Suporte (GridUNESP)

h1. Projetos Cadastrados

{{toc}}

-----

h2. Biologia

h3. Análise da Interação de Peptídeos Antimicrobianos da Família dos Mastoparanos com Sistemas Mimeticos de Membranas Biológicas: Estudos Usando Simulação Computacional por Dinâmica Molecular 

*Descrição do Projeto*

No sistema imunológico de todas as espécies, desde plantas até mamíferos, encontram-se peptídeos antimicrobianos, AMP, produzidos por muitos tecidos em diferentes tipos de células e apresentando grande variedade de atividade e estrutura.

Uma família de AMP extraídos de vespas, denominados de mastoparanos, apresentam uma variedade de características que determinam a ocorrência e a intensidade de atividades biológicas, tais como, atividade antimicrobiana, atividade quimiotática, de degranulação de mastócitos, atividade hemolítica, neurotoxicidade, etc.. Para isso competem, de forma ainda não completamente compreendidas, diversos fatores estruturais, tais como, a sequência de aminoácidos, a cationicidade, a hidrofobicidade, a amidação do C-terminal, a presença de triptofanos e cisteínas e a conformação – estrutura secundária.

Dados experimentais indicam que a atividade antimicrobiana destes peptídeos é potencializada pela conformação de alfa hélice anfipática observada no ambiente membranar. Em solução aquosa, em geral, eles não apresentam estruturação significativa. O conjunto de informações experimentais, usando sistemas modelos, conduziu à proposição de três mecanismos de ação destes peptídeos nas membranas biológicas: pela formação de poros transmembrânicos; pela formação de poros toroidais ou pelo mecanismo tipo carpete. Mas as evidencias experimentais, juntamente com a variabilidade do ambiente e características estruturais dos peptídeos, não permitem uma conclusão definitiva para o modelo de interação ou para a especificidade e eficácia da interação.

Ensaios “in silicon” permitem investigar os sistemas no nível de representação atômico e podem proporcionar informações que permitam aprofundar a compreensão dos mecanismos de interação. O objetivo das investigações de nosso grupo é estudar as interações de peptídeos antimicrobianos da família dos mastoparanos com sistemas que mimetizem o ambiente hidrofóbico/hidrofílico encontrado nas membranas biológicas. Em particular, têm sido estudados os aspectos estruturais dos peptídeos em misturas TFE-água, em soluções aquosas contendo micelas de SDS e DPC e em soluções contendo bicamadas POPG, que mimetizam membranas bacterianas e PCPG, para membranas de organismos eucariontes. A importância de se entender esses mecanismos está dirigida atualmente ao desenho de novos peptídeos que apresentem atividade farmacológica otimizada. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "José Roberto Ruggiero (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4780315P3 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

| "Fernando César Lopes Filho":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4759809D4 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

| "Gisele Baldissera":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4268283Z9 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

| "Tamara Rodrigues Valder":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4248270T6 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

| "Carolina Penhavel de Souza":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4460795T6 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

| "Sabrina Thais Broggio Costa":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4779632U4 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

h3. Decomposição por Matching Pursuit do Sinal de EEG em Apnéia do Sono

*Descrição do Projeto*

Este projeto visa dar continuidade ao projeto HCPA-06/654, no qual foi coletada uma série de polissonogramas de pacientes com suspeita de SAHOS, os quais estão sendo analisados. Quando este projeto foi inicialmente elaborado, não havia a viabilidade computacional de se fazer alguns tipos de análises sobre o sinal; entretanto, com a recente implementação de um GRID computacional pela UNESP de alto poder computacional, e a colaboração de um dos pesquisadores com um grupo atualmente trabalhando em Botucatu, vislumbramos a possibilidade de acesso a mais estas variáveis. 

