SGF_2018

Nesta página ficam informações sobre os seminários organizados pelos alunos da graduação em Física da UFPR em 2018. Aqui também ficarão disponíveis os certificados de cada seminário.

Apoio: Coordenação dos cursos de Graduação em Física e Centro Acadêmico Hugo Kremer

Seminário #24: Análise de previsões subsazonais de fases ativas e inativas das monções na América do Sul
Palestrante: Luana Aparecida Scheibe
Local: sala PE04, 15h30min, 19 de novembro de 2018

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Resumo: O sistema de monção na América do Sul (AS) apresenta uma reversão sazonal nas anomalias de vento junto à superfície e um ciclo anual de precipitação de grande amplitude (seis meses secos e seis chuvosos). Os meses chuvosos ocorrem durante o verão austral (estação chuvosa),
com maior intensidade sobre a região central da AS. Porém a precipitação associada à monção durante a estação chuvosa é irregular, produzindo períodos chuvosos e secos, chamados de fases ativas e inativas de monção, respectivamente. Em nosso trabalho, foi avaliado o desempenho
do modelo atmosférico de previsão ECMWF (European Center for Medium-range Weather Forecast) em prever fases ativas e inativas com antecedência de até quatro semanas. Para isso, usamos um índice de precipitação para representar as respectivas fases da monção, definidas a partir dos períodos nos quais esse índice esteve acima e abaixo do desvio padrão em relação à média. O modelo reproduz razoavelmente a proporção dos dias de fase ativa e inativa em
cada fase da Oscilação de Madden Julian (OMJ), mostrando-se capaz de simular o importante papel da OMJ na variabilidade e previsibilidade da monção, assim como os campos atmosféricos associados com as fases ativas e inativas até a 3a semana de previsão. O cálculo da correlação entre o índice da monção observada e prevista mostra ótimo desempenho da previsão até a 3a
semana e os resultados são melhores quando se usa um índice de vento da monção. Fica claro que é possível obter boas previsões com maior antecedência que a atual.

Seminário #23: Mecânica Estatística de Sistemas Complexos
Palestrante: Giovani L. Vasconcelos
Local: sala PE04, 15h30min, 22 de outubro de 2018

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Resumo: Neste seminário apresentarei uma abordagem unificada para descrever flutuações estatísticas em sistemas complexos que possuem várias escalas de tempo e comprimento. Nesse formalismo, chamado de teoria
H, a distribuição de probabilidade da grandeza relevante - digamos a
velocidade das partículas de um gás - é obtida através da superposição
estatística de uma distribuição de quase-equilíbrio (gaussiana), ponde-
rada pela distribuição do parâmetro relevante (temperatura), o qual
possui uma dinâmica estocástica caracterizada por uma hierarquia de
escalas de tempo. Discutirei algumas aplicações recentes da teoria à
turbulência em fluidos, mercado financeiro e lasers aleatórios.

Seminário #22: Colisões elétron- e pósitron-molécula
Palestrante: Marcio H. F. Bettega
Local: sala PE04, 15h30min, 8 de outubro de 2018

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Resumo: O problema envolvendo o espalhamento de elétrons e pósitrons por moléculas tem aplicações em diferentes áreas do conhecimento, como em plasmas frios, que são utilizados em processos de fabricação em microeletrônica, biologia e medicina, em problemas envolvendo danos no
DNA e diagnóstico de tumores, astrofísica etc. Do ponto de vista teórico, este é um problema envolvendo muitos corpos e, portanto, requer o uso de certas aproximações. Os métodos desenvolvidos para resolver este tipo de problema devem ser capazes de descrever certos aspectos fundamentais da colisão, como efeitos de troca (no caso de elétrons) e de polarização, excitação eletrônica, dentre outros, e cujos resultados podem ser ”testados” pela comparação direta com dados experimentais. Neste seminário vou apresentar alguns resultados de estudos recentes, realizados pelo nosso grupo, sobre colisões de elétrons e pósitrons de baixas energias por moléculas poliatômicas. Vou aproveitar para discutir um pouco sobre o método variacional utilizado para o cálculo da amplitude de espalhamento, a qual pode ser relacionada com a seção de choque diferencial que é medida no laboratório. Como motivação para os estudantes de graduação, antes de discutir o problema de muitos corpos, vou abordar um sistema simples, o poço esférico de potencial, cuja solução é exata e que apresenta alguns efeitos que observamos nos problemas de espalhamento envolvendo elétrons e pósitrons, como estado virtual, estado
ligado, ressonância de forma e mínimo de Ramsauer-Townsend.

