CET 52 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA ANÁLISE DO EXPOENTE DINÂMICO EM TEMPOS CURTOS DE MODELOS E EXPERIMENTOS DE FILMES FINOS Angélica Sousa da Mata (Bolsista PIBIC/CNPq); Silvio da Costa Ferreira Junior (Orientador); Sukarno Olvavo Ferreira (Colaborador) A caracterização de superfícies e suas propriedades de escala é comumente feita através da análise da rugosidade w cujo comportamento típico é um crescimento com lei de potência para tempos curtos dado por w ~ tβ seguido por uma saturação para tempos longos. A rugosidade de saturação e o tempo característico de saturação obedecem a leis de potência com o tamanho do sistema, ou seja, wsat ~ Lα e tx ~ Lz. Os expoentes β, α, z são os expoentes de crescimento, rugosidade e dinâmico, respectivamente. A saturação da rugosidade não é facilmente observada experimentalmente e, nesses casos, o cálculo do expoente z não pode ser feito diretamente. O expoente dinâmico está relacionado ao crescimento das correlações laterais com o tempo dado por ε// ~ t1/z. A grande dificuldade é calcular ε// nos experimentos. Para isso, desenvolvemos um método que consiste em determinar o expoente z a partir da função de correlação lateral. O método foi aplicado aos principais modelos discretos como deposição balística (DB), deposição aleatória com relaxação (modelo Edwards-Wilkinson, EW), modelo de Kim-Kosterlitz restrito (KK), modelo de Wolf e Villain (WV) e modelo de Das Sarma e Tamborenea (DT). Os resultados encontrados estão muito próximos dos valores esperados. Finalmente, este método está sendo aplicado para determinar o expoente dinâmico de amostras de CdTe crescidas sobre uma superfície de ITO e os resultados preliminares indicam a existência de uma escala anômala na qual o expoente de Hurst, relacionado com a dimensão fractal da interface, difere do expoente de rugosidade. CET 53 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA APERFEIÇOAMENTO DA TÉCNICA DE ACOPLAMENTO INDUTIVO Eduardo Nery Duarte de Araújo (Bolsista PIBIC/CNPq); Álvaro José Magalhães Neves (Orientador); Helder Soares Moreira (Docente colaborador) O efeito Hall quântico é um dos fenômenos mais notáveis observados no campo da física do estado sólido nas últimas décadas. Apesar do estudo intenso do assunto nos últimos vinte e seis anos, a distribuição de corrente no efeito Hall quântico permanece como uma questão em aberto. Alguns experimentos e modelos teóricos indicam que a corrente elétrica se distribui uniformemente pela largura da ponte Hall. Porém, outros resultados e argumentos sugerem que a corrente se concentra nas bordas do dispositivo. A técnica conhecida como “acoplamento indutivo” é considerada a mais confiável para se investigar esse problema. O método consiste em medir o sinal induzido por uma corrente Hall alternada em uma pequena bobina, colocada em uma das bordas da ponte Hall. Estudos anteriores do grupo demonstraram ser possível simplificar e tornar esse método mais sensível, fabricando-se uma bobina micrométrica no próprio chip contendo a ponte Hall. Em particular observou que a presença de um “gás bidimensional de elétrons” (2DEG), situado algumas centenas de nanômetros abaixo da bobina, aumenta dezenas de vezes o sinal induzido. Nesta etapa inicial do trabalho repetimos as medidas de tensão induzida realizadas no grupo, otimizando o nível de referência empregado na técnica de detecção síncrona para aumentar a relação sinal ruído. Ademais, estudou-se a variação do sinal induzido com a temperatura, comprovando que ele decai com o resfriamento da amostra, conforme se esperava. Por fim, discutimos a forma mais adequada de medir a tensão induzida na presença de um 2DEG e apresentamos uma teoria semi-quantitativa para o referido efeito de amplificação do sinal pelo gás eletrônico. (CNPq) CET 54 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA DE CdTe CRESCIDO EM VIDRO Luisa Azevedo Scudeller (Bolsista); Sukarno Olavo Ferreira (Orientador) Filmes finos de CdTe têm recebido grande atenção nos últimos anos devido a sua grande aplicação na optoeletrônica. Em particular, esses filmes são usados na fabricação de LEDs, células solares e fotodetectores de infravermelho, raios-X e raios gama. Sendo assim, a caracterização cuidadosa e detalhada dos filmes é de grande importância, já que nos permite estudar suas propriedades físico-químicas. O objetivo desse trabalho é a caracterização elétrica de filmes finos de CdTe crescidos sobre vidro com uma camada fina de ITO. Pretende-se estudar a qualidade da amostra através da análise da curva IxV. Como o vidro é todo coberto com ITO, e era interessante termos só alguns contatos do vidro com o CdTe, foi feito um ataque químico parar retirar parte dessa camada. As amostras foram então obtidas por crescimento epitaxial sobre o vidro utilizando a técnica de Hot Wall Epitaxy. Curvas IxV foram feitas para várias temperaturas e em todas percebemos um comportamento típico de um diodo. Para podermos simular a curva