Projetos

O tempo de processamento da identificação de partículas em calorímetros eletromagnéticos pode ser reduzida em 5 ordens de grandeza com uso de Redes Neurais profundas. A simulação de partículas por meio do GEANT4 pode ser comparada com a simulação obtida com redes neurais em Redes Adversárias Generativas a fim de se obter as mesmas curvas de eficiência e distribuições cinemáticas. Esta ferramenta possui potencial inovador para a simulação de diferentes formas de detecção de partículas.

A síntese de materiais mais eficientes e com melhor custo benefício tem sido um dos focos da Engenharia de Materiais. O estudo de cintiladores plásticos permite investigar a fabricação de componentes de menor custo em comparação àqueles comerciais. O potencial inovador deste produto pode ser visto por se alcançar uma taxa de emissão de fótons similar ao produto comercial e com uma fração de seu custo de fabricação.

Detectores específicos de radiação podem ser construídos para a observação de sinais de radiação. No caso particular, os raios cósmicos servem como fonte de partículas energéticas que podem ser detectadas na superfície da Terra. A simulação destes detectores permite avaliar sua geometria e eficiência para a detecção de partículas específicas em intervalo de energia conhecido. Este projeto está vinculado à construção de um detector de raios cósmicos sendo levado a cabo no Centro de Tecnologia Acadêmica (CTA) do Instituto de Física.

A análise de eventos raros é dificultada pela contribuição de diversos outros eventos advindos de processos concorrentes. O uso de métodos envolvendo a aprendizagem de máquina permitem descorrelacionar os eventos concorrentes e auxiliam na definição da região ótima do espaço de fase para detecção dos eventos raros.

O Experimento Alice, do CERN, está desenvolvendo um arranjo de detetores chamado de Muon Forward Tracker, no qual o IF/UFRGS faz parte da colaboração, que serão posicionados antes e depois de um Absorber. No Absorber, praticamente todas as partículas, exceto múons, são absorvidas, sendo possível identificar o múon da colisão através da combinação dos dados colatados. Para que a combinação dos dados seja bem sucedida, é necessário que se saiba quantitativamente a dispersão na trajetória do múon ao passar pelo Absorber. Dessa forma, o objetivo do projeto é analisar a dispersão de energia, posição e momentum dos múons ao passarem pela estrutura.

O projeto tem como objetivo principal analisar os danos no DNA de células de glioma (tumor cerebral) induzidos por irradiações com prótons de baixa energia (2-4 MeV). A ideia central é conseguir entender os mecanismos envolvidos na interação de prótons com células tumorais vivas e observar a progressão dos consequentes danos causados. Este estudo é dentro do contexto da protonterapia, uma técnica emergente no tratamento de tumores, porém a análise se dá em escala micrométrica, diretamente observando e analisando as células afetadas.

Os programas atuais, para calcular o range e a perda de energia de íons ao colidir com um átomo, não levam em consideração o straggling eletrônico, devido ao seu efeito ser muito inferior ao straggling nuclear. O programa em python irá calcular ambos, e também, entender melhor como esse cálculo dos programas é desenvolvido, levando em consideração vários modelos físicos. A segunda parte é calcular a deposição de energia em tecidos, de acordo com o range escolhido.

A pesquisa multidisciplinar, reúne profissionais da área da física, computação, medicina e engenharia, entre outros. Esse é um projeto em âmbito maior que pode atuar em ambiente acadêmico ou hospitalar e estamos abertos à discutir projetos com parceiros. Nossos objetivos são desenvolver: ferramentas computacionais para a construção de simuladores virtuais, simulação computacional em dosimetria das radiações ionizantes através da utilização de softwares que utilizam o método de Monte Carlo, ferramentas computacionais aplicadas a área de controle da qualidade e proteção radiológica.

A busca por novas partículas tem sido um dos principais objetivos dos experimentos do acelerador CERN-LHC em operação na fronteira entre Suíça e França. Diversos candidatos tem sido propostos como forma de solucionar as indagações presentes na Ciência atual. Uma destas buscas se refere aos monopolos magnéticos, partículas que foram propostas por Dirac e que nunca foram observadas. Este projeto se propõe em avaliar a viabilidade da detecção de monopolos magnéticos no experimento CMS e apontar possíveis caminhos para sua observação.

O estudo fundamental de espalhamento de partículas por alvos nos remete ao espalhamento Rutherford e pesquisas correlatas que se sucederam, as quais levaram à descoberta dos quarks e da estrutura do próton. Este projeto visa construir um programa para obtenção de distribuições cinemáticas e contagem de partículas espalhadas por alvo fixo, incluindo efeitos de mais alta ordem.

Estudar a simulação de chuveiros atmosféricos numa atmosfera com gases de efeito estufa.

Estudar a simulação da propagação de prótons de alta energia e sua detecção usando sensores semicondutores. O estudo visa simular a dinâmica de prótons medidos com uso de detectores frontais posicionados a grandes distâncias do ponto de interação.

Displasia cortical focal é uma malformação do desenvolvimento cortical, intimamente relacionada à epilepsia refratária. Diferentes métodos e informações são utilizados para diagnosticar e localizar os focos epileptogênicos, entretanto a maioria dos métodos apresentam limitações para utilização em clínicas. Dado que a displasia tem características clínicas peculiares e são anomalias sutis e heterogêneas, poucos métodos computacionais conseguem identificar e classificar com precisão a sua presença em imagens de ressonância magnética, e falham quando tentam identificar múltiplos tipos de displasia com a mesma precisão. Neste sentido, este projeto tem como objetivo criar um modelo de rede neural convolucional para identificação e classificação de displasia cortical em imagens de ressonância magnética de pacientes com epilepsia, capaz de informar sobre existência ou não de displasia cortical focal e o seu tipo. Para isto, inicialmente, serão selecionadas imagens de ressonância magnética do cérebro de pacientes saudáveis e de pacientes diagnosticados com displasia do banco de imagens do serviço de ressonância magnética do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Destas imagens, serão extraídas características específicas da displasia e utilizadas para treinar a rede neural convolucional a identificá-las. Como resultados, espera-se desenvolver, caracterizar e validar um modelo de rede neural convolucional capaz identificar automaticamente a localização do foco epileptogênico, bem como o tipo de displasia.

Investigar a coleta de carga em sensores planares baseados em diamante feito em laboratório.

Código simples para usuário produzir imagens e animações de um chuveiro atmosférico usando dados do CORSIKA.

Elaboração do código no Geant4 para simulação do experimento PADME.