Graduate Program in Physics at UFSC, Florianópolis

THE PHYSICS GRADUATE PROGRAM invites everyone to the seminar: 

  Vignettes from the world of liquid crystals 

Peter Palffy-Muhoray

Liquid Crystal Institute, Kent State University – USA

Abstract:

Liquid crystals, discovered some 125 years ago, are orientationally ordered soft materials. Although they have received considerable attention – much of it due to their potential for applications in display devices – they continue to astonish, puzzle and delight. In this talk, I will describe some unusual phenomena in liquid crystalline systems which originate in orientational order. I will discuss ideas about the underlying physics, and indicate some intriguing problems that remain unsolved.

Date: 15/July/2015 – (wednesday) – Place: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física– Time: 10h15min

THE PHYSICS GRADUATE PROGRAM invites everyone to the seminar: 

  Gravitational lensing 

Gena S. Bisnovatyi-Kogan

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences,

Russia and National Research Nuclear University MEPhI, Moscow, Russia

Abstract:

After some historical remarks, we consider observational data on the gravitational lensing, different types of lensing: strong, weak, and microlensing, discovery of planets around distant stars by microlensing. We consider lensing with large deviation angles, when light passes close to the gravitational radius of the lens, and formation of weak relativistic rings. In the last part we consideran influence of plasma on the gravitational lensing. When a gravitating body is surrounded by a plasma, the lensing angle depends on the frequency of the electromagnetic wave, due to dispersion properties of plasma, in presence of a plasma inhomogeneity, and due to a gravity. The second effect leads, even in a uniform plasma, to a difference of the gravitational photon deflection angle from the vacuum case, and to its dependence on the photon frequency. Both effects are taken into account. Dependence of the lensing angle on the photon frequency in a homogeneous plasma resembles the properties of a refractive prism spectrometer, which strongest action is for longest radio waves. We have shown that the gravitational effect could be detected in the case of a hot gas in the gravitational field of a galaxy cluster.

Date: 26/July/2015 – (friday) – Place: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física– Time: 10h15min

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Cópias de Gribov e Confinamento 

Prof. Dr. Marcelo Santos Guimarães – UERJ

Abstract:

A quantização de teorias de calibre não-abelianas sofre com problemas de ambiguidades no procedimento de fixação de calibre, caracterizados pelo aparecimento de modos-zero no operador de Faddeev-Popov no regime de baixas energias da teoria. Esses modos-zero dão origem às cópias de Gribov, que corresponde a existência de configurações equivalentes dos campos mesmo após a fixação de calibre. Essa falha no procedimento de fixação de calibre no regime não-perturbativo sinaliza a necessidade de uma análise mais cuidadosa da teoria em baixas energias e, de fato, foi mostrado que as cópias de Gribov estão relacionadas com as propriedades confinantes das teorias de calibre. Neste trabalho serão discutidas as relações gerais entre as cópias de Gribov e confinamento. Muitos resultados sobre os efeitos das cópias de Gribov na física de baixas energias das teorias de calibre serão apresentadas. A tentativa de eliminar consistentemente as cópias é feita restringindo-se as configurações de campos na formulação de integral funcional para a chamada região de Gribov. Esta restrição fornece uma teoria efetiva descrevendo a dinâmica os campos de calibre em baixas energias: a teoria de Gribov-Zwanziger. A construção e as propriedades gerais dessa teoria serão discutidas. A mesma construção pode ser aplicada à campos de calibre em interação com campos de matéria. Neste contexto, a estrutura de fases do sistema Yang-Mills-Higgs pode ser analisada do ponto de vista do fenômeno de Gribov. A influência das cópias de Gribov em teorias supersimétricas também será discutida.

