Departamento de Física

No dia 2 de abril, a revista Physical Review Letters publicou um artigo que traz avanços na compreensão dos quasicristais quânticos, um estado exótico da matéria. O estudo, assinado por uma equipe internacional com participação do professor do Departamento de Física da UFSC Alejandro Mendoza,  recebeu destaque no portal Physics Synopsis.

A pesquisa apresenta uma nova teoria para descrever as excitações de baixa energia em quasicristais formados por bósons, sem depender de potenciais externos. Diferente de trabalhos anteriores, a estrutura quasicristalina se forma espontaneamente em um sistema bidimensional, sob ação de um laser em movimento.

O estudo mostra que esses quasicristais podem apresentar cinco modos distintos de excitação, incluindo fônons (vibrações convencionais) e fásons (reorganizações estruturais internas), algo inédito até então. Esses modos variam conforme a simetria da estrutura (octagonal, decagonal ou dodecagonal) e podem ter comportamentos isotrópicos ou anisotrópicos.

A abordagem teórica, baseada em integrais de caminho, permite entender não apenas as propriedades dinâmicas, mas também as termodinâmicas desses sistemas, e poderá ser aplicada em outros contextos da física da matéria condensada, como em materiais como o grafeno bicamada torcido ou em sistemas supersólidos.

A publicação representa um importante avanço teórico e uma valiosa contribuição da ciência brasileira no cenário internacional da física quântica.

Matéria original do estudo

Artigo do trabalho

o Dia Internacional da Astronomia, 8 de abril, foi destacado o trabalho realizado pelo Observatório Astronômico e o Planetário da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), ambos dedicados à divulgação da astronomia e ciências afins, proporcionando à comunidade a oportunidade de explorar o cosmos de maneira gratuita e acessível. Essas duas estruturas, em parceria, oferecem experiências educativas e interativas, despertando a curiosidade de pessoas de todas as idades sobre o universo.

O Observatório Astronômico da UFSC, coordenado pelos professores do Departamento de Física Daniel Ruschel e  Antonio Kanaan, permite a observação direta de objetos celestes, como planetas, a Lua, estrelas e nebulosas, por meio de telescópios, com visitas abertas à comunidade todas as quartas-feiras, dependendo das condições climáticas. Já o Planetário da UFSC oferece projeções do céu em uma cúpula, funcionando independentemente do tempo, com sessões voltadas tanto para crianças quanto para o público geral.

O professor Antonio Kanaan, explica que desde a década de 1980 ele realiza divulgação científica em observatórios e que é uma obrigação das instituições de astronomia compartilhar o conhecimento com o público. A UFSC, ao longo de sua história, tem contribuído para a popularização da astronomia, com destaque para o trabalho de professores, técnicos e estudantes que fazem parte do Grupo de Astrofísica (GAS) da universidade.

O Observatório e o Planetário têm como objetivo expandir suas atividades, incluindo novos projetos interativos e educativos, como observações espectroscópicas e de paralaxe, voltados para estudantes do ensino médio. No entanto, enfrentam desafios financeiros, principalmente relacionados à manutenção de equipamentos e ao pagamento de bolsistas. A reinauguração do Planetário, em 2024, com um novo projetor digital, foi uma conquista importante, apesar das dificuldades orçamentárias.

As visitas ao Observatório ocorrem às quartas-feiras, das 18h30 às 21h30, com observação solar também disponível no período da manhã. O Planetário oferece sessões às 18h30 para crianças e às 19h00 para o público geral, com limite de 39 pessoas por sessão. Além disso, escolas e grupos podem agendar visitas guiadas, e o Planetário também abriga eventos do Grupo de Estudos de Astronomia (GEA), uma associação de astrônomos amadores.

Para saber sobre as condições para as visitas, a comunidade pode consultar o site oficial e o Instagram do Observatório da UFSC, que mantém informações atualizadas sobre a programação.

Matéria original

Site do Observatório

Instagram do Observatório

O professor Maurício Girardi Schappo, do Departamento de Física da UFSC, integrou um estudo inovador que demonstra que, assim como os humanos, os camundongos são capazes de criar mapas mentais baseados em seus próprios movimentos, sem depender de referências visuais. Publicado na eLife em novembro de 2024, a pesquisa mostra que esses animais constroem mapas cognitivos internos para se orientar no ambiente, algo raramente observado fora dos estudos com humanos.

Schappo explica que, historicamente, acreditava-se que os humanos eram os únicos capazes de realizar essa tarefa. No entanto, o estudo comprova que camundongos também possuem essa habilidade, ampliando o entendimento sobre a navegação espacial no cérebro.

Esse estudo não apenas desafia a compreensão tradicional sobre a navegação espacial nos animais, mas também abre novas possibilidades para a aplicação de seus resultados em áreas como inteligência artificial, robótica e acessibilidade. Ao demonstrar que camundongos, com cérebros mais simples que o dos humanos, também são capazes de construir mapas mentais a partir de seus próprios movimentos, a pesquisa oferece uma base para o desenvolvimento de tecnologias inovadoras, como sistemas de navegação autônomos e dispositivos inteligentes.

