Irei apresentar a atual compreensão da estrutura do próton, suas limitações e os desafios para as próximas décadas. Além disso, farei uma breve introdução dos futuros aceleradores elétron - próton e discutirei a possibilidade de vincular a estrutura do próton no Grande Colisor de Hádrons em processos induzidos por fótons e léptons.
Nas últimas décadas, diversas reações envolvendo feixes fracamente ligados foram investigadas na canalização 30B do Laboratório Aberto de Física Nuclear e Aplicações da Universidade de São Paulo. Esses sistemas apresentam características únicas, como baixas energias de separação e estruturas de clusters, que influenciam significativamente os mecanismos de reação.
A caracterização detalhada...
A comparative study of the robustness of commercial high electron mobility transistors based on gallium nitride (AlGaN/GaN HEMT) under exposure to different types of ionizing radiation, including X-rays (10 keV), gamma rays (1.25 MeV), and monoenergetic fast neutrons (14 MeV). The main objective is to investigate the underlying physical mechanisms of each radiation type's interactions with the...
A determinação da probabilidade de transição reduzida B(E2) do $^8$Li permanece um problema em aberto, já que medidas anteriores com alvos de $^\textrm{nat}$Ni reportaram valores entre 30 e 55 e$^2$fm$^4$ [1, 2], muito superiores às previsões teóricas de 1 a 2 e$^2$fm$^4$ [3, 4]. Neste trabalho, apresentaremos resultados preliminares de medidas de excitação coulombiana do $^8$Li em alvo de...
Interactions of high-energy neutrinos with matter can be studied through the angular separation observed in dimuon production, an observable particularly sensitive to the transverse momentum dynamics of partons. In this work, we develop a Monte Carlo event generator based on the color dipole model, interfaced with Pythia8 for parton showering and hadronization simulations, to predict dimuon...
Converting an observed neutrino flux into a luminosity requires knowledge of the neutrino-nucleus cross sections for the detector material. For any nearby supernova, astronomical observations will yield distances measured up to 10% or better. The same level of accuracy for the neutrino-nucleus cross sections is required to prevent the neutrino-nucleus uncertainty from dominating the...
O Laboratório de Radiocarbono da Universidade Federal Fluminense (LAC-UFF) implantou o sistema AGE-3 (Automated Graphitization Equipment), da Ionplus, com o objetivo de aprimorar a preparação de amostras para análise de 14C por Espectrometria de Massa com Aceleradores (AMS), especialmente no contexto do projeto em parceria com a Petrobras, voltado à caracterização isotópica de biocombustíveis...
We investigate the influence of dark matter on hybrid stars. Using a two-fluid approach, where normal and dark matter components interact only gravitationally, we explore how dark matter can trigger the appearance of quark matter in neutron stars for unprecedented low masses. Our findings reveal that dark matter increases the central pressure of neutron stars, potentially leading to the...
Dispositivos quânticos de primeira geração, como transistores, transformaram o século XX ao viabilizar a microeletrônica. Agora, no século XXI, computadores quânticos supercondutores se apresentam como uma nova promessa de revolução tecnológica. Entretanto, processadores quânticos supercondutores de última geração permanecem altamente suscetíveis a falhas e erros correlacionados de origem...
An experiment to study the interaction between the proton-rich nuclei $^7$Be and $^8$B and a vanadium target was recently performed using the RIBRAS system [1, 2, 3] (Radioactive Ion Beams in Brasil). The secondary beam was produced by the $^6$Li+$^3$He collision, where the $^6$Li primary beam was delivered by the 8UD Pelletron accelerator, and $^3$He gas target was sealed with havar foils....
The inclusive $D^0$ and $B^0$ photoproduction in $p$Pb and PbPb collisions at the center - of - mass energies of the Large Hadron Collider (LHC) is investigated considering the color dipole S - matrix approach. The analytical expressions for the differential distributions are derived in the transverse momentum space and predictions for the rapidity and transverse momentum distributions are...
For over 20 years, the Archaeometry and Applied Sciences to Cultural Heritage Group at the Institute of Physics (University of São Paulo - USP), has conducted scientific investigations on artworks and cultural heritage objects. This research is a collaborative effort with various USP museums (MAC, MAE, MP, IEB) and state institutions in São Paulo, such as Pinacoteca, MASP, Museu Portinari,...
The baryon number violation is an essential ingredient for the preferential creation of matter over antimatter needed to account for the observed baryon asymmetry in the Universe. However, a process that violates baryon number has yet to be experimentally observed. The HIBEAM/NNBAR program is a proposed two-stage experiment at the European Spallation Source (ESS) to search for baryon number...
Em atmosferas ricas em CO$_2$, que estão sempre expostas à radiação
ionizante, os processos de fragmentação dessa molécula podem impactar
significativamente o inventário de moléculas presentes, a exemplo dos
nossos vizinhos planetários, Vênus e Marte [1,2]. No entanto, a produção de O$_2+$ como resultado direto da fragmentação de CO$_2$ nunca havia sido quantificada. Como o oxigênio...