Seminário #21: Modelagem Espectral da Turbulência
Palestrante: Ailin Ruiz de Zarate Fabregas
Local: sala PE04, 15h30min, 24 de setembro de 2018

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Resumo: Os modelos da Mecânica dos Fluidos fornecem problemas muito importantes na área de Equações Diferenciais Parciais. O ponto de partida são
as equações de Navier-Stokes, que governam o escoamento dos fluidos
nos mais diversos contextos. A natureza não linear dessas equações
origina o fenômeno da turbulência e torna extremamente difícil a obten-
ção de soluções analíticas clássicas, exigindo outras formas de abordar
o problema. Trata-se de uma área de pesquisa interdisciplinar, que
envolve experimentação e interpretação física do problema, modelagem
matemática, métodos de resolução analíticos, numéricos e estatísticos e
interpretação dos resultados. Neste seminário, vamos apresentar alguns
aspectos dessa modelagem a partir da versão espectral das equações de
Reynolds para as flutuações turbulentas, com ênfase no problema de
fechamento no caso de homogeneidade estatística e anisotropia.

Seminário #20: Cristais líquidos
Palestrante: Fabio Marcel Zanetti
Local: sala PE04, 13h:30min, 13 de setembro de 2018

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Resumo: É de conhecimento geral que a matéria possui as fases sólida, líquida e gasosa, e que a transição entre elas pode ser obtida por meio de variações de temperatura ou pressão. No fim do século XIX, porém, o estudo dessas transições mostrou que certos compostos podem também apresentar uma fase intermediária entre as sólida e líquida. Conhecido hoje como Cristal Líquido, este estado da matéria, que guarda características tanto dos sólidos (organização) quanto dos líquidos (fluidez), tem em um de seus principais
aspectos a anisotropia na geometria das moléculas de seu composto, o que faz com que suas propriedades óticas sejam extremamente sensíveis a campos elétricos e magnéticos externos, como das ondas eletromagnéticas da luz. Dadas essas características, os cristais líquidos têm sido de importância fundamental a aplicações importantes em áreas tão diversas como na tecnologia de displays e sensores ou na medicina, com a fabricação de termômetros e dispositivos para dosagem e liberação de fármacos.
No seminário será dada uma abordagem geral sobre o tema, falando das principais características dos Cristais Líquidos e teorias que explicam seu comportamento, assim como algumas técnicas experimentais e aplicações.

Seminário #19: Sistemas caóticos: uma breve introdução
Palestrante: Wilian de Oliveira
Local: sala PE04, 15h30min, 27 de agosto de 2018

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Resumo: A área de Sistemas Dinâmicos estuda processos cuja evolução é dada por um modelo matemático. Esse estudo muitas vezes envolve a modelagem matemática e simulação de sistemas de interesse do pesquisador. Muitos dos problemas são encontrados na Física, na Química, na Biologia, na Economia, na Meteorologia e em quase todos os ramos do conhecimento. A lei de evolução pode ser uma função, uma equação diferencial ou um sistema de
equações. O objetivo é construir uma teoria matemática desses processos
que nos permita compreendê-los e prever sua evolução. São usados métodos
das mais diversas áreas da Matemática e também métodos computacionais.
Neste seminário, veremos uma breve introdução aos sistemas discretos
unidimensionais, veremos o que são mapas que apresentam iteradas sinuosas
e o conceito de caos. Após esses conceitos iniciais, veremos um teste para
detectar o comportamento caótico de uma determinada classe de problemas
e veremos brevemente o método OGY, que é um modelo de controle de caos.

