Livro de resumos e programação.

Semana de Física de Materiais e Semana de Estudos da Física

18 a 22 de novembro 2024

Palestrantes e Áreas

• Mesa Redona : Máquinas aprendem? As bases epistemológicas da "aprendizagem" das máquinas na Inteligência Artificial
• Abertura - Coordenadores do FIMAT Hermano Velten, do curso de Licenciatura em Física Cassiano Pagliarini e do curso de Bacharelado em Física André Gomes
• Palestra de Abertura - Marcos Pimenta (UFMG) – Nanotecnologia e seu impacto em nossas vidas
  
  Até pouco tempo atrás, se uma coisa era muito pequena, mas muito pequena mesmo, dizíamos que ela era microscópica. Objetos microscópicos, como as células de nossos corpos, são invisíveis a olhos nus, mas puderam ser enxergados depois do desenvolvimento do microscópio óptico, no fim do século 16. Desde então, sabíamos que havia coisas ainda menores do que as microscópicas, mas que não podiam ser observadas nem nos melhores microscópios ópticos. Uma grande revolução ocorreu na segunda metade do século 20, e se iniciou com o desenvolvimento de novos tipos de instrumentos, como os microscópios eletrônicos e de varredura, que nos permitiram “enxergar” e explorar o mundo nanoscópico, mil vezes menor do que o microscópico. O uso destes instrumentos e a capacidade de produzir materiais e dispositivos na escala microscópica deram origem a um ramo do conhecimento: a nanociência e nanotecnologia. Hoje a nanotecnologia está presente em nossas vidas, como nos processadores de computadores (chips) com transistores de dimensões nanométricas, nas nanocápsulas para a liberação controlada de fármacos e cosméticos, nos novos tipos de materiais mais leves e resistentes, nos monitores de televisão, nas baterias elétricas, entre em diversas outras aplicações tecnológicas. Discutirei nesta palestra as alterações dos materiais na escala nanoscópicas e como elas podem ser usadas em diversos tipos de nanotecnologias. Darei como exemplo os nanomateriais de carbono, como os nanotubos e o grafeno, e as tecnologias que vêm sendo desenvolvidas no CTNano (Centro de Tecnologia em Nanomateriais e Grafeno) da UFMG.
   
• Marcelo Speziali (UFOP) – Propriedade Intelectual / Patentes: Escalonamento de tecnologias em ciências duras e a gestão da inovação
   
• Ingrid D. Barcelos (LNLS) – Materiais 2D Naturais: Potenciais Plataformas para Polaritons em Nanofotônica.
   
• Hallen Daniel Rezende Calado (UFMG/CTNANO) – Materiais
   
• Sílvia Helena Paixão Alencar (UFMG) – Astrofísica e Exoplanetas
   
• Daniel Bretas (IFMG) – Ensino
   
• Nelson de Oliveira Yokomizo (UFMG) – Cosmologia
   
• Jadson Castro (UFOP/CSILab) – A Convergência da Física e Inteligência Artificial: Explorando Novos Fronteiras
   
• Gabriel R. Schleder (LNLS) – Inteligência Artificial para Descoberta e Design de Materiais: materiais 2D, quânticos, e um pouco de sensores. (Introdução ao Nobel de Física 2024).
    
• Hudson Miranda - Da academia para a indústria, para a academia: a trajetória de uma empresa de instrumentação científica nascida na Física
  
  Instrumentação científica, em especial quando direcionada para as áreas de nanociência e nanotecnologia, ocupa um nicho curioso entre a pesquisa acadêmica e o desenvolvimento industrial. O objetivo da presente conversa é apresentar o caso da empresa FabNS, uma startup com foco neste nicho, que tem suas origens na pesquisa acadêmica, com o desenvolvimento de equipamentos para viabilizar a ciência de base, e que com o tempo construiu massa crítica para se sustentar como base tecnológica para o desenvolvimento de um negócio. Em uma trajetória de aproximadamente 20 anos, propõe-se descrever os principais pontos desse histórico, tanto do ponto de vista tecnológico quanto de negócio.

