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Análise dos mecanismos de relaxação magnética em bicamadas através do efeito de magnetoimpedância
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-04-29) Santos, João Gustavo da Silva; Correa, Marcio Assolin; Gomes, Matheus Gamino; https://orcid.org/0000-0002-0420-7258; http://lattes.cnpq.br/4340646180676517; http://lattes.cnpq.br/2531075321550052; https://orcid.org/0000-0001-8654-3564; http://lattes.cnpq.br/2622202806337353; Vaz, José Filipe Vilela; Costa, Antônio Azevedo da; Silva, Edimilson Félix da; https://orcid.org/0000-0003-3841-4578; http://lattes.cnpq.br/8896961475470345; Machado, Leonardo Dantas
A manipulação e transporte de momento angular do spin eletrônico tem sido empregado no desenvolvimento de dispositivos de alta performance. Neste contexto, o filme fino magnético surge como um candidato promissor para a fabricação de elementos sensores, pois apresenta uma estabilidade das propriedades magnéticas, mesmo em dimensões cada vez mais reduzidas. Portanto, conhecer bem os fenômenos envolvidos na dinâmica da magnetização deste tipo de material é um passo importante para o desenvolvimento da tecnologia e ciência. Assim, nosso trabalho foi dividido em duas linhas convergentes de investigação, onde a essência da pesquisa nestes dois ramos tem em comum um objetivo global; estudar os mecanismos de relaxação magnética em amostras estruturadas em bicamadas por meio da técnica de magnetoimpedância. Nos concentramos em encontrar o parâmetro de amortecimento efetivo das amostras e entender como cada tipo de mecanismo de relaxação magnética contribuiu para o sistema investigado via o efeito de magnetoimpedância. Contudo, esta pesquisa apresentou grande desafio, pois traz inovações na forma de investigação da dinâmica de magnetização em um material isolante através da técnica de magnetoimpedância. Essa técnica assegura a ampla caracterização da dinâmica de magnetização em material isolante ferrimagnético, possibilitando analisar o comportamento da magnetização com relação a varredura em frequência e campo magnético externo simultaneamente. Com o sucesso desta pesquisa consolidamos a implementação de uma técnica que investigue a dinâmica da magnetização em materiais isolantes ferromagnéticos.
Análise in silico da interação entre o HLA-A*0201 e peptídeos modificados do melanoma com potencial imunoterápico
(2020-02-27) Pereira, Anne Caroline Leônidas; Fulco, Umberto Laino; ; ; Machado, Leonardo Dantas; ; Meurer, Ywlliane da Silva Rodrigues;
O melanoma é um tipo de câncer de pele, com crescente incidência no mundo, que acomete os melanócitos e é caracterizado por sua elevada letalidade e capacidade de ocasionar metástases. Devido a severidade da doença, formas convencionais de tratamento, como radioterapia e quimioterapia, não costumam ser eficientes nos estágios avançados. Por isso, desenvolveu-se estudos de novas abordagens terapêuticas baseadas na imunoterapia, que tem como princípio modular o sistema imune contra as células neoplásicas, ainda que essas células possuam capacidade de evadir das respostas imunológicas. Em consequência dos avanços na imunologia molecular, observou-se que a glicoproteína 100 (gp100), componente estrutural do melanossoma, é super expressa no melanoma e é capaz de desencadear a ativação de células T. Através de modificações nas sequências peptídicas nas regiões de reconhecimento pelos antígenos leucocitários humano (HLA), é possível aumentar a afinidade dessa interação e promover uma melhor resposta imunológica. Neste sentido, este trabalho realizou um estudo ab initio da interação de peptídeos modificados provenientes da gp100 com a molécula do HLAA*0201. Para isso, utilizou-se métodos baseados em mecânica quântica, tendo como base a Teoria do Funcional da Densidade (DFT). As energias de interação entre peptídeo-HLA foram calculadas após a partição das estruturas pelo Método de Fragmentação Molecular com Capas Conjugadas (MFCC). Os resultados observados demonstraram que os aminoácidos terminais dos peptídeos exibiram maior interação energética frente aos aminoácidos centrais. O peptídeo C, em que se substituiu uma alanina por valina na posição 9, foi o que apresentou maior energia de interação pelo HLA-A*0201 e foi a única mutação que aumentou a afinidade individual do resíduo. Já as mutações nos peptídeos B, glutamato por alanina na posição 3, e C, glicina por alanina na posição 5, provocaram perca de afinidade pelo receptor. Além disso, devido às mutações na sequência peptídica, percebeu-se que mudanças conformacionais nos peptídeos impactaram no perfil energético de resíduos adjacentes. Delimitou-se também as principais interações resíduo-resíduo para cada posição das sequências peptídicas, notando-se assim que os aminoácidos: Tyr59, Glu63, Lys66, Asp77, Trp167, Tyr159, Thr143 e Lys146 do HLA-A*0201 foram os que realizaram as interações mais energéticas com diferentes resíduos dos peptídeos.
