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

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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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robot e criança

Ecossistema de grandes modelos de linguagem de IA Generativa para a língua portuguesa foi expandido com novas versões dos modelos Albertina e Gervásio. A família Albertina (codificadores) foi aumentada com o novo Albertina 1.5B, e a família Gervásio (descodificadores) com o Gervásio 7B. “Este ecossistema é crucial para a tecnologia da língua portuguesa e esta expansão representa um passo da maior importância na preparação da língua portuguesa para a era da Inteligência Artificial“, diz o seu coordenador, António Branco, professor do Departamento de Informática da Ciências ULisboa.

Participantes da 1.ª edição do JAB

A 1ª edição do JAB, um evento inovador destinado a jovens empreendedores, organizado pela JUST - Júnior Iniciativa de Ciências ocorreu nos dias 22 e 23 de março passado e teve como foco a Educação de Qualidade, quarto Objetivo de Desenvolvimento Sustentável.

Pessoas

Uma comitiva da Shanghai Ocean University (SHOU), cuja origem remonta à Escola de Pesca da Província de Jiangsu, fundada em 1912, visitou Ciências ULisboa no passado dia 25 de março. Wang Hongzhou, presidente do Conselho da universidade chinesa, elogiou o avanço da investigação realizada na Ciências ULisboa, destacando as boas práticas de gestão, interdisciplinaridade e foco na missão. Durante a ocasião, Luís Carriço, diretor da Ciências ULisboa, reconheceu a importância das relações bilaterais com a China.

Alunos dinarmarqueses junto à tabela periódica

Um grupo de 25 estudantes do ensino secundário do Egedal Gymnasium & HF, da Dinamarca, visitou a Ciências ULisboa no passado dia 21 de março.

Sala com pessoas

A “Sessão de demonstração do serviço CONNECT – Caso de uso #1, Estuário do Tejo” ocorreu no passado dia 13 de março.

Várias pessoas no stand da Fcauldade Futurália

Como já vem sendo tradição, a Ciências ULisboa esteve presente na 15.ª edição da Futurália, a maior feira de educação, formação e empregabilidade do país, que se realizou entre 20 e 23 de março, na FIL - Feira Internacional de Lisboa e que juntou muitos visitantes, especialmente candidatos ao ensino superior. A Direção da Ciências ULisboa agradece aos mais de 200 estudantes voluntários e aos cerca de 70 professores, investigadores, entre outros profissionais que se vestiram de azul para esclarecerem as dúvidas dos candidatos ao ensino superior, lançando ainda o convite para visitarem a Faculdade no próximo Dia Aberto, que se realiza no próximo dia 8 de maio e cujas inscrições podem ser feitas aqui. Até lá!

Imagem do Miguel Pires durante a competição ocorrida em videoconferência

Miguel Pires, estudante da licenciatura de Engenharia Geoespacial da Ciências ULisboa, venceu a edição portuguesa do Esri Young Scholars Award e que lhe dá a oportunidade de apresentar o seu projeto Dashboard CicLisboa no maior evento de Sistemas de Informação Geográfica a nível mundial - o Esri User Conference e a Education Summit -, ambos a decorrer no próximo mês de julho, em San Diego, na Califórnia (EUA).

Pessoa numa praia com neve

A missão da Ciências ULisboa é criar, transmitir e difundir conhecimento científico e tecnológico, promovendo uma cultura de aprendizagem permanente, valorizando o pensamento crítico e a autonomia intelectual. Nesta “casa“ todos os dias alunos, professores, investigadores, entre outros profissionais encontram motivos para cuidar do nosso planeta. Bem hajam!

Dia Internacional das Florestas 2024

Leia o testemunho de António Vaz Pato, estudante do mestrado de Biologia da Conservação e guardião da HortaFCUL, a propósito desta efeméride e assista ao vídeo que preparamos para celebrar esta data especial nas nossas redes sociais: YouTube, Facebook, LinkedIn e Instagram.

céu

João Pires Ribeiro, professor aposentado do Departamento de Física da Ciências ULisboa, faleceu dia 18 de março, em Lisboa, aos 83 anos. A Ciências ULisboa lamenta o triste acontecimento e apresenta as condolências aos seus familiares, amigos, colegas e antigos estudantes.

Tiago Oliveira, Ricardo Mendes e Alysson Bessani

A Vawlt, uma spin-off da Ciências ULisboa, conseguiu angariar 2,15 milhões de euros e três novos investidores - a Lince Capital, a Basinghall e a Beta Capital - para impulsionar ainda mais a inovação do seu produto, elevando o investimento total acumulado para os três milhões euros.

imagem da Reitoria da ULisboa

A ULisboa é uma vez mais a universidade portuguesa melhor classificada a nível nacional no SCImago Institutions Rankings (SIR), tendo subido este ano 25 posições, apesar deste ano terem sido analisadas mais 229 universidades. A ULisboa anunciou esta semana que está entre as 150 melhores instituições do mundo e a nível nacional lidera 12 áreas e 22 subáreas científicas, posicionando-se em 2.º lugar em quatro áreas e 21 subáreas.

