Escopo: A Physicae é uma revista cientifica da área de física gerida por alunos de pós-graduação do IFGW. Nela contém artigos de diversas áreas da física submetidos por alunos e pesquisadores de todo o país. Em todas as edições existem artigos completos avaliados por pelo menos dois PhD e também um editor da revista. Além disso, sempre há um editorial realizado por um professor do IFGW. Qualis: C Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra Ano de fundação: 2000 E-ISSN: 2236-3521 Título abreviado: Physicae E-mail: apgfdir@ifi.unicamp.br Unidade: IFGW Editor responsável: Kevin Raduenz Pakuszewski Prefixo DOI: 10.5196
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Introdução à óptica quântica em circuito
Aqui apresentaremos uma formulação de eletrodinâmica quântica de cavidades em um circuito. Este circuito consiste em uma linha de transmissão supercondutora acoplada capacitivamente a uma fonte e um dreno em seus extremos, os quais, alimentam e dissipam modos de radiação eletromagnética quantizada. Mostramos como se dá o acoplamento capacitivo da linha de transmissão a níveis de carga de um dispositivo supercondutor. Sob certas condições podemos considerar apenas 2 níveis de carga do dispositivo, assim constituíndo o “Átomo Artificial” de 2 níveis. A interação da radiação quantizada e do dispositivo supercondutor, é então descrita pelo Hamiltoniano de interação Átomo-Campo, tão importante em diversas aplicações em óptica quântica.
The unit of the angle and the angular equations
It is shown that angle has unit like any other physical quantity. It is presented a procedure to write down all angular equations taking this into account and valid for degrees, radians and grades.
O método multicanal de Schwinger aplicado ao espalhamento de elétrons
O estudo de colisões entre elétrons de baixa energia (E 100\u2013101 eV) e moléculas poliat\u02c6omicas encontra diversas aplicações científicas e tecnológicas. A modelagem matematica desse fenômeno, no entanto, envolve dificuldades formais, além de exigir grande esforço computacional na maioria dos casos de interesse. Dentre os métodos multicanais disponíveis para solução do problema de espalhamento, o Método Multicanal de Schwinger (SMC) é, ao lado do Método de Kohn Complexo (CKM), o de mais vasta aplicação. Neste trabalho, são discutidos aspectos formais do SMC, cuja principal característica é a possibilidade de solução do problema de espalhamento por meio de funções de onda quadraticamente integráveis.
Magnetoimpedância gigante em materiais ferromagnéticos amorfos
É apresentada uma breve introdução informativa a respeito das características dos materiais magnéticos amorfos e suas aplicações tecnológicas. O conceito do efeito "Magnetoimpedância Gigante" é introduzido, bem como as bases teóricas existentes para o entendimento do fenômeno nos materiais ferromagnéticos amorfos. É apresentada também uma pequena revisão dos resultados experimentais ilustrada com alguns experimentos realizados no Laboratório de Materiais e Baixas Temperaturas (LMBT) do IFGW e no Departamento de Magnetismo da Academia de Ciências da República Tcheca (ASCR).
Leis de escala e dimensão fractal em filmes finos
Neste trabalho, superfícies de filmes finos usados como eletrodos são analisadas por duas técnicas diferentes: Voltametria Cíclica e Microscopia de Força Atômica. A partir de um exemplo da literatura, a dimensão fractal da superfície de filmes de óxido de índio e óxido fluoreto de estanho são obtidas por estas duas técnicas e os resultados mostrados como concordantes entre si. Isto torna tais técnicas complementares no estudo destes filmes que podem ser aplicados em diversos dispositivos tecnológicos.
High resolution x-ray diffraction to characterize semiconductor materials
X-ray diffraction gives information on the composition and lattice strain of III-V and II-VI ternary and quaternary heteroepitaxial semiconductor layers used in the fabrication of optoeletronic devices. In this article we give a brief introduction to the materials used in technology of III-V optoeletronics, and how X-ray diffraction can provide vital information to researchers involved in the growth and development of these emiconductors materials.