Anomalous magnetoresistance in Fibonacci multilayers
(American Physical Society, 2012-06-15) Bezerra, Claudionor Gomes; Machado, Leonardo Dantas; Corrêa, Marcio Assolin; Feitosa, Carlos Chesman de Araújo; Pearson, J.E.; Hoffman, A.
We theoretically investigated magnetoresistance curves in quasiperiodic magnetic multilayers for two different growth directions, namely, [110] and [100]. We considered identical ferromagnetic layers separated by nonmagnetic layers with two different thicknesses chosen based on the Fibonacci sequence. Using parameters for Fe/Cr multilayers, four terms were included in our description of the magnetic energy: Zeeman, cubic anisotropy, bilinear coupling, and biquadratic coupling. The minimum energy was determined by the gradient method and the equilibrium magnetization directions found were used to calculate magnetoresistance curves. By choosing spacers with a thickness such that biquadratic coupling is stronger than bilinear coupling, unusual behaviors for the magnetoresistance were observed: (i) for the [110] case, there is a different behavior for structures based on even and odd Fibonacci generations, and, more interesting, (ii) for the [100] case, we found magnetic field ranges for which the magnetoresistance increases with magnetic field
Aplicações de dinâmica molecular
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-03) Dantas, Pablo Gullith de Melo; Machado, Leonardo Dantas; 0000-0003-1221-4228; http://lattes.cnpq.br/9253069541351708; http://lattes.cnpq.br/5925796814891471; Mohan, Madras Viswanathan Gandhi; http://lattes.cnpq.br/1995273890709490; Bezerra, Claudionor Gomes; 0000-0001-9660-2142; http://lattes.cnpq.br/5085046065890176
O presente trabalho de conclusão de curso apresenta uma introdução sobre a área da Física Computacional conhecida como Dinâmica Molecular, uma área que nos apresenta procedimentos de simulações que consistem na observação computacional das propriedades de equilíbrio e transporte de um sistema clássico de muitos corpos, estes obedecendo as leis da Mecânica Clássica, descrevendo a variação do comportamento molecular como função do tempo. Neste trabalho, busca-se mostrar os fundamentos do método da Dinâmica Molecular, suas aplicações e implementações. Alguns exemplos serão mostrados e discutidos no presente trabalho, para que possamos fixar de uma maneira mais clara como funciona esse tipo de simulação.
