2020 marcado por avanços na fotónica

Nature divulgou primeira realização experimental de padrões moiré óticos, Nature Photonics primeira realização de solitões em redes moiré e Science primeira realização de isolante topológico fotónico

Biblioteca e livros

Para Vladimir Konotop os resultados alcançados recentemente têm um grande interesse para a ciência

Ciências ULisboa

Vladimir Konotop foi um dos primeiros entrevistados dos Sons de Ciências, numa conversa em que foi possível ficar a conhecer um pouco da história deste cientista, que tem publicado nos mais prestigiados jornais e revistas científicas.

2020 é um ano que ficará para a história por muitas razões relacionadas com a pandemia, mas também pelos avanços registados na ciência que estuda os fotões, particularmente na fotónica linear e não linear. No início do ano, a edição impressa da revista Nature, divulgou a primeira realização experimental de padrões moiré óticos, depois seguiram-se a Nature Photonics  onde a primeira observação de feixes localizadas óticos não lineares foi relatada, enquanto a revista Science reportou recentemente a primeira realização experimental de fases topológicas não triviais induzidas pela não linearidade.

As redes moiré resultam da superposição de duas estruturas periódicas idênticas ou semelhantes giradas ou deslocadas uma em relação à outra. Esses padrões aparecem em muitas situações, mesmo na vida quotidiana, incluindo design artístico, indústria têxtil, arquitetura, processamento de imagem, metrologia, interferometria e outros. A implementação de padrões moiré usando estruturas cristalinas bidimensionais (grafeno) já permitiu aos cientistas observar uma rica variedade de fenómenos físicos incomuns que abriram uma nova área no mundo da física bidimensional.

O artigo da Nature “Localization and delocalization of light in photonic moiré lattices” apresenta a primeira realização experimental de padrões moiré óticos, nomeadamente, a primeira demonstração experimental de transição bidimensional localização-deslocalização de feixes de luz em potenciais óticos puramente regulares. O trabalho foi desenvolvido no laboratório de Fanwei Ye, professor da Universidade Jiao Tong de Xangai, na China e contou com a colaboração teórica de Vladimir Konotop, professor do Departamento de Física e investigador do Centro de Física Teórica e Computacional da Ciências ULisboa, e com a colaboração dos laboratórios do Institute of Spectroscopy (IS), na Rússia, e  ICFO – The Institute of Photonic Sciences, na Espanha. Na experiência realizada na China foram produzidas redes moiré óticas pitagóricas e hexagonais reconfiguráveis. A transição localização-deslocalização foi observada em redes reconfiguráveis na passagem entre fases comensurável (periódica) e incomensurável (aperiódica).

Baseando-se na tecnologia desenvolvida no artigo da Nature, o mesmo grupo de cientistas continuou o estudo de redes moiré fotónicas para meios não lineares. O artigo "Optical soliton formation controlled by angle twisting in photonic moiré lattices", publicado na Nature Photonics, apresenta esse trabalho, nomeadamente a formação de solitõesisto é feixes óticos de área finita, em reticulados que passam suavemente de geometrias totalmente periódicas para aperiódicas, com propriedades de limiar que são uma manifestação direta pura da física de bandas planas.

As redes moiré fotónicas abrem novas possibilidades para a exploração de uma infinidade de fenómenos físicos bidimensionais em ambiente ótico em regimes linear e não linear.

Outros artigos na área de fotónica e física topológica não linear que contaram com a colaboração de Vladimir Konotop em 2020

ACS Photonics | 2020-02-18
Vector Topological Edge Solitons in Floquet Insulators

Optics Letters | 2020-04-15
Bragg solitons in topological Floquet insulators

Optics Letters | 2020-03-15
Edge solitons in Lieb topological Floquet insulator

Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical |  2020-07-06
Construction of potentials with multiple spectral singularities

New Journal of Physics | 2020-01-30
A universal form of localized complex potentials with spectral singularities

Optics Letters | 2020-07-01
Universal form of arrays with spectral singularities

Symmetry | 2020-10-14
Asymmetric Perfect Absorption and Lasing of Nonlinear Waves by a Complex δ-Potential

Physical Review Letters | 2020-07-31
Stable Nonlinear Modes Sustained by Gauge Fields

New Journal of Physics | 2020-10-08
Stable two-dimensional soliton complexes in Bose–Einstein condensates with helicoidal spin–orbit coupling

Physical Review Research | 2020-01-10
Multidimensional hybrid Bose-Einstein condensates stabilized by lower-dimensional spin-orbit coupling

Isoladores topológicos eletrónicos são sólidos que não conduzem eletricidade dentro do seu volume, mas ao mesmo tempo são condutores perfeitos ao longo da sua superfície.  Isoladores topológicos fotónicos criados pelas redes de guisa de onda são os análogos óticos de tais isoladores. Em fases, chamadas topológicas, eles guiam a luz ao logo das superfícies destes cristais fotónicos. A propagação de luz em isoladores topológicos, suportados pela estrutura matemática subjacente ao seu design, é dotada pela extrema robustez em relação a imperfeições ou perturbações externas.