Imagem do Cercal num portátil com pessoas desfocadas

A Ciências ULisboa já tem os primeiros resultados do trabalho científico que tem vindo a desenvolver na área onde vai ser implementada a central fotovoltaica do Cercal, em Santiago do Cacém, um estudo considerado pioneiro pela integração de tantas componentes biológicas e pelo detalhe espacial que foi usado.

imagem de uma tartaruga no oceano

Um novo estudo internacional liderado por Catarina Frazão Santos, professora da Ciências ULisboa, identifica dez elementos-chave que promovem o desenvolvimento e a implementação de processos de planeamento do uso do oceano sustentáveis, equitativos e inteligentes do ponto de vista climático em todo o mundo. O artigo científico publicado esta terça-feira, dia 12 de março, na revista do grupo Nature - npj Ocean Sustainability - foi desenvolvido por cientistas e peritos de organizações internacionais e instituições académicas de Portugal, África do Sul, Austrália, Brasil, Canadá, Chile, Estados Unidos, Itália e Reino Unido.

Várias pessoas dacomitiva do Uganda no pátio do edifício C6

Uma comitiva do Uganda visitou Ciências ULisboa no passado dia 4 de março, no âmbito do projeto ICT-4MRPQ e que visa reforçar a capacidade das instituições de ensino superior do Uganda para utilizar as TIC nos processos de gestão da qualidade do percurso de investigação dos mestrados e conceber reformas políticas para obter resultados de investigação relevantes e de elevada qualidade.

Margarida Beiral, Fadhil Musa e Luana Boavista

A Delox, spin-off da Ciências ULisboa, foi reconhecida no âmbito do EIC Accelerator, onde se destacou entre 1000 empresas europeias, tendo sido a única start-up portuguesa selecionada.

Logotipo do IDM

A Ciências ULisboa tem preparado um conjunto de atividades especiais para celebrar o Dia Internacional da Matemática (IDM, sigla em inglês), com as Jornadas de Matemática em Ciências, a  9 de março, e sete sessões abertas a estudantes, pais, professores e público em geral, nos dias 13 e 14 de março.

Vários professores no átrio do C6

O Ciências em Harmonia regressou em grande: em março há meditação e yoga, conversa sobre assédio e bullying, uma sessão dedicada à escrita criativa e um concerto de garagem. Para ficar a par destas e das outras atividades que se irão realizar entre março e maio basta ir ao site da Faculdade, entrar no Moodle ou seguir o projeto no Instagram. Na reportagem que se segue fica a saber algumas das histórias vividas pelos professores - Ana Rute Domingos, Carlos Assis, Carlos Duarte, Carlos Marques da Silva, Cristina Catita, Cristina Borges, Maria Estrela Melo Borges, Nuno Matela e Rui Borges -, quando eram estudantes. Esta sessão assinalou o arranque deste projeto no segundo semestre.

Espaço da feira de emprego com muitas pessoas

A Jobshop Ciências - feira de emprego da Ciências ULisboa realiza-se entre 9 e 10 de abril. Este evento promove a aproximação dos estudantes e recém-graduados dos vários cursos de Ciências ao mercado de trabalho, através de workshops, entrevistas e do contacto direto com as empresas e outros empregadores. A segunda fase de inscrições para as empresas participarem nesta edição da Jobshop Ciências termina a 10 de março.

Luís Matias e alunos de 1.º ciclo numa sala de aula

O sismólogo Luís Matias regressou à sua escola em Alvalade, no âmbito do projeto de voluntariado da Native Scientists, que desafia cientistas a regressarem às suas escolas de 1.º ciclo para realizarem oficinas de divulgação científica.

Filipe R. Ramos a dar aulas

Filipe R. Ramos, professor da Ciências ULisboa e investigador no Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa (CEAUL), visitou o Departamento de Matemática e Estatística da Universidade do Norte (UN), em Barranquilla, na Colômbia, entre 8 e 22 de fevereiro passado, no âmbito do intercâmbio que mantém com esta universidade e em particular com o professor Lihki Rubio, com quem está a escrever um livro sobre Machine Learning and Applications.

Herdade da Ribeira Abaixo

A exposição de fotografia “Herdade da Ribeira Abaixo: 30 anos do coração da Serra de Grândola” vai estar em exibição até 18 de março, na Biblioteca e Arquivo do município de Grândola. A estação de campo do cE3c, em estreita articulação com a Ciências ULisboa, situa-se no coração da Serra de Grândola, numa das mais vastas extensões de montado de sobro em Portugal.

conceção artística do telescópio espacial Euclid, e em fundo uma das primeiras imagens obtidas com este telescópio, do enxame de galáxias do Perseu

A 14 de fevereiro o telescópio espacial Euclid voltou-se para a constelação de Erídano, no hemisfério celeste austral, e durante 70 minutos recolheu a luz dessa região de céu escuro. O calendário de observações foi definido por uma equipa liderada pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. Mais de 27 mil fotografias irão constituir o mosaico do céu com a maior resolução alguma vez feita, serão mais de 15 biliões de pixéis. Ao fim de seis anos espera-se ter capturado a luz de mais de mil milhões de galáxias.

Batimetria do fundo do mar e topografia terrestre

Um novo estudo, recorrendo a modelos computacionais, prevê que uma zona de subdução atualmente na região do Estreito de Gibraltar se irá propagar para o interior do Atlântico e irá contribuir para a formação de um sistema de subdução atlântico – um anel de fogo atlântico. Este trabalho publicado pela Sociedade Geológica da América resulta de uma colaboração entre os professores da Ciências ULisboa – João Duarte e Filipe Rosas – e investigadores da Johannes Gutenberg University Mainz (Alemanha).

Minifloresta da Faculdade

A FCULresta - um dos projetos do Laboratório Vivo para a Sustentabilidade da Ciências ULisboa e que tem origem no projeto europeu "1Planet4All - Empowering youth, living EU values, tackling climate change" -, foi selecionada e destacada como um dos projetos com maior impacto do programa ‘DEAR: Development Education and Awareness Raising", financiado pela União Europeia.

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