1. Prof. Davidovich é Presidente da ABC

    O novo presidente da Academia Brasileira de Ciências (ABC) é o Professor do IF, Luiz Davidovich. O Prof. Davidovich substitui o matemático Jacob Palis, que presidiu a ABC por 9 anos consecutivos (3 mandatos). A notícia foi divulgada após a contagem dos votos no dia 23/03 e é motivo de alegria para os colegas e amigos do IF, que desejam sucesso no desempenho deste cargo. A posse será em 04 de maio.

  2. O anti-átomo de hidrogênio é neutro

    A ausência de antimatéria primordial no Universo é um dos grandes mistérios da Física, pois deveria ter sido criada em quantidade praticamente igual à matéria. As propriedades da antimatéria devem ser idênticas às da matéria, com exceção da carga elétrica que é trocada. O estudo com precisão de átomos de antihidrogênio – formado por um antipróton ligado a um pósitron (anti-elétron) – pode fornecer surpresas sobre as previsões da teoria e assim elucidar esse mistério. Sendo um sistema novo a disposição dos físicos, esse átomo neutro – a princípio – deve ser testado em todas as suas possibilidades. Assim, é importante medir experimentalmente se seus níveis quânticos de energia são exatamente idênticos ao do átomo de hidrogênio; se sua massa inercial é a mesma; se a interação gravitacional entre antimatéria com matéria é idêntica a da matéria com matéria. Todos essas medidas acima são objetivos principais de experimentos que ocorrem no CERN. O grupo ALPHA, o primeiro a conseguir aprisionar o antihidrogênio, está se preparando para realizar uma medida de alta precisão nos níveis quânticos do anti-átomo e agora acaba de publicar a medida mais precisa da nulidade da carga do antihidrogênio. Essa medida, que limita a carga do anti-átomo a 0.7 ppb (partes por bilhão) da carga elementar eletrônica representa o percurso para as próximas medidas de espectroscopia a laser dos níveis quânticos do anti-átomo onde se pretende chegar a partes em 1015 e adiante. A janela que se abre na natureza quando se tem um novo objeto de estudo é uma oportunidade única e que pode demonstrar uma falha na teoria atual podendo fornecer novas pistas para a explicação de vários mistérios atuais como: a assimetria matéria-antimatéria e massa e matéria escura. Por sinal, o grupo brasileiro busca bons estudantes para os próximos passos desse experimento, a saber: a espectroscopia a laser do antihidrogênio e hidrogênio, e uma medida do efeito gravitacional sobre o anti-átomo.

    News&Views: http://www.nature.com/nature/journal/v529/n7586/full/529294a.html

    Artigo: http://www.nature.com/nature/journal/v529/n7586/full/nature16491.html

    Texto na Ciência Hoje: http://cienciahoje.uol.com.br/noticias/comprovacao-cada-vez-mais-proxima

  3. LaCAM inaugura Espectrômetro de Massa

    Primeiro plano: Câmara esférica que receberá as amostras para análise; segundo plano: espectrômetro SIMS.

    Inaugura hoje o mais novo equipamento associado ao acelerador Pelletron do LaCAM – um espectrômetro de massa de íons secundários (Secondary Mass Ion Spectometer – SIMS).

    Fabricado pela empresa britânica Hiden analytical, esse equipamento permite identificar espécies atômicas e moleculares ejetadas por uma amostra bombardeada pelo feixe de íons oriundo do Pelletron. Segundo o professor Marcelo Sant’Anna, essa nova aquisição “viabilizará uma análise em tempo real da composição química da amostra como função da profundidade”.

    O espectrômetro já passou pelos primeiros testes e aguardava apenas a inclusão de um copo de Faraday na linha para permitir a análise do feixe primário incidente, que será realizada nessa tarde. A partir de hoje a coleta de dados com o novo equipamento será possível.

    A estudante de doutorado Camilla Codeço analisa o espectro de massa obtido em tempo real.

    O equipamento foi adquirido com recursos da FAPERJ através de seu  Edital “Programa Apoio às Instituições de Ensino e Pesquisa Sediadas no Estado do Rio de Janeiro”, dentro do projeto  “Síntese e caracterização de materiais nano-estruturados com o uso de feixes de íons”, coordenado pelo professor Marcelo.

  4. Emaranhamento multipartite com informação incompleta

    O grupo experimental de ótica quântica do IF teve colaboração em um trabalho publicado em 24 de setembro na revista “Physical Review X”, com a participação dos Profs. Stephen Walborn e Gabriel H Aguilar (recentemente aprovado em concurso do IF).

