16 a 23 de janeiro, 2021 • ICTP-SAIFR, São Paulo, Brasil
Título do projeto
Oscilações e ondas chamadas sólitons — fenômenos não lineares em sistemas elásticos
Vídeo da apresentação final do projeto: clique aqui
Slides: clique aqui
Tutor
João Pedro dos Santos Pires (Universidade do Porto)
Estudantes
Camilla Cristina de Queiroz Mendes
Klaus Rosa Zielke
Lucas dos Santos Garcia
Matheus Gallerani da Conceição
Descrição do projeto
Muitos fenómenos físicos podem ser entendidos como processos lineares — isto é, oscilações periódicas em torno de equilíbrio, com a sobreposição dos efeitos devido a excitações independentes. Desta feita, a nossa intuição está firmemente ancorada a conceitos lineares e, sempre que efeitos não lineares se tornam relevantes na física de um sistema, observam-se dinâmicas não-triviais e altamente contra-intuitivas.
O objetivo deste projeto será a familiarização dos participantes com os conceitos básicos de fenómenos ondulatórios em física, tanto lineares como não lineares. Para isto, tomaremos um objecto de estudo concreto —massas pontuais acopladas por molas — de modo que estes novos conceitos sejam baseados num conhecimento “a priori” sobre mecânica Newtoniana. Começando pelo estudo (analítico e numérico) uma massa ligada a uma mola e avançando depois para o caso de várias massas acopladas em série, os elementos do grupo serão expostos a conceitos tão fundamentais como: a) Osciladores harmónicos e inarmônicos; b) Propagação de energia sem transporte de massa (conceito físico de onda); c) Construção e propagação temporal de impulsos de onda num meio linear; d) Dispersão espectral e alargamento de impulsos de onda; ou e) auto-focagem de impulsos de onda por efeitos não lineares.
No final, estes conceitos permitirão aos alunos responder à pergunta – O que é um Sóliton?
Sobre o tutor
Sou um estudante finalista do programa doutoral em Física da Universidade do Porto, Portugal. Trabalhando na área de Teoria da Matéria Condensada, a minha investigação centra-se no estudo, descrição e simulação de propriedades eletrônicas em sólidos cristalinos desordenados ou com impurezas. Deste modo, acumulo uma ampla experiência na utilização combinada de métodos analíticos e computacionais para permitir o entendimento das complexas dinâmicas tidas por partículas quânticas viajando em meios amorfos. Para além da minha atividade de investigador sou também professor assistente na Universidade do Porto, lecionando as unidades de Física Estatística e Física Computacional nos cursos de Física e Engenharia Física.