IxV desse diodo, e então analisá-la, foi necessário utilizar a equação de um diodo ideal, no qual considera-se uma resistência em série e uma resistência em paralelo ao diodo ideal. Neste trabalho iremos descrever o equipamento utilizado para medir a curva IxV para vários valores de temperatura, o ajuste da equação teórica aos pontos experimentais e a influência da temperatura nos parâmetros obtidos. (FAPEMIG) CET 55 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA SUBSTRATO DE BaF2 DO PbTe CRESCIDO SOBRE UM José Antônio Duarte Santos (Estagiário Voluntário); Helder Soares Moreira (Orientador); Sukarno Olavo Ferreira (Docente colaborador) O PbTe (telureto de chumbo) é um semicondutor do grupo IV-VI e, por apresentar gap direto, pode ser usado na fabricação de dispositivos optoeletrônicos. Apresenta, também, uma largura da banda proibida bastante estreita (Eg), em torno de 0,3 eV, podendo, com isto, ser utilizado em dispositivos operantes no infravermelho termal. Dispositivos de infravermelho podem ser aplicados em várias situações, tais como: o controle de poluentes, sensoriamento remoto, termografia, monitoramento de temperatura à distância, entre outros. O presente trabalho consiste no estudo do PbTe no regime intrínseco (na ausência de dopagem intencional), através do processamento de uma amostra de PbTe e subsequente medida de caracterização elétrica do tipo: mobilidade, concentração e tipo de portadores (n ou p) e resistividade. A amostra de PbTe foi crescida por MBE sobre um substrato de BaF2 (fluoreto de bário). Posteriormente, foram feitos estudos de algumas propriedades elétricas em função da temperatura. Para a realização das medidas de caracterização elétrica foi utilizado o Método de van der Pauw, utilizando equipamentos do Laboratório de Caracterização Elétrica tais como: criostato, eletro-ímã, fonte de tensão, multímetro, controlador de temperatura, computador para coleta automática de dados e ainda uma soldadeira de fios (wire bounder) do Laboratório de Dispositivos Semicondutores. Para as medidas de resistividade, observou-se que ela aumenta com um aumento da temperatura (T), comportamento observado em semicondutores altamente dopados. Em relação à densidade de portadores (estas amostras são do tipo p), observou-se que entre as temperaturas de 20 K e 150 K ela diminuiu e acima de 150 K ela é uma função crescente com T. A mobilidade dos portadores aumenta com o decréscimo da temperatura até 50 K e diminui, em seguida, para temperaturas menores que 50K. Os resultados estão de acordo com a teoria dos semicondutores altamente dopados. CET 56 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA CONSTRUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE CÉLULAS DE EFUSÃO PARA UM SISTEMA DE MBE Fábio Santos Nascimento (Bolsista PIBIC/CNPq); Joaquim Pinto Gomes (Pósgraduando MS); Sukarno Olavo Ferreira (Orientador) Epitaxia por feixe molecular (Molecular Beam Epitaxy - MBE) é uma técnica de crescimento de cristais desenvolvida e aperfeiçoada a partir da década de 70. Devido à importância tecnológica que essa técnica vem assumindo nos últimos 20 anos, vários pesquisadores têm se concentrado em desenvolver novos métodos e aprimorar a técnica de MBE a fim de fornecer a pureza e perfeição requerida pelos novos dispositivos. Essa técnica se baseia na deposição atômica ou molecular sobre um cristal de orientação já definida (substrato). Dessa forma são produzidas interfaces que são praticamente abruptas e com propriedades elétricas, eletrônicas e ópticas diferentes do cristal inicial. Assim, uma grande variedade de estruturas pode então ser construída, tais como poços quânticos, super-redes, lasers, etc. Este trabalho se propõe a apresentar o procedimento que utilizamos para a construção e caracterização de células de efusão a serem utilizadas em um sistema de MBE que está sendo construído no Departamento de Física da UFV. A célula de efusão é o equipamento responsável por gerar o feixe molecular. Ela é considerada como uma das peças chave do sistema de MBE. A célula deve prover fluxos moleculares de excelente uniformidade e estabilidade para que a amostra crescida resulte em estruturas cristalinas de excelente qualidade, correspondendo aos sofisticados dispositivos usados atualmente. A uniformidade do feixe molecular sobre o substrato está intimamente relacionada com a geometria do sistema substrato-fonte e com a distribuição do fluxo angular da célula de efusão. (PIBIC/CNPq) CET 57 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA DINÂMICA DA PROPAGAÇÃO DE TRINCAS EM AMOSTRAS DE PAPEL Renan de Almeida Costa (Bolsista PIBIC/CNPq); Marcos da Silva Couto (Orientador) O estudo de fraturas é um assunto que tem grande relevância científica. Uma classe de material que tem sido muito estudada é a representada pelos materiais fibrosos. Vários modelos computacionais têm sido propostos para estudar o processo de fratura destes materiais, porém a investigação experimental neste campo