Transientes ultra-rápidos de transporte no nitreto de gálio
Utilizando uma Teoria Cinética Quântica Não Linear, obtida a partir de uma formulação mecânico-estatística, o Método do Operador Estatástico de Não Equilíbrio na forma de Zubarev, obtêm-se as equaçõees que governam a evolução do estado de não equilíbrio de um semicondutor polar intrínseco de gap direto altamente fotoexcitado (plasma fotoinjetado) submetido a um campo elétrico constante. Particularmente, o semicondutor analisado foi o Nitreto de Gálio na forma zincblende. São obtidas as equações de evolução temporal para: o momento dos portadores, para a energia dos portadores, a energia dos fônons ópticos longitudinais e transversais.
How can physicists study photosynthesis? History and applications of the photoacoustic technique
This short review presents the photoacoustic technique applied to the study of photosynthesis. It is known that plants kept in the dark for several hours stop photosynthetic activity. After this dark-adaptation, light incidence gives rise to the socalled photosynthetic induction (restart of the photosynthetic processes). The Open Photoacoustic Cell described here has been used at the Laboratory of Photothermal Spectroscopy (IFGW, UNICAMP) to investigate the kinetics of the photosynthetic induction. Recent work developed at this laboratory includes in vivo and in situ measurements in eucalyptus leaves from different species and subjected to different conditions. With the photoacoustic technique, we can analyze the parameters that influence photosynthesis, such as temperature and intensity of the incident radiation.
Synchrotron light is generated by relativistic charges describing curved trajectories. It is produced by electron/positron beams running in a vacuum chamber, kept in a closed orbit by bending magnets, focussed by quadrupolar magnets and accelerated by RF fields in a resonant cavity. The power radiated, the spectral range extending from visible light (photon energy about 2 eV) to hard X rays (photon energy 20 000 eV), the polarization and the collimation make these sources unique in the ultraviolet and X ray regions, where no lasers are available. The applications include valence level spectroscopy (at energies up to say 20 eV) in atoms and molecules, structural studies (crystal structure, phase transitions, nature of the chemical neighborhood, shape of nanoparticles, etc), biological studies (membranes, crystallized proteins) and microfabrication.
Resfriamento e aprisionamento de átomos neutros com laser
Apresentamos aqui as idéias básicas a respeito do controle do movimento de átomos neutros por radiação laser próxima à ressonância. A partir da probabilidade de absorção da teoria atômica de dois níveis e da conservação da energia-momentum, tratamos de forma simples os esquemas Zeeman de desaceleração de feixe atômico, o arranjo de melado óptico e a armadilha magneto-óptica. Apresentamos também algumas simulações numéricas de Monte-Carlo do movimento de átomos de cálcio nessas configurações. Finalmente, abordamos a armadilha magneto-óptica para átomos de cálcio desenvolvida recentemente no grupo e suas futuras aplicações em física básica e metrologia aplicada.
O experimento SNO e o problema do neutrino solar
O Problema do Neutrino Solar, que completa trˆes d´ecadas sem solução definitiva, ´e caracterizado por um d´eficit nos neutrinos solares detectados em cinco montagens experimentais independentes. Recentemente, o Sudbury Neutrino Observatory, um novo experimento de detecç˜ao, apresentou seus dados. Localizado em Sudbury, Canad´a, ´e sens´ıvel aos neutrinos solares de mais alta energia atrav´es de trˆes canais diferentes de detecç˜ao, e seus dados foram recebidos com entusiasmo pela comunidade cient´ıfica. Apresentaremos aqui tais dados, e faremos uma breve discuss˜ao da sua importˆancia na caracterização do Problema do Neutrino Solar. Em seguida analisaremos o seu reflexo em uma das atuais poss´ıveis soluções ao problema, a solução via convers˜ao de sabor induzida pela mat´eria solar.
O mistério dos raios cósmicos de altíssima energia e o observatório Pierre Auger
Neste artigo discutirei o enigma dos raios cósmicos de energia acima de 10^20 eV. O problema se resume em dois processos fundamentais: a limitação do poder energético das fontes candidatas e a interação da partícula com a radiação de fundo no Universo que oferecem como previsão o ﬁm do espectro de energia por volta de 10^20 eV. No entanto, atualmente existem mais de 10 eventos medidos com energia superior a energia prevista para o corte. Estes eventos de ﬂuxo baixíssimo (1 evento por século por km^2) incentivaram a construcao do Observatório Pierre Auger cujas técnicas e objetivos descreverei aqui e no qual está inserida minha tese de doutorado.