O grupo possui experiência na utilização das ferramentas e pretende-se aplicá-las a um conjunto muito maior de dados. O projeto e notoriamente interdisciplinar e algumas seções podem ser suprimidas sem perda de generalidade, dependendo do enfoque do leitor. A novidade está em utilizar Matching Pursuit com dicionários com modulação de frequencia em um banco de dados de 57 polissonogramas de pacientes com SAHOS de forma a estudar tanto a ferramenta como a informção eletrosiologica obtida dela, o que só é possível com o GRID. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Ney Lemke (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784399U9| Instituto de Biociências de Botucatu |

| "Gunther Johannes Lewczuk Gerhardt":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4796935Z3| Universidade de Caxias do Sul |

| "Suzana Veiga Schonwald":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728019D1 | Hospital de Clínicas de Porto Alegre |

| "Marcia Lorena Fagundes Chaves":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780053A4	| Hospital de Clínicas de Porto Alegre |

| "Emerson Luis de Santa Helena":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721801Z6 | Universidade Federal de Sergipe |

| "Sérgio Saldanha Menna Barreto":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783554D7 | Hospital de Clínicas de Porto Alegre |

| "Simone Chaves Fagondes":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721656D8 | Hospital de Clínicas de Porto Alegre |

h3. Estudos computacionais em proteínas

*Descrição do Projeto*

Este projeto trata do estudo de modelos computacionais em física biológica molecular, particularmente no estudo de proteínas e do seu enovelamento. As proteínas compõem o maquinário que controla a maioria das funções dos organismos vivos. A compreensão do problema de enovelamento de proteína pode levar a aplicações muito promissoras. O fato que suas atividades dependem das suas estruturas tridimensionais e dinâmicas e não simplesmente da suas seqüências de amino-ácidos apresenta novos desafios conceituais. A teoria de superfícies de potencial tem tido sucesso na explicação qualitativa e quantitativa de muitos experimentos de enovelamento. Investigações tanto teóricas como experimentais tem explorado a termodinâmica das proteínas e a cinética do enovelamento em diferentes regimes de temperatura e condições de ambiente. Por meio de modelos computacionais e variando as condições de ambiente, a estrutura subjacente da superfície de potencial das proteínas pode ser investigada em diferentes níveis, de aspectos locais à perspectivas globais.

De forma mais específica, neste projeto focamos o estudo de detalhes mecanísticos do estado nativo e do enovelamento de proteínas. Modelos simplificados de enovelamento de proteínas são em geral construídos com potenciais baseados na estrutura nativa e estão fundamentados no princípio de frustração mínima. Exploramos diferentes níveis de simplificação destes modelos. Um dos problemas recorrentes que abordamos são os parâmetros característicos de tais modelos, tais que estes permitam um aumento consistente e progressivo no nível de complexidade dos sistemas estudados. Esta investigação será conduzida utilizando modelos Ca, Ca+Cß e com todos os átomos explícitos. Os vários colaboradores incluídos neste projeto abordarão uma grande variedade de assuntos nesta área. Alguns dos problemas abordados são:

(a) Estudos do efeito de frustração nas interações no estado nativo e sua implicação na cinética e termodinâmica do sistema.

(b) Caracterização de frustração e identificação de sítios ativos em proteínas.

(c) Efeito de topologia e hidrofobicidade em evolução de proteínas.

(d) Estudos e otimização do Hamiltoniano de sistemas para modelos baseados em estrutura. 

(e) Estudo do coeficiente de difusão no enovelamento de proteínas

(f) Estudos de modos normais em enzimas associados à interação com inibidores.

(g) Interação de polímeros carregados (polianfóteros) com macromoléculas de diferentes sequencias primárias. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Vitor Barbanti Pereira Leite (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787521T4 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas|

| "Jorge Chahine":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4797759J6 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas|

| "Leandro Cristante de Oliveira":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4127942A9 | UC San Diego - Universidade de Brasília|

| "Antonio Francisco Pereira de Araujo":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723694Y8 | Universidade de Brasília|

| "Sydney Jurado de Carvalho":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4700423Z6 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas|

| "José Nelson Onuchic":http://guara.ucsd.edu/files/jose_cv_2006.pdf | UC San Diego|

| "Paul Whitford":http://smog.ucsd.edu/cv_pcw.pdf | Los Alamos National Laboratory|

| "Jin Wang":http://www.chem.stonybrook.edu:82/Jin-Wang.html | Stony Brook University|

| "Michel Eduardo Beleza Yamagishi":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4790164Y5 | Embrapa |

h3. Estudo sobre a Reconfiguração e Múltiplos Caminhos Neurais no Sistema Neuromotor Aplicado a Gafanhotos 

*Descrição do Projeto*

Nos últimos anos, muitos pesquisadores estão se interessando por modelos neuromotores para o desenvolvimento de novas abordagens para a construção de robôs ou interfaces homem-máquina.

