Kelly Cristina Cezaretto Pires.

Este projeto de pesquisa tem como objetivo o estudo dos mecanismos de reações nucleares envolvendo projéteis fracamente ligados, estáveis e radioativos, com foco na investigação do mecanismo de quebra desses núcleos. As medidas experimentais serão realizadas utilizando a técnica de coincidência cinemática, que proporciona medidas exclusivas e permite inferir detalhes do mecanismo de reação e possíveis acoplamentos entre canais no contínuo e estados ligados. Para isso, será empregada uma técnica mais moderna e inovadora de aquisição de dados, utilizando a eletrônica digital adquirida recentemente por meio do projeto FAPESP (processo 2019/07767-1). Essa técnica permite a inclusão da informação efetiva do tempo do evento, possibilitando uma melhor manipulação dos eventos em coincidência. No contexto da seção de choque de reações nucleares, essa metodologia ainda não é aplicada no Laboratório Aberto de Física Nuclear e Aplicações (LAFNA) do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP). Para a realização dessas medidas, vamos desenvolver um sistema de detecção compacto e de aquisição exclusivos, reativando a canalização 15B do LAFNA, atualmente desativada. As medidas com feixes radioativos serão realizadas utilizando o sistema "Radioactive Ion Beams in Brasil" (RIBRAS), que está instalado na canalização 45B do LAFNA.

O projeto aborda a intrigante questão aberta na física nuclear de baixa energia de como a dinâmica de poucos corpos emerge da estrutura de muitos corpos em núcleos atômicos fracamente ligados. Vamos nos concentrar na determinação do papel dominante desempenhado pelos graus de liberdade de poucos corpos em núcleos fracamente ligados, que normalmente são apenas uma correção das contribuições de partícula única para as propriedades nucleares de núcleos estáveis. Para isso, mecanismos de reação e estrutura nuclear envolvendo núcleos exóticos fracamente ligados serão investigados com teoria e experimentos, necessários para uma compreensão mais profunda de processos astrofísicos, como reações nucleares no cosmos para a nucleossíntese estelar e a formação de matéria estelar densa. Além disso, exploraremos outras aplicações da dinâmica de poucos corpos para hádrons, gases atômicos frios e sistemas de matéria condensada.

B-NMR é uma família de técnicas variante da ressonância magnética nuclear (NMR) que lhe confere um ganho superior a 1 bilhão de vezes em sensibilidade. Esta técnica explora a assimetria do decaimento beta para monitorar a polarização de um radioisótopo implantado em uma amostra, de onde se consegue extrair informações sobre a organização dos campos eletromagnéticos ao redor do átomo. Embora complexa, B-NMR permite a aplicação de técnicas de NMR a sistemas antes impossíveis, como nanoestruturas e amostras de baixa concentração. Este projeto visa o desenvolvimento de técnicas B-NMR usando os radioisótopos produzidos pelo Sistema RIBRAS, instalado no Laboratório Aberto de Física Nuclear e Aplicações do IFUSP. Ele pode beneficiar diversas linhas de pesquisa em andamento atualmente no país, como o estudo de propriedades de filmes finos e semicondutores. Particularmente, dadas as características únicas do feixe radioativo do RIBRAS, ele pode assumir papel de vanguarda em técnicas B-NMR aplicadas a amostras líquidas de interesse biológico. Esta iniciativa está sendo realizada em cooperação com o Lawrence Berkleey National Laboratory nos EUA, que está contribuindo com o desenvolvimento de um polarímetro a ser utilizado no RIBRAS. Atualmente, o projeto está em suas fases iniciais e testes de desenvolvimento de feixe foram realizados com sucesso, com resultados bastante promissores.

A presente proposta de novação visa o fomento ao desenvolvimento de uma área do conhecimento ainda inexistente no Brasil: a de medidas de precisão aplicadas a ciências nucleares e amostras raras e radioativas. A proposta contempla o treinamento de estudantes através de cursos e orientação, acesso de pesquisadores brasileiros à infra-estrutura única do Lawrence Berkeley National Laboratory, bem como o desenvolvimento de uma linha de pesquisa inédita dentro do único produtor de feixes radioativos da América Latina, localizado na Universidade de São Paulo. O tema da nova linha - de Resonância Magnética Nuclear por Detecção Beta (B-NMR) - foi oportunamente escolhido pelo seu alto potencial impacto científico e tecnológico. A futura infra-estrutura estimulará maior integração e internacionalização às comunidades de física nuclear e de física de materiais do Brasil e tornar-se-á legado de longo prazo desta proposta.