Este estudo compara a funcionalidade de transistores de potência com arranjos de porta fechada (ELT - Enclosed Layout Transistor) e retangular, com foco em sua tolerância à dose total de ionização (TID - Total Ionizing Dose) em ambientes hostis. A pesquisa investiga a influência da TID no comportamento desses dispositivos ao analisar as mudanças em suas curvas características de...
Strong magnetic fields can be found in all systems where we believe the quark-gluon plasma is formed, such as the early universe, compact stars, and heavy-ion collisions. The most intense magnetic field estimated in the lab is in non-central heavy-ion collisions, which can reach up to 1019 G. The scale of the strong interaction is much larger than the electromagnetic interaction, and the...
Nas últimas décadas, reações envolvendo projéteis fracamente ligados têm sido investigadas por diversos grupos de pesquisa na área de Física Nuclear. Apesar do sucesso relativo de alguns modelos teóricos em descrever certos resultados experimentais, muitas questões ainda permanecem em aberto. Um número relativamente grande de reações com núcleos fracamente ligados vem sendo estudado de forma...
An important component that can significantly affect the description of astrophysical and cosmological systems is dark matter, whose fundamental nature remains not fully understood. Observations indicate that approximately 27% of the Universe consists of dark matter, 68% of dark energy—the dominant component responsible for the Universe’s accelerated expansion—and only 5% of luminous matter....
With the success of the Walecka model [1] in describing the basic ground state properties of finite nuclei and nuclear matter, the use of relativistic effective nucleon-nucleon interactions in Dirac-Hartree calculations has become a standard tool for many nuclear physicists. The relativistic effects naturally contained in these models have also justified their use in the study of dense nuclear...
under extreme conditions, where quarks and gluons form the quark–gluon plasma (QGP). To capture the full evolution of these collisions, hybrid models have become the standard approach, combining descriptions of the early non-equilibrium stage, the QGP fluid dynamic regime, and the late hadronic phase.
With the wealth of precision data from RHIC and the LHC, these models must be upgraded to...
Our planet has a long hidden and fascinating history that can be revealed by rocks and fossils. These are the only direct window into the history of life on planet Earth. This lost past can be retold by a thorough investigation of its remaining evidence by techniques and methods with underlaying Physics principles. This constitutes an interdisciplinary branch of science called Palaeometry....
O presente trabalho apresenta estudos interdisciplinares desenvolvidos no laboratório LERI/LAFIR, com foco na caracterização multielementar e na detecção de radiação natural em diferentes tipos de amostras. As pesquisas podem ser agrupadas em três eixos: solos e rejeitos, plantas e alimentos, e materiais do patrimônio histórico-cultural.
Na análise de solos, destaca-se a colaboração com a...
We clarify how the weak-interaction-driven bulk viscosity ζ and the bulk relaxation time $\tau_\Pi$ of neutrino-transparent $npe$ matter depend on the nuclear symmetry energy. We show that, at saturation density, the equation-of-state dependence of these transport quantities is fully determined by the experimentally constrained nuclear symmetry energy S and its slope L. Variations of L within...
Two-nucleon transfer reactions are powerful probes for investigating the properties of nuclear states, such as pairing correlations and single-particle characteristics. These properties are present in the matrix elements that govern the reaction dynamics. In particular, spectroscopic amplitudes – quantifying the single-particle or two-particle strength of specific wave function components –...
The origin of the matter-antimatter asymmetry remains a mystery despite many theoretical and observational efforts in the last decades. This is partially due to the difficulty in probing the early stages of the cosmic evolution (≈ 1 s or less). In particular, the baryon asymmetry, given by the ratio between the baryon number density and the total entropy, $b = n_B/s$, can be precisely...
The new gamma spectrometer “Nossa Caixa” consisting of 108 LYSO(Ce) scintillator crystals arranged in 12 sets of 3×3 pixel detectors has been built and tested with gamma calibration sources and in a first gamma-particle coincidence experiment with a 10B beam on 120Sn target at near barrier energies, at the Pelletron TANDEM accelerator laboratory of the Institute of Physics of the University of...
Establishing a laboratory for radiocarbon analysis is an extremely complex challenge. The need to isolate equipment and sample preparation systems, as well as strict precautions to avoid contamination of materials, chemicals, and consumables used during various sample preparation steps, makes setting up a laboratory for this purpose a mission centered on ensuring result quality. In this...
Neutron stars (NSs), especially during their proto-neutron star (PNS) phase, offer a unique setting to probe non-annihilating dark matter (DM). We model the thermal and structural evolution of PNSs admixed with asymmetric DM using a two-fluid formalism where DM interacts with baryons only through gravity, considering both fermionic and bosonic candidates. Our results show a clear thermal...