ainda é pequena, dificultando a comparação dos resultados teóricos com os experimentais. Nosso trabalho consistiu no estudo do comportamento da propagação da fratura de acordo com cinco inclinações diferentes do papel em relação à direção horizontal, adotada como sendo a direção paralela ao lado menor da folha. Estas inclinações foram de 0°, 10°, 20°, 30° e 90°. Para a realização deste estudo fizemos uso de um equipamento construído por um outro estudante de iniciação científica para fraturar as amostras. Estas eram fraturadas de forma catastrófica e, após serem digitalizadas, os perfis de fratura eram obtidos através de programas computacionais, para que assim pudéssemos estudar a rugosidade em função da orientação da amostra, usando como parâmetro o expoente de Hurst. Desta forma conseguimos observar que havia uma relação entre a rugosidade e o ângulo de inclinação do papel fraturado, pois, para cada orientação diferente, conseguimos encontrar um valor diferente para o expoente de Hurst. CET 58 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA ESTUDO DOS EFEITOS DE SPIN NA FORMAÇÃO DE GAPS DE ENERGIA NAS BANDAS DE ENERGIA DE HETEROESTRUTURAS SEMICONDUTORAS FORMADAS POR POÇOS QUÂNTICOS ACOPLADOS NA PRESENÇA DE UM CAMPO MAGNÉTICO PLANAR Samuel Arruda Arcanjo (Bolsista PIBIC/ CNPq); Rober Velásquez (Orientador) Neste trabalho faz-se o estudo dos efeitos dos spins dos elétrons de condução na formação de gaps de energia nas curvas de dispersão de heteroestruturas semicondutoras formadas por dois poços duplos acoplados, induzidos pela presença de um campo magnético planar. Estuda-se, também, as distorções produzidas nas funções de onda desses sistemas devido à interação dos spins dos elétrons de condução com um campo magnético planar aplicado. Por outro lado, calcula-se o tensor massa efetiva e a densidade de estados desses sistemas a partir das respectivas curvas de dispersão. Considerou-se sistemas de poços duplos acoplados com parâmetros estruturais variáveis que permitiram soluções as mais gerais possíveis. Através de cálculo analítico e simulações computacionais gerou-se os respectivos gráficos das curvas de dispersão, funções de onda, tensor massa efetiva e densidade de estados. A análise qualitativa e quantitativa dos dados permitiu o estudo dos principais efeitos introduzidos pelo fator de spin nesses sistemas. Assim, por exemplo, observou-se que a interação dos spins dos elétrons com um campo magnético planar altera o perfil das curvas de dispersão provocando um desdobramento dos níveis de energia, além de mudar abruptamente o perfil e a paridade das funções de onda para determinadas configurações e intensidades do campo magnético aplicado. Observou-se também que um campo magnético planar afeta o acoplamento das funções de onda, agindo como se variasse a separação efetiva entre os poços. Por outro lado, devido à não-parabolicidade das curvas de dispersão na vizinhança dos gaps de energia, o tensor massa efetiva apresenta um comportamento singular nessas regiões. Portanto, a mobilidade, a condutividade e a resistividade elétrica devem sofrer alterações significativas com a aplicação de um campo magnético planar. Além disso, a interação de spin com um campo magnético planar introduz singularidades adicionais na densidade de estados de sistemas 2D, devido ao desdobramento das curvas de dispersão. (PIBIC/CNPq) CET 59 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA EXPERIMENTOS VIRTUAIS DE FÍSICA PARA O ENSINO MÉDIO Jônatas Viana Lopes (Bolsista BIC Júnior), Leonardo Lima Cardoso (Bolsista BIC Júnior), Fernando Alves Martins (Docente colaborador), Daniel Rodrigues Ventura (Orientador). Os modelos tradicionais de ensino se encontram com dificuldades para contemplar seus objetivos, devido à velocidade e a diversidade de informações que cercam o processo educacional. Uma das áreas que tem sofrido reflexos diretos do grande acesso a informação, propiciado pelo avanço da tecnologia, é a área de ciências exatas, mais especificamente a Física . Atualmente é possível, utilizando computação gráfica, ilustrar experimentos de física que são impossíveis de serem visualizados em laboratório didático, devido sua natureza, complexidade, custo ou dimensões. Com este trabalho foi possível desenvolver o conhecimento do bolsista nos conteúdos da física da 1ª e 2ª série do Ensino Médio e sua habilidade no manuseio de softwares comerciais como o Fireworks MX e o Flash MX, para que estes fossem aplicados na construção de experimentos virtuais de física. Diversos experimentos virtuais foram elaborados e se mostraram uma ferramenta eficiente para facilitar a visualização de fenômenos, que mesmo em laboratórios sofisticados são impossíveis de serem visualizados. Os experimentos virtuais podem ser aplicados em outros conteúdos da física e também em outras disciplinas como instrumento motivador e facilitador na aquisição de conhecimento. (CNPq/FAPEMIG/UFV) CET 60 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA