Programa de Pós-Graduação em Física da UFSC, Florianópolis

O Prof. Dr. Jorge Massayuki Kondo, docente permanente do programa de Pós-Graduação em Física da UFSC, publicou recentemente um artigo de grande impacto na renomada revista “Physical Review A”. O PPGFSC parabeniza o professor Jorge Massayuki Kondo pela relevante contribuição. Abaixo, segue um resumo do texto “Átomos gigantes podem ser a base de sensores quânticos mais refinados” de Danilo Albergaria, da Revista Pesquisa FAPESP.

Um estudo conduzido por físicos brasileiros trouxe evidências de uma possível interação quântica inédita que pode estar envolvida na formação dos átomos de Rydberg, versões superexcitadas e ampliadas dos átomos comuns. Esses átomos, que podem ser até mil vezes maiores que os convencionais, possuem elétrons externos altamente sensíveis a campos elétricos e magnéticos, tornando-se promissores para o desenvolvimento de sensores avançados em tecnologias quânticas, como computação e telecomunicações. A pesquisa sugere que um único fóton pode transferir energia para mais de um átomo simultaneamente, um fenômeno que desafia a visão clássica das interações eletromagnéticas.

Nos experimentos realizados no Instituto de Física de São Carlos da USP, átomos de rubídio foram submetidos a um feixe de laser e a um campo de micro-ondas dentro de uma cavidade a vácuo. O laser resfriou os átomos até temperaturas próximas ao zero absoluto, reduzindo seu movimento e permitindo que parte deles fosse aprisionada em uma região específica. À medida que os átomos absorviam energia e transitavam para o estado de Rydberg, deixavam uma assinatura espectral que foi registrada e analisada. Os pesquisadores, em colaboração com físicos estrangeiros, adaptaram um modelo teórico para descrever esse processo, confirmando que os átomos e o campo eletromagnético formavam uma excitação coletiva, um estado quanticamente emaranhado.

Os átomos de Rydberg são conhecidos desde o século XIX e vêm sendo estudados em laboratório desde os anos 1970, com avanços significativos a partir da década de 1980. Sua alta sensibilidade os tornou fundamentais para o desenvolvimento de dispositivos quânticos, como emissores e receptores de comunicação avançada. Empresas como a Rydberg Technologies já exploram suas propriedades para criar novas tecnologias baseadas na manipulação quântica desses átomos. O estudo liderado pelo Prof. Dr. Jorge Massayuki Kondo reforça a importância dessas pesquisas e sugere que os efeitos extremos observados podem levar à criação de sensores ainda mais sofisticados para aplicações científicas e industriais.

Artigo científico KONDO, J.D. M. et al. Multiphoton-dressed Rydberg excitations in a microwave cavity with ultracold Rb atoms. Physical Review A. 2 dez. 2024

Este texto foi originalmente publicado por Pesquisa FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o texto original aqui.

A pesquisa realizada pelo professor Alejandro Mendoza-Coto e pelo aluno Vinicius Zampronio, ambos do programa de pós-graduação em Física da Universidade Federal de Santa Catarina, apresenta um avanço significativo no estudo da matéria condensada. Em colaboração com cientistas italianos, eles exploraram as propriedades de um “super-quasicristal”, uma fase da matéria que combina características de supersólidos — materiais que exibem simultaneamente rigidez e superfluidez — e quasicristais, estruturas ordenadas porém não periódicas. Publicado na Physical Review Letters, o trabalho não apenas amplia os horizontes da física básica, mas também oferece perspectivas para aplicações em tecnologias emergentes.

A descoberta foi descrita com uma metáfora artística: imagine átomos de disprósio, conhecidos por seu magnetismo, posicionados como ovos em uma cartela formada por uma rede quasicristalina criada com lasers. Essa estrutura apresenta propriedades únicas, como o estado de “vidro de Bose”, onde os átomos ficam presos em posições específicas devido à força da rede, permitindo a existência de superfluidez em regiões localizadas. Segundo Mendoza-Coto, esse comportamento demonstra como estados quânticos complexos podem emergir de interações em ambientes aperiódicos, abrindo caminho para novas formas de controle sobre a matéria.

