Cooperação com o Perimeter Institute envolve Mestrado conjunto, extensão e mobilidade

Por Marcos Jorge – Assessoria de Comunicação e Imprensa/UNESP

O braço Sul-Americano do Centro Internacional de Física Teórica (ICTP-SAIFR) reuniu entre os dias 18 e 23 de julho noventa dos melhores estudantes de Física do continente para a primeira edição do IFT-Perimeter-SAIFR Journeys into Theoretical Physics. O curso foi uma espécie de inauguração da parceria estabelecida entre o ICTP-SAIFR, localizado no Instituto de Física Teórica da Unesp, e o Perimeter Institute, do Canadá.

Criado em 1999, o instituto canadense é uma referência internacional em pesquisa no campo da física teórica e mantém vinculo próximo com diversas universidades canadenses, especialmente com a Universidade de Waterloo. O centro também se destaca pela atuação no campo da extensão, com eventos que focam educação e promovam a aproximação de temas da Física com o público leigo.

“Somos um instituto que faz pesquisa, mas temos este forte componente de divulgação científica que foge um pouco do perfil típico de um centro de pesquisa. Organizamos muitas palestras cientificas para o público leigo e desenvolvemos diversos materiais didáticos relacionados à Física”, explica Pedro Gil Vieria, professor português ligado ao Perimeter Institute que em 2015 foi ganhador da Medalha de Gribov, do European Physical Society, por sua pesquisa em teoria quântica de campos. Ele e seu colega Freddy Cachazo estiveram no IFT para lecionar palestras na programação do curso.

“Queremos repetir essa escola no IFT todos os anos. Faremos uma fotografia de cada uma das turmas e, daqui a alguns anos, quando esses físicos estiverem espalhados por universidades pelo mundo, eles terão esta foto como uma espécie de elo”, idealiza.

Voltado exclusivamente para alunos de graduação, o Journeys into Theoretical Physics foi amplamente divulgado entre os cursos de Física das universidades da América Latina e seu principal objetivo foi recrutar os melhores estudantes da região. Ao final da semana de aulas, os estudantes realizaram um teste de avaliação cujo resultado será divulgado no início de Agosto. Os cinco melhores estudantes, além de prêmios em dinheiro, ganharão uma bolsa de estudos de dois anos para um mestrado em conjunto entre o IFT e o Perimeter Institute.

O programa de mestrado gratuito inclui seis meses de cursos introdutórios no IFT e mais dois semestres no Canadá, onde os cinco selecionados estarão matriculados em um programa intensivo específico para alunos estrangeiros totalmente desenvolvido pelo Perimeter Institute. Nos últimos seis meses, os estudantes poderão optar por retornar ao IFT para consolidar as atividades realizadas no Canadá em um projeto de pesquisa maduro.

Extensão
Pedro Vieira ficará em São Paulo ainda alguns meses para desenvolver outras atividades relacionadas à parceria, desta vez mais voltadas à extensão. Durante todos os sábados do mês de Setembro, por exemplo, o professor irá ministrar um curso para alunos do ensino médio que cobrirá tópicos de física teórica, de relatividade restrita à mecânica quântica, gravitação, além de tópicos de pesquisa atuais, como a teoria das cordas.

Ainda em Setembro, Pedro ministrará algumas aulas no curso gratuito Cutting-edge In-class Physics Resources, que é direcionado para professores do ensino médio e tratará temas atuais da física teórica com uma abordagem criativa e com o uso de recursos modernos. O instituto canadense também disponibilizará o material didático. O curso será realizado em inglês e o conteúdo pode ser visto na página do ICTP-SAIFR na Internet. No mesmo mês, o português fará uma das palestra que compõem o programa Papos de Física, evento organizado pelo IFT cuja proposta é discutir as mais recentes descobertas científicas nda Física em um clima informal.

“Outro elemento desta parceria entre IFT e o Perimeter Institute é a troca científica entre pesquisadores. Nós já tivemos dois postdoc de cada um dos institutos trabalhando juntos e acredito que essa parceria deve render a publicação de um artigo nos próximos meses”, lembra Pedro.