INVESTIGAÇÃO DOS MECANISMOS ELETRÓLITOSQUASI-BIDIMENSIONAIS DE TRANSPORTE EM Thiago Henrique Rodrigues da Cunha (Bolsista PIBIC/CNPq); Alexandre Tadeu Gomez de Carvalho (Orientador); Regina Simplício Carvalho (Docente colaborador) Os padrões presentes na natureza, observados na botânica, na biologia, na geologia, bem como em vários sistemas químicos, sempre atraíram o interesse dos físicos e têm sido objetos de muitas investigações. É nesse contexto que a eletrocristalização, uma técnica de preparação de materiais prodigiosa na formação de agregados que exibem diferentes padrões, mostrou ser um sistema valioso no estudo experimental da formação de padrões durante o fenômeno de deposição. A eletrocristalização envolve a redução de um íon metálico presente no eletrólito, que ao se tornar eletricamente neutro, se cristaliza sobre a superfície do eletrodo. Em nosso sistema o processo acontece quando uma corrente elétrica contínua flui através de dois eletrodos imersos em uma solução eletrolítica. O transporte dos íons na interface eletrólito/eletrodo envolve processos de difusão, de convecção e migração induzida por um potencial elétrico. A aplicação de um campo magnético sobre o sistema modifica a velocidade de difusão e os mecanismos de convecção. Em razão disto verificam-se alterações na morfologia dos depósitos e na eficiência do processo de eletrocristalização. O objetivo deste trabalho é evoluir na compreensão dos processos responsáveis pela formação de padrões observados na eletrocristalização na presença de um campo magnético em soluções muito diluídas de FeCl3. Em nossos experimentos observamos que o principal efeito do campo magnético, aplicado paralelamente ao plano da célula, foi induzir o crescimento de ramificações na direção do mesmo. Essa mudança na morfologia do depósito pode ser atribuída à interação do campo magnético com o momento de dipolo dos íons presentes na solução através da força magnética. Além disso, resultados preliminares indicam que a corrente no sistema durante o processo de magneto-eletrólise é maior em relação àquela verificada no processo realizado na ausência de campo magnético. (PIBIC/CNPq) CET 61 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA INVESTIGAÇÃO INICIAL DO IMPACTO DAS VARIAÇÕES NA CONCENTRAÇÃO DO DIÓXIDO DE CARBONO ATMOSFÉRICO NO GELO MARINHO ANTÁRTICO Felipe Santos Hastenreiter (Bolsista FUNARBIC), Flávio Barbosa Justino (Orientador) O interesse em mudanças climáticas abruptas surgiu com a detecção a partir de testemunhos de gelo de que variações acentuadas na temperatura e precipitação foram marcantes no passado. O aparecimento destas variações climáticas abruptas tem sido atribuído a flutuações na circulação termohalina e na cobertura de gelo marinho e continental. A importância da Antártica neste cenário climático se dá através de sua influência no processo de formação de parte do ramo inferior da circulação termohalina, conhecido como Água Antártica de Fundo e Água Intermediária Antártica. O movimento destas massas d’água mantém o oceano oxigenado e regula a quantidade e distribuição de calor/temperatura do planeta. Baseado em cinco experimentos de sensibilidade numérica conduzidos com um modelo acoplado de intermediária complexidade (LOVECLIM), estendido por 1500 anos do modelo e com diferentes níveis de CO2 (500, 600, 700 e 800 ppm), investiga-se o efeito da variação na concentração de CO2 atmosférico sobre o gelo marinho antártico. Isto pode ser entendido como uma aproximação inicial do impacto do aquecimento global na região polar Austral. Demonstra-se que o aumento na concentração de CO2 leva a um aquecimento da região polar austral com sérias implicações na cobertura de gelo marinho. Os resultados numéricos mostram claramente a redução na espessura do gelo em até 1m em particular no mar de Weddell e no mar de Amundsen. Na parte leste da Antártica desde o mar de Ross até a zona Antártica do oceano Índico, a ausência do gelo foi a característica principal dos experimentos de sensibilidade climática. Numa análise inicial, nota-se que estas anomalias no gelo marinho devem-se a um substancial aumento na quantidade de calor oceânico transportado para a região Antártica. (FUNARBE) CET 62 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA LEI DE PLANCK PARA EMISSÃO E ABSORÇÃO DE RADIAÇÃO NUMA ELETRODINÂMICA QUE VIOLA AS SIMETRIAS DE LORENTZ E CPT Jakson Miranda Fonseca (Bolsista IC, CNPq); Winder Alexander de Moura Melo (Orientador) Einstein, em 1905, formulou a Teoria da Relatividade Especial que mais tarde juntou-se à Teoria Quântica. Um dos modelos advindos de tal unificação é a Eletrodinâmica Quântica (QED), que é o modelo humano mais preciso já concebido, chegando em certos casos a 1 parte/trilhão. Hoje em dia, uma teoria física que pretenda descrever fenômenos a altas energias (altas velocidades), que não esteja em acordo com a Relatividade Especial, muitas vezes é ignorada. No entanto, alguns modelos que violam