Date: 19/June/2015 – (friday) – Place: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física– Time: 10h15min

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Doutorando da IF/UFRGS

  Propriedades topológicas da fase de “stripes” em sistemas com interações competitivas 

Alejandro Mendoza Coto – UFRGS / IF

Abstract:

Em sistemas onde uma interação atrativa de curto alcance compete com uma interação de longo alcance repulsiva, formam-se fases moduladas do parâmetro de ordem, e em duas dimensões elas são compostas por padrões espaciais de “stripes” (faixas). Neste trabalho apresentarei uma teoria para o estudo da fusão da ordem de faixas que mostra a existência de uma fase nemática estável em duas dimensões, para sistemas onde a interação repulsiva é de suficiente longo alcance. Posteriormente consideramos no estudo a presença de flutuações quânticas. Neste cenário, foi estudada a transição de fase quântica da ordem orientacional e as propriedades críticas destes sistemas são calculadas mediante as técnicas do grupo de renormalização.

Date: 3/June/2015 – (wednesday) – Place: Sala 114 – Sala de reuniões do Departamento de Física– Time: 16 horas

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Excitações de spin em sistemas nanoestruturados  

Prof. Dr. Antonio Tavares Costa Junior – UFF/IF

 Abstract:

Em sistemas ferromagnéticos as excitações de spin determinam várias propriedades importantes do sistema, tais como a relaxação da magnetização e a absorção de energia. Também estão associadas a fenômenos com grande potencial de aplicação tecnológica, como a geração de correntes puras de spin e a reversão do estado de magnetização de domínios magnéticos. Em metais as excitações de spin têm caráter bastante diverso daquelas presentes em isolantes magnéticos. Nesse seminário apresentarei a abordagem que desenvolvemos para o cálculo de excitações de spin em sistemas magnéticos nanoscópicos em contato com substratos metálicos não magnéticos. Ela incorpora naturalmente o caráter metálico do sistema e é capaz de descrever, em pé de igualdade, excitações em sistemas tão diversos quanto filmes ultrafinos e átomos adsorvidos a superfícies.

Date: 29/May/2015 – (friday) – Place: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física– Time: 10h15min

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Buracos negros ativos, inativos e múltiplos: um recenseamento 

João Evangelista Steiner – IAG/USP

 Abstract:

Buracos negros supermassivos parecem residir na maioria das galáxias de alta massa e em uma fração das galáxias de baixa massa. Ao capturar gás, esses objetos tornam-se luminosos e são chamados de núcleos ativos. Parte significativa dos núcleos de galáxias no Universo Local não mostra atividade nuclear, podendo ter buracos negros inativos (sem captura de gás), mais difíceis de serem detectados.

Estamos conduzindo um recenseamento dos núcleos de todas as galáxias brilhantes (B <12 mag) do Hemisfério Sul, utilizando espectroscopia de campo integral nos telescópios Gemini, para estudar, com precisão inédita, suas propriedades nucleares e circumnucleares. Os resultados preliminares indicam que: 1) Em galáxias massivas, núcleos ativos são ao menos duas vezes mais frequentes do que indicavam pesquisas anteriores; 2) Há uma fração significativa de objetos ativos de muito baixa luminosidade; 3) Encontramos núcleos fora do centro ou com estrutura múltipla com frequência inesperada; 4) Gás ionizado ou neutro está presente no centro de 97% das galáxias massivas.

Date: 15/May/2015 – (friday) – Place: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física– Time: 10h15min

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   Busca da Janela Conforme 

Tiago José Nunes da Silva – University of Groningen, RUG, Holanda

Abstract:

Teorias de Calibre Não-Abelianas com um grande número de sabores exibem restauração de simetria conforme antes que liberdade assintótica seja perdida. Um dos cenários que tenta explicar como simetria conforme é restaurada é o cenário da Janela Conforme. Neste seminário eu irei introduzir o tema e reportar resultados recentes obtidos utilizando métodos de teoria de calibre na rede, um método não-perturbativo robusto para o estudo numérico de teorias de calibre.