Armazenamento e liberação de H2 em materiais bidimensionais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-08-10) Oliveira, Raphael Benjamim de; Machado, Leonardo Dantas; ; ; Borges, Daiane Damasceno; ; Fulco, Umberto Laino;
Materiais bidimensionais (2D) baseados em carbono têm sido extensivamente investigados nos últimos anos, graças a suas excelentes propriedades mecânicas, térmicas e eletrônicas. Dentre as descobertas que surgiram destas investigações, gostaríamos de destacar aqui a possibilidade de controlar diversas propriedades nestes materiais utilizando deformação mecânica. Em nosso trabalho, utilizamos o programa Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (LAMMPS) para analisar se a deformação poderia ser utilizada para liberar gases adsorvidos em materiais 2D. Para determinar se isto era possível, primeiro examinamos se o puxamento alterava a interação entre o gás adsorvido e quatro estruturas: grafeno, α-grafino, β-grafino e γ-grafino. Para isto, inserimos uma molécula de H2 a uma altura z da superfície de cada material, e alteramos a sua posição para determinar a energia de interação ao longo de toda a superfície. A análise dos resultados revelou que o esticamento reduziu a interação atrativa entre o H2 e todos os materiais 2D investigados. Para confirmar que a quantidade de gás adsorvida seria diferente na presença de deformação, realizamos simulações de Monte Carlo no ensemble Grande canônico, para estruturas com e sem deformação. Nossos resultados confirmaram que a deformação reduziu a quantidade de gás adsorvida na superfície de todos os materiais investigados. Desta forma, concluímos que deformação pode ser aplicada em qualquer um dos materiais estudados para liberar parcialmente o gás adsorvido. Comparando os materiais estudados, observamos que o γ-grafino apresentou o melhor desempenho em baixas pressões, e que o α-grafino apresentou o melhor desempenho à pressão de uma atmosfera.
Bandgap oscillation in quasiperiodic (BN)xCy nanotubes
(Elsevier, 2016-12) Freitas, Aliliane Almeida de; Bezerra, Claudionor Gomes; Azevedo, Sérgio; Machado, Leonardo Dantas; Pedreira, Danilo Oliveira
In the present contribution, we apply first-principles calculations to study the effects of quasiperiodic disorder on the physical properties of BN and C nanotubes. We take BN nanotubes (BNNTs) and C nanotubes (CNTs) as building blocks and construct quasiperiodic BNxCy nanotubes according to the Fibonacci sequence. We studied armchair and zigzag nanotubes of varying diameters. Our results demonstrate that the energy gap oscillates as a function of the n-generation index of the Fibonacci sequence. Moreover, we show that the choice of the BNNTs and CNTs may lead to a quasiperiodic BNxCy nanotube presenting an adjustable energy gap. We obtained a variety of quasiperiodic nanotubes with energy gaps ranging from 0.29 eV to 1.06 eV, which may be of interest for specific technological applications. Finally, it is also demonstrated that the specific heat of the quasiperiodic zigzag and armchair nanotubes presents an oscillatory behavior in the low temperature regime, and that this behavior depends on the curvature of the nanotube
Caminhadas de Lévy dentro de cascas esféricas com fronteiras absorventes
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-05-29) Caramês, Lucas Giovanni da Possa; Mohan, Madras Viswanathan Gandhi; Bezerra, Claudionor Gomes; https://orcid.org/0000-0001-9660-2142; http://lattes.cnpq.br/5085046065890176; http://lattes.cnpq.br/1995273890709490; http://lattes.cnpq.br/7203476060300680; Raposo, Ernesto Carneiro Pessoa; Araújo, João Medeiros de; Machado, Leonardo Dantas; Luz, Marcos Gomes Eleutério da
A Hipótese de Forrageamento por Voos de Lévy propõe que os organismos evoluíram para utilizar as caminhadas de Lévy como uma estratégia de exploração efetiva. Há evidências substanciais na literatura que dão suporte à noção de que as caminhadas do inverso do quadrado de Lévy são, de fato, ótimas no limite de forrageamento com revisitas, em qualquer dimensão. Entretanto, uma demonstração matematicamente mais rigorosa deste fenômenos ainda é necessária, especialmente para dimensões maiores que 2. Investigamos o problema do forrageamento considerando o caso dos anéis e esféricas concêntricas, que é uma abordagem mais simples, mas muito relacionada à última. A partir desta abordagem, mostramos que, no limite correspondente ao forrageamento com revisitas, as caminhadas do inverso do quadrado de Lévy otimizam o processo de busca. Esta é uma forte evidência a sustentar a Hipótese de Forrageamento por Voos de Lévy para dimensões maiores do que 1.