Seminário #18: Geologia planetária: a ciência da Terra fora da Terra
Palestrante: Hely Cristian Branco
Local: sala PE04, 15:30min, 13 de agosto de 2018

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Resumo: A Geologia Planetária, ou Exogeologia, é um campo emergente das Ciências da Terra que usa as ferramentas e conhecimentos, sobretudo a Geologia, para estudar astros do Sistema Solar. Além de ser recente, mal completando 50 anos de existência, exige alto grau de interdisciplinaridade dos pesquisadores, requerindo o uso de elementos das mais diversas áreas do saber (química, física, geologia, biologia etc.) para decifrar os vários enigmas encontrados. Embora os estudos limitem-se a uns poucos objetos do Sistema Solar, já resultaram em inúmeras descobertas revolucionárias, mudando a forma como compreendemos a formação e evolução de corpos planetários, incluindo a Terra. Neste seminário será feita uma breve introdução a essa área do conhecimento, e serão abordados tópicos como sua origem, objeto de estudo e algumas das principais contribuições científicas recentes.

Seminário #17: Instrumentação Astronômica
Palestrante: João Carlos de Oliveira
Local: sala PE03, 15h30min, 31 de julho de 2018

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Resumo: O céu está repleto de objetos maravilhosos de serem observados ou fotografados, mas para apreciar essas maravilhas de forma satisfatória, são necessários técnicas e instrumentos adequados. Não estamos falando de procedimentos e equipamentos extremamente sofisticados como aqueles que existem nos grandes observatórios astronômicos, mas sim daqueles que um apreciador do céu ou astrônomo amador pode adquirir e técnicas que ele deve conhecer. Além disso, para uma boa observação do céu, devemos fazer uma boa escolha do local e horário de observação, de conhecer outras pessoas com o mesmo interesse, de saber que tipo de instrumento é adequado para observar os diferentes objetos. Na palestra sobre instrumentação Astronômica iremos conversar um pouco sobre a evolução desses instrumentos, que objetos celestes podem ser observados, quais instrumentos são os mais adequados para cada tipo de observação, que ferramentas existem para nos auxiliar, como calcular os diferentes parâmetros numa observação, como adquirir bons equipamentos com preço justo e que caibam em nossos bolsos.

Seminário #16: Modernas aplicações da análise complexa na física:
dinâmica de fluidos em regiões multiplamente conexas
Palestrante: Giovani Lopes Vasconcelos
Local: sala PE03, 15h30min, 12 de junho de 2018

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Resumo: A teoria das funções de uma variável complexa é uma importante ferramenta em muitas áreas da física. Em particular, o método das transformações conformes encontra inúmeras aplicações na dinâmica de fluidos. Se a região ocupada pelo fluido é simplesmente conexa, isto é, sem “buracos”, o problema pode ser tratado com as técnicas padrões de transformações conformes. A situação é muito mais complicada,
contudo, no caso em que a região de interesse contém “buracos”, como por exemplo em escoamentos passando por múltiplos obstáculos ou que contêm múltiplas bolhas. Até recentemente, esse tipo de problema era de difícil tratamento, pois não havia um método geral para construir transformações conformes entre regiões multiplamente conexas. Nesta palestra, discutirei um novo formalismo matemático que desenvolvemos para solução de problemas em geometrias multiplamente conexas. Como primeiro exemplo, vou apresentar soluções exatas para o movimento de múltiplas bolhas em um sistema bidimensional conhecido como a célula de Hele-Shaw. Problemas de dinâmica de vórtices em escoamentos passando por múltiplos obstáculos também serão discutidos. Possíveis aplicações desse novo formalismo a outras áreas da física também serão mencionadas.

Seminário #15: Identificando emaranhamento em sistemas de muitos corpos
Palestrante: Alexandre Dias Ribeiro
Local: sala PE04, 15h, 22 de maio de 2018