Matéria original do estudo

Artigo científico do trabalho

Um estudo coordenado pelo físico Luis Gustavo Marcassa, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da Universidade de São Paulo (USP), com a colaboração de Jorge Massayuki Kondo, da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), e Daniel Varela Magalhães, também do IFSC, investigou a interação quântica envolvida no ganho de energia responsável pelo surgimento dos átomos de Rydberg. Esses átomos são versões superexcitadas e gigantes dos átomos tradicionais, com suas camadas externas de elétrons muito mais distantes do núcleo. São altamente sensíveis a campos elétricos e magnéticos, podendo ser a base de sensores mais precisos para tecnologias quânticas, como computação e telecomunicações. 
Durante os experimentos no Instituto de Física de São Carlos (USP), os pesquisadores excitaram átomos de rubídio com um feixe de laser, que, junto com um campo eletromagnético, levou os átomos ao estado de Rydberg. As evidências sugerem que um fóton pode transferir energia para mais de um átomo de rubídio, algo nunca observado antes. O estudo, publicado na Physical Review A, propõe a quantização do campo eletromagnético, o que envolve a troca de energia de forma quântica, não clássica.
Os experimentos ocorreram em um vácuo de cavidade, onde os átomos foram resfriados a temperaturas extremamente baixas. Ao interagir com o feixe de laser e o campo de micro-ondas, os átomos deixaram uma assinatura espectral que foi analisada para entender a dinâmica quântica envolvida. Esse estudo pode abrir caminho para o desenvolvimento de sensores quânticos mais sensíveis.
Átomos de Rydberg, conhecidos desde o século XIX, são importantes em tecnologias quânticas devido à sua alta sensibilidade a campos externos. Eles são fundamentais para o desenvolvimento de dispositivos de comunicação a longa distância.

Para mais informações:

Matéria original do estudo

Artigo científico do trabalho

 Inscrições abertas para Monitores de Física

Para realizar sua inscrição, basta escanear o QR Code abaixo e preencher o formulário.

https://forms.gle/1HQvCfBqWMkGarfj8

Inscrições: 10/03/2025 a 18/03/2025

Requisitos:

• Matrícula regular em curso de graduação na UFSC;
• Nota mínima 7,0 na disciplina requerida para Monitoria.

Resultado do Processo Seletivo para Monitores 2025

Pesquisadores brasileiros, incluindo Alejandro Mendoza-Coto do Departamento de Física da UFSC, em colaboração com cientistas italianos, descobriram um novo estado da matéria denominado “super-quasicristal”, que combina características de um supersólido (rigidez e superfluidez) com as peculiaridades de um quasicristal (estrutura ordenada, mas não periódica). Essa descoberta desafia a física tradicional ao violar o teorema de Bloch, que depende de periodicidade. A pesquisa, publicada na Physical Review Letters, pode influenciar o desenvolvimento de tecnologias como a computação quântica.

Utilizando átomos de disprósio (Dy) em uma estrutura criada por lasers, os cientistas observaram uma organização atômica única, parecida com mandalas, e identificaram o estado de “vidro de Bose”, onde os átomos se localizam sem formar uma estrutura cristalina. Embora ainda teórica, a pesquisa é viável com a tecnologia atual e abre portas para futuras investigações sobre estados quânticos complexos e suas aplicações em novos materiais e computação quântica.

Mais detalhes podem ser encontrados nos seguintes links:

Exploring Quantum Phases of Dipolar Gases through Quasicrystalline Confinement

Low-energy excitations in bosonic quantum quasicrystals

Matéria na página da Sociedade Brasileira de Física

O Edital nº 13/2024/PROEX – PROBOLSAS 2025 anuncia a abertura de inscrições para a seleção de alunos de graduação interessados em desenvolver atividades de extensão no projeto “Nosso Lugar no Universo”.

Para mais informações, acesse o Edital.

Estão abertas as inscrições para selecionar alunos de graduação que irão desenvolver atividades de extensão no âmbito do Projetos “LABIDEX – Laboratório de Instrumentação, Demonstração e Exploração”

Acompanhe os links abaixo:

Edital de seleção

Lista com as inscrições deferidas e horário da avaliação oral

Resultado

Um estudo conduzido pelo professor Rodrigo Pereira Rocha, do Departamento de Física da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), em parceria com a Universidade de Pádua, na Itália, investigou a recuperação cerebral após um AVC, utilizando uma abordagem interdisciplinar que combina física e neurociência. A pesquisa revelou que restaurar o equilíbrio entre excitação e inibição nas redes neurais é crucial para a recuperação das funções cerebrais. A partir de dados de ressonância magnética de 120 participantes, o estudo analisou como a plasticidade homeostática, que regula esse equilíbrio, pode restaurar a dinâmica crítica do cérebro, fundamental para funções como percepção, memória e aprendizado. Os resultados apontam para novas abordagens terapêuticas, com a aplicação de modelos físicos para simular e melhorar a recuperação neural. A pesquisa destaca a importância da colaboração entre diferentes áreas do conhecimento para tratar distúrbios neurológicos e psiquiátricos.

Mais informações estão disponíveis em:
Matéria completa no Notícias UFSC
Role of homeostatic plasticity in critical brain dynamics following focal stroke lesions