O fortalecimento da produção científica, a criação de uma relação entre a comunidade e a universidade, e a troca de experiências entre pesquisadores são apenas alguns dos diversos objetivos buscados pelos grupos acadêmicos. Compostos por estudantes de graduação e pós-graduação, docentes e técnicos administrativos em educação, esses grupos dedicam-se diariamente à construção de espaços que possibilitam a formação de uma rede de pesquisadores com objetivos em comum, os quais se debruçam sobre o trabalho coletivo de questões relacionadas ao ensino, pesquisa e extensão.

Para o professor do Departamento de Física do Centro de Ciências Naturais e Exatas (CCNE), Rogemar Andre Riffel, coordenador do Grupo de Astrofísica, a ciência é feita de forma colaborativa, e os grupos acadêmicos representam um ambiente propício para a interação entre pesquisadores de diferentes níveis. “Grande parte da ciência no Brasil e no mundo é produzida por alunos de pós-graduação, durante a execução de seus projetos de mestrado e doutorado”, afirma o professor. Igualmente, salienta que a atuação destes alunos, bem como os de graduação nos grupos acadêmicos representa uma importante complementação da formação básica.  

O CCNE possui dezenas de grupos acadêmicos organizados em oito áreas temáticas: Biologia, Bioquímica, Educação, Estatística, Física, Geografia, Meteorologia e Química. Hoje, apresentamos três dos grupos acadêmicos da área de Física e atividades que eles desenvolvem em articulação com a tríade universitária. 

Grupo de Astrofísica

“Do que são feitas as estrelas e as galáxias? Qual o nosso endereço no universo?” Essas são curiosidades que algumas pessoas já devem ter se perguntado em algum momento da vida e que procuram ser respondidas pelo Grupo de Astrofísica, coordenado pelo professor Rogemar A. Riffel. 

Desde sua fundação, em 2010, o grupo realiza pesquisas na área de astrofísica extragaláctica, a parte da astronomia que estuda os objetos situados fora da Via Láctea. Para isso, utiliza  dados astronômicos obtidos de diferentes telescópios terrestres e espaciais. Com a observação de Núcleos Ativos de Galáxias (AGN), o grupo se dedica a entender os processos de feeding e feedback (alimentação e retroalimentação) em AGNs e suas relações com a galáxia hospedeira. Além disso, são utilizados dados de grandes levantamentos astronômicos, como o Sloan Digital Sky Survey (SDSS) para estudar efeitos ambientais na evolução de galáxias. 

Em março de 2021, o grupo foi selecionado para participar de uma das maiores iniciativas espaciais do mundo, a observação do Telescópio Espacial James Webb (JWST). A Nasa selecionou 250 propostas para observações do primeiro ano de operação deste. A proposta, intitulada “Blowing Star Formation Away: Unraveling Molecular Winds in AGN” (“Suprimindo a formação estelar: desvendando ventos moleculares em núcleos ativos de galáxias”), observará três galáxias próximas. O objetivo do projeto é observar a emissão da molécula de hidrogênio, buscando identificar ventos moleculares associados ao processo de acreção de matéria de buracos negros supermassivos (massas de milhões a bilhões de massas solares) e entender como a molécula de hidrogênio é formada em ambientes extremos como estes. 

A entrega das primeiras imagens obtidas pelo telescópio está prevista para junho de 2022, e somente com o recebimento dos dados a equipe de pesquisadores da UFSM iniciará o estudo. “A aprovação do projeto resultou em uma grande visibilidade ao grupo e à UFSM, e mostra que a ciência produzida aqui é capaz de competir internacionalmente”, afirma o professor Rogemar Riffel. 

O grupo atua também em atividades de extensão universitária, através da realização de observações astronômicas utilizando os telescópios do Observatório Astronômico da UFSM. Durante a pandemia, as observações passaram a ser transmitidas ao vivo em lives realizadas no Youtube, como parte do projeto Webservatório UFSM, parceria entre o grupo de astrofísica do CCNE e integrantes do Centro de Tecnologia. 