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Resumo: Testemunhas de emaranhamento são desigualdades que envolvem quantidades físicas necessariamente acessíveis experimentalmente, construídas com a finalidade de discriminar alguns estados emaranhados no sistema observado. De fato, devido ao caráter bastante geral das hipóteses assumidas na sua elaboração, a testemunha simplesmente classifica um estado como emaranhado ou indefinido (não consegue distinguir entre emaranhado ou separável). Portanto, em muitos casos, o uso deste diagnóstico se torna bastante limitado, porque a testemunha identifica apenas estados emaranhados muito particulares, possivelmente inatingíveis no experimento. Neste seminário descreverei duas alternativas elaboradas para melhorar este tipo de diagnóstico. Em primeiro lugar, baseados em observações experimentais realizadas em Condensados de Bose-Einstein, revisitaremos deduções de testemunhas de emaranhamento em sistemas de spin arbitrário. Impondo novas hipóteses experimentalmente relevantes, obteremos novos limites para a detecção de emaranhamento, que são significantemente maiores que os originais. Além desta alternativa, proporemos um esquema de dicotomização que permite identificar operadores similares às matrizes de Pauli num sistema genérico, ampliando o uso das testemunhas. Usando um modelo simplificado, demonstraremos que os novos resultados podem ser úteis na discriminação de estados emaranhados produzidos experimentalmente.

Seminário #14: Como asas funcionam no caso bidimensional subsônico
Palestrante: Igor Benek-Lins
Local: auditório Léo Grossman, 15h30min, 10 de maio de 2018

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Resumo: A descrição físico-matemática do funcionamento de asas é um assunto extremamente complexo e ainda não fechado, mesmo que de forma
experimental a humanidade já consiga controlar com grande precisão
o vôo de objetos mais pesados que o ar com asas há mais de cem anos.
Existem inúmeras possíveis explicações para o funcionamento de uma
asa, dentre elas o princípio de Bernoulli, a conservação de momento
e até mesmo o efeito Coanda. Nesse seminário, apresentaremos
evidência experimental que refuta a explicação mais difundida de como
asas funcionam - baseado no princípio de Bernoulli - e, partindo
de princípios básicos da mecânica clássica elementar, construiremos
e analisaremos um modelo simples que reproduz as principais
características do funcionamento de asas no caso bidimensional.

Seminário #13: Evidências e predições do sincronismo em caranguejos
Palestrante: Sabrina B. L. Araújo
Local: sala PE03, 15h, 17 de abril de 2018

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Resumo: Os indivíduos machos dos caranguejos chama-marés possuem uma
quela avantajada que é utilizada, dentre outras possibilidades, para cha-
mar a atenção das fêmeas a partir de um aceno. Este gênero compreende
mais de 100 espécies distribuídas ao longo do globo terrestre e com uma
grande diversidade de aceno. Trabalhos recentes evidenciaram que o
aceno destes indivíduos frequentemente está sincronizado com outros
indivíduos espacialmente próximos. Neste seminário apresentarei dois
modelos matemáticos para melhor entender os mecanismos que podem
favorecer o sincronismo do aceno. Nossos resultados realçaram as
condições necessárias para o aparecimento do sincronismo.

Seminário #12: Sobre a dinâmica de redes neurais: transições
não estacionárias e influência da topologia
Palestrante: Roberto Budzinski
Local: sala PE03, 15h, 10 de abril de 2018

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Resumo: O cérebro talvez seja o órgão mais complexo do corpo humano, e, mesmo nos dias atuais, existem muitas questões abertas no que diz respeito a ele. Dessa forma, existem grandes esforços a nível mundial para o desenvolvimento de pesquisas que tornem possível uma melhor compreensão sobre este, que é um objeto fundamental à vida. Nesse sentido, usando modelagem matemática e simulação computacional, é possível estudar as propriedades dinâmicas de redes neurais. Especificamente, por meio do parâmetro de ordem de Kuramoto e da análise de recorrência, podem-se investigar questões relacionadas à sincronização de sistemas neurais, bem como as transições não estacionárias que estes podem apresentar. Neste
trabalho, simulam-se redes neurais com 1024 neurônios que apresentam o comportamento de bursting, o qual pode ser descrito como uma sequência de disparos e posterior período de repouso, utilizando um modelo do tipo Hodgkin-Huxley termicamente sensível, o qual possui um grande respaldo fisiológico, e também o modelo de Rulkov, um mapa bidimensional acoplado que mimetiza o comportamento anteriormente citado. Por fim, conclui-se que este tipo de sistema possui uma grande riqueza dinâmica, sendo possível identificar os comportamentos de sincronização anômala (sincronização não trivial), dependência em relação às condições iniciais, multiestabilidade e transições não estacionárias, sendo que a arquitetura de conexão da rede exerce grande influência nestes fenômenos.