Insetos estão entre os principais modelos adotados para estudo pois possuem o sistema neural dividido em gânglios e cada um desempenha uma função específica. O estudo do gânglio motor permite entender o funcionamento dos principais movimentos e seus padrões de funcionamento.

Propõe-se o uso de métodos baseados na teoria da informação para modelar a causalidade entre os subsistemas que compõem o gânglio ventral motor de gafanhotos adultos. Todos os sinais utilizados fazem parte da colaboração entre o laboratório de Processamento de Sinais do Departamento Engenharia Elétrica, EESC - USP, o Laboratorio de Linux e Processamento Paralelo da Unesp de Ilha Solteira, o Signal Processing and Control Group do Institute of Sound and Vibration Research (ISVR) e do Grupo de Neurociência da Escola de Biologia, ambos da Universidade de Southampton, Inglaterra.

O trabalho em conjunto com o GridUnesp permitirá o desenvolvimento de pessoal nas áreas de computação de alto-desempenho para aplicações em modelagem computacional biomédica.

O presente projeto compreende o desenvolvimento de modelos dinâmicos usando ferramentas da teoria da informação para a análise dos sinais biológicos coletados em experimentos utilizados no estudo do sistema neuromotor de gafanhotos.

O objetivo proposto procurará introduzir novos conhecimentos da neurofisiologia de gafanhotos no desenvolvimento de sistemas robóticos e próteses biomédicas.

Dentre as metas a serem alcançadas, destacam-se:

1. Desenvolvimento de algoritmos paramétricos para a estimativa da função densidade de probabilidade para as estimativas de informação mútua condicional em até 3 dimensões;

2. Paralelização e otimização dos algoritmos para: a estimativa da informação mútua e mútua condicional.

Além de métodos mais eficientes para geração dos dados surrogate data;

3. Validação das estruturas causais usando a técnica de embaralhamento de fase;

4. Formação de pelo menos 1 aluno de mestrado e 1 de doutorado com especialização na área de pesquisa proposta.

De forma complementar, será adotada a linguagem de programação python, usando-se recursos de programação paralela em ambiente computacional linux. Após o término do projeto, as rotinas serão disponibilizadas para a comunidade científica em nosso site.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|Ailton Akira Shinoda| Unesp-FEIS|

|Carlos Dias Maciel| USP |

|Jen John Lee| USP |

|Luciana Nicácio| USP |

|Christiane Marie Schweitzer| UNESP |

h3. Filogenia Molecular, Genomica E Metagenomica em algumas Formigas Attini

*Descrição do Projeto*

Espécies representativas de formigas da tribo Attini serão caracterizadas quanto à expressão gênica, filogenia, evolução, diversidade e coevolução com microrganismos, com base em seqüências de genes e pseudogenes. Os resultados permitirão alocar estas formigas neotropicais como invertebrados modelos em estudos evolutivos. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Maurício Bacci Júnior (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785828J1 | Instituto de Biociências |

| "Ivan Rizzo Guilherme":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785468P3 | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |

h3. Especiação de anfíbios anuros em ambientes de altitude

*Descrição do Projeto*

Pretendemos realizar levantamentos de anuros em ambientes com altitude, principalmente do Sudeste do Brasil, para melhor compreender riqueza de espécies e mecanismos de especiação. Endemismos são comuns em ambientes de altitude devido às barreiras geradas pela topografia, que isolam populações ao longo do tempo. As serras do Mar e da Mantiqueira, por exemplo, apresentam elevado grau de endemismo de anuros (cerca de 90%), supostamente devido à interrupção de fluxo gênico, ocasionada pelo relevo acidentado. A diversificação de populações através do tempo gera linhagens diferentes, com divergência proporcional ao seu tempo de separação. A análise da variação em diferentes níveis e os padrões de variação observados são fundamentais para compreender os processos subjacentes à diversificação e definir limites entre espécies e populações. O conhecimento de processos que determinam padrões de diversidade biológica se dá em estudos de diversidade genética de populações naturais que revelam a biogeografia histórica de espécies próximas (filogeografia) e para melhor compreensão desta diversificação, deve-se incorporar informação de sistemática filogenética, atualmente impulsionada por avanços em: 

(1) genômica, gerando muitas seqüências de DNA a preço viável; 

(2) bioinformática, onde hardwares poderosos e algoritmos rápidos possibilitam analisar conjuntos de dados maiores e mais complexos, e 

(3) avanços na teoria filogenética, que permitem inferências defensáveis frente a novos problemas. Pouco se conhece sobre os processos evolutivos que determinaram a diversificação biológica nos Neotrópicos. 

