy memberships in clusters and other structures relies on spectroscopic redshifts. However, the cost of extensive spectroscopic observations and the absence of a comprehensive survey in the southern hemisphere, comparable to the Sloan Digital Sky Survey (SDSS), has restricted these observations to only the brightest galaxies. To address this
limitation, we utilize photometric redshifts to refine membership assignments in the southern hemisphere structures.

Our approach incorporates the development and implementation of two distinct galaxy-cluster membership methods. The first method employs a sigma clipping technique, taking into account the typical photo-z uncertainty as a function of galaxy magnitude to identify cluster members. This method has been applied to select targets for observation within the CHANCES Survey. The second method employs a robust Bayesian approach to assign membership probabilities to galaxies in clusters. This approach considers the complete probability density function (PDF) of galaxy photo-z as input. We have successfully tested this method in cluster mocks and applied it to five real clusters within the Hydra Supercluster region, yielding typical values of purity and completeness of approximately 80%. For the Hydra Cluster, we achieved a completeness of around 92% and a purity of about 68% with a 35% membership probability threshold using the second method.

Leticia Bertuzzi

Autores

Leticia Bertuzzi*, Evandro C.R da Rosa, João Pedro Engster, Eduardo Inácio Duzzioni (UFSC)

Sexta-feira, 15h30

Journey from FALQON to Classical Shadows

Through physics we try to discover the laws that govern natural phenomena. In quantum mechanics, one of the crucial problems is solving the Schrödinger equation. In many situations, solving the Schrodinger equation involves studying systems with many degrees of freedom and becomes complex for classical computers to process, due to the vast amount of information involved. As an alternative, quantum computers are used.

Our interest is to develop efficient strategies to provide the classical answer of quantum algorithms applied to the solution of differential equations. Many quantum algorithms that provide us with these solutions have the answer encoded in the probability amplitudes of the quantum state. The standard way for obtaining all probability amplitude values is state tomography. We are currently studying the Classical Shadows (CS) technique and the Feedback-based quantum optimization (FALQON) optimization algorithm, which, using simulators and quantum computers, can prove to be efficient. The quantum programming language used is KET, which was developed by our research group, in addition to Qiskit and IBM.