a simetria de Lorentz (bem como, CPT) têm atraído especial atenção nos últimos anos. Um desses modelos propõe um mecanismo de geração de massa topológica para a radiação eletromagnética associado exatamente a tais quebras de simetria. Esforços experimentais vêm sendo empregados para se verificar a veracidade de tal proposição. No presente trabalho, estudamos a possibilidade e conseqüências da quantização de uma eletrodinâmica que viola Lorentz e CPT, mas respeita a simetria de calibre. Esse é conseguido ao se incorporar o termo topológico de massa à Eletrodinâmica de Maxwell, em (3+1) dimensões. Tal termo é proporcional a um vetor de fundo fixo, que quebra a isotropia do espaço-tempo, comprometendo diretamente a simetria de Lorentz. Nesse ambiente, a radiação eletromagnética apresenta massa muito pequena, mas não-nula, e se propaga com velocidade < c (velocidade da radiação sem massa, no vácuo). A quantização dessa radiação mostra-se possível desde que o vetor de fundo seja puramente espacial. Nossa análise preliminar da interação da radiação com a matéria nos conduz à uma Lei de Planck, para a emissão/absorção de radiação, com desvio proporcional a esse parâmetro de massa. Tal desvio, mesmo sendo pequeno, poderia a príncipio, ser detectado na distribuição espectral de energia, particularmente a baixas freqüências e temperaturas, por exemplo, propiciado pela radiação cósmica de fundo. Dentre outros prospectos poderíamos investigar como dar-se-ia o espalhamento de radiação por elétrons nesse contexto. CET 63 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA MONOPOLOS MAGNÉTICOS NUMA ELETRODINÂMICA COM VIOLAÇÃO DAS SIMETRIAS DE LORENTZ E CPT Jakson Miranda Fonseca (Bolsista IC, CNPq); Ney Marcal Barraz Junior (PósGraduando); Winder Alexander de Moura Melo (Orientador) Monopolos magnéticos é um tópico recorrente em Física de Altas Energias. Tais pseudopartículas podem ser introduzidas em modelos Abelianos (monopolos de Dirac) ou apresentarem-se como soluções clássicas e topologicamente estáveis de determinados modelos não-Abelianos (monopolos de ´t Hooft-Polyakov). Por exemplo, a presença de monopolos magnéticos no eletromagnetismo torna-o mais simétrico, restaurando a simetria de dualidade, perdida devido às fontes elétricas. As simetrias são, por sua vez, alguns dos ingredientes fundamentais de um bom modelo físico. Especificamente, espera-se que aqueles que pretendam descrever a dinâmica de partículas fundamentais respeitem, por exemplo, a de Lorentz, a de calibre e a CPT. No entanto, não são raras as proposições que violam uma ou mais dessas simetrias. Recentemente, alguns modelos com quebra das simetrias de Lorentz e CPT foram propostos para se tentar explicar uma suposta birrefringência da luz captada de galáxias distantes. No presente trabalho, estudamos a possibilidade e conseqüências da introdução de monopolos magnéticos numa eletrodinâmica que viola Lorentz e CPT, mas respeita a simetria de calibre. Tal ambiente é obtido pela adição de um termo do tipo Chern-Simons à Eletrodinâmica de Maxwell, em (3+1) dimensões. As fontes magnéticas são incorporadas pela quebra da identidade de Bianchi e conduzem à uma estrutura singular para o potencial vetor. Em nosso caso, vimos que a consistência do modelo, na presença de monopolos magnéticos, demanda o aparecimento de uma corrente elétrica extra, induzida pelo monopolo, cuja intensidade depende dos parâmetros associado às violações mencionadas. Ainda neste caso, as fontes magnéticas tendem a experimentar uma força adicional, a qual é proporcional à intensidade desses parâmetros. Por fim, discutimos algumas conseqüências extras de nossos resultados, particularmente, concernentes à observação das violações das simetrias discutidas, na presença de fontes magnéticas. Apontamos, também, alguns prospectos para futuras investigações. CET 64 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA PREPARAÇÃO DE DISPOSITIVOS FORMAÇÃO DE EMULSÕES COM MICRO-CANAIS PARA A Grégori Alexandre Gordiano (Estagiário voluntário); Ubirajara Pereira das Virgens Júnior (Não Bolsista); Juvenil Siqueira de Oliveira Filho (Bolsista PIBIC/CNPq); Alvaro Vianna Teixeira (Orientador) Considerando que o campo de pesquisa de micro-emulsões é um campo em expansão, a presente pesquisa propõe a criação de uma infra-estrutura para a preparação de dispositivos de Microfluídica que viabilize a fabricação de micro-emulsões. Para a fabricação desses dispositivos utilizou-se um mini-maçarico e um extensor de pipeta. Com o mini-maçarico pôde-se diminuir a abertura de capilares de vidro até a escala de dezenas de micrômetros. Encaixando esse dentro de outro capilar maior foi possível preparar emulsões monodispersas bombeando dois líquidos imiscíveis e forçando-os a passar pela constrição do capilar. O bombeamento foi feito aplicando-se uma pressão controlada em dois reservatórios contendo cada um dos líquidos. O extensor de pipeta é uma ferramenta criada com a finalidade de