Ronai Machado Lisbôa

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Produções bibliográficas

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Projetos de pesquisa

• 2023 - Atual

  Simulação da interação de radiação e de partículas energéticas carregadas ou não com a eletrônica e estruturas de satélites e telescópios espaciais., Descrição: Este projeto de pesquisa possui uma linha técnica/tecnológica que pretende estudar os efeitos da radiação cósmica ao interagir sobre protótipos de materiais eletrônicos a bordo de aviões, foguetes, satélites artificiais e tecidos biológicos possivelmente existentes nas máquinas tripuladas por seres humanos. Devido à energia dos raios cósmicos existe alguma probabilidade de danos temporários ou permanentes nos circuitos microeletrônicos existentes nos aviões, foguetes e satélites de comunicação e geoposição. Nas naves tripuladas e nos laboratórios espaciais existentes, como a estação espacial internacional e em futuras construções, os raios cósmicos são ameaça em potencial à vida uma vez que nestes ambientes não existe análogo à atmosfera e magnetosfera terrestre que blindam os seres humanos das radiações provenientes do espaço. Ademais, a atmosfera e a radiação existentes devem ser estudadas para orientar o planejamento de projetos de longo prazo para espaçonaves não tripuladas e robôs exploratórios como aqueles já existentes no solo do planeta Marte. Nesses casos, as simulações da interação da radiação com os materiais utilizados podem ser previamente estudadas antes dos primeiros ensaios e protótipos para missões dessa natureza. No atual cenário de missões espaciais científicas, turismo espacial e operação de novos satélites de observação do espaço profundo para investigar a probabilidade de vida nos chamados exoplanetas e de suas estrelas hospedeiras, é importante desenvolver modelos do ambiente espacial e das estruturas físicas e biológicas que podem ser afetadas da interação de radiação altamente energética eletricamente carregada ou neutra.Neste projeto de pesquisa estes modelos numéricos serão realizados utilizando softwares e dados abertos à comunidade e mantidos por pesquisadores das agências como CERN/ESA/ESO/ que permitem estudar e compreender os efeitos da interação da radiação com a matéria. A exemplo, o software GEANT4 permite uma simulação tridimensional das estruturas sob ação da radiação desde a escolha da composição química dos materiais empregados na fabricação de circuitos integrados à melhor disposição física destes materiais no interior de aviões, foguetes e satélites. O GEANT4 permite construir um ambiente de radiação e rastrear a trajetória e medir a radiação de fontes de raios cósmicos energéticos sobre os biológicos e eletrônicos.A partir destes estudos é possível propor novos materiais, configuração e a disposição física dos dis. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: Ronai Machado Lisbôa - Integrante / Ronai Machado Lisboa - Coordenador.

• 2021 - Atual

  Modelos de hadrodinâmica quântica para estudo da síntese nuclear nas estrelas de nêutrons, Descrição: O objetivo desse projeto de pesquisa é introduzir no código numérico, em desenvolvimento, outros campos mesônicos, como: o campo médio do méson-rho; que corrige a assimetria entre nêutrons e prótons (carga); o decaimento-beta; que corrige os mecanismos de produção de prótons, elétrons e neutrinos à medida que a interação gravitacional aumenta; e o equilíbrio químico, pois à para cada nêutron que decai um próton, um elétron e um neutrino são produzidos. A partir dessas novas correções ao modelo pretendemos obter resultados mais realísticos e coerentes com os dados experimentais apresentados na literatura. Modelos teóricos preveem estrelas com massas de até 3,0 massas solares. Os recentes resultados do Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) e o detector de Virgo na Europa, registraram um objeto compacto - uma estrela de nêutrons ou um buraco negro - 2,6 vezes a massa do nosso Sol se fundindo com um buraco negro de 23 vezes a massa do Sol. Em uma proporção de 9:1, é a maior diferença em massas já observada durante uma colisão por astrônomos de ondas gravitacionais. Portanto, os novos experimentos e resultados apresentados estão redefinindo as barras erro para grandezas físicas como a massa-raio das estrelas de nêutrons. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Ronai Machado Lisbôa - Integrante / Ronai Machado Lisboa - Coordenador.