    O emaranhamento quântico, que ocorre quando as propriedades de objetos quânticos são interligadas, é um fenômeno potencialmente interessante para o desenvolvimento de futuras aplicações em criptografia e computação. Mas manipular estados emaranhados é sempre um desafio.

    Uma das dificuldades no estudo das propriedades fundamentais de estados emaranhados é que a complexidade matemática da descrição aumenta exponencialmente com o número de subsistemas emaranhados. Por conta disso, procedimentos experimentais para reconstruir um estado emaranhado podem exigir um número enorme de medidas.

    Para contornar o problema, um grupo de pesquisadores da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), da UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina) e da UFG (Universidade Federal de Goiás) concebeu um arranjo experimental usando pares de fótons preparados em estados emaranhados tripartites e quadripartites, e testaram um método que envolve a reconstrução dos estados locais dos subsistemas sem medir as correlações entre eles.  Eles mostraram que o esquema funciona para estados puros e quase puros.

    “Constatamos que o número de medições requeridas cresce apenas linearmente com o número de subsistemas, em vez de exponencialmente, como é o caso de uma caracterização completa”, escrevem os autores G. H. Aguilar, S. P. Walborn, P.H. Souto Ribeiro e L. C. Céleri.

    Os pesquisadores acreditam que o método possa facilitar o desenvolvimento de sistemas capazes de processar informações pela via quântica.

  5. Núcleos Fracamente Ligados

     

    A Physics Reports publicou recentemente um artigo com coautoria dos profs. do IF Luiz Felipe Canto e Raul Donângelo (colaborador), apresentando uma revisão dos principais progressos na área de colisões de núcleos fracamente ligados nos últimos dez anos, tanto do ponto de vista teórico quanto experimental. Em colisões de núcleos típicos, os processos importantes são o espalhamento elástico, colisões inelásticas, transferência de um ou mais nucleons, e fusão. A situação é diferente em colisões de núcleos fracamente ligados, onde um novo processo tem um papel fundamental: a quebra em fragmentos. Isto acontece com alguns núcleos estáveis leves, como o 6,7Li e o 9Be mas o maior interesse recai em núcleos radiotivos ricos em neutrons (núcleos exóticos), como o 11Li. Atualmente é possivel realizar experiências de colisão com feixes secundários e núcleos exóticos em vários laboratórios. O processos que ocorrem nestas colisões são ilustrados na figura abaixo.

    http://www.sciencedirect.com/science/journal/03701573/596

  6. Trabalho, energia gravitacional e a Grande Pirâmide

    A capa da edição recente da Physics Education mostrará o artigo do Prof. Alexandre C Tort “Work, gravitational energy and the Great Pyramid”. O resumo em português do artigo segue:

    De acordo com o historiador grego Heródoto, foram necessários 100 000 homens e 20 anos para construir a Grande Pirâmide de Giza ou Gizé, também conhecida como a Pirâmide de Khufu ou Quéops. No artigo em questão, discute-se uma solução analítica obtida no quadro da mecânica newtoniana básica que permite verificar a estimativa de Heródoto e fazer comparações com estimativas mais detalhadas. Também discute-se estimativas das necessidades energéticas necessárias para realizar a tarefa e a capacidade da agriculura da época de supri-las.

    http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-9120/50/5/516/pdf

  7. Verificação de emaranhamento independente dos aparelhos

    A revista Nature Communications publicou em agosto o trabalho do grupo experimental dos Profs do IF-UFRJ Stephen Walborn e Paulo H Souto Ribeiro (recentemente transferido para a UFSC), com teoria dos Drs. Daniel Cavalcanti e Paul Skrzypczyk do ICFO, Espanha.

    Nesse trabalho, os autores desenvolveram um algoritmo eficiente para verificação de emaranhamento em uma rede quântica assimétrica de tamanho arbitrário, isto é, onde parte dos membros da rede desconhece o funcionamento exato dos seus aparatos, tendo acesso apenas às configurações de entrada e aos resultados retornados na saída.  O resultado contribui no fechamento dos métodos de verificação de não-localidade, ainda pouco explorados nesse cenário parcialmente independente de dispositivos.  Além do desenvolvimento teórico, uma aplicação prática do algoritmo foi realizada em um experimento no Laboratório de Óptica e Informação Quântica da UFRJ, onde um estado maximamente emaranhado com alta pureza foi produzido e a violação de uma desigualdade gerada pelo algoritmo foi observada, com valores compatíveis com os da teoria, demonstrando a eficiência e a utilidade do método num ambiente real.

    http://www.nature.com/ncomms/2015/150803/ncomms8941/abs/ncomms8941.html

  8. Prof. Stephen Walborn é o vencedor do Prêmio CBPF de Física 2015

    A Comissão Julgadora do Prêmio indicou o prof. Stephen Walborn do IF-UFRJ pelo trabalho “Experimental determination of entanglement with a single measurement”, publicado na revista Nature 440, 1022-1025 (2006), que registra o primeiro experimento a medir de forma eficiente o emaranhamento de um estado desconhecido.