  Sobre o palestrante:

  Hudson Miranda - Diretor Executivo da FabNS, é graduado em Engenharia de Controle e Automação e Doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Minas Gerais, UFMG. Trabalha há 10 anos com P&D voltado para instrumentação científica com foco em nanotecnologia, tendo sido coinventor de 5 patentes e coautor de 11 artigos. Atua nas áreas de espectroscopia Raman, desenvolvimento de software científico, simulações de elementos finitos e instrumentação óptica. Recebeu os prêmios Péter Murányi de Ciência e Tecnologia em 2024 e Innovators Under 35 pela MIT Technology Review. É um dos sócios fundadores da empresa FabNS e parceiro de pesquisa do LabNS.

   
• Taiguara Tupinambás (FabNS) – Ciência de dados para espectroscopia óptica: conceitos fundamentais e ferramentas computacionais para pré-processamento e análise
  
  Experimentos científicos envolvem a aquisição de dados complexos, de alto volume e sujeitos a diversas fontes de ruído. Para se atingir o objetivo principal da pesquisa, é importante que os dados coletados sejam tratados, processados e analisados utilizando técnicas adequadas. Neste mini-curso, serão apresentados os principais desafios na análise de dados hiperespectrais, as formas de superá-los e as principais técnicas disponíveis. Serão utilizados exemplos de dados reais de medidas de espectroscopia óptica vibracional (Raman), utilizando a ferramenta de análise de dados científicos PortoFlow, da FabNS, uma spin-off da UFMG.

  Sobre o palestrante:

  Taiguara Tupinambás - Diretor de Software da FabNS, é graduado (2011) e mestre (2019) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Minas Gerais, UFMG. Trabalhou por 7 anos em grandes multinacionais em projetos de engenharia multidisciplinar. Desde 2018 trabalha com pesquisa e desenvolvimento para softwares científicos de processamento e análise de dados experimentais, sendo co-desenvolvedor de diversos softwares registrados e do sistema de análise de dados proprietário da FabNS, o PortoFlow. Também trabalhou por 1 ano como cientista de dados do projeto MGGrafeno. É um dos sócios da empresa FabNS, onde lidera a equipe de Software, além de ser o Diretor Comercial.
  
  Sobre a empresa:

  A FabNS é uma pequena indústria ‘deep tech’, especializada em instrumentação científica para a caracterização óptica em escala nanométrica, com uso intenso de nanotecnologia e nanociência. A empresa é uma spin-off acadêmica da UFMG que surgiu para prover, de maneira autossustentável, pesquisadores com um instrumento capaz de obter imagens ópticas além do limite de difração da luz. Adicionalmente, a empresa desenvolve e oferece um poderoso software para análise de dados, totalmente concebido pela própria empresa, com foco em espectroscopia óptica e microscopia por varredura de sonda.

   

• Wendell S. E. Silva (LNLS) – Desvendando a estrutura eletrônica dos materiais utilizando radiação síncrotron e espectroscopia de fotoemissão resolvida em ângulo (ARPES)
  
  Materiais cristalinos possuem bandas de energia que dispersam com o "momento" dos elétrons que estão no nível de valência do sólido.  A forma da interação entre esses elétrons nos sólidos dá origem a fenômenos e diferentes classificações para os materiais. Alguns exemlos são os isolantes, isolantes topológicos, semi-metais, metais e supercondutores. Nessa apresentação mostrarei como a técnica de espectroscopia de fotoemissão (ARPES) combinada com radiação síncrotron pode ajudar no estudo e na compreensão dessas propriedades dos materiais. Também apresentarei o "status" da linha SAPÊ, que é a linha de luz do SIRIUS dedicada à experimentos ARPES.
   
• Mário S. C. Mazzoni (UFMG) – Materiais / DFT
   
• Maria Carolina (UFMG) - Sistemas de elétrons fortemente interagentes: "Mais é diferente"

  Sistemas de elétrons fortemente interagentes são caracterizados por terem a energia de interação elétron-elétron comparável ou maior que a energia cinética eletrônica. Nesses sistemas, a interação entre elétrons que ocupam orbitais d ou f incompletos pode levá-los a passar por uma transição metal-isolante, conhecida como transição de Mott. Outros exemplos de fenômenos que emergem da interação entre os elétrons são o ordenamento magnético e a supercondutividade. Os tratamentos teóricos capazes de descrever a interação elétron-elétron não são triviais. Mesmo modelos simples não são de solução fácil, pois a interação eletrônica é forte e, assim, não pode ser usada como um parâmetro pequeno em um tratamento perturbativo. Nesse contexto, uma das metodologias numéricas utilizadas na descrição de sistemas interagentes é a Dynamical Mean Field Theory, que é o análogo quântico da teoria de campo médio de Weiss para sistemas de spins. Nesta palestra, farei uma introdução aos sistemas de elétrons fortemente interagentes e uma breve descrição da Dynamical Mean Field Theory, que utilizamos na UFMG, e mostrarei alguns resultados recentes do nosso grupo, em particular aqueles obtidos para as fases pseudogap e com ordenamento de carga, observadas experimentalmente em supercondutores de alta temperatura crítica baseados em óxidos de cobre, os chamados cupratos.