Empresa/Organismo financiador/es: Ministerio de Ciencia, Innovación y UniversidadesResponsable: Guillermo Daniel Megías Vázquez / José Antonio Lay ValeraTipo de Proyecto/Ayuda: Plan Estatal 2021-2023 - Proyectos Investigación No OrientadaReferencia: PID2023-146401NB-I00Fecha de Inicio: 01-09-2024Fecha de Finalización: 31-08-2027

A 3 edição do Encontro de Primavera da Sociedade Brasileira de Física está programada para acontecer em Niterói, RJ, de 26 a 29 de setembro de 2023. O evento reunirá a 46 Reunião de Trabalho sobre Física Nuclear no Brasil e a 43 edição do Encontro Nacional de Física de Partículas e Campos. Com a participação de pesquisadores do Brasil e do exterior, o evento tem como objetivo promover a integração e divulgar os avanços teóricos e experimentais nessas áreas, além de explorar suas aplicações em pesquisas multidisciplinares. A programação incluirá plenárias, sessões paralelas, comunicações orais, colóquios, mesas-redondas e sessões de pôsteres. Essas atividades proporcionarão palestras de renomados pesquisadores, apresentações de trabalhos e discussões temáticas, oferecendo um ambiente enriquecedor para os participantes. O evento espera alcançar um número de inscritos semelhante às edições anteriores, com cerca de 200 a 300 participantes. Este evento desempenha um papel fundamental no avanço da pesquisa no Brasil, permitindo que os pesquisadores apresentem seus trabalhos e debatam o progresso de suas pesquisas, estimulando a interação e o surgimento de novas colaborações. Além disso, oferece uma excelente oportunidade para os estudantes de pós-graduação apresentarem seus próprios trabalhos. A presença de pesquisadores estrangeiros é especialmente valiosa, pois promove o intercâmbio e a criação de parcerias com colegas que atuam no país. O III EPSBF proporciona uma oportunidade única para reunir a comunidade brasileira de física nuclear e física de partículas e campos, a fim de discutir estratégias e planejar o futuro dessas áreas no Brasil, bem como sua posição na ciência global.

O advento dos feixes radioativos abriu um enorme campo de pesquisa em Física Nuclear de baixas energias. No Laboratório Aberto de Física Nuclear e Aplicações (LAFNA) do IFUSP, está instalado o sistema RIBRAS, composto por 2 solenoides supercondutores que permitem a produção de feixes de núcleos leves fora da linha de estabilidade, como 8Li, 6He e outros. Este sistema está em operação desde 2004 e tem produzido vários estudos envolvendo o espalhamento elástico e reações nucleares. Para a continuidade desta pesquisa, é fundamental a manutenção contínua do sistema com hélio líquido, pois os solenoides são supercondutores. Esse projeto de pesquisa visa financiamento para o sistema RIBRAS.

A energia de ligação dividida pelo número de massa atômica para núcleos "normais", fortemente ligados, é cerca de 7,5 MeV/nucleon. As energias necessárias para romper os núcleos chamados de fracamente ligados estão bem abaixo desse valor. Devido a essa propriedade, as reações envolvendo núcleos fracamente ligados são muito mais complexas e interessantes: o canal de quebra no contínuo afeta todos os demais canais de reação e fornece informações suplementares sobre as propriedades desses sistemas. Outro aspecto desses núcleos é que muitos são estruturados em cluster, o que até agora constitui um desafio experimental e teórico em física nuclear. O objetivo deste projeto é o estudo de reações nucleares utilizando projéteis estruturados em clusters, fracamente ligados, tanto radioativos como estáveis. Este assunto de pesquisa é comum a vários pesquisadores que trabalham em física nuclear fundamental no Laboratório Aberto de Física Nuclear (LAFN) do IFUSP, que conta o Acelerador Pelletron Tandem 8MV e o sistema Radioactive Ion Beams in Brasil (RIBRAS). O sistema RIBRAS em operação desde 2004, e fornece feixes de íons radioativos leves produzidos por reações de transferência, como 6He, 8Li, 7Be, 10Be, 12B, and 8B, que são separados e focalizados por dois solenóides supercondutores. Propomos realizar experimentos onde a estrutura do cluster é claramente manifestada e será observada de forma exclusiva por meio da detecção em coincidência de dois clusters carregados emergindo da quebra, ou coincidência entre clusters carregados e raios emitidos, para observar clusters excitados, um aspecto que tem muito interesse teórico. Já temos alguns telescópios de silício de grande área, com detectores pixelados, e modernos detectores de raios cintiladores (tipo LYSO) com fotomultiplicadoras de silício (SiPM). Porém, visando realizar medidas experimentais em coincidência temporal (que normalmente apresentam baixas taxas de contagem) com boa estatística, precisamos aumentar a eficiência geométrica do nosso sistema de detecção, utilizando um número maior de detectores acoplados a módulos eletrônicos modernos.