preparar capilares com pontas finas e longas a partir do aquecimento de uma parte central de um capilar de vidro até sua fusão, junto com o alongamento do mesmo, tensionando os extremos do capilar. A partir de peças de sucata montamos um extensor de pipetas de preço extremamente reduzido e com aquecimento e tensão controladas, sendo que este se encontra em fase de ajustes finos. A dependência das dimensões das pontas dos capilares com o aquecimento e tensão aplicados foi estudada. Com isso espera-se dar início a criação de dispositivos para a fabricação de emulsões simples e duplas. CET 65 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA PROCESSOS ESTOCÁSTICOS EM SISTEMAS HAMILTONIANOS Alex Dias de Oliveira (Bolsista PIBIC/CNPq); Ricardo Reis Cordeiro (Orientador) Este trabalho teve como objetivo estudar a estabilidade de alguns sistemas hamiltonianos calculando e analisando o expoente-H. A partir da determinação dos valores deste expoente para diversas regiões no espaço de fase, foi possível determinar as regiões de órbitas caóticas e de órbitas predominantemente regulares. O início deste trabalho foi dedicado a uma revisão teórica dos principais conceitos, técnicas de solução e aplicações de EDO’s (Equações Diferenciais Ordinárias). Em seguida freqüentou-se um curso de curta duração sobre Mecânica Celeste onde foram abordados tópicos como o problema de dois corpos, o problema de n-corpos, as três leis de Kepler e noções de coordenadas utilizadas no estudo dos movimentos de corpos em Mecânica Celeste. Após a fase inicial de cursos desenvolvemos um programa em Fortran para calcular a evolução de um oscilador (de um pêndulo) onde adotamos como integrador a sub-rotina ODE. Logo depois de verificar que os resultados obtidos coincidiam com aqueles esperados, nós implementamos um programa para estudar o problema de difusão de 100 pêndulos com condições iniciais quase-idênticas. Mais uma vez os resultados encontrados coincidiram com aqueles já encontrados em estudos anteriores. A partir de então, aplicamos o método à análise da hamiltoniana de Henon-Heilles. Neste caso, foi observada uma discrepância entre os resultados obtidos e o que era esperado. A partir de então o programa e seus resultados foram analisados para que pudéssemos descobrir a origem dessas divergências e dar seqüência ao trabalho. Infelizmente as atividades foram encerradas antes que os problemas pudessem ser totalmente solucionados. (CNPq) CET 66 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA QUEBRA DE SIMETRIA NA ELETROCRISTALIZAÇÃO FERROMAGNÉTICA: A DISPUTA ENTRE INTERAÇÕES DIPOLARES E CRESCIMENTO LAPLACIANO Filipe Leôncio Braga (Bolsista PROBIC/FAPEMIG); Marcelo Lobato Martins (Orientador); Sidiney Geraldo Alves (Docente colaborador) Fenômenos eletroquímicos estão presentes na natureza e na tecnologia, desempenhando um papel fundamental em muitos tópicos da ciência dos materiais como corrosão, eletrodeposição em circuitos eletrônicos, tecnologia de baterias e reações bioquímicas (transferência de elétrons). Para um físico estatístico, o grande interesse pela eletrocristalização está no fato de que ela governa a formação de padrões autoorganizados de alta complexidade. Em particular, eletrodepósitos fractais exibem uma geometria estrutural visivelmente semelhante aos agregados gerados pelo modelo de agregação limitada por difusão (DLA). No entanto, sob um campo magnético aplicado, paralela ou perpendicularmente ao plano de crescimento do depósito, a morfologia da estrutura muda e o coeficiente de difusão efetivo dos íons é aumentado, elevando portanto, o transporte de massa durante a eletrocrislatização. Assim, é importante entender como um campo magnético pode gerar tais efeitos marcantes na difusão dos íons. Neste trabalho investigamos, por meio de simulações de larga escala, um modelo do tipo DLA em duas dimensões modificado, no qual a caminhada das partículas é regida por duas forças: uma elétrica e outra magnética. Estas forças estão associadas à interação da carga elétrica e do dipolo magnético dos íons com o campo magnético externo e a diferença de potencial eletrostático aplicados sob o eletrodepósito em crescimento. Observamos que as interações elétricas fazem o agregado crescer com uma simetria radial, mas as interações magnéticas tendem a deformá-lo, espiralando os ramos do depósito (para um campo magnético perpendicular) ou colapsando o depósito ao longo da direção do campo magnético (para um campo magnético paralelo). Outros detalhes dos aspectos característicos (morfologia e leis de escala) do eletrodepósito ferromagnético, bem como um crossover morfológico foram analisados. (FAPEMIG/CNPq) CET 67 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA SIMULAÇÃO DE FRATURA EM MATERIAIS FIBROSOS Helimar Brito de Oliveira (Bolsista PIBIC/CNPQ); Ismael Lima Menezes Sobrinho (Orientador) O objetivo desse trabalho é a simulação do processo de fratura em materiais fibrosos submetidos a uma força uniaxial. Para