O estudo de colisões em baixas energias com feixes secundários de núcleos exóticos constitui uma área de pesquisa ativa, pois esses sistemas podem apresentar características peculiares, como halos de nêutrons e modificações na estrutura de camadas. No Brasil, tais investigações são realizadas na instalação RIBRAS [1, 2, 3, 4], em operação desde 2004 no Laboratório Aberto de F ́ısica Nuclear e...
As cerâmicas se destacam como ferramentas essenciais para auxiliar na compreensão das sociedades antigas devido à sua durabilidade e resistência às condições climáticas. Em razão da sua complexidade, a análise desses artefatos não se limita apenas à diversidade de culturas e funções, mas também abrange a variedade de materiais e tecnologias utilizadas em sua fabricação, o que torna o estudo...
Lasers ultraintensos, por sua elevada concentração de energia numa localização espacial e temporal bastante restrita, criam as condições para a geração de plasma em meios materiais, em razão dos elevados campos elétricos e magnéticos associados a cada pulso. A evolução do plasma no meio tem sido estudada como método de aceleração de partículas de maneira compacta. O plasma formado, sua...
Reações envolvendo núcleos fracamente ligados têm despertado grande interesse na física nuclear devido à baixa energia de ligação característica desses núcleos, que eleva significativamente a probabilidade de sua quebra durante uma reação nuclear. Esse fenômeno configura um complexo problema de três ou mais corpos, com impacto direto sobre outros canais de reação. Além disso, muitos desses...
We know that the only solution of the hydrodynamic equations that propagates in wave form, except for small perturbations, is shock waves. However, shock waves haven't been thoroughly studied in the ultrarelativistic limit. In the relativistic formulation of hydrodynamics, causality must be intrinsically preserved, which, as a consequence, limits the maximum group velocity of the theory [1]....
O espalhamento elástico em sistemas de bósons idênticos $^{10}$B+$^{10}$B foi investigado com foco na identificação de energias associadas ao fenômeno conhecido como Isotropia Transversa (TI). As medidas experimentais das distribuições angulares foram realizadas no Acelerador TANDAR instalado em Buenos Aires na Argentina, para energias de 14 a 20 MeV (em passos de 1 MeV), além de 28 e 38 MeV....
No contexto das análises de radiocarbono realizadas por espectrometria de massas com acelerador (AMS), utilizando o sistema Single Stage (SSAMS) no laboratório de radiocarbono da universidade federal fluminense, realizamos medições regulares de controle e garantia de qualidade com materiais de referência da IAEA. Entretanto, os resultados podem ser afetados por parâmetros como o tamanho da...
Diante da crise climática, a ciência busca soluções para o desenvolvimento de novas fontes de energia sustentável. A transição energética precisa ocorrer o mais rapidamente possível para atenuar, interromper e, quem sabe, até reverter o processo de destruição do planeta. A substituição das fontes fósseis por fontes renováveis constitui uma das principais metas da sociedade contemporânea. Nesse...
Fusion reactions play an important role in nucleosynthesis and in applications to society. Yet they remain challenging to model. From the theoretical point of view there are different ways of modelling it. In coupled channels perspective, the imaginary part of the interaction does the main role since fusion corresponds to a fraction of the entrance flux absorption. However, poor fusion...
Understanding how nuclei emerge from the fundamental quarks and gluons of Quantum Chromodynamics (QCD) remains one of the most profound challenges in modern physics. Many open questions, ranging from the structure of dense matter in neutron stars to the origin of the elements in the universe, to searches for physics beyond the Standard Model in low-energy experiments, require a predictive and...
The determination of physic-chemical parameters in soil and plants are of fundamental importance for agriculture and livestock farming because they describe soil fertility and plant nutrition and have direct impact in production costs. The use of proximal soil sensing technology based on spectroscopy techniques is an innovative tendency in soil and plant analysis[1]. Energy Dispersive X-ray...
Acredita-se que existam três possíveis remanescentes estelares, dependendo das massas das estrelas no final da sua vida evolutiva, quando a fusão deixa de ocorrer por falta de combustível: buracos negros, estrelas de nêutrons (NS) e anãs brancas. Vou dedicar a palestra às estrelas de nêutrons. Nós não sabemos os seus constituintes, mas elas certamente não são compostas apenas por nêutrons....
O carbono-14, ou radiocarbono, é um isótopo natural radioativo do carbono, com tempo de meia-vida de 5700 ± 30 anos. Suas vias de produção e seu tempo de meia-vida tornam a análise de radiocarbono uma ferramenta analítica poderosa e versátil, amplamente utilizada em diversas aplicações ambientais. Estas incluem estudos de paleoclima e a sua utilização como traçador em processos biogeoquímicos,...
Alguns núcleos atômicos instáveis exibem uma extensa distribuição de matéria e formação de estrutura halo, caracterizada por nucleon(s) de valência(s) fracamente ligado (i.e. centenas de keV) a um caroço nuclear compacto [1,2]. Essa estrutura halo manifesta-se em reações nucleares em energias próximas à barreira coulombiana tanto na distribuição angular do espalhamento elástico como correlação...