Fonte: http://www.unesp.br/portal#!/noticia/22785/atividades-inauguram-parceria-com-instituto-canadense-de-fisica/

Mais de 80 alunos de pós-graduação de 17 países participaram do curso na Unesp

Por Marcos Jorge – Assessoria de Comunicação e Imprensa/UNESP

O Instituto de Física Teórica (IFT) recebeu entre os dias 27 de junho e 8 de julho a primeira Escola sobre Matéria Escura, que reuniu mais de 80 estudantes de pós-graduação de 17 países – a maioria deles da América Latina. A proposta do curso foi organizada pelo braço sul-americano do Centro Internacional de Física Teórica (ICTP-SAIFR), que está localizado nas dependências do IFT e tem como objetivo promover o estudo da física teórica na região.

O curso foi direcionado a pós-graduandos e seu conteúdo procurou contemplar as diferentes áreas que envolvem o estudo da matéria escura, bem como proposição de exercícios práticos e sessões de discussão para esclarecimento de dúvidas. Dois dos organizadores da Escola são pesquisadores do IFT: os professores Eduardo Pontón Bayona e Fabio Iocco. Além deles, os pesquisadores Gianfranco Bertone (Universidade de Amsterdã, na Holanda,) e Graciela Gelmini (Universidade da Califórnia em Los Angeles, Estados Unidos) também colaboraram remotamente na elaboração da programação e na seleção dos palestrantes brasileiros e estrangeiros.

Os organizadores argumentam que uma das motivações para organizar o curso de curta duração é o aumento nos últimos anos do número de estudantes interessados em estudar a matéria escura. “Às vezes o estudante não encontra alguém que trabalhe esse assunto na sua instituição e acaba perdendo a oportunidade de se aprimorar na área. A proposta do curso foi oferecer um conteúdo amplo para que o aluno tenha uma visão geral do assunto. A reunião de alunos estrangeiros também promove o diálogo com os colegas e pode ajudar na formação de uma comunidade no tema”, explica Pontón.

O pesquisador do IFT explica que o estudo da matéria escura abrange diversas áreas da Física, como cosmologia, física de partículas ou astrofísica. “Foi muito importante para nós organizadores encontrarmos pessoas que não fossem apenas pesquisadores qualificados, mas reconhecidamente bons professores em suas respectivas áreas”, explica Pontón, ele mesmo especialista em física de partículas.

Um desses professores é Pasquale Serpico, professor do LAPTh, a unidade de física teórica do Centro Nacional de Pesquisa Científica da França, que discutiu em sua palestra as evidências cosmológicas e astrofísicas para detecção da matéria escura. O italiano começou de fato a estudar o tema durante um pós-doc nos Estados Unidos. “O que me interessou foi justamente esse aspecto multidisciplinar de combinar conhecimentos de temas puramente astrofísicos com fundamentos da física de partículas”.

Serpico acredita que a matéria escura vem se tornando um tópico popular na comunidade científica muito por conta do desenvolvimento de novas tecnologias aplicadas em laboratórios como o Fermilab (laboratório de física de partículas de altas energias localizado nos EUA) ou de detecção direta subterrâneas. Segundo o pesquisador italiano, tais tecnologias atingiram tamanho nível de sensibilidade que permitem explorar novos elementos do espaço. “Atualmente estamos em um ponto em que mesmo quando um experimento não detecta algo, isso já é uma informação importante”, argumenta.

Outro organizador residente no IFT, Fabio Iocco acrescenta ainda que desde os anos 30 existe a noção de que falta matéria visível nos aglomerados de galáxias, porém foi apenas nas últimas décadas que se formou um consenso na comunidade científica mundial que essa matéria escura deveria estar fora do Modelo Padrão da física de partículas. “É neste momento que a matéria escura deixa de ser um problema unicamente da astrofísica para envolver também a comunidade de cientistas de física de partículas. Houve então uma grande inércia para estudar o tema e a injeção de recursos financeiros a partir mais ou menos dos anos 2000”, explica o astrofísico, que em 2015 publicou um artigo de grande repercussão na revista Nature Physics, em que comprova pela primeira vez a presença de matéria escura entre o Sol e o centro da Via Láctea.

Além dos pesquisadores Fabio Iocco e Eduardo Pontón, a equipe que se dedica ao estudo da matéria escura inclui também o professor Rogério Rosenfeld, que investiga cosmologia e a fenomenologia de partículas, além de integrar o Dark Energy Survey, um projeto internacional que estuda a dinâmica da expansão do universo.

