Uma Breve Introdução à Equação de Euler-Lagrange

Neste trabalho temos o artigo: “Uma Breve Introdução à Equação de Euler-Lagrange”.

Apresentamos mais um artigo do projeto PET Artigos, no qual abordamos uma breve introdução à equação de Euler-Lagrange.

Nesse sentido, em um primeiro momento apresentamos um aspecto histórico do desenvolvimento dessa equação pelos célebres matemáticos como Euler e Lagrange e sua influência na mecânica clássica. Em seguida, mostramos ao leitor alguns fundamentos matemáticos para a posteriori demonstrarmos a equação de Euler-Lagrange.

Processos Estocásticos Quânticos: Um Estudo de Fotodetecção

O PET-Física apresenta um novo notebook do projeto PET.py!

Processos estocásticos são ubíquos na física clássica, descrevendo o movimento de partículas microscópicas em gases, processos de transporte e difusão e muito mais. Na física quântica, porém, a estocasticidade está intimamente correlacionada com o princípio da incerteza de Heisenberg e o caráter disruptivo das medições no mundo subatômico.

Neste Notebook, vamos explorar um exemplo importante de processo estocástico quântico: a fotodetecção, que consiste na detecção da presença e intensidade da luz.





Modelando Arco-íris

O PET-Física apresenta um novo notebook do projeto PET.py!

Você já olhou para o céu e se perguntou como se forma um arco-íris? Neste notebook, exploramos o processo de formação de um arco-íris, as propriedades dos arco-íris duplos e analisamos como os ângulos de incidência da luz solar afetam este processo.

Mediante utilização de equações como a lei de Snell e teorias ondulatórias como a Teoria de Airy, fomos capazes de modelar o funcionamento dos arco-íris de forma a buscar entender melhor este belo fenômeno.





Introdução à Dinâmica de Sistemas Quânticos Abertos

Neste trabalho temos o artigo: “Introdução à Dinâmica de Sistemas Quânticos Abertos”.

Nesse artigo, nós apresentamos uma introdução à dinâmica de sistemas quânticos abertos, comparando-a com a evolução de sistemas fechados. Mostramos que, para sistemas isolados, a evolução é unitária e reversível, sendo descrita pela equação de Schrödinger e pela equação de von Neumann no formalismo do operador densidade. Já no caso de sistemas abertos, destacamos que a interação com o ambiente torna a evolução irreversível e sujeita à decoerência. Para lidar com isso, desenvolvemos o formalismo das equações mestras Markovianas, chegando à equação de Lindblad, que descreve os efeitos dissipativos e de desvio energético resultantes do acoplamento com o ambiente.

Em seguida, aplicamos esse formalismo ao contexto da óptica quântica, discutindo a equação mestra óptica quântica. Como exemplo, analisamos um átomo de dois níveis em contato com um campo de radiação, mostrando como as transições atômicas envolvem processos de emissão espontânea e induzida. Observamos que as coerências decaem exponencialmente e que o sistema tende ao equilíbrio térmico, independentemente do estado inicial. Assim, evidenciamos como as equações mestras são ferramentas essenciais para o estudo da dinâmica de sistemas quânticos abertos.

A Física da Música: Uma Breve Introdução à Física Acústica

Neste trabalho temos o artigo: “A Física da Música: Uma Breve Introdução à Física Acústica”.


A música é uma das formas de arte mais difundidas em nossa sociedade, acompanhando a humanidade em nossos feitos desde os primórdios. O papel da física na produção dos sons que viemos a conhecer como música é essencial e merece ser estudado, de forma que consigamos entender o que é esta arte em si.
Neste artigo, iremos apresentar um pouco do que é o campo da física acústica, suas bases e seus detalhes, de forma que possamos enxergar um pouco melhor o funcionamento desta forma de arte que tanto amamos.

Rede Convolucional para Redução de Ruídos em Imagens de Galáxias

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A redução de ruído é uma etapa fundamental na astronomia observacional, pois permite uma melhor interpretação dos dados obtidos de objetos celestes. Com a evolução das redes neurais, sua aplicação na astronomia tornou-se uma consequência natural.

Neste notebook, implementamos uma rede neural convolucional (CNN) para tratar imagens de galáxias do Sloan Digital Sky Survey (SDSS), com o objetivo de treinar a rede para remover ruídos e melhorar a qualidade dessas imagens.



Período de exoplaneta: Velocidade radial e Lomb-Scargle

O PET-Física apresenta um novo notebook do projeto PET.py!

A detecção de exoplanetas é uma das áreas mais importantes da
astronomia. O estudo da curva de velocidade radial, que busca
identificar periodicidades causadas pela atração gravitacional
entre uma estrela e um planeta, é de grande interesse para os
astrônomos. Não à toa, a análise desse fenômeno rendeu um Prêmio
Nobel!

Em 1995, Michel Mayor e Didier Queloz identificaram o primeiro
exoplaneta orbitando uma estrela parecida com o Sol — o 51 Peg b
— utilizando dados de velocidade radial da estrela. Neste notebook,
buscamos reproduzir os resultados obtidos pelos laureados
utilizando uma das ferramentas matemáticas mais conhecidas nessa
área: o periodograma de Lomb-Scargle. Com isso, buscamos verificar
se essa técnica é capaz de
reproduzir os dados de forma significativa.



Uma curta abordagem aos Diagramas de Feynman

Neste trabalho temos o artigo: ”Uma curta abordagem aos Diagramas de Feynman”

Os Diagramas de Feynman são ferramentas pictóricas fantásticas para a compreensão de partículas e campos em física, desde variados fenômenos quânticos como tunelamento e transições eletrônicas, até as mais simples interações. Assim sendo, estudar os Diagramas de Feynman é estudar o que está na raiz do funcionamento dos fenômenos em sua menor escala.
Neste artigo, é apresentada de forma objetiva e breve o que são os Diagramas de Feynman, como podemos interpretar cada componente e como escrever a matemática por trás deles de maneira introdutória, e para exemplificar, é feita a construção da amplitude de probabilidade do clássico espalhamento de Bhabha.



Atratores Caóticos

O PET – Física apresenta um novo notebook no projeto PET.py!

O estudo dos atratores caóticos é fundamental na física moderna, pois revela comportamentos complexos em sistemas dinâmicos não-lineares. Esses atratores aparecem em diversas áreas, como meteorologia, eletrônica e biologia, e ajudam a compreender a sensibilidade a condições iniciais e a evolução de sistemas aparentemente imprevisíveis.

Neste Notebook, exploramos exemplos clássicos como os atratores de Lorenz e Chua, por meio de simulações e visualizações, destacando a riqueza estrutural e as aplicações práticas desses fenômenos.

Estrutura de Bandas do Grafeno

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O grafeno é um material bidimensional importantíssimo na física contemporânea. Composto por uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma estrutura hexagonal, ele é ao mesmo tempo extremamente leve, flexível e resistente. Além disso, o grafeno é um excelente condutor elétrico e térmico, o que o torna ideal para uso em eletrônicos, baterias, sensores e materiais compósitos. Sua descoberta também impulsionou novas pesquisas em física quântica e materiais bidimensionais, abrindo caminho para inovações científicas e industriais.

Neste Notebook, vamos estudar a estrutura de bandas do grafeno utilizando o método tight-binding, demonstrando de forma didática como são as propriedades eletrônicas de nanofitas feitas desse material, nas quais o grafeno muda o seu comportamento por estar confinado em mais uma dimensão.