No trabalho experimental desenvolvido no laboratório de Alexander Szameit, professor da Universidade de Rostock, na Alemanha, que também contou com o contributo teórico de Vladimir Konotop, bem como dos estudos numéricos do IS e ICFO foi demonstrado pela primeira vez que a fase topológica em cristais fotónicos pode ser induzida pela não linearidade. O trabalho "Nonlinearity-induced photonic topological insulator" foi publicado na revista Science no passado mês de novembro.

Os cientistas demonstraram que a não linearidade ótica pode induzir uma mudança topológica nas propriedades de uma rede fotónica. Em baixa potência, a luz da sonda vaza uniformemente para o resto da rede, uma fase oticamente trivial. Acima da potência limite, a não linearidade ótica induz uma mudança topológica nas propriedades da rede fotónica e a luz da sonda é confinada a se propagar ao longo da borda da estrutura. Os resultados ilustram uma rota para controlar dinamicamente a propagação da luz e levantam questões teóricas como a própria existência, definição, e propriedades de invariantes topológicos de sistemas não lineares.

Para Vladimir Konotop os resultados alcançados recentemente têm um grande interesse para a ciência: "tudo isto tem uma extrema relevância conceptual e novas aplicações da ótica, para a física em geral, e até para a Matemática, uma vez que nas experiências são envolvidos padrões até agora pouco explorados ou mesmo não explorados”.

ACI Ciências ULisboa
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Agregação amilóide na doença de Alzheimer e mecanismos neuronais de proteção

“Estou muito grato por este reconhecimento que nos impele a fazer mais e melhor”, conta Cláudio M. Gomes, professor do Departamento de Química e Bioquímica e investigador do BioISI - Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas, onde é vice-coordenador da linha temática Biomedicina, a propósito da menção honrosa que recebeu no âmbito dos Prémios Científicos Universidade de Lisboa (ULisboa)/Caixa Geral de Depósitos (CGD) 2019.

Reunião de coconstrução das Rotas da Caravana AgroEcológica no Instituto Politécnico de Viseu, em janeiro de 2020

A Caravana AgroEcológica é um projeto participativo criado pelo grupo de investigação MITE2 do cE3c, Ciências ULisboa com o objetivo de aproximar produtores, consumidores e investigadores através da agroecologia. A CA desenvolve atualmente cinco iniciativas paralelas.

European Mathematical Society

Jorge Buescu, professor do Departamento de Matemática da Ciências ULisboa, é vice-presidente da European Mathematical Society (EMS). É a primeira vez que um português é eleito vice-presidente da EMS. O mandato de Jorge Buescu começa em janeiro deste ano e termina no final de 2024.

Oceano

A redução de oxigénio nos oceanos é o fator com mais impacto negativo nos organismos marinhos. Esta é a principal conclusão de um estudo publicado na revista Nature Ecology and Evolution, liderado por membros do Laboratório Marítimo da Guia do Centro de Ciências do Mar e do Ambiente, polo da Ciências ULisboa, segundo comunicado de imprensa emitido esta segunda-feira.

Modelo digital de superfície da duna de Porto Santo, com evidência da perturbação da duna frontal atualmente sujeita a deflação eólica

Ciências ULisboa integra o consórcio do projeto LIFE DUNAS que prevê a requalificação e restauro da morfologia dunar na praia do Porto Santo, Madeira, no âmbito do programa LIFE Climate Change Adaptation. Ana Nobre Silva é responsável deste projeto na Faculdade.

Polvo e peixes

Um grupo de investigadores do Laboratório Marítimo da Guia do Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (MARE), polo da Ciências ULisboa e do Max Planck Institute of Animal Behavior relatam vários eventos de diferentes polvos (Octopus cyanea) deslocando peixes com um “soco” ou “murro”, isto é, um movimento explosivo e direto com um braço.

Jovem a ler um livro perto de uma janela

Conhece a Técnica do Pomadoro? Esta prática monitoriza o estudo, garantindo períodos de alta produtividade e concentração. Leia as dicas de João Oliveira, estagiário no GAPsi Ciências ULisboa, sobre como gerir as distrações e manter a organização.

Logotipo Radar

Décima primeira rubrica Radar Tec Labs, dedicada às atividades do Centro de Inovação da Faculdade.

Vídeochamada com membros do ATP no complexo interdisciplinar a partir do KITP, na Califórnia, em abril de 2014

Alumnus Vítor V. Vasconcelos: Galardoado com Prémio Bragança Gil pretende aplicar conceitos e métodos da Física aos sistemas sociais.

O Instituto de Biossistemas e Ciências integrativas (BioISI), unidade de investigação sediada na Faculdade, promoveu no passado dia 26 de novembro um encontro científico para apresentar e partilhar os seus últimos projetos, resultados científicos e colaborações.

