Entropia, reversibilidade, irreversibilidade, equação de transporte e teorema H de Boltzmann e o teorema do retorno de Poincaré

Neste trabalho analisamos as conexões entre entropia, reversibilidade, irreversibilidade, teorema H e equação de transporte de Boltzmann e o teorema de retorno de Poincaré. Estes tópicos são estudados separadamente em muitos artigos e livros, mas não são em geral analisados em conjunto mostrando as relações entre eles como fizemos aqui. Procuramos redigir o artigo didaticamente seguindo um caminho que achamos ser o mais simples possível a fim de tornar o conteúdo acessível aos alunos de graduação de física.

High resolution study of 104Pd(d,t)103Pd

Information collected in the present high resolution study of 104Pd(d,t)103Pd is interpreted within the systematics of the A ~ 100 region. The paper complements data previously presented by the S.Paulo Group, which were taken with the Pelletron-Enge-Spectrograph facility. A one-to-one correspondence to gamma ray results for 103Pd, collected by the Nuclear Data Sheets (NDS), was achieved and at least four open questions were settled. More reliable spectroscopic strengths were extracted in the present study.

Articulação Centro de Pesquisa: Escola Básica: contribuições para a alfabetização científica e tecnológica

Neste artigo são discutidos aspectos relacionados à seleção e organização dos conteúdos a serem abordados durante e após visitas a laboratórios de pesquisa em física. Utilizando como exemplo o trabalho de divulgação realizado no acelerador de partículas Pelletron (Instituto de Física da Universidade de São Paulo), com alunos do ensino médio, procuramos identificar elementos que podem orientar o desenvolvimento de propostas escolares organizadas a partir de visitas a centros de pesquisa. Nesse sentido, destaca-se o potencial dessas visitas para a realização de discussões sobre as relações entre Ciência-Tecnologia-Sociedade e a importância do estabelecimento de vínculos com o conteúdo escolar

Ressonância não linear de uma bússola em campos magnéticos

Fenômenos oscilatórios e ressonantes são explorados em vários cursos experimentais de física. Em geral os experimentos são interpretados no limite de pequenas oscilações e campos uniformes. Neste artigo descrevemos um experimento de baixo custo para o estudo da ressonância em campo magnético da agulha de uma bússola fora dos limites acima. Nesse caso, termos não lineares na equação diferencial são responsáveis por fenômenos interessantes de serem explorados em laboratórios didáticos.

Estudo de filtros RC para baixas e altas freqüências por meio de um circuito para superposição de sinais

Apresentamos nesse trabalho, um experimento realizado nos Laboratórios didáticos do Instituto de Física da USP, relacionado ao estudo do funcionamento de filtros RC para baixas e altas freqüências. Para tal, foi especialmente projetado um circuito que efetua a superposição de um sinal gerado internamente, a uma onda senoidal externa. Várias situações experimentais podem ser geradas, por meio da variação da freqüência, tanto do sinal interno quanto da onda senoidal externa. Um estudo das componentes de freqüência de Fourier é também realizado para se estabelecer os parâmetros de funcionamento dos filtros. O funcionamento dos circuitos como integradores e diferenciadores também é explorado. Os estudantes são, portanto, levados a compreender a eficácia desses filtros mais simples, dependendo das freqüências dos sinais de entrada e correspondentes componentes de Fourier, e das freqüências de corte estabelecidas.

Three-nucleon potentials

In this work we describe a subtle effect in nuclear physics, associated with three-nucleon forces, which is nevertheless fundamental in the interpretation of experimental results. It is important to notice that three-body effects are of non-pertubative origins, which makes this problem more involving theoretically. The use of Quantum Chromodynamics is fundamental in the understanding of the physics process.