tal, estudam-se conceitos como fractais e relações de escala. Um parâmetro bastante usado para caracterizar a superfície de fratura é a sua rugosidade. Ela é definida como uma variança em torno da altura média do perfil de fratura e mede a complexidade do caminho percorrido pela trinca. A rugosidade também está ligada à desordem do sistema: quanto mais desordenado, mais rugoso é o perfil de fratura obtido. Desenvolvemos modelos computacionais em (1+1) e (2+1) dimensões envolvendo uma força uniaxial aplicada em um feixe de N0 fibras paralelas que eventualmente se quebravam devido à tensão nelas aplicadas. O feixe de fibras é preso em ambas as extremidades por duas placas paralelas, sendo que uma delas é fixa e a outra móvel, onde a força é aplicada. Em nosso modelo, a resistência de cada fibra foi escolhida de duas maneiras: aleatoriamente e de acordo com a distribuição de Weibull, a qual nos permitia controlar o grau de desordem no sistema. Se a força aplicada à fibra for maior que a sua resistência ela se quebra. Estes modelos nos permitiram obter o diagrama tensão-deformação do processo de fratura, que nos revela a energia gasta durante a ruptura do sistema. Também verificamos a relação da desordem do sistema com a energia gasta durante o processo de ruptura: para maiores desordens são necessárias maiores energias na quebra. A desordem está relacionada com o índice de Weibull de modo que índice maiores nos davam uma menor desordem, nos levando a perfis menos rugosos. Além disso, observamos a variação da tensão máxima de ruptura com o índice de Weibull, ressaltando o quão considerável é a desordem em estudos de fraturas. CET 68 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA SIMULAÇÃO QUASE ESTACIONÁRIA DO PROCESSO DE REPLICAÇÃO POR CONTATO DIFUSIVO Renan Servat Sander (Bolsista PROBIC/FAPEMIG); Silvio da Costa Ferreira Jr. (Orientador) O processo de replicação por contato difusivo (PRCD) é uma versão modificada de um modelo fundamental para processos fora do equilíbrio com transições de fase para estados absorventes: o processo de contato (PC), um sistema de partículas interagentes proposto originalmente como um modelo epidêmico. Este trabalho teve como objetivo estudar o comportamento crítico do PRCD em duas dimensões, determinar as taxas críticas de replicação (ou infecção) em função da taxa de difusão e calcular os expoentes que determinam uma classe de universalidade, estimando as propriedades críticas do modelo. Assim como no PC, utilizamos uma rede regular bidimensional de indivíduos, com condições de contorno periódicas. A dinâmica do PRCD inclui três eventos: “cura”, “infecção” e “difusão”. Cura ocorre a uma taxa constante 1. Se um indivíduo infectado tem ao menos um vizinho sadio, há duas possibilidades: este indivíduo infecta um dos vizinhos sadios a uma taxa R ou a doença difunde a uma taxa D, transferindo-se para um dos vizinhos sadios. Simulações foram feitas utilizando o método convencional e o método quase-estacionário. Para determinar a taxa crítica de replicação, consideramos o PRCD começando com um único indivíduo infectado no centro da rede. Analisamos o comportamento de algumas grandezas dependentes do tempo, como probabilidade de sobrevivência, número médio de indivíduos infectados e espalhamento, assim como o tempo de relaxação do sistema e a variância da densidade quase estacionária. No ponto crítico, a razão entre momentos atinge um valor universal e utilizamos um conjunto de leis de potência para obtermos os expoentes críticos. Os resultados obtidos atestam que o modelo bidimensional pertence à classe de universalidade da percolação direcionada, independentemente da taxa de difusão, que é uma função monotonicamente decrescente para uma taxa unitária. Através de análises de escala de tamanho finito extraímos as propriedades críticas do modelo. (FAPEMIG e CNPq) CET 69 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE PONTOS QUÂNTICOS DE CdS Julio Cezar Barbosa ROCHA (Bolsista PROBIC/FAPEMIG); Ismael Lima MenezesSobrinho (Orientador); Marcos da Silva Couto (Docente colaborador); Sukarno Olavo Ferreira (Docente colaborador); Luis Henrique Mendes da Silva (Docente colaborador); Alvaro Vianna Teixeira (Docente colaborador) Os pontos quânticos são partículas condutoras ou semicondutoras menores do que 30 nm e que apresentam, devido a seus tamanhos, níveis eletrônicos de energia discretos que levam a uma propriedade específica interessante: a fluorescência. Essa propriedade é a capacidade que alguns materiais possuem de absorver uma radiação com um comprimento de onda e emitir uma radiação com comprimento de onda na faixa do visível. Os pontos quânticos podem ser usados como marcadores moleculares em substituição aos tradicionais corantes orgânicos. Nesse trabalho sintetizamos, pela primeira vez, pontos quânticos de sulfeto de cádmio a partir de soluções contendo micelas reversas usando o copolímero tribloco Pluronic L64 disperso em p-xileno juntamente com