Efeitos de atenuação na propagação de ondas acústicas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-25) Gadelha, Marcos Davi Falcão; Araújo, João Medeiros de; https://orcid.org/0000-0001-8462-4280; http://lattes.cnpq.br/3061734732654188; http://lattes.cnpq.br/3267033854666133; Costa, Carlos Alexandre Nascimento da; Machado, Leonardo Dantas; Ferreira, Mauro Santos
A propagação de energia em forma de onda é uma das expressões mais elegantes da natureza, uma vez que carrega consigo características do meio os quais podem ser investigados por diferentes métodos. Neste trabalho, partiremos de um cenário idealizado através da propagação de onda acústica a fim de transpor para modelos que tendem a realidade, incorporando efeitos de atenuação, isto é, perdas de energia. Inicialmente, faremos um estudo da propagação de onda acústica nos domínios do tempo e da frequência. Em seguida, introduziremos a propagação de onda viscoacústica, cujo objetivo é fazer com que esses efeitos sejam explicitados. Nessa parte, quantificaremos o impacto da atenuação na propagação de onda através do fator Q. Por fim, modelamos o campo de pressão com objetivo de obter as soluções numéricas para o problema e, assim, fazer com que seja explicitado as diferenças entre as propagações em função desses efeitos. Tal investigação contribui para termos uma melhor compreensão da Física Ondulatória.
Entropia na evolução simbólica através de algoritmo genético
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-06-19) Ricardo Junior, Edson; Mohan, Madras Viswanathan Gandhi; http://lattes.cnpq.br/1995273890709490; https://orcid.org/0000-0002-0849-4979; http://lattes.cnpq.br/1170217723436503; Ferreira, Juliana Hidalgo Mesquita; https://orcid.org/0000-0001-6526-454X; http://lattes.cnpq.br/2070193023615764; Machado, Leonardo Dantas; https://orcid.org/0000-0003-1221-4228; http://lattes.cnpq.br/9253069541351708
Este trabalho propõe um modelo computacional utilizando de algoritmo genético, por sua correspondência a pressões evolutivas encontradas naturalmente, para estudar a dinâmica da atribuição de significado a expressões inicialmente arbitrárias. O modelo foi caracterizado e estudou-se propriedades físicas, em especial a entropia, do comportamento do sistema. A entropia neste tipo de sistema sai de valores elevados e decai exponencialmente para valores mínimos, de estabilização. Ela se mostrou como uma medida capaz de distinguir entre diferentes grupos do repertório conceitual. Sistemas que se comportam como o modelo podem atingir rapidamente altos níveis de eficiência, mesmo tendo como ponto de partida um conjunto de indivíduos com poucos elementos em comum. Propôs-se ainda estudar os efeitos de imposição gramatical na elaboração de mensagens, que não mostraram impactos significantes na sua dinâmica, porém que dentro do contexto e das limitações do estudo corroboram certas teorias da linguagem (humana) como subprodutos fortuitos.
Espectroscopia Raman em poucas camadas de MoTe2
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-01-24) Medeiros, Felipe Menescal Pinto de; Carvalho, Bruno Ricardo de; 0000-0001-5188-8685; http://lattes.cnpq.br/6214643115504976; http://lattes.cnpq.br/8069564529248118; Machado, Leonardo Dantas; 0000-0003-1221-4228; http://lattes.cnpq.br/9253069541351708; Gomes, Matheus Gamino; 0000-0002-0420-7258; http://lattes.cnpq.br/4340646180676517
O espalhamento Raman de poucas camadas de 1T'-MoTe2na fase monoclínico é estudado em função da energia de excitação na região do visível (1.92 eV - 2.81 eV) usando 16 diferentes linhas de laser. Observamos com a intensidade dos modos de simetria Ag e Bg varia para cada energia de excitação. Os perfis de excitação Raman desses modos de simetria mostram um comportamento incomum. Alguns modos Raman Ag apresentam ressonância com duas transições ópticas localizadas em torno de 1.9 eV e 2.7 eV, enquanto outros (e o modo 6Bg) possuí ressonância apenas com a transição óptica em 2.7 eV. Esses resultados indicam uma interação elétron-fônon distinta e uma possível dependência de simetria no acoplamento elétron-fônon. Nossas observações estabelecem a caracterização do espectro Raman para identificar poucas camadas de 1T'-MoTe2 coletado para diferentes linhas de excitação e revelam o acoplamento elétron-fônon em materiais 2D de baixa simetria.