A Mata Atlântica é um “hotspot” mundial de biodiversidade mas os processos evolutivos que originaram este ecossistema são quase desconhecidos. Esta região montanhosa compõe uma área geográfica minúscula se comparada às florestas de terra baixa, como a Amazônia, mas possui número maior de espécies. Porém, pesquisas sobre padrões geográficos de diversificação biológica nos neotrópicos têm como principal foco zonas de terras baixas. Pretendemos descrever novas espécies, ampliar distribuições geográficas e realizar estudos de filogeografia, genética populacional e filogenia, usando principalmente seqüências de DNA. 

O projeto ampliará a coleção de anuros para estes ambientes e enriquecerá acervos de gravações, diapositivos e tecidos. Com os resultados obtidos esperamos contribuir para a conservação das espécies estudadas. 

Os anfíbios enfrentam problemas provocados por uso intensivo e não sustentado de recursos naturais. Várias espécies desapareceram nas últimas décadas e outras sofrem declínios populacionais decorrentes de degradação ambiental ou outros fatores. Em alguns casos, as razões dos declínios e extinções são desconhecidas pois ocorrem em ambientes aparentemente inalterados. Neste cenário, torna-se necessário compreender melhor a diversidade e a riqueza de espécies, bem como os processos de especiação relacionados à gênese desta riqueza. Sua compreensão permitirá ações de conservação com embasamento científico sólido e, em futuro próximo, permitirá monitorar as condições de sobrevivência das populações, por exemplo, nos estudos sobre aquecimento global. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Célio Fernando Baptista Haddad (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783847T2 | UNESP, Rio Claro|

| "Sanae Kasahara":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788850D7 | UNESP, Rio Claro|

| "Sérgio Furtado dos Reis":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787294J0 | Unicamp, Campinas|

| "Kelly Raquel Zamudio":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4138099J8 | Cornell University, New York|

| "Jose Perez Pombal Junior":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799731Y0 | Museu Nacional/UFRJ, Rio de Janeiro|

| "Carlos Alberto Gonçalves Silva Jared":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788801P7 | Instituto Butantan, São Paulo|

| "Marta Maria Antoniazzi":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4792798Z4 | Instituto Butantan, São Paulo|

| "Taran Grant":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4249869E9 | PUCRS, Porto Alegre|

| "Julián Faivovich":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4525852E2 | UNESP, Rio Claro|

| "João Miguel de Barros Alexandrino":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4188550T3 | Unifesp, Diadema|

| "Cynthia Peralta de Almeida Prado":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798064Y4 | UNESP, Jaboticabal|

| "Cinthia Aguirre Brasileiro":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4790365Z6 | Unifesp, Diadema|

| "Itamar Alves Martins":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4761670J8 | Unitau, Taubaté|

h3. Estudo da Interação de Anestésicos Locais com Biomembranas

*Descrição do Projeto*

Os anestésicos locais (AL) têm ampla aplicação na clinica médica e odontológica. Por serem moléculas anfifílicas, os anestésicos locais têm grande afinidade pela membrana celular. De fato, foi encontrada uma forte correlação entre a potencia dos anestésicos e a sua capacidade de penetrar na camada lipídica. Assim, o estudo da interação de AL com biomembranas tem por finalidade entender o mecanismo de ação dos anestésicos, para melhorar a eficácia dos mesmos e minimizar seus efeitos colaterais através do desenho racional de novos fármacos com atividade anestésica ou através da veiculação (drug-delivery) de AL de uso consagrado utilizando, por exemplo, lipossomas. 

Neste projeto propomos utilizar a técnica de simulação de Dinâmica Molecular (DM) para investigar, com detalhe microscópico, a interação de anestésicos locais com membranas biológicas. A metodologia DM é baseada nos princípios básicos da mecânica clássica e da física estatística e pode proporcionar uma janela no comportamento dinâmico microscópico dos átomos que constituem um sistema dado. Abordaremos o problema da interação de diferentes ALs com biomembranas através de simulações de dinâmica molecular atomísticas com o objetivo de entender como diferentes ALs interagem com alvos específicos nas membranas e como modificam suas propriedades físicas. 