Haciendo hologramas en la escuela y en la casa

La comunidad científica que se ocupa de los problemas relacionados con el proceso de enseñanza-aprendizaje de la físicas, ha dedicado muchos esfuerzos en los ultimos años al perfeccionamiento del mismo, motivado en primera instancia, por las demandas de renovación que el impetuoso desarrollo científico-técnico le impone en la actualidad a la enseñanza de las ciencias. En los últimos años se ha producido un desarrollo vertiginoso en la fabricación de diodos láser que emiten en el espectro visible, esto ha permitido su utilización creciente en múltiples aplicaciones y hace factible su utilización en la enseñanza aprendizaje de la física universitaria y en particular de la holografía, por sus grandes ventajas frente a los láseres convencionales de gran costo y difícil manipulación. En el trabajo se describen la instalación experimental portátil diseñada para la obtención de hologramas en la escuela y en la casa con la utilización de diodos láser, la metodología de trabajo a seguir, los métodos de procesamiento utilizados para diferentes tipos de emulsiones holográficas y un análisis de los defectos que pueden presentar los hologramas producidos y la forma de detectarlos y erradicarlos

Dependence of the crossover exponent with the diffusion rate in the generalized contact process model

We study how the crossover exponent, phi, between the directed percolation (DP) and compact directed percolation (CDP) behaves as a function of the diffusion rate in a model that generalizes the contact process. Our conclusions are based in results pointed by perturbative series expansions and numerical simulations, and are consistent with a value phi = 2 for finite diffusion rates and phi = 1 in the limit of infinite diffusion rate.

Comparison of some theoretical models for fittings of the temperature dependence of the fundamental energy gap in GaAs

In this work we report on a comparison of some theoretical models usually used to fit the dependence on temperature of the fundamental energy gap of semiconductor materials. We used in our investigations the theoretical models of Viña, Pässler-p and Pässler-ρ to fit several sets of experimental data, available in the literature for the energy gap of GaAs in the temperature range from 12 to 974 K. Performing several fittings for different values of the upper limit of the analyzed temperature range (Tmax), we were able to follow in a systematic way the evolution of the fitting parameters up to the limit of high temperatures and make a comparison between the zero-point values obtained from the different models by extrapolating the linear dependence of the gaps at high T to T = 0 K and that determined by the dependence of the gap on isotope mass. Using experimental data measured by absorption spectroscopy, we observed the non-linear behavior of Eg(T) of GaAs for T > ΘD.

Reaction-diffusion stochastic lattice model for a predator-prey system

We have the purpose of analyzing the effect of explicit diffusion processes in a predator-prey stochastic lattice model. More precisely we wish to investigate the possible effects due to diffusion upon the thresholds of coexistence of species, i. e., the possible changes in the transition between the active state and the absorbing state devoid of predators. To accomplish this task we have performed time dependent simulations and dynamic mean-field approximations. Our results indicate that the diffusive process can enhance the species coexistence.

As disciplinas pedagógicas na formação e na construção de representações sobre o trabalho docente: visões de alunos de licenciatura em Química e Física

Este estudo tem como objetivo analisar as concepções de licenciandos em Química e em Física sobre a prática profissional e as marcas deixadas pelas disciplinas pedagógicas na sua formação, assim como identificar sinais de mudanças em suas concepções durante a realização do curso de Licenciatura. Para tanto, textos foram produzidos por 54 alunos matriculados em cursos de Licenciatura de duas universidades públicas do estado de São Paulo, nos quais os licenciandos expressaram suas experiências de formação e apontaram elementos que consideram que terão alguma influência em sua atuação profissional. Os textos revelaram que as ideias que os licenciandos carregam são consistentes com muitas das visões e objetivos apresentados em cursos de formação de professores. Nas produções dos estudantes faz-se presente o desejo de compartilhar e promover em seus futuros alunos o interesse pela Química e a Física. Os seus comentários refletiram visões de professores que tiveram no passado, os quais gostariam de imitar, e de outros que não gostariam de ser. Os comentários também tornaram evidente a vontade dos licenciandos em se estabelecerem como professores que se preocupam com seus alunos. Os textos foram analisados segundo a Análise do Discurso de linha francesa, como tem sido divulgada por Eni Orlandi, especialmente a noção de formação discursiva.

