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.

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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.

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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.

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A Equação de Klein-Gordon é uma equação fundamental no estudo de física de partículas e teorias de campos. Seu papel de descrever partículas de spin nulo como oscilações em um campo no espaço-tempo faz dela uma das equações mais úteis nas pesquisas em física teórica, principalmente na busca de uma teoria quântica da gravitação, pois é uma equação que descreve corpos quânticos sob o olhar relativístico, bem como interações entre eles. Neste Notebook, é abordada, de uma maneira simplificada, a Equação de Klein-Gordon restrita a apenas uma coordenada espacial e uma temporal, utilizando o método de Diferenças Finitas para simular o campo de Klein-Gordon de uma partícula ao longo do tempo.

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O decaimento radioativo é um processo natural que ocorre em átomos instáveis, nos quais há a liberação de partículas e/ou radiação com o objetivo de tornar o átomo mais estável. Durante esse processo ocorre a transmutação nuclear, ou seja, a conversão de um elemento químico em outro. Neste notebook, simulamos o decaimento radioativo de elementos instáveis e observamos como sua composição evolui ao longo do tempo.

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Átomos de Rydberg são objetos de estudo e ferramentas extremamente importantes na Física Atômica contemporânea. Em particular, redes de átomos de Rydberg são amplamente utilizados no desenvolvimento de tecnologias quânticas, como computadores, sensores e simuladores quânticos, sendo assim de grande aplicação esperada para as próximas décadas.

Neste Notebook, investigaremos as propriedades de uma rede quadrada de átomos de Rydberg sob a ação de lasers externos e veremos como ajustar parâmetros experimentais pode nos dar um grande controle sobre esses sistemas e utilizá-los para simular sistemas de spin.

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O Problema do Caixeiro Viajante é um dos problemas clássicos da otimização combinatória, cuja importância vai muito além da logística ou da matemática pura, tendo também aplicações relevantes na física. Em especial, ele surge em contextos relacionados à mecânica estatística, física computacional e teoria do caos, onde encontrar caminhos ótimos ou configurações de menor energia é essencial. Neste notebook, exploramos três dos diversos métodos existentes para a solução do Problema do Caixeiro Viajante, ilustrando diferentes abordagens e estratégias aplicadas a esse desafio computacional.

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A possibilidade da existência de vida fora da Terra sempre foi uma das questões mais instigantes da astronomia. Na busca por respostas, cientistas desenvolveram modelos que facilitam a localização de planetas que poderiam, possivelmente, abrigar vida – neste notebook, exploraremos um Toy Model para delimitação da Zona de Habitabilidade Circunstelar (ou ZHC), uma zona ao redor de uma estrela na qual faz-se possível a presença de água líquida em um planeta, essencial para a vida como a conhecemos. Iremos explorar quais fatores tanto do planeta quanto da estrela afetam a ZHC, e encontraremos as delimitações da ZHC do nosso próprio Sistema Solar.

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Epidemias tem o poder de mudar a história de um local. A modelagem matemática é uma ferramenta essencial para entendermos o processo que uma doença evolui em uma população, oferecendo a descrição do comportamento do fenômeno ao decorrer do tempo. Neste Notebook, introduzimos o modelo epidemiológico SIR, comparando uma abordagem determinística com uma estocástica.

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O lançamento de projéteis é foco de estudo em diversas áreas, como a mecânica Newtoniana e a dinâmica dos fluidos. Além disso, é uma aplicação muito recorrente em estudos de balísticas, principalmente para a ciência forense. Entretanto, o estudo básico desses lançamentos geralmente desconsideram forças resistivas referentes aos meios onde os projéteis são lançados. Neste Notebook, vamos explorar diferenças nos movimentos considerando resistência do ar e de outros fluidos na trajetória desses objetos.