A Escola recebeu no total 84 alunos, sendo 70 deles oriundos de instituições da América Latina. Os chilenos Felipe Rojas e Bastian Dias são estudantes ligados à Universidade Técnica Federico Santa Maria, na cidade de Valparaiso, e destacaram a capacidade do curso em cobrir os principais temas da matéria escura. “O aluno que estiver começando seus estudos no assunto teve um cenário geral bastante bom, e quem já tem alguma experiência pode afinar detalhes da pesquisa”, explica Rojas, que abordou a matéria escura em seu doutorado. “O curso também oferece a oportunidade de discutir o tema de pesquisa com outros colegas e fazer boas conexões”, aponta.

Estella Barbosa de Souza é brasileira, mas está fazendo seu doutorado na Yale University, nos Estados Unidos. Seu interesse pela matéria escura começou ainda na graduação – também realizada nos EUA -, o que a motivou a se aprofundar no tema para o doutorado. “A primeira semana de aulas tem sido mais teórica do que eu estou acostumada, uma vez que minha área de estudo é mais experimental. Ainda assim os professores tem sido ótimos na forma como transmitem o conteúdo”, explica a aluna que está envolvida em um projeto chamado DM Ice, que se dedica a detecção subterrânea de matéria escura em experimentos realizadas na Antarctica.

Gênero e Física Teórica
Entre palestras e exercícios sobre matéria escura, um tema se destacou da programação da Escola: uma discussão sobre Física e Gênero na América do Sul. A proposta de debater a representatividade masculina e feminina no campo ocupou quase duas horas do cronograma da terça-feira, dia 5, e partiu de uma iniciativa das professoras e dos organizadores do curso.

“A motivação desse debate foi chamar a atenção para questões que as mulheres enfrentam no estudo da Física na América do Sul e em outras partes do mundo”, explica a professora Nassim Borzognia, da Universidade de Amsterdã, que conduziu os debates ao lado das colegas Francesca Calore, também professora da instituição holandesa, Manuela Vecchi, do Instituto de Física de São Carlos (USP), e Nayara Fonseca, do Instituto de Física da USP, em São Paulo.

“Estávamos interessadas especialmente em ouvir as experiências dos estudantes em relação a tratamentos desiguais durante seus estudos e discutir, em um ambiente aberto, alguns dos preconceitos conscientes e inconscientes que as alunas enfrentam”, aponta. Durante o encontro foram apresentaram dados sobre a proporção de homens e mulheres no curso e convidaram as pessoas presentes na audiência a comparar com a proporção em suas respectivas instituições.

De forma geral, os alunos de diferentes países apontaram um predomínio masculino nos programas de Física Teórica, seja entre os estudantes ou no corpo discente. Os depoimentos levantaram questionamentos sobre, por exemplo, o motivo e o momento em que as mulheres se desinteressam pelo estuda da Física.

“Este não é uma discussão que nós costumamos ver nas escolas de Física e me surpreendeu de forma positiva ver este tipo de debate aqui”, afirmou Manoela Saez, doutoranda em Astronomia da Universidade Nacional de la Plata, na Argentina. “O que eu noto na Argentina é que também existem mais homens que mulheres estudando Física. Apenas o curso de Astronomia é mais equilibrado”.

Fonte: http://www.unesp.br/portal#!/noticia/22666/alunos-da-america-latina-se-reunem-em-curso-sobre-materia-escura/

Veja também a versão digital do Jornal da Unesp: http://www.unesp.br/jornal

O amanhecer de uma nova ciência

Por Agência FAPESP

Astronomia de ondas gravitacionais: O amanhecer de uma nova ciência’ será o tema do Papos de Física do Instituto Sul-Americano para Pesquisa Fundamental (ICTP-SAIFR) no dia 4 de agosto de 2016.

O seminário será ministrado pelo professor Riccardo Sturani, do Instituto de Física Teórica da Unesp e do ICTP-SAIFR.

Entre setembro de 2015 e janeiro de 2016, o observatório LIGO efetuou duas detecções de ondas gravitacionais produzidas pela fusão de dois buracos negros.

“Ondulações no espaço-tempo, essas ondas viajam à velocidade da luz e trazem importantes informações sobre as fontes que causaram essa emissão. Marco histórico na física e astronomia, essa descoberta confirmou uma predição da teoria da relatividade geral de Einstein e deu início a um novo campo de pesquisa, a astronomia gravitacional”, disse Sturani, que é membro da LIGO Scientific Collaboration.

A palestra será no Laundry Deluxe, rua da Consolação, 2.937, Cerqueira César, São Paulo.