Estabilidade de bobinas de nanotubo de carbono de paredes simples, duplas e triplas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12-04) Oliveira, Felipe Moreira de; Machado, Leonardo Dantas; Bezerra, Claudionor Gomes; Carvalho, Bruno Ricardo de
Um dos objetivos da nanociência e nanotecnologia é o desenvolvimento de componentes eletrônicos em escala nanométrica, que possuam desempenho igual ou superior aos componentes macroscópicos. Com base nesta perspectiva, este trabalho tem o propósito de estudar a estabilidade de bobinas formadas por nanotubos de carbono com uma, duas ou três paredes, que, em tese, poderiam ser usadas como indutores em nanoescala. Utilizamos como método de simulação a dinâmica molecular através do pacote LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator) e do campo de força CHARMM (Chemis- try at Harvard Macromolecular Mechanics). É conhecido na literatura que a energia de nanotubos de carbono de parede simples é menor na configuração enrolada do que na configuração reta. A partir dos resultados das simulações, constatamos que esse efeito também ocorre para nanotubos de carbono de paredes duplas e triplas, indicando que a configuração enrolada é estável. A fim de verificar se haveria enrolamento espontâneo, deixamos evoluir em uma simulação um nanotubo de carbono que inicialmente formava uma pequena fração de volta. Constatamos a não ocorrência deste enrolamento, em virtude da presença de atrito entre segmentos adjacentes. Determinamos também o comprimento de nanotubo mínimo que torna energeticamente viável a formação da primeira volta, mantendo fixo o diâmetro do nanotubo e o número de paredes. Concluímos que bobinas de nanotubo de carbono de paredes duplas e triplas também são estáveis, assim como as de paredes simples.
Estudo de elétrons e fônons em grafeno via espectroscopia Raman
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12) Leite, Victória Maria Leão; Carvalho, Bruno Ricardo de; https://orcid.org/0000-0001-5188-8685; http://lattes.cnpq.br/6214643115504976; Machado, Leonardo Dantas; https://orcid.org/0000-0003-1221-4228; http://lattes.cnpq.br/9253069541351708; Corrêa, Márcio Assolin; https://orcid.org/0000-0002-8904-4151; http://lattes.cnpq.br/2531075321550052
Este trabalho investiga os conceitos básicos de física do estado sólido em uma folha de gra- feno. Iniciamos explorando as propriedades cristalinas do material e em seguida, através do modelo de ligação forte (ou, tight-binding) estudamos as propriedades eletrônicas do grafeno. Verificaremos que a dispersão de energia do grafeno apresenta um comporta- mento linear próximo ao pontos K (K′), o que significa que nesses pontos os elétrons do grafeno atuam como elétrons de Dirac. Feito isso, buscaremos entender como esses aspec- tos teóricos ocorrem em termos práticos por meio da técnica de espectroscopia Raman, que consiste em analisar a luz espalhada inelasticamente no material da amostra.
Estudo de interações locais e soft-core em condensados de Bose-Einstein
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-06-21) Souza, Victor Santos de; Macrì, Tommaso; Araújo, João Medeiros de; Machado, Leonardo Dantas
Condensados de Bose-Einstein (BEC, sigla em inglês comumente usada) são um estado da matéria no qual uma fração grande do sistema de bósons está no menor estado energético possível, exibindo efeitos de não-localidade e superfluidez. Desde a primeira realização experimental de um BEC em 1995 tem havido um grande interesse por condensação de diferentes tipos de substâncias, e muitas descrições teóricas ainda tem sido desenvolvidas. Os efeitos de diferentes tipos de interações entre partículas apontam para transições de fases ainda não totalmente descritos nesse regime. Neste trabalho analisamos o condensado de Bose-Einstein para partículas com interações locais e interações soft-core, e no último caso observamos a transição da fase superfluida para supersólida, que ocorre para um certo valor da intensidade da interação.