Junto ao Programa de Pós-Graduação (PPG) em Física, o grupo é responsável por uma fração expressiva das titulações a artigos publicados por esse PPG, e acumula 7 teses de doutorado e 14 dissertações de mestrado na área. Por fim, o professor Rogemar reitera que apesar de cada integrante se dedicar a estudos específicos de suas áreas, é fundamental que haja a comunicação e integração entre os projetos de pesquisa desenvolvidos por cada integrante do grupo, a fim do desenvolvimento colaborativo da ciência. 

Grupo de Informação Quântica e Fenômenos Emergentes (GIQFE)

Criado em 2013 e coordenado pelo Prof. Dr. Jonas Maziero, o GIQFE desenvolve pesquisas sobre aspectos fundamentais da mecânica quântica — como o princípio de complementaridade de Bohr, realismo de Einstein e emaranhamento quântico, dentre outros recursos quânticos —, e pesquisas da interface entre Mecânica Quântica e a Teoria da Relatividade Geral. Além disso, outro tema desenvolvido pelo grupo é sobre o estudo e implementação de redes neurais artificiais clássicas e quânticas, e suas aplicações. Ademais, são realizados experimentos com os computadores quânticos da International Business Machines (IBM), a maior empresa de tecnologia da informação do mundo, nos quais investigam a distribuição de emaranhamento quântico para ser usado na internet quântica. 

Dentre as publicações mais recentes do grupo de pesquisa, o professor destaca o artigo “Quantitative wave-particle duality relations from the density matrix properties” publicado em julho de 2020 na revista Quantum Information Processing, em coautoria com o doutorando Marcos Basso e o egresso Diego Chrysosthemos. O estudo mostra que o princípio de complementaridade de Bohr (1928) é uma consequência dos postulados básicos da Mecânica Quântica, e não um postulado adicional. E também, cita a publicação “Gradient target propagation”, realizada em conjunto com o doutorando Tiago de Souza Farias, onde introduziram uma regra de treinamento para redes neurais que é alternativa e competitiva com a regra padrão, o backpropagation (retropropagação). 

O grupo é composto por um docente, quatro doutorandos, dois mestrandos e cinco discentes de iniciação científica. Para o professor Jonas, o GIQFE é um espaço de pesquisa dinâmico e tem criado uma relação de pertencimento, em que os integrantes se ajudam mutuamente: “Isso fez com que mesmo membros que saem do grupo para seguir seus estudos, ou trabalhar em outro lugar, continuem envolvidos e colaborando nas atividades do grupo”. 

Laboratório Computacional de Nanomateriais (LCN)

Conhecido como Laboratório de Estrutura Eletrônica dos Materiais desde 1996, recentemente o grupo reformulou sua linha de pesquisa e passou a se chamar Laboratório Computacional de Nanomateriais (LNC). Sob a coordenação do Prof. Dr. Paulo Cesar Piquini, o grupo tem a proposta de estudar propriedades eletrônicas, energéticas, estruturais, vibracionais e termodinâmicas de nanomateriais.  

O laboratório emprega uma combinação de metodologias teóricas e computacionais, permitindo uma abordagem alternativa e complementar aos ensaios experimentais tradicionais. Os materiais de interesse são dos mais variados, incluindo os já conhecidos alótropos de carbono (grafeno e nanotubos) e novas fases estruturais de dicalcogenetos, metais de transição, MXenes e outros. Destaca-se ainda, o interesse por propriedades físicas de interfaces, especialmente entre nanomateriais e soluções aquosas. 

Além do professor Paulo, fazem parte do grupo os docentes do Departamento de Física Rogério J. Baierle, Leandro B. da Silva e Mateus H. Kohler. Pelo LNC já foram publicados mais de 200 artigos, com mais de 5.000 citações nas bases de dados da Web of Science. Em vídeo para apresentação do laboratório aos calouros , realizado em 2020, o professor Paulo compartilha o elemento chave para o reconhecimento das pesquisas do grupo: “Nós temos um histórico de publicações bastante respeitável e uma independência intelectual, assim, somos os seguidores de nossas próprias ações.” 

Texto: Jéssica Medeiros

Edição: Natália Huber