Pretendemos assim, correlacionar a estrutura da droga com os efeitos nas membranas visando contribuir a discussão do mecanismo de ação dos ALs. O estudo será focalizado nas propriedades estruturais e dinâmicas de bicamadas (na escala de tempo dos nanosegundos), nas fases biologicamente relevantes. O tamanho dos sistemas biológicos que pretendemos estudar - ~80.000 átomos - assim como as escalas de tempo - da ordem de nanosegundos - requerem um alto poder computacional, o que justifica a utilização de processamento em cluster, com diferentes processadores rodando em paralelo, que é objeto da presente solicitação de auxílio. A estratégia será a utilização de processamento em paralelo para a realização das pesadas simulações que se antecipam. Será utilizado o mais avançado conjunto de programas de MD de computação paralela disponível na comunidade científica, NAMD (http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd), desenvolvido pelo grupo de Klaus Schulten. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Leonardo Fernandes Fraceto (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4794694D6 | UNESP/Campus Sorocaba |

| "Mónica Andrea Pickholz":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4792949A1 | FFyB-UBA |

| "Eneida de Paula":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799429J6 | Unicamp |

| "Renato Grillo":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4282865U0 | UNESP/Sorocaba |

| "Nathalie Ferreira Silva de Melo":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4133204E1 | UNESP/Sorocaba |

h3. Aplicações de Química Quântica Computacional no Estudo de Produtos Naturais

*Descrição do Projeto*

Flavonóides são compostos fenólicos que estão presentes em plantas e em uma grande variedade de frutas e vegetais. Atribuem-se a essas moléculas um vasto conjunto de ações, dentre as quais podemos citar propriedades antioxidantes e antiinflamatórias. Logo, tais compostos têm recebido atenção como potenciais protetores de doenças humanas, tais como doenças cardiovasculares e câncer (Kanakis, Tarantilis, Polissiou, Diamantoglou, & Tajmir-Riahi, 2006). 

Neste projeto, busca-se caracterizar a estrutura molecular de um conjunto de flavonóides utilizando-se simulações. Por meio de cálculos de química quântica computacional, estudaremos as propriedades física e eletrônica desses produtos tanto em fase gasosa quanto em solução. Além disso, o projeto também focará no estudo das propriedades espectrais destas substâncias. Tais investigações teóricas permitirão estabelecer relações importantes entre a estrutura e as propriedades físico-químicas. Portanto, a grande motivação de entender estas relações está baseada no fato de que estes aspectos podem determinar a efetividade farmacológica desses produtos. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Marinônio Lopes Cornélio (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4786006Z8 | IBILCE/UNESP |

| "Guilherme Luís Cordeiro":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4298333U4 | IBILCE/UNESP |

| "Ícaro Putinhon Caruso":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4232019Z3 | IBILCE/UNESP |

h3. Planejamento de Fármacos Antibacterianos e Antitumorais: Aplicação de Métodos Computacionais Avançados na Identificação de Novas Classes de Inibidores da Enzima Topoisomerase Bacteriana e de Humanos

*Descrição do Projeto*

As topoisomerases exercem um papel de fundamental importância no processo de replicação celular, o que as tornam excelentes alvos para o planejamento e desenvolvimento de novos fármacos antibacterianos e antitumorais. Este projeto visa planejar e desenvolver novos inibidores mais potentes, seletivos e com maior estabilidade metabólica frente às topoisomerases bacteriana e de humanos. Para isto, serão aplicados métodos computacionais avançados de modelagem molecular, baseados tanto na estrutura tridimensional destes alvos biomoleculares quanto de seus respectivos inibidores conhecidos até o