Evento de divulgação científica idealizado pelo ICTP-SAIFR, a série Papos de Física é uma oportunidade de conhecer um pouco mais sobre assuntos instigantes e as mais recentes descobertas científicas na área de Física. Com conteúdo acessível ao público, os seminários proporcionam debates instigantes sobre tópicos de física com quem faz física.

Os próximos temas serão “Somos um Holograma?” (01/09) e “O átomo do átomo” (06/10). Em 6 novembro, haverá uma edição especial, com David Gross, Nobel de Física de 2004.

O ICTP-SAIFR tem apoio da FAPESP.

Mais informações: www.ictp-saifr.org/papos16.

Fonte: http://www.unesp.br/portal#!/noticia/22650/astronomia-de-ondas-gravitacionais/

by Marcos Jorge – Assessoria de Comunicação e Imprensa/UNESP

The Institute of Theoretical Physics hosted between June 27th and July 8th a School on Dark Matter for more than 80 students, from 17 different countries – most from Latin America. The activity was an initiative of the South American Institute for Fundamental Research (SAIFR), the regional branch of the prestigious International Center for Theoretical Physics, located in Trieste, Italy.

The organizers argue that one of the motivations to create the School is the growing interest that this topic has aroused in the recent years. “Sometimes, it is difficult for Latin American students to find in his or her institution someone who works with Dark Matter and a good the opportunity to improve the field is missed”, explains professor Eduardo Pontón, from UNESP.

Pontón explains that Dark Matter is a field that involves several areas such as cosmology, astrophysics or particle physics. “In order to assemble the best faculty, the team searched not only for experienced researchers but also for professors who were well known for their teaching abilities”, Pontón says.

Pontón, a particle physics expert, is one of the School organizers, along with Gianfranco Bertone (GRAPPA – University of Amsterdam, The Netherlands), Graciela Gelmini (UCLA-Los Angeles, USA) and Fabio Iocco, also a professor at the Institute of Theoretical Physics of UNESP.

According to professor Iocco, since the 1930s, scientists understand that there is visible matter missing in the galaxies, but it was only in the last decades that the scientific community reached a consensus that this dark matter is not part of the Standard Model of particle physics. “That is the moment when Dark Matter is no longer only an Astrophysics topic, but also an issue for the particle physics community. From that moment on, there was a big inertia to study Dark Matter and a great injection of funds”, he explains.

Iocco is an Astrophysicist that in the beginning of 2015 wrote an article entitled Evidence for dark matter in the inner Milky Way published on Nature Physics. The article proved for the first time the presence of Dark Matter in the innermost region of the Milky Way.

Source: http://www.unesp.br/portal#!/noticia/22666/alunos-da-america-latina-se-reunem-em-curso-sobre-materia-escura/

Pós-doc no Instituto de Física Teórica da Unesp participa da pesquisa

Por Igor Zolnerkevic | Revista Pesquisa FAPESP

Um grupo de físicos brasileiros observou pela primeira vez em detalhe como os átomos vibram nas bordas de um material de dimensões nanométricas feito exclusivamente a partir do elemento químico fósforo. Conhecido como fósforo negro, esse material não é encontrado na natureza. Foi sintetizado pela primeira vez em 1914, mas suas propriedades com potencial aplicação em nanotecnologia só começaram a ser descobertas um século mais tarde.

Em um estudo publicado nesta quinta (14/7) na revista Nature Communications, a equipe coordenada pelo físico brasileiro Christiano de Matos descreve uma anomalia no padrão de vibrações que jamais havia sido observada em blocos tão diminutos de fósforo negro nem em outros materiais com dimensões nanométricas, como o grafeno, formado por uma só camada de átomos de carbono e uma das grandes promessas da nanotecnologia. “As bordas do grafeno apresentam algumas propriedades peculiares, mas as vibrações atômicas são iguais às do restante do cristal”, conta Matos, físico do Centro de Pesquisas Avançadas em Grafeno, Nanomateriais e Nanotecnologias (MackGraphe) da Universidade Presbiteriana Mackenzie. “Observamos algo novo no fósforo negro.”

Segundo o pesquisador, por ora é difícil dizer se essas alterações na vibração podem ajudar ou atrapalhar o design de um dispositivo nanotecnológico, como um transistor ou um sensor de luz. “O que se torna claro”, diz, “é que o projeto de qualquer dispositivo terá de levar essas vibrações de borda em consideração.”