Estudos envolvendo núcleos leves fora da linha de estabilidade são um campo de pesquisa de grande interesse pois engloba desde novos fenômenos como o halo nuclear, estruturas de aglomerados (cluster), novos números mágicos, até implicações em problemas fundamentais da astrofísica nuclear como a síntese dos elementos pesados. No sistema RIBRAS produzimos feixes secundários de núcleos leves tais como 6He, 7Be, 8Li, 8B, 10Be, 12B e outros. Desde 2004 temos realizado experiências envolvendo a colisão vários destes núcleos em alvos, leves, médios e pesados. Neste período, foi desenvolvido um longo programa de medidas de espalhamento elástico, reações de dissociação (breakup) e transferência de neutrons no RIBRAS. Um passo além está sendo dado no sentido de se medir outros canais de reação como fusão nuclear e espalhamento inelástico que são muito importantes para uma compreensão dos aspectos de estrutura e reações envolvendo projéteis exóticos leves. Atualmente o RIBRAS é um sistema multi-usuário que conta com a colaboração de mais de 20 pesquisadores da USP-SP, UFF-RJ, UNIFESP além de colaboradores internacionais. O presente projeto consiste no fornecimento de helio líquido para manutenção do RIBRAS no período 2019/2020 e na extensão do aparato experimental para medidas de outros canais de reação como fusão e espalhamento inelástico, utilizando um novo sistema de detecção partícula-gama em coincidência que está em fase de montagem.

Nos últimos anos, o estudo de núcleos longe da linha de estabilidade-β tornou-se objeto de grande interesse em parte por constituirem um campo de pesquisa extremamente extenso envolvendo desde núcleos leves, ricos em prótons ou nêutrons, até elementos superpesados. Esses núcleos apresentam situações extremas de energia de ligação e isospin,
constituindo um "laboratório" de testes para os modelos nucleares, Além de serem importantes na evolução da nucleossíntese primordial e estelar. Nos últimos anos, o estudo desses núcleos em baixas energias tem sido feito quase que exclusivamente utilizando o sistema RIBRAS da Universidade de São Paulo, salvo poucas medidas realizadas nos laboratórios de Louvain-La-Neuve na Bélgica e no sistema TWINSOL de Notre Dame nos Estados Unidos. Ou seja, o sistema RIBRAS permite medidas em uma região de energia baixa que ainda não foi estudada, onde novos fenômenos poderão ser observados.

A Física Nuclear se caracteriza como um importante campo de pesquisa, que propicia informações fundamentais no entendimento da natureza, com grande relevância para o conhecimento e compreensão do mundo em que vivemos. Esta ciência tem como objetivo a investigação da origem, evolução, estrutura, mecanismos de reação e fases da matéria nuclear de interação forte. Questões fundamentais em aberto levaram a Física Nuclear a ampliar seus horizontes e hoje seu alcance se estende desde as partículas mais fundamentais, como os quarks e glúons, até a dinâmica da transição de fase associada ao Big-Bang do universo. Essa abrangência da física nuclear resulta em uma grande variedade de aplicações interdisciplinares. O INCT-FNA conta com mais de 120 pesquisadores atuando em diferentes áreas, tanto teóricas quanto experimentais, básicas, aplicadas, tecnológicas e de inovação. Este INCT tem como objetivo a coordenação e apoio a estes pesquisadores, estimulando a interação entre as áreas e entre grupos teóricos e experimentais, criando uma rede de cooperação científica interinstitucional, visando não somente apoiar atividades de pesquisa na fronteira do conhecimento, mas também, como consequência destas pesquisas, contribuir para a solução de problemas nacionais e atuar em áreas estratégicas para o país. Daremos apoio financeiro a novos laboratórios e contribuiremos para a expansão e consolidação de laboratórios já existentes, por meio da organização de visitas científicas e outros tipos de intercâmbio, sempre envolvendo pesquisadores e alunos de pós-graduação, e dando especial atenção a grupos emergentes situados longe dos grandes centros. Daremos apoio à melhoria de cursos de pós-graduação já existentes, mas com limitações, e à criação de outros cursos. A divulgação da ciência nuclear ao grande público também é um objetivo importante do INCT-FNA.