momento. A etapa inicial do projeto compreenderá o emprego do ensaio virtual, para identificação e seleção de compostos, a partir de extensas bibliotecas virtuais de moléculas com elevada diversidade estrutural. Compostos de natureza peptídica serão sintetizados a partir dos resultados obtidos durante os estudos computacionais, enquanto pequenas moléculas de outras classes químicas serão obtidas comercialmente. Os ensaios bioquímicos padronizados, fundamentais para o processo de planejamento e desenvolvimento de novas moléculas bioativas, permitirão determinar o mecanismo de inibição dos ligantes validados nesta etapa. A partir dos resultados obtidos serão construídos novos conjuntos de inibidores e realizados estudos de relação entre a estrutura e a atividade biológica (SAR, do inglês structure-activity relationship). Posteriormente, novos derivados dos ligantes correspondentes serão obtidos comercialmente ou sintetizados e utilizados para a construção de modelos a partir de estudos quantitativos de relação entre a estrutura e a atividade biológica. As técnicas de espectrofotometria, calorimetria e espectrometria de massas contribuirão para elucidar o mecanismo cinético e a dinâmica de interação entre a topoisomerase e seus inibidores. A taxa de identificação de ligantes verdadeiros a partir dos estudos computacionais,

verificada quando em comparação aos ensaios bioquímicos, também permitirá avaliar a robustez dos programas utilizados. Isto contribuirá na identificação e seleção de parâmetros físico-químicos importantes a serem considerados durante o estudo in silico frente a uma enzima em particular. Esta retroalimentação visa tornar o processo mais eficiente para a seleção de moléculas bioativas. Em conjunto, estudos de dinâmica molecular serão conduzidos com inibidores peptídicos e não peptídicos, visando cálculos de interação mais precisos e que proporcionem um direcionamento mais específico para a modificação de resíduos. O objetivo, nesta etapa, consiste na identificação de sítios importantes para a modulação da atividade catalítica destas enzimas e também favorecer a síntese de novos derivados mais potentes e seletivos.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Reinaldo Marchetto (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=E265002 | IQ/UNESP, Araraquara |

| "Aderson Zottis":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=W2141337 | IQ/UNESP, Araraquara |

h3. Elementos Transponíveis e Evolução Genômica da Broca-do-café Hypothenemus hampei 

*Descrição do Projeto*

A broca-do-café é o inseto praga mais limitante na produção cafeeira gerando redução na produção e qualidade da bebida. Além de sua importância como praga, apresenta características biológicas especiais para se converter em uma espécie não modelo de interesse. Tem um sistema reprodutivo altamente endogâmico com haplodiploidismo funcional, tem cenários micro-evolutivos de resistência a inseticidas, existem evidências de transferência horizontal de genes com subsequente vantagem adaptativa em um nicho ecológico particular, e evidências de que se pode tratar de um complexo de espécies crípticas. A baixa variabilidade genética devida à sua endogâmia poderia indicar uma baixa adaptabilidade e escassez de mecanismos de resposta a medidas inovadoras de controle genético, tomando importância os estudos em genômica da espécie para conhecer os determinantes genéticos do comportamento reprodutivo e de sua relação com o gênero Coffea.

Os elementos de transposição (TEs) são entidades dinâmicas com efeitos importantes no genoma hospedeiro, desde afetar o tamanho do genoma e ter um papel fundamental na integridade cromossômica, até efeitos sobre a regulação da expressão gênica e diversificação da funcionalidade. Neste estudo, os elementos de transposição do genoma da broca-do-café serão anotados e classificados em classes, ordem, superfamília e família e caracterizados em quanto a sua abundância, frequência, distribuição, variabilidade estrutural e sequências deles derivadas no genoma da broca-do-café; serão analisados funcionalmente para se identificar elementos ativos ou cassetes de TEs domesticados, e além disson, será caracterizada a variabilidade interpopulacional no seu polimorfismo de inserção. A caracterização dos TEs no genoma e os padrões de inserção e deterioração podem ser usados como marcadores genéticos que permitiam elucidar em maior detalhe os níveis de estruturação das populações e redefini-las como espécie única ou como complexo críptico, e simultaneamente, identificar as sequências endógenas da espécie que possam ser ferramentas biotecnológicas em novos esquemas de controle genético.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Claudia Marcia Aparecida Carareto (Coordenadora)":http://lattes.cnpq.br/3425772998319216 | IBILCE/UNESP, São José do Rio Preto |

| "Eric Marcelo Hernández":http://lattes.cnpq.br/4738344717881205 | UNESP |

| "Pablo Benavides Machado":http://201.234.78.173:8081/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000004952| CENICAFE (Colômbia)|

h3. Ferramentas genômicas no melhoramento genético de características de importância econômica direta em bovinos da raça Nelore