Estudo de propriedades mecânicas em nanoestruturas de carbono e nitreto de boro através de simulações de dinâmica molecular
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-08-08) Lima, Jailsson Silva; Machado, Leonardo Dantas; https://orcid.org/0000-0003-1221-4228; http://lattes.cnpq.br/9253069541351708; https://orcid.org/0000-0002-8901-6724; http://lattes.cnpq.br/3653068718214741; Anselmo, Dory Hélio Aires de Lima; https://orcid.org/0000-0003-0180-9189; http://lattes.cnpq.br/0554474279738500; Mohan, Madras Viswanathan Gandhi; Fonseca, Alexandre Fontes da; Azevedo, Sérgio André Fontes
A descoberta do grafeno e de suas propriedades excepcionais vem motivando pesquisas a respeito de materiais bidimensionais (2D) há mais de uma década. Diversos outros materiais 2D foram descobertos desde então com propriedades diversas, como o nitreto de boro hexagonal (h-BN). Mais recentemente, materiais bidimensionais têm sido combinados em estruturas híbridas, levando a criação de sólidos com propriedades ajustáveis. Neste documento, as propriedades mecânicas de nanoestruturas híbridas de grafeno e de h-BN foram investigadas utilizando dinâmica molecular clássica. Dois tipos de arranjos foram considerados: (i) folhas quadradas de grafeno contendo domínios de h-BN circulares e hexagonais e (ii) folhas quadradas de h-BN contendo domínios de grafeno circulares, hexagonais, triangulares e duplo triangulares. Os resultados obtidos aqui mostram que para os dois tipos de estruturas, o módulo de Young da estrutura híbrida depende essencialmente da fração de h-BN e de grafeno na estrutura, com o módulo de Young decrescendo linearmente à medida que a concentração de h-BN aumenta em (i) e crescente com aumento de grafeno em (ii). Foi analisado também a evolução temporal da fratura e da concentração de tensão durante as simulações. Desta análise concluímos que a fratura sempre se inicia na região de interface entre o grafeno e o h-BN, porque foi constatado que as ligações B-C e C-N são mais fracas do que as ligações C-C e B-N. Finalmente, observamos para os dois tipos de arranjos que as propriedades mecânicas das estruturas híbridas não são alteradas quando o comprimento da folha e o diâmetro dos domínios são aumentados proporcionalmente. Isto indica que nossos resultados podem ser válidos para estruturas bem maiores do que as testadas aqui, como as que são sintetizadas experimentalmente.
Um estudo rigoroso da equação do calor e da onda
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-03) Ferreira, Rafael Xavier Deiga; Oliveira, Roberto Teodoro Gurgel de; Holanda, Rodrigo Fernandes Lira de; Machado, Leonardo Dantas
A partir de alguns resultados básicos da Análise Matemática e Espaços Métricos, este trabalho irá construir a teoria mı́nima da Análise de Fourier para resolver problemas en- volvendo a Equação do Calor e da Onda com rigor matemático. Infelizmente, a Análise de Fourier não será tratada na sua forma mais geral, que necessita de tópicos mais avançados, como a integral de Lebesgue. Depois do mı́nimo teórico da Análise de Fourier ser estabelecido, abordaremos a Equação do Calor e da Onda unidimensional. Depois, trataremos o problema de Di- richlet, que consiste em resolver a Equação de Calor no estado estacionário num disco com temperatura conhecida na borda. Infelizmente, não acharemos as condições mais gerais para resolver esses problemas. Encontraremos apenas condições suficientes para garantir a existência e unicidade das soluções. A principal motivação para esse estudo é que geralmente, nos cursos de Bacharelado em Fı́sica, apenas se acham as soluções para esses tipos de problemas usando o método de separação de variáveis, desconsiderando a devida justificativa do porquê essas soluções satisfazerem todas as condições para realmente serem soluções. Isso é insuficiente do ponto de vista de pesquisa em Fı́sica Matemática.
