A Física Médica é uma das áreas temáticas da Física que necessita de muitos conhecimentos básicos da Física para seu entendimento. É uma área temática que se subdivide em diversas especialidades tendo que o Físico Médico optar por uma destas especialidades. Atualmente usamos o termo imagelogia para as técnicas de formação de imagem, como uso dos raios X (radiologia médica e odontológica), radiação gama (medicina nuclear), ultrassom e ressonância magnética. Na terapia temos a Radioterapia e a Iodoterapia (especialidade da Medicina Nuclear). Além de outros procedimentos da física médica que envolvem questões de proteção radiológica humana e ambiental. Em um entendimento de como a física da educação básica é importante na formação de um físico médico, as propostas de contextualização surgem justamente como um elemento motivador para aumentar o interesse no ensino da física.

A CAPES foi fundada em 1951. Em 1977, foram criadas as comissões de assessores por área, para  a avaliação e o acompanhamento dos cursos/programas de pós-graduação stricto-sensu no Brasil,  e foi estabelecido o Conselho Técnico-Científico da Educação Superior (CTC-ES). Em 1998, houve  uma mudança substancial no processo de avaliação com: (i) a padronização da ficha de avaliação  para todos as áreas, ou seja, os mesmos quesitos são avaliados, porém cada área pode utilizar diferentes tipos de indicadores quantitativos e qualitativos; e (ii) a criação do Qualis para avaliar  a qualidade dos artigos científicos baseado na classificação dos veículos de divulgação da  produção científica, por ser impraticável avaliar a qualidade de cada uma das produções. Nesta  época, a ficha de avaliação tinha 7 quesitos: proposta do programa, corpo docente, atividades de  pesquisa, atividades de formação, corpo discente. Posteriormente, em 2013, a ficha passou a ter 5 quesitos: proposta do programa (0%), corpo docente (20%), corpo discente (35%), produção  intelectual (35%) e inserção social (10%) e 17 itens distribuídos entre esses quesitos. Em 2017, a  ficha passou a ter 3 quesitos: proposta do programa (1/3), formação e produção intelectual (1/3)  e impacto social (1/3) e 12 itens distribuídos entre esses quesitos. Em 2025, a ficha tem 3  quesitos: proposta do programa (1/3), formação e produção intelectual (1/3) e impacto social  (1/3) e 10 itens distribuídos entre esses quesitos. Agora, os programas de excelência, além de  obterem conceito MUITO BOM nos 3 quesitos da ficha de avaliação, também devem demonstrar  excelência nas 6 dimensões: Impacto na Sociedade, Internacionalização, Objetivos de  Desenvolvimento Sustentáveis (ODS), Solidariedade e Nucleação, Interdisciplinaridade e Boas  práticas, incluindo obrigatoriamente a dimensão de Internacionalização com referenciais nos  cenários institucionais de excelência mundial de cada área. 

Na área de Astronomia/Física (AFIS), em 2013, cerca de 55% da pontuação total da ficha de  avaliação estava focada na composição/formação/produção do corpo docente. Em 2017 e 2021,  este percentual reduziu para 45% e em 2015 reduziu para 18%. Esta redução de pontuação no  corpo docente vem mostrando que o foco da ficha está cada vez mais migrando para o corpo  discente, onde a quantidade e composição diversificada, a formação, o destino profissional e a  produção de artigos científicos e/ou produtos técnicos/tecnológicos serão muito valorizados. Os  indicadores apontarão para: maior flexibilidade nos objetivos e perfil formativo do discente;  maior inserção da Física/Astronomia Experimental/Observacional (disciplinas, discentes  titulados e produção); valorização de Física Aplicada com produção tecnológica, inovação,  interação com empresas, startup, etc; valorização da atuação inter e multidisciplinar; maior  qualidade das publicações e menor ênfase na quantidade; novos indicadores do impacto social;  e estímulo a maior participação de mulheres e de jovens pesquisadores.