A pecuária brasileira é uma atividade que apresenta extrema importância socioeconômica no Brasil e no mundo. No mercado internacional da carne, existe uma tendência para a valorização de produtos cárneos diferenciados (produtos com maior valor agregado), em termos de propriedades organolépticas da carne e consequências de seu consumo sobre a saúde humana. Além disto, existe uma preocupação crescente pelo impacto ambiental da produção pecuária e pela competição por alimentos, grãos e suplementos, que são utilizados tanto pela população humana como pelos bovinos. Neste cenário mundial, visando tornar a atividade pecuária economicamente rentável e sustentável, ganham importância as características associadas à qualidade da carcaça e carne, bem como as características indicadoras de eficiência alimentar. Atualmente, as características da carcaça e carne, assim como as associadas à eficiência alimentar, não têm sido consideradas nos programas de avaliação genética em virtude do alto custo e dificuldade de mensuração. No país, existem algumas instituições de pesquisa que vêm coletando informações fenotípicas para estas características, principalmente para carcaça e carne. Entretanto, trabalhos de quantitativa, com estimativas de parâmetros genéticos para estas características são raros. Além disto, dada à dificuldade de coleta de dados, em geral, as amostras são pequenas e há necessidade de um maior número de estimativas destes parâmetros antes que estas características possam ser utilizadas para seleção. Os importantes avanços nas técnicas de genética molecular, com o desenvolvimento de um painel de marcadores de polimorfismos de base única (SNP´s) de alta densidade, permitirão ganhos genéticos significativos, sobretudo em características de alto custo e de difícil mensuração, como é o caso das características de carcaça e carne bem como da eficiência de conversão alimentar. Procura-se com este projeto criar um banco de dados de características de qualidade de carcaça e carne e de eficiência alimentar, bem como utilizar uma base de dados de características de importância econômica que, normalmente, são contempladas em programas de melhoramento genético de gado de corte, como as características de crescimento e reprodutivas, para a detecção de polimorfismos de DNA associados a estas características e desenvolvimento de métodos e softwares visando seleção genômica. Para alcançar este objetivo serão desenvolvidas: análise genética quantitativa, estudos de associação e seleção genômica e estudo de expressão genica para as características de importância econômicas. Além disso, serão desenvolvidos e implementados algoritmos para simulação e informações moleculares.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Lucia Galvão de Albuquerque (Coordenadora)":http://lattes.cnpq.br/5866981114947883 | FCAV/UNESP, Jaboticabal |

| "Henrique Nunes de Oliveira":http://lattes.cnpq.br/5593441035110683 | UNESP |

| "Humberto Tonhati":http://lattes.cnpq.br/7445254960858159 | UNESP |

| "Jesus Aparecido Ferro":http://lattes.cnpq.br/0147241723612464 | UNESP |

| "Luis Artur Loyola Chardulo":http://lattes.cnpq.br/9820754011277263 | UNESP |

| "Ricardo da Fonseca":http://lattes.cnpq.br/0308352373545558 | UNESP |

| "Fernando Sebastián Baldi Rey":http://lattes.cnpq.br/2142265309634106 | UNESP |

| "Roberto Carvalheiro":http://lattes.cnpq.br/4808650994820461 | UNESP |

h3. Utilização de sequenciamento de nova geração para o mapeamento fino de regiões cromossômicas que afetam o perímetro escrotal de touros Nelore