• 2019 - Atual

  A física nuclear e as estrelas de nêutrons., Descrição: A partir da detecção da primeira onda gravitacional GW170817, pelos observatórios LIGO e Virgo, produzida pela colisão de duas estrelas de nêutrons, novos estudos e modelos teóricos vêm sendo publicados a fim de fornecer um melhor entendimento da vida e morte das estrelas de nêutrons. Especificamente, os dados observacionais estão imponto vínculos as centenas de modelos de estrelas de nêutrons existentes na literatura por meio da deformabilidade de maré e do número de Love. O cálculo dessas grandezas estão impondo limites para as massas e os raios das estrelas de nêutrons, diminuindo assim, as barras de erros dessas grandezas. Propõe-se, nesse projeto de pesquisa, obter numericamente o raio e massa para as estrelas de nêutrons e outras grandezas físicas como compressibilidade e energia de simetria. Pretende-se iniciar, a partir de uma revisão bibliográfica, estudos sobre os modelos físico-matemáticos utilizando-se dos conceitos de física nuclear, relatividade geral, relatividade restrita e mecânica estatística com foco no tema das estrelas de nêutrons. O modelo a ser desenvolvido será baseado na Hadrodinâmica Quântica I, que fornece uma equação de estado incorporando mésons escalar e vetorial que medeiam a interação nucleon-nucleon dentro das estrelas de nêutrons. Essa equação de estado fornece as pressões e energias que são dados de entrada para a equação de Tolman-Oppenhiermer-Volkoff (TOV) que é obtida a partir da relatividade geral e é responsável pelo equilíbrio hidrodinâmico da estrela. Em seguida, serão inseridos no modelo os vínculos impostos pelos dados observacionais da deformabilidade de maré e do número de Love. Pretende-se verificar quais os valores das constantes de acoplamento das interações de campo médio do modelo da Hadrodinâmica Quântica I que melhor fornecem os raios de R = (11,9 1,4) km e massas de 1,93 < M/M_sol < 2,05 nos intervalos sugeridos pelos observatórios LIGO e Virgo. Modelos mais complexos envolvendo mais partículas (mésons-rho, híperons, quarks,) são extensões da Hadrodinâmica Quântica I e poderão ser matéria dos próximos estudos desse projeto de pesquisa.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: Ronai Machado Lisbôa - Integrante / Ronai Machado Lisboa - Coordenador.

• 2017 - Atual

  Métodos numéricos para a solução da equação de Dirac com potenciais de oscilador harmônico, Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: Ronai Machado Lisbôa - Integrante / Ronai Machado Lisboa - Coordenador / Pedro Alberto - Integrante.

• 2016 - 2017

  Transição de fase de emparelhamento no pseudospin nuclear, Descrição: Esse trabalho pretende investigar uma possível correlação entre dois fenômenos observados experimentalmente na estrutura dos núcleos atômicos: o pseudospin e o emparelhamento nuclear. Nas teorias relativísticas de campo médio o núcleo é descrito por uma equação de Dirac que em sua forma mais simples prevê a existência de dois potenciais: um escalar e outro vetorial. Esses potenciais têm mesma ordem de magnitude, porém sinais opostos. A soma desses potenciais é da ordem de 700 MeV e é responsável por uma forte interação spin órbita do núcleo atômico. A diferença entre esses potenciais é da ordem de 60 MeV e é responsável pela energia de ligação dos núcleos e também por uma interação denominada pseudospin órbita. Ocorre que não há evidências experimentais diretas desses grandes potenciais no núcleo atômico. Porém, o espectro de energia nuclear evidencia uma quase degenerescência de níveis de energia que pode ser justificada pela simetria de pseudospin nuclear. Esta simetria exige não só a existência destes dois tipos de potenciais como também um forte cancelamento entre eles. Este cancelamento é fundamental nas descrições relativísticas do núcleo. A simetria não pode ser exata (degenerescência dos níveis de energia) porque isso requer um potencial de ligação nulo o que não pode ocorrer. Assim, existe um mecanismo dinâmico da natureza que quebra a simetria de pseudospin que se reflete na quase degenerescência dos pares de pseudospin nuclear. Esse mecanismo dinâmico para a quebra do pseudospin se deve aos vários termos da equação de Dirac para um núcleo (termos cinético, centrífugo, Darwin, spin órbita e dos potenciais). Em uma teoria relativísitca de campo médio mais elaborada, como um modelo de Dirac-Hatrer-Bogoliubov (DHB) efeitos de temperatura e emparelhamento nuclear podem ser incluídos para um estudo do núcleo. Nesse formalismo de DHB, a interação dos núcleons com a matéria circundante é devido a um termo de auto-energia e o campo de emparelhamento e seu conjugado que descrevem respectivamente a formação e destruição de pares de núcleons (n-n ou p-p) durante sua propagação. Essas definições do emparelhamento fazem uso do pares correlacionados de tempo reverso de estados de partícula-única, em concordância à ideia original de Cooper. Similarmente a uma teoria BCS o aumento da temperatura do núcleo leva a uma redução do emparelhamento nuclear como uma transição de fase supercondutora (p-p) e superfluida (n-n) para uma fase normal (sem pares p-p e n-n). Essas transições de fase têm reflexo nos níveis de energia nuclear porque podem levar à população de alguns nívies inexistentes à temperatura nula e ao aumento ou diminuição das energias dos níveis já existente à temperatura zero, abaixo e acima do nível de Fermi, respectivamente. O papel do emparelhamento e da temperatura no pseudospin nuclear requer um estudo mais detalhados, uma vez que ligar ou desligar o emparelhamento e/ou a temperatura podem levar a uma quebra ou restauração da simetria de pseudospin nuclear.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: Ronai Machado Lisbôa - Integrante / Ronai Machado Lisboa - Coordenador., Financiador(es): Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Outra.