Desde o trabalho pioneiro que rendeu a Alan Hodgkin e Andrew Huxley o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1963, os mecanismos fundamentais que envolvem a geração e propagação de impulsos elétricos nos neurônios foram desvendados e hoje são bem compreendidos. Este marco estabeleceu as bases para a neurociência moderna, permitindo investigações detalhadas sobre o comportamento de neurônios individuais e como as sinapses formam as conexões que constituem as redes neurais. No entanto, embora esse entendimento esteja consolidado para neurônios individuais, os fenômenos coletivos que emergem da interação de grandes populações de neurônios ainda representam um dos maiores desafios da ciência contemporânea. Compreender esses fenômenos é essencial, pois eles governam como o cérebro processa informações, toma decisões, aprende e regula o comportamento.

Começaremos abordando uma questão aparentemente simples: como os neurônios colaboram para codificar a intensidade dos estímulos sensoriais que chegam? Usando um modelo simplificado, demonstraremos que essa tarefa é mais eficaz quando a população neuronal opera perto de um ponto crítico — uma mudança qualitativa no comportamento coletivo associada a uma transição de fase. Esse achado está em consonância com a hipótese do cérebro crítico, que postula que operar próximo a um ponto crítico confere vantagens funcionais significativas ao cérebro, aprimorando sua capacidade de processar, armazenar e transmitir informações. Exploraremos essa hipótese em profundidade, examinando as evidências experimentais acumuladas ao longo do tempo e introduzindo técnicas avançadas de análise de dados fundamentadas nos princípios da mecânica estatística.

Pontos quânticos (QDs) de GaAs crescidos pelo método de local droplet etching (LDE) em substratos de  GaAs (001) surgiram como uma plataforma promissora para a geração de fótons únicos e pares de fótons  emaranhados [1]. Sob condições de crescimento otimizadas, QDs de GaAs podem ser obtidos com  pequena divisão de estrutura fina excitônica (FSS) [2], possibilitando alcançar um grau próximo da unidade  de emaranhamento de fótons [3]. Esses pontos apresentaram probabilidade quase nula de emissão  multifóton [4] sob excitação por dois fotóns e a maior visibilidade de interferência de dois fótons já  registrada entre fótons emitidos por pontos quânticos remotos [5]. Usando diferentes combinações de  material de barreira e da quantidade de preenchimento dos nanoburacos, a emissão dos QDs pode ser  ajustada na faixa de ~700–810 nm, com densidades em torno de 0,2 µm⁻², idealmente adequadas para  aplicações em QDs individuais. Neste trabalho, demonstramos a viabilidade de estender a emissão dos  QDs até 940 nm por meio do preenchimento seletivo dos nanoburacos com InGaAs em diferentes  concentrações. 

Em comparação com os QDs de InGaAs/GaAs no regime estabelecido de Stranski-Krastanow (SK), nossos  QDs de InGaAs em AlGaAs podem ser facilmente crescidos com pequena FSS e baixa densidade,  permitindo (por exemplo) emissão no comprimento de onda das transições D2 de átomos de césio (852  nm), o que é dijcil de alcançar com QDs convencionais de InGaAs/GaAs. Além disso, esses novos QDs de  InGaAs exibem uma redução significativa no tempo de vida em comparação com QDs SK (de cerca de 1 ns  para aproximadamente 300 ps). Antecipamos que essa redução no tempo de vida radiativo levará a uma  melhoria significativa no desempenho dos QDs de InGaAs como fontes de pares de fótons emaranhados  em polarização. 

[1] S. F. C. da Silva, G. Undeutsch, B. Lehner, S. Manna, T. M. Krieger, M.Reindl, C. Schimpf, R. Tropa, A.  Rastelli, Appl. Phys. Lep.2021,119,120502.  

[2] Y. H. Huo, A. Rastelli, and O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lep. 102, 152105 (2013).  

[3] D. Huber, M. Reindl, S. F. Covre da Silva, C. Schimpf, J. Marvn-Sanchez, H. Huang, G. Piredda, J. Edlinger,  A. Rastelli, and R. Tropa, Phys. Rev. Lep. 121, 033902 (2018).  

[4] L. Schweickert, K. D. Jons, K. D. Zeuner, S. F. Covre da Silva, H. Huang, T. Lepner, M. Reindl, J. Zichi, R.  Tropa, A. Rastelli, and V. Zwiller, Appl. Phys. Lep. 112, 093106 (2018) 

[5] L. Zhai, M. C. LÖbl, G. N. Nguyen, J. Ritzmann, A. Javadi, C. Spinnler, A. D. Wieck, A. Ludwig, and R. J.  Warburton, Nat. Commun. 11, 4745 (2020).