Fotodissociação de moléculas diatômicas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-11-29) Januário, Artur de Freitas; Carvalho, Bruno Ricardo de; 0000-0001-5188-8685; http://lattes.cnpq.br/6214643115504976; http://lattes.cnpq.br/4401489150881388; Bezerra, Claudionor Gomes; 0000-0001-9660-2142; http://lattes.cnpq.br/5085046065890176; Machado, Leonardo Dantas; 0000-0003-1221-4228; http://lattes.cnpq.br/9253069541351708
Neste trabalho, investigamos a fotodissociação em moléculas diatômicas para servir de base para simular interações de muitos corpos. Um dos desafios, ao lado dos experimentos, são a interação dos fótons em armadilhas ópticas comuns no estudo de fases exóticas como a Condensado de Bose-Einstein [10]. Neste caso, em regimes de baixa temperatura, a condensação de Bose-Einstein permite acessar a dinâmica essencial da energia do estado fundamental e, assim, fornecer pistas para a construção de um método indireto para descartar moléculas inadequadas nessas armadilhas. Além disso, também apresentamos a regra de Franck-Condon [3], que pode ser empregada para estimar taxas de dissociação em experimentos. Este trabalho fornece algumas bases teóricas para simulações do estado fundamental de condensação em moléculas diatômicas, e suas taxas de dissociação.
Gapless excitations in Kitaev materials with defects
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-03-26) Freitas, Lucas Rodrigues Delgado de; Pereira, Rodrigo Gonçalves; ; ; http://lattes.cnpq.br/7421671978200891; Miranda, Eduardo; ; Machado, Leonardo Dantas;
Um líquido quântico de spin é uma fase magnética da matéria que é notável pelo seu emaranhamento de longo alcance nos estados fundamentais e excitações fracionalizadas. Um líquido quântico de spin é realizado no modelo de Kitaev na rede hexagonal. Sob aplicação de um campo magnético, tem-se uma transição de fase para uma fase topológica com um gap de energia no interior do material férmions de Majorana quirais na borda. Entretanto, experimentos recentes de ressonância magnética nuclear indicam a existência de excitações sem gap de energia nessa fase, indicada pela dependência cúbica na temperatura na taxa de relaxação spin-rede em baixas temperaturas. Nesse trabalho, eu proponho um mecanismo para explicar esse resultado experimental. Eu utilizei a localização de modos de Majorana quiral em defeitos para explicar a presença de modos sem gap no interior do material. Tratando a interação entre os modos quirais nos defeitos por meio de aproximação de campo médio, eu encontrei que esses modos continuam sem gap quando a interação é mais fraca que um valor crítico dependente do campo magnético. Usei a teoria efetiva de baixas energias para calcular a taxa de relaxação spin-rede e encontrei um valor que concorda com o resultado experimental.
Grafidino sob condições extremas de pressão: um estudo de dinâmica molecular
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-04) Vilas Boas, Gustavo Carvalho Augusto; Machado, Leonardo Dantas; 0000-0003-1221-4228; http://lattes.cnpq.br/9253069541351708; http://lattes.cnpq.br/1547795402073051; Carvalho, Bruno Ricardo de; 0000-0001-5188-8685; http://lattes.cnpq.br/6214643115504976; Autreto, Pedro Alves da Silva; http://lattes.cnpq.br/7451110632352114
Na nanociência, o estudo de materiais sob condições extremas tem se tornado cada vez mais comum, tanto para o entendimento do comportamento de materiais em tais condições como para o desenvolvimento de novos materiais. A motivação deste trabalho é estudar o comportamento de planos de grafidino sob condições de alta pressão em diferentes temperaturas e estabilidade das estruturas resultantes. Essa nanoestrutura bidimensional semicondutora, projetada em 1997 e sintetizada pela primeira vez em 2010, é formada por átomos de carbono com hibridização sp e sp². Por existirem ligações triplas na estrutura, o grafidino apresenta uma reatividade alta, e que, em condições de alta pressão, pode levar a formação de ligações covalentes entre os carbonos com hibridização sp nos diferentes planos. Neste trabalho, foi utilizado o método de dinâmica molecular para simular e compreender o processo de formação dessa nova estrutura resultante da ligação interplanar dos carbonos sp. As simulações foram feitas utilizando o potencial reativo ReaxFF (Reactive Force Field) implementado no pacote de dinâmica molecular LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator). Foram utilizadas diversas temperaturas nas simulações de compressão, sendo observado que a temperatura influenciou na quantidade de ligações interplanares, bem como na estabilidade. Também foram feitos mapas de potencial para diferentes distâncias dos planos, sendo possível observar que as posições de mínimo de energia se deslocavam à medida que a distância diminuía, como também foi possível observar nas simulações.