Sobre os spinors e a estrutura do espaço-tempo
Introduzimos o formalismo dos spinors a partir da análise da estrutura do cone de luz no espaço de Minkowski. Construímos as transformações de Lorentz a partir de transformações spinoriais e formulamos alguns conceitos geométricos associados a estrutura do cone de luz essencialmente a partir dos spinors. Construímos os spinors de Weyl e de Dirac a partir das representações não-equivalentes do grupo SL(2,C). Mostramos como alguns conceitos utilizados na física podem ser formulados diretamente a partir da estrutura spinorial deste formalismo.
Determinação da concentração de urânio em poços de abastecimento público da região urano-fosfática de Pernambuco
A região urano-fosfática do Nordeste estende-se do sul da cidade de Olinda, no estado de Pernambuco, até o extremo norte do estado da Paraíba, apresentando uma das mais altas concentrações de U3 O8 (30 a 500 ppm), quando comparada com outras ocorrências mundiais. A área costeira sedimentar desta região é bastante rica em recursos hídricos subterrâneos. Em vista disto, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de determinar os níveis de urânio nas águas dos poços de abastecimento público da região, confrontando-os com os limites estabelecidos pela Portaria n o 36/GM do Ministério da Saúde, para se avaliar o risco à saúde da população em virtude da ingestão de água. Para determinação do urânio, utilizou-se o método da fluorimetria, a partir da deposição de uma alíquota da amostra em pastilhas de uma mistura contendo 2 g de fluoreto de lítio e 98 g de fluoreto de sódio que sofreram fusão a 1020 0 C. As pastilhas foram levadas a um fluorímetro modelo Jarrel-Ash-2700, onde foram efetuadas as leituras. Os níveis de urânio nos poços, variaram de 22,5 a 919,5 mBq/L, resultando doses efetivas de 5,5 x 10-4 e 1,6 x 10-3 mSv/ano, na população da região estudada.
Determinação estrutural de ligas metálicas de superfície por difração de fotoelétrons
As propriedades físico -químicas de um material, como uma liga metálica, podem ser entendidas como uma função da sua estrutura eletrônica e das posições relativas entre os átomos. A superfície representa um caso particular e a quebra da periodicidade em uma direção pode provocar mu danças estruturais e eletrônicas importantes que afetam as propriedades do material. É particularmente importante conhecer a posição dos átomos na rede cristalina. No volume de um material isto pode ser feito através de técnicas consagradas como difração de raios-x; contudo, para a superfície esta tarefa é muito mais complicada. Neste trabalho, apresentamos através de alguns exemplos a utilização de difração de fotoelétrons como técnica para a determinação estrutural de duas classes distintas de ligas metálicas de superfície: ligas substitucionais aleatórias (Pd sobre Cu(111) e Cu sobre Pd(111) ) e ligas ordenadas (Sb sobre Pd(111)).
Uma língua eletrônica a base de filmes ultrafinos de diferentes materiais, utilizando medidas de espectroscopia de impedância, tem se mostrado mais eficiente do que dispositivos semelhantes encontrados na literatura, que utilizam membranas lipídicas ou vidros condutores em medidas potenciométricas, ou diferentes metais como eletrodos de trabalho em voltametria. Essa língua eletrônica apresenta elevada sensibilidade para detecção e diferenciação de paladares e bebidas comerciais, sendo que em alguns casos essa distinção é realizada abaixo do limite de percepção biológico. A simplicidade de aquisição e análise dos dados experimentais elevam o potencial de aplicação deste dispositivo em diversas áreas.
Interação matéria-antimatéria e matéria-matéria a energias intermediárias
Neste artigo mostramos alguns dos recentes avanços experimentais do estudo da interação antimatéria-matéria e matéria-matéria, bem como algumas de suas diferenças sutis que têm estimulado um grande esforço teórico de modo a explicar os resultados observados experimentalmente. Uma característica marcante das teorias perturbativas é o modo no qual a ionização e a excitação deveriam depender do tipo de partícula. As seções de choque de colisões inelásticas (excitação e ionização) deveriam ser proporcionais ao quadrado da carga da partícula incidente e deveriam depender apenas da sua velocidade. No entanto, desvios das teorias de primeira ordem são observados experimentalmente e, a despeito do grande esforço empregado, muitos dos fenômenos ainda não foram explicados de forma satisfatória.