soluções aquosas de cloreto de cádmio e sulfeto de sódio. Usamos também Pluronic P123 solubilizado em diclorometano. A síntese consistiu na mistura de dispersões micelares, uma contendo uma solução de cloreto de cádmio e outra de sulfeto de sódio. A reação para a formação dos pontos quânticos se deu dentro das micelas, o que garantiu as dimensões nanométricas dos cristais. Todas as amostras apresentaram fluorescência. Espectros de fluorescência mostraram a presença de um pico no comprimento de onda de 527 nm para o sistema composto de Pluronic P123 e diclorometano, e dois picos em 525 nm e 653 nm para o sistema composto de Pluronic L64 e p-xileno. Analisando o tamanho das estruturas, obtidos pela técnica de espalhamento estático de luz, obtivemos uma população com diâmetro de 2 a 7 nm, que acreditamos corresponder aos pontos quânticos, e outra população de 26,3 nm que acreditamos corresponder às micelas reversas. Esses pontos quânticos poderão, posteriormente, ser biofuncionalizados para o uso na marcação molecular (FAPEMIG). CET 70 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA TRATAMENTO DIGITAL DE IMAGENS DE CÉLULAS ANIMAIS EM PROCESSO DE BLEBBING. Rodrigo de Oliveira Pedrosa (Bolsista PIBIC/CNPq); Ricardo dos Santos Ferreira (Docente colaborador); Marcelo Lobato Martins (Orientador) O processo de migração celular é de extrema importância, pois está diretamente ligado à formação de órgãos e tecidos durante o desenvolvimento embrionário, à resposta imunológica, à produção de novos vasos sanguíneos e ao processo de cicatrização. A migração celular também está envolvida em diversos processos patológicos importantes, incluindo doenças vasculares, osteoporose e doenças crônicas inflamatórias tais como reumatismos e artrites, dentre outras. Um processo recentemente estudado em células que influencia na migração celular é o blebbing. Blebs são deformações grandes, aproximadamente esféricas, na superfície da célula que se formam e desaparecem em uma escala de tempo de minutos. Embora menos estudado que lamelipódios ou protrusão de filopódios, o blebbing é um fenômeno comum durante a apoptose, citocinese e o movimento de células. O objetivo final do projeto de pesquisa é caracterizar a dinâmica desse processo por meio da análise quantitativa das propriedades dos perfis radiais das células obtidos por videomicroscopia . Para tal extraimos todos os quadros dos vídeos das membranas celulares em processo de blebbing. Nesses quadros, aplicamos técnicas para contornarmos lateralmente as membranas celulares em processo de blebbing visando o mapeamento destes contornos em perfis unidimensionais de alturas. Nestes perfis determinaremos a evolução no tempo de várias grandezas como as funções de correlação espacial e temporal, os expoentes de Hurst, as distribuições de velocidades, etc. Especificamente, no presente trabalho foi desenvolvido um protocolo de obtenção automática dos perfis laterais das membranas plasmáticas de células em processo de blebbing. Os métodos e resultados referentes a esta etapa inicial do projeto serão discutidos e analisados nesse trabalho. (PIBIC/CNPQ) CET 71 UFV / XVII SIC / NOVEMBRO DE 2007 / FÍSICA UM MODELO DE CRESCIMENTO PARA A MORFOGÊNESE NEURONAL Mauricio de Souza Ribeiro (Bolsista PIBIC/CNPQ), Marcelo Lobato Martins (Orientador), Sidiney Geraldo Alves (Docente colaborador) A formação de estruturas biológicas é um processo dinâmico, não linear e assintoticamente restrito levando a imposição de limites ao processo de morfogênese. Em resposta a tais vínculos e as exigências de eficiência funcional, muitas estruturas biológicas como células ou neurônios possuem formas irregulares e padrões morfogenéticos descontínuos. Esta morfologia fractalizada é particularmente relevante em neuroanatomia, pois a geometria dos neurônios tem conseqüências fundamentais imediatas nos padrões de conexão e de atividade elétrica do sistema nervoso. Fundamentados por estudos anteriores e motivados por sua aplicabilidade, apresentamos um modelo computacional para simular o crescimento de neuritos (dendritos e axônios). A dinâmica de crescimento dos neuritos será investigada por meio de simulações computacionais baseadas no modelo de ruptura dielétrica (DBM) modificado. Para isso consideramos a existência de cones de crescimento nas extremidades dos ramos (neuritos) que direcionam o crescimento e a migração (passeio aleatório) dos ramos. Será, ainda, incluída a interação entre os neurônios (quimiotaxia). Resultados preliminares indicam que o modelo apresenta padrões com morfologias bem próximas das observadas em neurônios in vivo e in vitro. Posteriormente analisaremos as características estatísticas destes padrões como a dimensão fractal e as funções de correlação. As leis de escala que caracterizam os padrões simulados serão comparadas quantitativamente com aquelas obtidas para neurônios observados no sistema nervoso de modo a validar e adequar o modelo à realidade biológica. (CNPq/FAPEMIG)