Imagem por ressonância magnética: princípios básicos

A ressonância magnética é a propriedade física exibida por núcleos de determinados elementos que, quando submetidos a um campo magnético forte e excitados por ondas de rádio em determinada freqüência (Freqüência de Larmor), emitem rádio sinal, o qual pode ser captado por uma antena e transformado em imagem. A imagem por ressonância magnética (IRM) é o método de diagnóstico por imagem não-invasivo mais sensível para avaliar partes moles, particularmente o encéfalo, porém trata-se de uma técnica onerosa. Ela apresenta grande potencial diagnóstico, poucos efeitos deletérios e muitos benefícios a serem obtidos com o seu uso. Além disso, a IRM fornece informações anatômicas acuradas, imagens em qualquer plano do corpo, bom contraste e resolução espacial e por si só pode sugerir um diagnóstico. Porém, não permite um diagnóstico histológico específico e deve ser interpretada em contexto com outros achados clínicos e patológicos. Esta revisão teve como objetivos mostrar as bases físicas da ressonância magnética e propiciar mais conhecimento aos veterinários.

Turbulence in collisionless plasmas: statistical analysis from numerical simulations with pressure anisotropy

In recent years, we have experienced increasing interest in the understanding of the physical properties of collisionless plasmas, mostly because of the large number of astrophysical environments (e. g. the intracluster medium (ICM)) containing magnetic fields that are strong enough to be coupled with the ionized gas and characterized by densities sufficiently low to prevent the pressure isotropization with respect to the magnetic line direction. Under these conditions, a new class of kinetic instabilities arises, such as firehose and mirror instabilities, which have been studied extensively in the literature. Their role in the turbulence evolution and cascade process in the presence of pressure anisotropy, however, is still unclear. In this work, we present the first statistical analysis of turbulence in collisionless plasmas using three-dimensional numerical simulations and solving double-isothermal magnetohydrodynamic equations with the Chew-Goldberger-Low laws closure (CGL-MHD). We study models with different initial conditions to account for the firehose and mirror instabilities and to obtain different turbulent regimes. We found that the CGL-MHD subsonic and supersonic turbulences show small differences compared to the MHD models in most cases. However, in the regimes of strong kinetic instabilities, the statistics, i.e. the probability distribution functions (PDFs) of density and velocity, are very different. In subsonic models, the instabilities cause an increase in the dispersion of density, while the dispersion of velocity is increased by a large factor in some cases. Moreover, the spectra of density and velocity show increased power at small scales explained by the high growth rate of the instabilities. Finally, we calculated the structure functions of velocity and density fluctuations in the local reference frame defined by the direction of magnetic lines. The results indicate that in some cases the instabilities significantly increase the anisotropy of fluctuations. These results, even though preliminary and restricted to very specific conditions, show that the physical properties of turbulence in collisionless plasmas, as those found in the ICM, may be very different from what has been largely believed.

Black holes and wormholes in AdS branes

In this work we have derived a class of geometries which describe black holes and wormholes in Randall-Sundrum-type brane models, focusing mainly on asymptotically anti-de Sitter backgrounds. We show that by continuously deforming the usual four-dimensional vacuum background, a specific family of solutions is obtained. Maximal extensions of the solutions are presented, and their causal structures are discussed.

Gravitational signature of Schwarzschild black holes in dynamical Chern-Simons gravity

Dynamical Chern-Simons gravity is an extension of general relativity in which the gravitational field is coupled to a scalar field through a parity-violating Chern-Simons term. In this framework, we study perturbations of spherically symmetric black hole spacetimes, assuming that the background scalar field vanishes. Our results suggest that these spacetimes are stable, and small perturbations die away as a ringdown. However, in contrast to standard general relativity, the gravitational waveforms are also driven by the scalar field. Thus, the gravitational oscillation modes of black holes carry imprints of the coupling to the scalar field. This is a smoking gun for Chern-Simons theory and could be tested with gravitational-wave detectors, such as LIGO or LISA. For negative values of the coupling constant, ghosts are known to arise, and we explicitly verify their appearance numerically. Our results are validated using both time evolution and frequency domain methods.