Projeto de auxílio fapesp para financiar o funcionamento do sistema RIBRAS, no IFUSP. Serão realizados experimentos de produção de núcleos exóticos e reações nucleares envolvendo estes núcleos

O advento dos feixes radioativos abriu um enorme campo de pesquisa em Física Nuclear de baixas energias. No Laboratório Pelletron do IFUSP foi instalado um sistema de 2 solenóides supercondutores (RIBRAS) que permite a produção de feixes de núcleos exóticos leves como o 8Li, 6He e outros. Este sistema está em operação desde 2004 e tem produzido vários estudos dentre os quais o espalhamento elástico de 6He+27Al, 6He+120Sn, 6He+9Be, 12C+8Li e a reação astrofísica p(8Li,alfa). Para a continuidade deste projeto de pesquisa é fundamental a manutenção contínua do sistema com hélio líquido pois os solenóides são supercondutores. O projeto que atualmente financia a compra de helio líquido (2008/09341-7) encerrará no primeiro semestre de 2011 portanto é fundamental que já desde o início do segundo semestre de 2011 tenhamos uma nova fonte de financiamento. 
Objetivo: O estudo da estrutura e reações nucleares com feixes de núcleos exóticos 
Resultados Previstos: O estudo de núcleos exóticos têm sido feito em energias mais altas e neste projeto estamos realizando pesquisas em baixas energias onde existem poucos dados experimentais. Estamos realizando uma sistematica de medidas de espalhamento elástico com projéteis exóticos em alvos de massas leves até pesados o que permitirá o estudo das forças nuclear e coulombiana nestes sistemas, além da determinação dos mecanismos de reação mais importantes na região de baixas energias. Serão determinados fatores espectroscopicos de reações de transferência envolvendo núcleos exóticos. Serão medidas reações de interesse astrofísico.

O advento dos feixes radioativos abriu um enorme campo de pesquisa em Física Nuclear de baixas energias. No Laboratório Pelletron do IFUSP foi instalado um sistema de 2 solenóides supercondutores (RIBRAS) que permite a produção de feixes de núcleos exóticos leves como o 8Li, 6He e outros. Este sistema está em operação desde 2004 e tem produzido vários estudos dentre os quais o espalhamento elástico de 6He+27Al, 6He+120Sn, 6he e 8Li+51V, 12C+8Li e a reação astrofísica p(8Li,alfa). Para a continuidade deste projeto de pesquisa é fundamental a manutenção contínua do sistema com hélio líquido pois os solenóides são supercondutores. O projeto que atualmente financia a compra de helio líquido (2003/10099-2) encerrará no primeiro semestre de 2009 portanto é fundamental que já desde o início de 2009 tenhamos uma nova fonte de financiamento. 
Objetivo: O estudo da estrutura e reações nucleares com feixes de núcleos exóticos.
Resultados Previstos: O estudo de núcleos exóticos têm sido feito em energias mais altas e neste projeto estamos realizando pesquisas em baixas energias onde existem poucos dados experimentais. Estamos realizando uma sistematica de medidas de espalhamento elástico com projéteis exóticos em alvos de massas leves até pesados o que permitirá o estudo das forças nuclear e coulombiana nestes sistemas, além da determinação dos mecanismos de reação mais importantes na região de baixas energias. Serão determinados fatores espectroscopicos de reações de transferência envolvendo núcleos exóticos. Serão medidas reações de interesse astrofísico.

O Departamento de Física da UNESP-Bauru tem se firmado como um centro emergente na preparação e caracterização de materiais, porém, não possuímos um equipamento para a análise metalográfica de materiais. Em metais ou cerâmicas é de fundamental importância saber como estão se comportando os grãos que constituem a amostra em questão. Um dos objetivos deste projeto é dotar o Laboratório de Relaxações Anelásticas de equipamentos necessários para a análise metalográfica de materiais Para tanto, estamos propondo a aquisição de um microscópio para observação em campo claro e fotomicrografia, com acessórios de câmeras fotográficas e adaptação de vídeo. Além disso, propomos a aquisição do sistema de aquisição de imagens via microcomputador, acoplado ao microscópio. Este projeto tem como objetivos ainda, o estudo sistemático de relaxações anelásticas devido à reorientação induzida por tensão de átomos de intersticiais pesados presentes na matriz metálica, em ligas a base de nióbio, através de medidas de atrito interno utilizando-se o pêndulo de torção existente no Laboratório de Relaxações Anelásticas. Com este estudo, pretendemos investigar a natureza destes picos e estudar em detalhes a influência do soluto substitucional sobre o nióbio contendo oxigênio e nitrogênio em solução sólida e seu conseqüente efeito sobre as propriedades mecânicas da liga.