• 2014 - 2015

  A evolução térmica de uma estrela de nêutrons, Descrição: Em uma primeira aproximação, uma estrela de nêutrons é um objeto compacto com um raio da ordem de 10-12 km e uma densidade da ordem de 10^15 g/cm^3. Portanto, cerca de 1 a 2 vezes a massa do Sol [3]. Os dados observacionais recentes permitem modelar uma estrela de nêutrons como composta de cinco camadas: (a) caroço central de nêutrons, prótons, elétrons, múons, híperons, condensados bosônios e matéria de quarks desconfiados; (b) caroço periférico de nêutrons, prótons, elétrons, múons e uma fase supercondutoras de prótons; (c) crosta interna de íons pesados, de gás elétrons relativísticos e fase superfluidade de nêutrons; (d) crosta externa de íons e gás de elétrons; (e) uma superfície de hidrogênio/hélio e núcleos de ferro [4]. Diante dessa configuração diferentes modelos são possíveis: (a) estrela de nêutrons hadrônica (hadrons); (b) estrela de nêutrons híbrida (hadrons+quarks); (c) estrela de quarks (quarks). Em quaisquer modelos faz necessário uma teoria quântica relativística para descrever a interação entre as partículas cujas propriedades são restringidas pelas propriedades da matéria nuclear. Somente a partir de dados observacionais como as massas, raios, densidades, frequências de rotação, a quebra da simetria esférica, o efeito de arrasto devido à rotação dessas estrelas é possível melhorar os modelos microscópicos e descrever adequadamente a sua evolução. Para sondar a composição interna de estrelas compactas é possível investigar justamente a sua evolução térmica. Os dados observacionais apontam que o esfriamento é dominado pela emissão de neutrinos e essa emissão depende fortemente da composição da estrela de nêutrons. De modo geral, dependendo da sua massa (densidade central) o esfriamento pode ser lento ou rápido. Em 1999, o satélite observacional Chandra detectou uma fonte quente de frequências de raios-X e a partir daquele momento foi acompanhada a evolução térmica dessa fonte, uma supernova [5-8]. Ocorre que à medida que uma estrela de nêutrons esfria deve ocorrer a formação de fases superfluidas (emparelhamento neutron-neutron) e supercondutoras (emparelhamento próton-próton) que podem afetar drasticamente o processo de emissão de neutrinos e o calor específico dessa matéria nuclear. Investigar os processos de emparelhamento nuclear são essenciais para aperfeiçoar os modelos microscópicos e então descrever as propriedades macroscópicas da estrela de nêutrons e enfim, comparar aos dados observacionais. Em um processo secundário da evolução das estrelas de nêutrons a emissão de um par de neutrinos a partir da quebra e formação dos pares de Cooper podem influenciar bastante a interpretação dos dados observacionais. Este processo é disparado à ambiente de temperatura, diminuindo por causa do esfriamento, se aproxima das temperaturas críticas para a superfluidez e supercondutividade [9-11].Nos sistemas fermiônicos (matéria nuclear) as fases superfluidas e supercondutoras ocorrem devido ao emparelhamento de fêrmions neutros e carregados. Em um sistema de términos degenerados a superfície de Fermi é instável devido à formação de pares (pares de Cooper de uma teoria BCS) se há uma interação atrativa em alguns canais de acoplamento spin-momento angular entre as duas partículas interagentes [12]. A essência dessa teoria BCS [13] é que como um resultado da instabilidade há uma reorganização coletiva das partículas à energias em torno da energia de Fermi e ao surgimento de um gap no espetro de quase-partículas. Essa reorganização é a formação dos pares de Cooper. À temperaturas suficientemente altas, a energia desse gap desaparece e o sistema termodinâmico retorna ao estado normal. Obtem-se, portanto, uma transição das fases superfluidas/supercondutoras para a fase normal.Nesse projeto de pesquisa, utilizaremos um código numérico para o estudo dos efeitos do emparelhamento nuclear e da temperatura em uma aproxima. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: Ronai Machado Lisbôa - Integrante / Ronai Machado Lisboa - Coordenador., Financiador(es): Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Outra.

