"A Transversalidade da Ciência, Tecnologia e Inovações para o Planeta"
5 a 7 de outubro de 2021
Trabalho 14938
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Física da Matéria Condensada |
| Setor | Departamento de Física |
| Bolsa | CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Murilo de Freitas Garcia |
| Orientador | CLODOALDO IRINEU LEVARTOSKI DE ARAUJO |
| Título | Automatização de um sistema macroscópico de gelo de spin artifcial |
| Resumo | Monopolos magnéticos ganharam base teórica a partir do trabalho "Quantised Singularities in the Electromagnetic Field" de Paul Dirac em 1931, onde o autor propôs a existência desses para explicar a quantização das cargas elétricas. Entretanto, sua observação experimental nunca foi demonstrada. A procura por esta partícula originou diversos experimentos que trouxeram a tona questionamentos e compreensão a respeito do tema. Uma das possibilidades propostas para investigação destas partículas foi o chamado ‘gelo de spin’, onde estruturas semelhantes a dos monopolos magnéticos foram observadas. Estes materiais são assim chamados devido à imensa similaridade do posicionamento dos spins dos seus átomos com o posicionamento dos átomos de hidrogênio na água congelada, porém, os cristais com ‘gelo de spin’ somente são observados a baixas temperaturas, próximas a 0K, com isso torna-se difícil o seu estudo. Uma das soluções a essa dificuldade é o estudo em ‘gelo de spin artificial’ que pode ocorrer a temperatura ambiente. O atual trabalho consiste na criação e automação de um sistema macroscópico de ‘gelo de spin artificial’ em um arranjo quadrado constituído por centros fixos e ímãs em cada vértice. Nesse arranjo tem-se um sistema frustrado geometricamente e passível de estudos a respeito de seu comportamento. Quando incidido um campo magnético sobre esse sistema é esperado que possivelmente os ímãs variassem sua posição, conforme ocorre uma variação no campo magnético uma foto é retirada e analisada pelo programa desenvolvido, indicando a orientação de cada ímã, assim como o instante de tempo e valor de tensão na fonte sendo registrados em arquivo para utilização futura de dados. Para realizar o controle do campo magnético foi necessária a comunicação com a fonte de tensão, responsável pela alimentação da bobina que gera esse campo, através do computador utilizando barramento GPIB/IEEE 488 em programação Python, assim como a captura e tratamento de imagens. Foi necessário também o estudo de protocolos de comunicação assim como a computação de imagens, seu formato em unidades de informação (bits), sua interpretação em modo gráfico e matricial e modelagem utilizando sistemas de cores RBG, HSV e HSL. A escolha da linguagem Python se deu ao fato de que a curva de aprendizagem dessa programação é acentuada, além do fornecimento amplo de bibliotecas gratuitas, facilitando o processo. Sendo assim, torna-se possível a utilização do Python para o controle dinâmico e unânime de todo o sistema, desde a manipulação dos monopolos até as imagens geradas. A linguagem é plausível para correção de erros e possibilita melhorias, podendo ser utilizado em futuros experimentos em sistemas frustrados geometricamente como o aqui descrito e suas obtenções de dados. |
| Palavras-chave | gelos de spin, Python, spintrônica |
| Forma de apresentação..... | Vídeo |
| Link para apresentação | Vídeo |
|---|