Date: 8/May/2015 – (friday) – Place: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física– Time: 10h15min

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   Effect of singlet triplet recycling in the charge transfer state manifold and molecular geometry on thermally activated delayed fluorescence 

Prof. Andy P. Monkman

Dept. of Physics, Durham University, South Road Durham, UK

Abstract:

Figure 1: Temperature dependent delayed fluorescence measurements of a near zero exchange energy ICT TADF

Detailed photophysical measurements of intramolecular charge transfer states have been made both in solution and solid state¹. Temperature dependent emission and delayed emission are used to map the energy levels involved in molecule decay, and through detailed kinetic modelling of the thermally activated processes observed, true electron exchange energies and other energy barriers of the systems determined.

For specific donor acceptor molecular configurations, the CT singlet and triplet states are found to be the lowest lying excited states of the molecule with very small electron exchange energies = kT. In these cases the decay kinetics of the molecules become significantly different to normal molecules, and the effect of rapid recycling between CT singlet and triplet states is seen to greatly extend the lifetime of the ‘excited state’ and yield non-exponential decay. Quantum yields increase markedly, even though the intersystem crossing rate is fast, ? 10⁹ s^-1. The decay kinetics is found to be very sensitive to both temperature and sample inhomogeneity², see figure 1. Temperature dependent delayed emission measurements reveal very different time domain behaviour and the effects of ICT emitter inhomogeneity is revealed. Clear evidence will be given to show that TADF reaches 100% efficiency at harvesting triplet states^1,3, and device having > 15% EQE discussed.

 We will then go on to show the results for an ICT molecule with highly controlled structure i.e. the donor and acceptor fragments are held rigidly orthogonal. In this molecule the CT states can clearly be seen to be the lowest energy states of the molecule with a very small exchange energy (singlet triplet gap). Here we find that there are substantial differences between optical and electroluminescent photophysics resulting in device being far more efficient than is suggested by the molecules PLQY. For the first time we can show that the PLQY of the emitter is not the figure of merit to use in a device, because the excited states are formed in a different way within the device which avoids a major excited state quenching mechanism. This will be discussed in a new molecule that has a PLQY of 30% but gives devices having >19% EQE.

 TADF thus not only enables 100% of triplet states to be harvested, the charge transfer states which give rise to emission and TADF also enable more efficient singlet emission than ‘PLQY’ would lead us to believe.

 References

 1    V. Jankus, C. J. Chiang, F. Dias, and A. P. Monkman, Adv Mater 25, 1455 (2013).

2    F. B. Dias, K. N. Bourdakos, V. Jankus, K. C. Moss, K. T. Kamtekar, V. Bhalla, J. Santos, M. R. Bryce, and A. P. Monkman, Adv Mater 25, 3707 (2013).

3    D. Graves, V. Jankus, F. B. Dias, and A. Monkman, Adv Funct Mater 24, 2343 (2014).

4      Vygintas Jankus, Przemyslaw Data, David Graves, Callum McGuinness, Jose Santos, Martin R. Bryce, F. B. Dias, and A. P. Monkman, Advanced Functional Materials 24, 6178. (2014).

 Date: 24/April/2015 – (friday) – Place: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física- Time: 10h15min

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Detection of quantum entanglement: experiments with spatially entangled photon pairs 

Stephen Patrick Walborn

Instituto de Física – UFRJ

 Abstract:

The twin photons produced by spontaneous parametric down-conversion have been an exceptional tool for the study of entanglement and quantum information. The spatial correlation of these photons was one of the first properties to be studied. Nevertheless, the convenient and efficient detection of quantum entanglement in the spatial variables is still an active area of research, with possible applications in quantum cryptography and communication. Here we present several experiments performed at the Quantum Optics Laboratory at the Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro. We present several novel experimental methods to detect the entanglement in the transverse spatial variables of photon pairs. Both methods use spatial light modulators to imprint an appropriate phase profile on the down-converted photons. Our first method uses this phase profile to measure the spatial correlation functions directly. With these, we can evaluate known entanglement witnesses in a more efficient fashion, without the need for a position-dependent detection system. Our second method uses complementary masks to discretize the detection system, again allowing for a more efficient identification of entanglement via a novel entanglement witness.

Date: 17/April/2015 – (friday) – Place: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física– Time: 10h15min

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