• 2012 - 2013

  Estudos Numéricos e Analíticos de Teoria de Campos, Descrição: Esse projeto é divido em três frentes, a saber: aplicações de teorias de campos em sistemas de cosmologia e matéria condensada mole, técnicas não-perturbativas em teorias de campos a temperatura finita e aspectos perturbativos em teoria quântica de campos supersimétrica. A primeira linha trata do estudo de defeitos topológicos, que tem assumido recentemente papel importante na explicação de fenômenos físicos tanto em Cosmologia quanto em Matéria Condensada. Nesse sentido a investigação da evolução das redes de defeitos topológicos em sistemas de cristais líquidos nemáticos, tanto por meio de simulações numéricas quanto em experimentos simples, podem ser considerada como um pequeno laboratório de Cosmologia. A segunda busca o desenvolvimento de técnicas não-perturbativas. Para uma série de sistemas de interesse (como o diagrama de fases da cromodinâmica quântica), não existem formulações que produzam previsões confiáveis para as grandezas físicas envolvidas nos experimentos. Isso acontece porque a região relevante dos parâmetros é essencialmente não-perturbativa e quase todas as técnicas conhecidas em teorias de campos são baseadas numa expansão perturbativa. A terceira frente está relacionada com o que é certamente uma das principais características da teoria quântica de campos, a presença de divergências ultravioletas. Uma maneira de tratar essas divergências é através do uso de métodos de renormalização, outra é procurar teorias de campos que sejam finitas. A esperança de encontrar tais teorias está fortemente relacionada com a Supersimetria, que melhora o comportamento ultravioleta das teorias por conta de um cancelamento de contribuições bosônicas e fermiônicas.. , Situação: Desativado; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Ronai Machado Lisbôa - Integrante / Ronai Machado Lisboa - Integrante / Andre Carlos Lehum - Integrante / André Bessa Moreira - Integrante / Josinaldo Menezes da Silva - Coordenador / Deusdedit Monteiro Medeiros - Integrante / Hector Leny Carrion Salazar - Integrante / Leandro Ibiapina Beviláqua - Integrante / Léo Gouvêa Medeiros - Integrante / Lúcio Marassi de Souza Almeida - Integrante / Tarciro Nortarson Chaves Mendes - Integrante / Ronaldo Carlotto Batista - Integrante.

• 2011 - Atual

  A interação de antinucleons com o núcleo e a matéria nuclear, Descrição: Estudo da interação dos antinucleons com os nucleons e a matéria nuclear à luz do formalismo relativístico de Dirac-Hartree-Bogoliubov (DHB).. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Ronai Machado Lisbôa - Coordenador / Manuel Máximo Bastos Malheiro de Oliveira - Integrante.

• 2010 - 2012

  O efeito da temperatura em núcleos exóticos e superpesados, Descrição: Pretende-se investigar as seguintes áreas da Física Nuclear: a estrutura nuclear e a astrofísica nuclear. Nesse projeto de pesquisa, implementaremos um código numérico para o estudo dos núcleos exóticos e superpesados onde levaremos em conta os efeitos do emparelhamento nuclear e a temperatura nos núcleos. Usaremos a aproximação de Dirac-Hartree-Bogoliubov com temperatura onde através de uma expansão de bases de oscilador harmônico, as equações dos campos fermiônicos e bosônicos são resolvidas autoconsistentemente. Com o código numérico será possível simular os potenciais, densidades, raios de carga, energias de separação e ligação nuclear desses sistemas nucleares à temperatura finita. Os estudos podem servir para a parametrização do modelo nuclear de gota líquida dependente da temperatura que é capaz de fornecer a massa dos núcleos e aplicação aos processos nucleares que não se encontram em seus estados fundamentais, mas sim em estados de alta energia de excitação. Isso é o caso dos processos nucleares das colisões de íons pesados relativísticos e dos núcleos dentro das estrelas.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: Ronai Machado Lisbôa - Coordenador., Financiador(es): Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Auxílio financeiro., Número de produções C, T & A: 4

• 2008 - 2009

  A interação de antinucleons com o núcleo e a matéria nuclear, Descrição: Estudo da interação dos antinucleons com os nucleons e a materia nuclear à luz do formalismo relativístico de Dirac-Hartree-Bogoliubov.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Ronai Machado Lisbôa - Coordenador / Brett Vern Carlson - Integrante.

Prêmios