Embora teórica, a pesquisa é viável experimentalmente com as tecnologias atuais. Mendoza-Coto e Zampronio destacam que os resultados podem contribuir para o desenvolvimento de materiais inovadores e para avanços na computação quântica, uma área promissora que requer estados altamente controlados da matéria. Essa contribuição reforça a importância da física da matéria condensada no entendimento fundamental e na manipulação de novos estados quânticos, consolidando o papel da UFSC como um centro de excelência em pesquisa científica.

Link para o artigo.

Representação artística de um sistema planetário com um planeta gigante, como esperado para os planetas do sistema TOI-4562. (Fonte: NASA)

Uma equipe de cientistas, liderada pelo estudante de graduação do curso de Física Vitor Fermiano e orientada pelo professor Roberto K. Saito, do Programa de Pós-graduação em Física da UFSC, fez uma descoberta inédita de um exoplaneta utilizando dados de um telescópio em solo brasileiro. O exoplaneta, nomeado TOI-4562c, foi identificado com a ajuda de dados do telescópio espacial TESS da NASA e do telescópio brasileiro Zeiss, do Observatório do Pico dos Dias, em Minas Gerais. O planeta faz parte de um sistema planetário jovem e sua descoberta será publicada na revista Astronomy & Astrophysics, com uma prévia já disponível no repositório arXiv.

A descoberta foi motivada por perturbações observadas nas órbitas do exoplaneta TOI-4562b, previamente identificado em 2023. Utilizando a técnica de trânsitos planetários, a equipe detectou irregularidades nos cálculos da órbita desse planeta, sugerindo a existência de um terceiro corpo. Com a coleta de novos dados, os pesquisadores identificaram o exoplaneta TOI-4562c, um gigante gasoso com características semelhantes a Júpiter, mas com uma massa muito maior e um período orbital de aproximadamente 11 anos.

A técnica usada na detecção do novo planeta é chamada de Variação do Tempo de Trânsito (TTV). A análise contou com a colaboração de especialistas da UFRN, INPE, LNA, além de pesquisadores de instituições internacionais. Agora, a equipe planeja continuar monitorando o sistema planetário utilizando TTV em conjunto com a técnica de velocidades radiais, o que permitirá a obtenção de dados mais precisos sobre as características dos planetas e suas órbitas.

Veja a matéria completa no site da UFSC.

A proposta da equipe formada por pesquisadores do Departamento de Física, organizados sob a estrutura do Laboratório Multiusuário de Pesquisas Físicas (LAMPEF), foi classificada na seleção interna realizada pela PROPESQ para participar do Edital ProInfra de Expansão e Desenvolvimento de Infraestrutura de Pesquisa, promovido por MCTI/Finep/FNDCT. A proposta obteve a segunda colocação dentre 15 projetos analisados na UFSC, e segue agora para as próximas etapas do edital. Caso tenha sucesso, o projeto trará recursos que permitirão ampliar a gama de estudos e trabalhos desenvolvidos no departamento, com impacto direto nas atividades de pós-graduação. O Programa de Pós-Graduação em Física da UFSC parabeniza os envolvidos no projeto representados pelo Prof. Ivan Bechtold, dirigente do comitê gestor do LAMPEF, e deseja-lhes sucesso!

O professor Ivan Helmuth Bechtold, titular do departamento de Física da Universidade Federal de Santa Catarina (FSC/UFSC), foi eleito presidente da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat) para o mandato 2024-2025. Fundada em 2002, esta é a primeira vez em que a SBPMat é presidida por um pesquisador do Sul do país. Em todos os os mandatos anteriores os presidentes eleitos eram da região Sudeste.

A SBPMat reúne pesquisadores de diversas áreas como Física, Química, Matemática, Biologia, Ciências da Saúde, Ciências Agrárias e Engenharias, com estudos voltados a aplicações tecnológicas de materiais. O evento anual da SBPMat, o Brazilian Materials Research Society (B-MRS), agrega em torno de 1.500 participantes de todo o Brasil e de outros países.