A naive model for the pomeron structure function from diffractive deep inelastic scattering
Deep inelastic electron-proton scattering has been a fundamental tool for the understanding of the partonic structure of hadrons. In recent years new experimental ﬁndings in deep inelastic scattering coming from DESY brought a new light into an important domain of hadronic physics, the diffractive interaction of hadrons, dominated by the exchange of a color singlet with the quantum numbers of the vacuum, known as pomeron. Due to its long distance nature, diffractive reactions reside outside the region of perturbative quantum chromodynamics applicability, and therefore lack a proper quantum ﬁeld theory description. In this article, we present a naive phenomenological model that associates non-perturbative aspects of diffraction with the dynamics of QCD, to describe some experimental data from DESY and to built a simple partonic picture of the pomeron. From the model, we found that the pomeron structure function can be described as dominated by gluons.
Efeitos quânticos no campo eletromagnético
Neste artigo apresentaremos uma retrospectiva dos efeitos quânticos do campo eletromagnético tais como antiagrupamento de fótons, estatística sub-Poissoniana, efeito de compressão de ruído quântico, oscilações e zeros na distribuição de fótons, bem como uma revisão dos principais estados do campo de radiação quantizado.
Neste trabalho desenvolvemos uma breve discussão sobre a quiralidade, um caráter quântico de importância fundamental no estudo de física de neutrinos e de física de partículas de maneira geral. Na atualidade existem diferentes interpretações para os mecanismos de oscilação de “sabores” de neutrinos que, numa conseqüência imediata, vêm indicar a existência de massa para os mesmos. Justiﬁca-se, assim, uma oscilação do caráter quântico quiral “left-right” que possa ocorrer em patamares de energia bem mais elevados, se comparados à energia de uniﬁcação eletrofraca, e que desapareça com uma eventual quebra de simetria. Desta forma, o objetivo maior deste texto é o de estabelecer uma base de simetria de grupo SU(4) para o estudo da oscilação quiral “left-right”, de maneira que sejam determinados os números quânticos correlatos às diferentes representações do grupo de simetria SU(4).
O objetivo desse artigo é apresentar conceitos básicos sobre computação e informacao quântica de modo que o leitor possa tomar contato com essa recente area da física, hoje em desenvolvimento nos principais centros de pesquisa. A computação quântica se diferencia da computacao clássica que conhecemos principalmente no modo como as funções são calculadas. No caso quântico, existe um paralelismo decorrente da superposição coerente de estados o que permite a realização de múltiplos cálculos simultâneos da função de interesse. Esse é o assunto abordado nesse artigo, que ainda apresenta o algoritmo de Deutsch o qual fornece uma indicação direta do poder computacional contido na mecânica quântica.
A realidade quântica, notas históricas e apontamentos epistemológicos
A apresentação das principais idéias que permearam o nascimento da física quântica foi o mote do ensaio “Século XX: a teoria quântica, a física de partículas e o modelo atômico atual”, publicado nos Ensaios sobre o Átomo, em 2000. Nestes quatro anos, algumas colocações foram revistas, enquanto outras mereceram aprofundamento, mormente no que se refere à demarcação dos importantes problemas epistemológicos gerados com a “nova” ciência. Revisitar, assim, o manuscrito de outrora é o escopo do presente artigo.
Camada limite atmosférica tropcial (CLAT)
A partir da combinação dos dados de radiossondagem com os de radar podemos analisar o comportamentoe a estrutura da Camada Limite Atmosférica Tropical (CLAT), em Serpong-Indonésia, no período de 08 a 15/10 de 1993 (estação seca). O objetivo deste trabalho é testar dados do Radar Doppler Banda - L (Boundary Layer Radar - BLR) afim de validá-los com os de radiossondagem através do estudo da CLAT. A partir do BLR conseguimos identificar um forte eco de radar na camada de aproximadamente 0,3 km (pela manhã) para próximo de 3-5 km (pela tarde), o qual foi identificado com uma variação diurna do topo da Camada de Mistura (CM). Em superfície, os dados de eco de radar obtidos pelo BLR foram uma boa estimativa do tempo de entrada da brisa marítima na estação seca, especialmente em dias de tempo bom, quando a umidade da CLAT foi controlada através da circulação da brisa marítima. A validação dos dados de radar com os de radiossondagem foram consideradas significativas para o estudo, provando que as observações a partir da utilização do radar devem desempenhar um importante papel em vários estudos da baixa atmosfera, particularmente na região equatorial.