    O emaranhamento quântico tem sido um aspecto controverso da Física Quântica desde 1935, quando Einstein, Podolsky e Rosen postularam que esta “fantasmagórica ação à distância” era apenas uma consequência teórica de uma teoria incompleta. Nos últimos 20 anos o emaranhamento vem sendo visto não só como um aspecto fundamental da teoria quântica, como também um recurso que poderia ser utilizado para realizar tarefas que não podem ser executadas dentro das leis da física clássica. Já que o emaranhamento é um recurso, será que poderia ser quantificado? Esta pergunta foi respondida positivamente e várias métricas têm sido propostas. Em geral, os quantificadores de emaranhamento são funções da matriz de densidade e não correspondem diretamente a um observável físico que pode ser medido no estado quântico. No entanto, em 2004, foi mostrado que o emaranhamento pode ser medido diretamente se temos acesso a duas cópias do estado quântico simultaneamente. Em 2006, a primeira medição direta de emaranhamento quântico foi realizada no Laboratório de Ótica Quântica do Instituto de Física da UFRJ.

    O prêmio será celebrado com um colóquio especial do próprio no dia 25/ago às 16h no CBPF (auditório do 6o andar).

  9. Escala universal das dobras do Cortex cerebral de mamíferos

    Em artigo publicado recentemente na revista Science e que também mereceu destaque na seção “perspectives” da mesma revista, o professor do IF-UFRJ Bruno Mota e sua colaboradora Suzana Herculano-Houze, também da UFRJ, explicam como o córtex cerebral de mamífero se sobra.

    Bruno Mota e Suzana Herculano-Houzel mostram que as dobras dos cortices tem a menor energia livre  prevista para a sua área de superfície e espessura, isto é, a conformação mais energeticamente favorável (e estável). Isto indica que a dobraduras  ocorrem quando o córtex cerebral atinge a conformação física de energia livre menos eficaz, e a sua superfície e volume de curvatura se deslocam de acordo com as várias forças que actuam sobre eles no desenvolvimento (tais como o crescimento do córtex si, a pressão do fluido espinal cerebral, a resistência das fibras nervosas). Isto é semelhante à forma como uma folha de papel se amassa .

    De fato, Mota e Herculano-Houzel mostram que a mesma função matemática que descreve a energia livre mínima eficaz de uma superfície, dependendo da sua área de superfície e espessura prevê tanto o grau de dobra do córtex cerebral e de folhas amassadas. A constatação de que o córtex cerebral de mamíferos,  composto por neurónios e outros materiais biológicos, tem dobraduras muito semelhantes às de uma folha de papel indica que as dobras são uma propriedade física de base do cérebro.

    Para saber mais, visite a página web da revista e o texto na seção “perspectives” da mesma revista. A publicação também recebeu grande destaque na mídia nacional e internacional.

  10. Espalhamento, quebra e fusão de 9Be + 208Pb a baixas energias em um modelo de 4-corpos

    Um artigo publicado na PRC pelo pesquisador do IF (recém-emérito) Luiz Felipe Canto, junto com colaboradores P. Descouvemont, T. Druet (ULB, Bélgica), e M. S. Hussein (USP/ITA) foi escolhido como destaque pelo editor. Em reações de baixa energia núcleos estáveis e exóticos fracamente ligados tendem a se quebrar. Portanto, uma descrição bem sucedida precisa tratar adequadamente os canáis de quebra. Neste trabalho conseguiu-se traçar com sucesso a evolução de um sistema 9Be + 208Pb até os estados finais de espalhamento elástico, quebra e fusão, tudo através de um único cálculo consistente. Um aspecto particularmente desafiador do projeto, mas que também propiciou grandes avanços, foi tratar o projétil 9Be como um sistema de três corpos “? + ? + n“. Até então 9Be era tratado como um sistema de dois corpos (8Be + n ou 5He + ?).