Influência da deformação em propriedades mecânicas, eletrônicas e de adsorção em nanoestruturas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-05-29) Oliveira, Raphael Benjamim de; Machado, Leonardo Dantas; https://orcid.org/0000-0003-1221-4228; http://lattes.cnpq.br/9253069541351708; https://orcid.org/0009-0008-3913-6614; http://lattes.cnpq.br/2288164965308974; Woellner, Cristiano Francisco; Galvão, Douglas Soares; Silva, Edimilson Félix da; Fulco, Umberto Laino
Nanoestruturas bidimensionais são alvo de interesse crescente na ciência, devido as suas excepcionais propriedades mecânicas, eletrônicas, térmicas dentre outras. A medida que estudos teóricos e experimentais avançam, mostrou-se necessária a análise de como tais propriedades podem ser influencias por meio da utilização da deformação. Nosso principal objetivo foi analisar como a deformação, seja ela uniaxial ou biaxial, afeta as diversas propriedades apresentadas em sistemas nanoestruturados. Materiais como o grafeno, α-grafino, β-grafino e γ-grafino, nitreto de boro hexagonal, assim como heteroestruturas compostas por carbono, boro e nitrogênio. Para realização dessas investigações, empregamos simulações computacionais. Foram empregadas metodologias com aproximações clássicas, através da dinâmica molecular e metodologias com aproximações quânticas, por meio da Teoria do Funcional de Densidade com objetivo de estimar as propriedades físicas das estruturas apresentadas.
Uma introdução à dinâmica da vorticidade de um fluido newtoniano incompressível com densidade e coeficiente de viscosidade uniformes
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-01-10) Silva, Francisco Lucas Galdino da; Machado, Leonardo Dantas; http://lattes.cnpq.br/9253069541351708; https://lattes.cnpq.br/6298524685268845; Mohan, Madras Viswanathan Gandhi; http://lattes.cnpq.br/1995273890709490; Araújo, João Medeiros de; http://lattes.cnpq.br/3061734732654188
A vorticidade desempenha um papel crucial no regime de escoamento de um fluido Newtoniano, especialmente nos regimes transientes e turbulentos com o surgimento de redemoinho e vórtices. Este trabalho de conclusão de curso analisa a equação dinâmica da vorticidade, limitado ao caso em que a densidade e viscosidade do fluido são uniformes, que revela como a vorticidade varia com o tempo. O objetivo deste trabalho é fornecer uma introdução à dinâmica da vorticidade. Dessa forma, é inicialmente abordado o tratamento do fluido como um meio contínuo, por meio da hipótese do contínuo, a cinemática, os tipos de força atuando em um corpo extenso, e o atrito interno como a representação macroscópica do fenômeno de transporte do momento linear no corpo extenso. Em seguida, buscou-se especificar o fluido, por meio da descrição Euleriana, a fim de obtermos as equações de conservação do momento linear e da massa, culminando na equação de Navier-Stokes e na equação da continuidade, respectivamente. Por fim, aptos para obter a equação dinâmica da vorticidade, investigamos os termos que contribuem para sua variação e seus efeitos individuais na distribuição.

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