Mais informações na página da SBMat, no Instagram ou pelo pelo e-mail

A cidade de Lindau, na Alemanha, sedia anualmente um encontro entre laureados com o Prêmio Nobel e jovens cientistas. Na edição de 2023, que foi dedicada à medicina, cinco estudantes brasileiros foram selecionados para o evento. Neste ano ocorre a seleção para o encontro de 2024, que terá foco na Física. É com muito orgulho que recebemos a notícia de que nossas estudantes, Carline Biesdorf e Cheryl Henkels, foram pré-selecionadas pela Academia Brasileira de Ciências (ABC). Vale lembrar que o Brasil pode indicar apenas quatro pessoas nesta edição, ou seja, ficamos com metade das vagas! O PPGFSC parabeniza as estudantes e seus orientadores por mais esta conquista!

Sabe quanto tempo demora pra viajar até a China? No início do mês de agosto de 2023, nossos colegas, o Prof. Renné Medeiros de Araújo e os doutorandos Raphael César de Souza Pimenta e Lucas Marques Fagundes Silva, embarcaram numa viagem de 40h de avião de Florianópolis até Nanjing, na China, literalmente do outro lado do mundo.

A viagem ocorreu no âmbito de um projeto de colaboração científica no bloco dos BRICS e foi financiada com recursos do CNPq. O coordenador do projeto é o Prof. Paulo Henrique Souto Ribeiro (UFSC), que conta com os pesquisadores Sergei Kulik (Moscou, Rússia) e Xiaosong Ma (Nanjing, China) como colaboradores.

A Universidade de Nanjing foi a primeira parada do grupo, que fez um tour pelos experimentos de Ótica Quântica e Informação Quântica desenvolvidos no MaLab, onde o Prof. Xiaosong Ma coordena pesquisa de ponta nessas áreas. Lá, o Prof. Renné também apresentou ao grupo do Prof. Ma, por meio de seminário, as linhas de pesquisa do Laboratório de Ótica Quântica da UFSC. Identificados os pontos de possível colaboração, a expectativa agora é fortalecer a troca científica entre os dois grupos para desenvolver trabalhos de relevância internacional na área.

Na sequência da viagem, Renné, Raphael e Lucas foram até a cidade de Xi’an, famosa cidade histórica na China, conhecida por ter sido o ponto de partida da rota da seda e por abrigar as estátuas do exército de terracota, reconhecidas pelo UNESCO como Patrimônio Mundial. Em Xi’an, nossos peregrinos participaram de uma conferência com mais de mil pessoas, a CIOP 2023 (The 14th International Conference on Information Optics and Photonics), onde apresentaram oralmente seus trabalhos desenvolvidos na UFSC para um público de maioria chinesa e fizeram importantes contatos para potenciais novas colaborações internacionais.

No total, além de quase 4 dias em deslocamento (contando ida e volta), foram 8 dias de trocas científico-culturais interessantes em território chinês que encheram a bagagem do professor e dos alunos com aprendizados, histórias e souvenirs.

Publicação recente de co-autoria do Prof. Ivan Bechtold e de Cristian A. M Salla, que defendeu o doutorado neste programa, em colaboração com pesquisadores da França, do Reino Unido e da Turquia.

Abstract

Considering the relevance of room temperature phosphorescent (RTP) materials, we discuss the influence of donor and acceptor groups substituted on to a twisted three-fold symmetric hydrocarbon homotruxene, which presents a persistent RTP, even in the absence of donor or acceptor moieties, under ambient conditions as a result of the twisted π-system. Compared to a fluorine acceptor, a donor methoxy group increases the phosphorescence decay rate in solution, while in the solid-state, molecular aggregation and packing yield a very persistent phosphorescence visible by the eye. The RTP of the intrinsically apolar homotruxene is found to be modulated by polar substituents, whose main impact on the solid-state emission is due to altered packing in the crystal.

O artigo completo pode ser conferido em https://doi.org/10.1039/D2CP04658J