Materiais quânticos são sistemas onde os graus de liberdade eletrônicos, magnéticos ou estruturais manifestam comportamentos coletivos fortemente governados por efeitos da mecânica quântica, como correlações eletrônicas intensas, entrelaçamento quântico e ordens topológicas, resultando no surgimento de fases não triviais da matéria. Nesta apresentação, serão discutidos fenômenos emergentes que ocorrem em interfaces entre materiais quânticos e materiais magnéticos, sejam eles naturais ou artificialmente estruturados. Abordaremos a polarização de spin induzida em supercondutores via acoplamento de proximidade, podendo gerar efeitos termoelétricos com potencial aplicação em detectores com alta sensibilidade. Discutiremos também a indução de quiralidade em supercondutores convencionais, um mecanismo promissor para tecnologias quânticas, e a estabilização de texturas topológicas como skyrmions e hopfions à temperatura ambiente, viabilizada por interfaces com materiais topológicos. Estas estruturas se destacam como candidatos promissores para armazenamento de informação com alta densidade e estabilidade.

O melhor entendimento das propriedades elétricas dos materiais cimentícios e o conhecimento recente em Nanociência e Nanotecnologia possibilitaram o desenvolvimento de argamassas e concretos multifuncionais capazes de desempenhar, além da função estrutural, a medição de deformações e danos estruturais. Por serem quimicamente inertes na matriz cimentícia, apresentarem elevada condutividade elétrica e apresentarem menores custos de produção, nanopartículas de carbon black (NCB) são atrativas para a fabricação desses nanocompósitos cimentícios sensores. Para isso, adições com elevada condutividade elétrica são dispersas na matriz cimentícia, a fim de formar uma extensa rede condutora e diminuir a resistividade elétrica para valores próximos àquela dos semicondutores. Ao se deformar no regime elástico ou sofrer danos permanentes devido à atuação de carregamentos estáticos ou dinâmicos, o material exibe mudanças em sua resistividade elétrica, funcionando como um elemento sensor para medição de deformações ou para identificação da evolução de fissuras. Diversas pesquisas foram conduzidas na UFV visando o desenvolvimento de compostos cimentícios com adição de nanofillers condutivos, com foco na: avaliação da resistência mecânica e da rigidez de compostos cimentícios; avaliação da energia de sonicação na dispersão das nanopartículas; avaliação da compatibilidade mecânica entre compostos cimentícios sensores e elementos estruturais já existentes; avaliação da retração e do uso de aditivos em compostos cimentícios com nanoadições; construção de prismas de alvenaria com juntas e unidades de concreto nanomodificadas; e avaliação de elementos de alvenaria autossensores expostos a elevadas temperaturas. Por outro lado, com foco na melhoria da resistência mecânica em temperatura ambiente e em situação de incêndio, algumas pesquisas também foram conduzidas tendo-se por base a adição de escória de aciaria e de celulose nanofibrilada em compostos cimentícios. Por meio de um convênio de pesquisa entre a UFV e a Embrapa Florestas, que forneceu diversas amostras de celulose nanofibrilada, foram produzidos e avaliados compostos cimentícios com vários teores de adições, por meio de um projeto de experimentos composto central faceado (CCF). Nas pesquisas realizadas, observou-se que há teores de adição que proporcionam a melhoria da resistência mecânica e da rigidez dos compostos cimentícios em situação de incêndio, o que endossa a importância e aplicabilidade dessa linha de pesquisa.

Neste trabalho, estudaremos os modelos de Heisenberg e de Aubry-Andrè-Hubbard utilizando o Density Matrix Renormalization Group - DMRG. Parte do trabalho constituiu-se na implementação e otimização do software Lattice_DMRG, uma biblioteca paralela de DMRG, simples, porém completa, para resolver modelos interativos de spin-S (Heisenberg) e de férmions (Hubbard) em 1D, sem a necessidade de recursos computacionalmente custosos, como Tensor Network. O software explora a conservação de números quânticos, como por exemplo S_z para o modelo de Heisenberg ou [N_up,N_down] para o modelo de Hubbard, além de objetos e algoritmos de alto desempenho e uma estrutura MPI distribuída, para executar tanto os algoritmos infinitos quanto finitos para DMRG.