Telemóvel e teclado

Uma mudança cultural e a criação de uma nova mentalidade na conceção de ferramentas para atividades profissionais e privadas para todos os cidadãos europeus, na posse das suas totais capacidades ou com alguma limitação, é o objetivo da ação LEAD-ME COST, que tem Carlos Duarte, professor do Departamento de Informática, investigador do LASIGE Ciências ULisboa, como membro do comité de gestão desta ação.

Crianças invisuais, a interagir com adaptações e novos ambientes de programação

Professores, investigadores e alunos da Ciências ULisboa estão a estudar e desenvolver novos ambientes de programação inclusiva para crianças no LASIGE.

Oceano e costa

O Conselho Europeu de Investigação atribuiu recentemente uma bolsa Synergy no valor de 10,4 milhões de euros ao projeto 4-OCEANS, liderado por Cristina Brito, professora do Departamento de História e investigadora do Centro de Humanidades da Faculdade de Ciências Sociais Humanas da Universidade Nova de Lisboa, antiga aluna da Ciências ULisboa.

Biblioteca e livros

2020 é um ano que ficará para a história por muitas razões relacionadas com a pandemia, mas também pelos avanços registados na ciência que estuda os fotões, particularmente na fotónica linear e não linear e cujos estudos foram publicados na Nature, Nature Photonics e Science e contaram com a colaboração teórica de Vladimir Konotop, professor do Departamento de Física e investigador do Centro de Física Teórica e Computacional da Ciências ULisboa.

Pormenor da capa do livro

O livro “Alterações Climáticas Desafios para Portugal depois do Acordo de Paris” pretende mostrar a diversidade temática associada ao problema das alterações climáticas, e fornecer ao leitor interessado uma fonte acessível e em português, que lhe permita ficar a par dos desenvolvimentos mais recentes nas diferentes áreas abordadas.

Telhados fotovoltaicos

Definir um modelo genérico de laboratório vivo para as universidades - Living Lab Universitário -, adaptável ao resto da sociedade, é o grande objetivo do projeto europeu TR@NSNET, que junta em consórcio a Ciências ULisboa, a Universidade da Beira Interior, a Université Toulouse III Paul Sabatier (UT3), a Université de La Rochelle, ambas em França e a Universidad Politecnica de Madrid, em Espanha.

Portátil e pessoas

No ano letivo 2020/2021, todos os estudantes da Ciências ULisboa que tenham interesse e dúvidas sobre as carreiras da União Europeia poderão contactar Beatriz Rocha por email eucareers.fcul@gmail.com ou via Instagram! A aluna da Ciências ULisboa do 2.º ano de Biologia está disponível para aconselhar e explicar todo o processo de recrutamento na UE.

Simulação de marés oceânicas

“Weak tides during Cryogenian glaciations” da autoria de J. A. Mattias Green, Hannah S. Davies, João C. Duarte, Jessica R. Creveling e Christopher Scotese foi publicado esta sexta-feira, 4 de dezembro, na revista científica Nature Communications.

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Em Portugal a ULisboa continua a liderar o US News 2021 Best Global Universities Rankings. Na edição de 2021 foram avaliadas 1748 instituições.  "Não é com certeza estranho a esta subida o empenho de todos os que trabalham na nossa Faculdade em particular durante este ano pejado de tantas dificuldades”, comenta Pedro Almeida, subdiretor da Ciências ULisboa.

Pedro Castro

Pedro Castro desenvolve modelos e algoritmos com base em programação linear inteira mista. O investigador no DEIO e CMAFcIO Ciências ULisboa é um dos vencedores do Prémio Científico ULisboa/CGD 2019.

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Décima rubrica Radar Tec Labs, dedicada às atividades do Centro de Inovação da Faculdade. A empresa em destaque é a PrimeMakers.

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Investigadores do LASIGE Ciências ULisboa e da Universidade de Londre apontam várias vantagens para a utilização do Twitter como fonte de notícias e alertas de cibersegurança, descritas num artigo realizado no âmbito do projeto DiSIEM, destacado como uma história de sucesso pela Comissão Europeia.

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O livro “Os Elementos em Ciências - Uma viagem pela Tabela Periódica” editado pela Ciências ULisboa, no âmbito das comemorações dos 150 anos da tabela periódica, integra 73 textos sobre 88 elementos químicos, da autoria de 92 autores.

Duas pegadas de dinossáurios carnívoros e marcas interpretadas como rastos de natação de crocodilos, com os respetivos mapas de profundidade

A revista científica Lethaia publica este mês um novo trabalho sobre pegadas de dinossáurios terópodes e “crocodilos” do registo fóssil do Jurássico Superior da Bacia Lusitânica, em Portugal. O artigo contou com a participação das paleontólogas do Instituto Dom Luiz, polo Ciências ULisboa, Vanda Faria dos Santos e Elisabete Malafaia.

Imagem artística do satélite Ariel a caminho do ponto de Lagrange L2

Pedro Mota Machado, professor do DF Ciências ULisboa e investigador do IA, é o representante nacional da missão Ariel, que irá estudar em detalhe as atmosferas de exoplanetas.

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