Na escala dos objetos medidos em milionésimos de milímetros (nanômetros), as vibrações atômicas estão estreitamente relacionadas a várias propriedades dos materiais, em especial, à dissipação de calor. “São as vibrações que carregam o calor de um lado para outro do material”, explica o físico.

Desde que as primeiras propriedades com potencial uso em nanotecnologia do fósforo negro começaram a ser identificadas, em 2014, o interesse dos pesquisadores de diversas áreas por esse material vem crescendo. Chamam a atenção a sua capacidade de conduzir eletricidade e, principalmente, a de emitir e absorver luz em vários comprimentos de onda, propriedade que varia segundo a espessura do cristal de fósforo negro. São essas propriedades que, de acordo com especialistas, podem tornar o seu uso mais vantajoso do que o do grafeno em nanofotônica.

Em termos estruturais, o fósforo negro é semelhante à grafite, o mesmo material usado em lápis. Tanto um quanto outro são formados por folhas de apenas um átomo de espessura empilhadas umas sobre as outras – as camadas monoatômicas de fósforo são chamadas de fosforeno, e as de carbono recebem o nome de grafeno.

Mas as propriedades especiais desses materiais aparecem sob condições distintas. A alta resistência mecânica e a boa capacidade de conduzir calor ou eletricidade do carbono aparecem principalmente quando este elemento químico está disposto em uma folha de um só átomo de espessura – ou seja, encontra-se na forma de grafeno. Já com o fósforo negro é diferente. Suas propriedades se tornam evidentes à medida que os pesquisadores esfoliam o material e chegam a uma dezena (ou até menos) de camadas empilhadas. Essa característica pode permitir controlar mais facilmente as propriedades do material simplesmente adicionando ou eliminando camadas.

Em experimentos conduzidos no MackGraphe, o estudante de doutorado Henrique Ribeiro, orientado por Matos e pelos físicos Marcos Pimenta, da Universidade Federal de Minas Gerais, e Eunézio Antônio de Souza (Thoróh), do MackGraphe, fez feixes de laser incidirem sobre amostras de fósforo negro compostas de diferentes números de camadas atômicas, com espessura variando de 6 a 300 nanômetros. Parte dessa luz é absorvida e parte é espalhada pelos átomos do material. A luz absorvida fornece energia para os átomos vibrarem, alterando as propriedades – em especial, a frequência e a polarização – da luz espalhada.

Em seguida, os pesquisadores compararam as medições feitas no experimento com os resultados de simulações feitas pelo físico Cesar Pérez Villegas, que faz estágio de pós-doutorado sob a supervisão de Alexandre Rocha no Instituto de Física Teórica da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em São Paulo. Da comparação, os físicos deduziram como os átomos vibravam ao receber o laser e concluíram que, nas bordas do fósforo negro, os átomos oscilavam de maneira específica, distinta daquela dos átomos do restante do material. Essas vibrações de borda apareceram em todas as amostras, independentemente de sua espessura.

Experimentos semelhantes ao feito agora com o fósforo negro já haviam sido realizados com o grafeno e mostrado que, embora seus átomos vibrem da mesma maneira tanto na borda como em seu interior, a luz espalhada nas bordas deste material pode apresentar frequência diferente da espalhada por seu miolo. A vibração dos átomos viaja pelo material na forma de ondas. No grafeno, a borda funciona como um espelho em que a onda bate e volta refletida. É essa reflexão que modifica a frequência da luz espalhada. Já no fósforo negro, a vibração diferente é explicada por um leve deslocamento dos átomos na borda das camadas de fosforeno. “No fosforeno, os átomos da borda têm uma posição de equilíbrio diferente da dos átomos do meio do material”, conta Matos. “Isso os faz vibrar de modo distinto.”

As pesquisas tiveram apoio da FAPESP por meio dos projetos Grafeno: fotônica e optoeletrônica; Efeitos plasmônicos e não-lineares em grafeno acoplado a guias de onda ópticos; e ICTP Instituto Sul-americano para Pesquisa Fundamental: um centro regional para física teórica.

O artigo Edge phonons in black phosphorus, assinado por Ribeiro, H. B. et al. e publicado na Nature Communications de 14 julho 2016 está acessível no endereço www.nature.com/ncomms/2016/160714/ncomms12191/abs/ncomms12191.html

Fonte: http://www.unesp.br/portal#!/noticia/22629/fisicos-descobrem-vibracoes-inesperadas-em-nanomaterial/