• Juliana Brant (UFOP) – Fotoluminescência de monocamadas de WS2 em diferentes substratos
   
• Breno Galvão (CEFEF-MG) - Moléculas no meio interestelar, e a importância da comunicação científica
  
  Embora popularmente considerado um vácuo perfeito, o espaço entre as estrelas apresenta uma ampla gama de moléculas, incluindo espécies prebióticas e moléculas exóticas. À medida que novos telescópios são desenvolvidos e aprimorados, novas moléculas intrigantes são detectadas em uma variedade de condições, variando de nuvens interestelares a regiões de formação de estrelas e envelopes circumstelares. Este é um campo interdisciplinar por natureza. Os astrônomos observam o céu e detectam novas espécies moleculares e suas abundâncias em diferentes regiões. Experimentos de laboratório simulam reações entre essas moléculas e explicam sua reatividade. A química computacional pode simular as condições extremas que ocorrem no espaço, explicar os mecanismos subjacentes das reações de laboratório e até mesmo prever os resultados de reações que são difíceis de abordar experimentalmente. A pesquisa nessas linhas permite uma melhor compreensão da evolução das galáxias. Nesta palestra, revisaremos os ciclos de vida das estrelas para destacar em quais condições as moléculas podem ser observadas. As propriedades exóticas da química interestelar e as moléculas atualmente observadas serão apresentadas. Após esta introdução, serão apresentados resultados do nosso grupo e em colaboração com astrônomos e experimentalistas sobre diversas reações importantes. Seu impacto na explicação da evolução das abundâncias moleculares também será destacado. Por fim, discutiremos a importância da comunicação científica e dos esforços do nosso grupo através do canal "Já Pensô?" (https://www.youtube.com/japenso) e os principais impactos.
   
• Michele Ueno (UFOP) - A implementação do LINEA para o desenvolvimento da AMENA ao curso de Física da UFMG
   
• André Herkenhoff Gomes (UFOP) - Física de Partículas, Problemas em Aberto e Conexões com a Física da Matéria Condensada

Minicursos

• Processamento de nanomateriais. O que são? Qual a sua importância? Como obter, visualizar e medir suas propriedades?: Ive Silvestre / Ana Paula Barboza (UFOP)

  Neste minicurso os (as) estudantes conhecerão algumas características marcantes presentes em nanomateriais em geral. A primeira metade do curso será dedicada a amostras de nanomateriais bidimensionais e de tintas de nanofibras de celulose e nanotubos de carbono. Serão apresentadas técnicas experimentais para preparação e análise dos materiais. Na segunda metade do curso, os (as) estudantes poderão preparar dispositivos elétricos a partir das tintas dos nanomateriais produzidas. Será possível medir como as propriedades elétricas dos dispositivos mudam na presença de vapor de água, verificando a aplicação das amostras como sensores de umidade. O curso será realizado no Laboratório de Microscopia e no Laboratório de Síntese e Caracterização de Nanomateriais do DEFIS UFOP.

• Difração de raios X na caracterização de materiais: Vinicius Bezzon e Marcelo Andrade (UFOP)

  A difração de raios X (DRX) é uma técnica muito importante para a caracterização estrutural de materiais, sendo utilizada em diversas áreas como geologia, mineralogia, farmácia, dentre outras. No desenvolvimento de novos materiais, a DRX, atrelada à outras técnicas, é essencial para identificação e quantificação de fases, análise de tamanho de cristalito, tensão-deformação, determinação de estrutura cristalinas, e mais uma vasta quantidade de aplicações, o que demonstra seu poder na área de materiais. Dessa forma, no presente mini-curso iremos abordar as técnicas de difração de raios X por monocristais e policristais, onde serão apresentadas as especificidades de cada uma bem como aplicações práticas.

• A Física das redes neurais: explorando a rede de Hopfield: Américo Tristão (UFOP)
• Como inserir IA em minha pesquisa?: Clóvis Guerim Vieira (UFOP)