Tambem o atomismo surgiu na aurora daquilo que - a partir dos gregos - entendemos como pensamento ocidental; movimento filosofico diversificado, o atomismo teve como seus maiores expoentes Democrito, Epicuro e Lucrecio. Deste ultimo autor chegou ate os nossos dias o poema De rerum natura, o maior testemunho daquela tradiqIo de pensadores. Revisitar alguns dos conceitos da fisica atomista 6 o objetivo do presente manuscrito.
Estudo da transformação martensítica em ligas inoxidáveis com efeito de memória de forma
O artigo em questão tem a finalidade de apresentar ao leitor os mecanismos básicos de cristalografia que promovem o Efeito de Memória de Forma (EMF). O fenômeno físico que resulta na recuperação do estado inicial com o aquecimento de materiais que foram submetidos à deformação plástica é a transformação martensítica cristalograficamente reversível Y(cfc) >e(hc). Durante a deformação o material no estado inicial com estrutura cúbica de face centrada (cfc), é parcialmente transformado para estrutura hexagonal compacta (hc). A interface formada entre as estruturas cfc e hc é móvel durante o aquecimento e o movimento reverso das discordâncias parciais de Shockley promovem a reversão para a fase cúbica. Como resultado temos a recuperação de forma. Além disso, vários princípios termodinâmicos estão envolvidos para que se torne possível o efeito de recuperação de forma. Neste trabalho serão apresentados alguns mecanismos responsáveis pelo EMF bem como a termodinâmica básica envolvida, processos de memorização de forma e algumas aplicações práticas.
We re-examine a discussion o f "idea and multiplicity" (as a manifold) as presented b y Gilles Deleuze in his work Dzfference and Repetition and develop this topic according to the philosophical concepts o f support, real and reality introduced by the first author. We characterize in a precise way the topological aspect of the Idea and extend this comprehension to the real.
Neste trabalho, analisamos algumas soluções não lineares paraxiais para a equação de onda de Helmholtz, notadamente um feixe de Bessel livre de difração. Apresentamos algumas comparações entre os feixes besseliano e gaussiano e citamos algumas possiveis aplicações dos feixes não difrativos que os tomam interessantes para a óptica não linear.
Gravitação e eletromagnetismo em cinco dimensões
O presente artigo tem a finalidade de apresentar ao leitor a teoria de Kaluza que se baseia na idéia da adição de uma dimensão extra às equações de Einstein no espaço vazio para obter, como conseqüênca, a unificação entre a gravitação e eletromagnetismo no espaço quadridimensional. Além disso, apresentamos o mecanismo de compactificação da dimensão extra proposto por Klein. Este mecanismo consiste em adotar uma topologia circular para a quinta dimensão, sugerindo desta maneira que o raio da dimensão é da ordem de grandeza do comprimento de Planck e por isso não é observado experimentalmente.
Most of aour information about the structure and properties of sub-atomic particles is based on the analysis of high-energy scattering data. Describing the dynamics of particle interactions, the Standard Model is currently the accepted theoretical framework of particle physics. In this paper, staring with a bried account of the history of particle physices, we review some aspects of the Standard Model wich are used to describe high-energy hadron interactions.
A ocorrência de dutos atmosféricos em ambiente costeiro
Foram estudados os picos dos gradientes verticais nos perfis termodinâmicos na Camada Limite Atmosférica (CLA), pois estes picos são fruto de mudanças repentinas no campo de refratividade atmosférica (N) e esta afeta diretamente a propagação das ondas eletromagnéticas. Através de dados de Radar Doppler (banda­L) e radiossondagem foram investigados a ocorrência de dutos atmosféricos na CLA, durante uma campanha de campo intensiva, entre 08-­14-­Outubro de 1993 correspondentes à estação seca da região de Serpong-Indonésia. As características superficiais e a variabilidade espacial foram claramente pronunciadas na estrutura da CLA através dos dados de radar. Um resultado importante foi à estimativa da altura da CLA através dos gradientes de N, constituindo­se uma alternativa promissora em comparação aos métodos clássicos amplamente utilizados na literatura (perfis de temperatura potencial e umidade específica). Os valores encontrados de refratividade através da radiossondagem foram comparados com os ecos de radar, apresentando um resultado satisfatório. Outro resultado relevante foi à ocorrência de dutos na CLA, dutos esses de superfície e evaporação, bem caracterizados pelos perfis de N, mesmo na presença de uma circulação de brisa marítima durante o período de estudo.