O desempenho reprodutivo de touros possui um grande impacto na indústria da carne bovina, afetando intervalos entre gerações, a taxa de mudança genética anual, e a quantidade de produtos que podem ser enviados ao mercado. O perímetro escrotal (PE) é a característica reprodutiva mais mensurada em gado de corte, e é utilizada como um dos principais critérios de seleção para a melhoria da precocidade e fertilidade dos rebanhos.  A caracterização de regiões genômicas que afetam o PE pode contribuir para a identificação de marcadores diagnósticos de desempenho reprodutivo e desvendar mecanismos moleculares envolvidos na biologia reprodutiva dos bovinos. Recentemente, o candidato conduziu um mapeamento genômico amplo de segmentos cromossômicos que explicam diferenças no PE de 861 touros da raça Nelore (Bos indicus), utilizando dados de mais de 777.000 marcadores do tipo polimorfismo de sítio único (single nucleotide polymorphism - SNP). Loci que se destacam do restante do genoma foram identificados nos cromossomos 4, 6, 7, 10, 14, 18 e 21. Estas regiões foram previamente associadas a características reprodutivas e de peso corporal em bovinos. O sinal detectado no cromossomo 14 replica o locus de característica quantitativa (quantitative trait locus - QTL) envolvendo o gene PLAG1, o qual apresenta efeitos pleiotrópicos na fertilidade de touros e na estatura de diversas espécies, incluindo humanos. Novos genes candidatos foram propostos para PE a partir deste estudo, os quais afetam crescimento e tamanho testicular em outros modelos animais. O presente projeto visa o refinamento destes loci através de sequenciamento de nova geração (next generation sequencing - NGS), com o objetivo de investigar o potencial de causalidade de SNPs, variações no número de cópias, inserções e deleções encontrados nestas regiões.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "José Fernando Garcia (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/9991374083045897 | FMVA – UNESP |

| "Yuri Tani Utsunomiya":http://lattes.cnpq.br/9212371812418885 | FCAV – UNESP |

| "Adam Taiti Harth Utsunomiya":http://lattes.cnpq.br/1465591957675972 | FMVA – UNESP |

| "Pier Kenji Rauschkolb Katsuda Ito":http://lattes.cnpq.br/8456634201201969 | FMVA – UNESP |

| "Marco Milanesi":http://lattes.cnpq.br/5793493812556403 | FMVA – UNESP/UCSC |

h3. Filogenia da hiperdiversa ordem Characiformes (Teleostei: Ostariophysi) utilizando elementos ultraconservados

A ordem Characiformes, um dos principais componentes da fauna de peixes de água doce do mundo, com mais de 2000 espécies conhecidas, é um dos grupos menos estudado sob o ponto de vista sistemático. Dentro desta ordem esta a família Characidae, uma das maiores famílias de peixe, com mais de 1000 espécies. As espécies dessa ordem sempre têm grande importância ecológica e econômica nas regiões onde ocorrem, sendo utilizados diretamente para o consumo humano ou na aquariofilia. Na região Neotropical, Characiformes representam cerca de um terço de todas as espécies de peixes de água doce. Um estudo recente, conduzido por nosso grupo de pesquisa, envolvendo dados moleculares, apresentou uma nova hipótese de relações entre Characiformes, propondo o reconhecimento de cinco famílias, não utilizadas anteriormente, e uma nova definição de Characidae. Embora este estudo tenha proporcionado um grande avanço no conhecimento sobre a sistemática de Characiformes, ainda há a necessidade de mais estudos, especialmente em relação a muitos grupos altamente diversos de Characidae e para várias famílias de Characiformes. Uma revisão geral da literatura disponível revela que também é nítido que há uma necessidade de utilização de marcadores moleculares novos e mais resolutivos, uma vez que muitas das relações entre as famílias ainda são pouco resolvidas. Neste sentido, estamos propondo a construção de uma nova filogenia, empregando as técnicas mais modernas de sequenciamento de segunda geração de elementos ultraconservados (UCEs), cuja utilização na sistemática filogenética tem dados mostrando promissores. Neste projeto também estamos propondo o enriquecimento de bancos de dados moleculares, como o bando de dados BOLD, para permitir a identificação molecular de todas as espécies a serem analisadas no presente estudo. Assim, o presente projeto deverá ser fundamental para uma melhor compreensão do que grupos constituem a ordem Characiformes e para testar as hipóteses sobre as relações entre as famílias, as relações entre os gêneros e espécies dentro das famílias e da biogeografia histórica do grupo, que hoje é amplamente distribuído em muitas bacias das regiões Neotropical e Etiópica.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Claudio de Oliveira (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/0297419882161114 | IBB – UNESP |

| "Ricardo Macedo Corrêa e Castro":http://lattes.cnpq.br/6728477350016332 | FFCLRP – USP |

| "Fausto Foresti":http://lattes.cnpq.br/0804793944846367 | IBB - UNESP |

| "Ricardo Cardoso Benine":http://lattes.cnpq.br/7796068759338194 | IBB - UNESP |

| "Michael E. Alfaro":https://www.eeb.ucla.edu/indivfaculty.php?FacultyKey=10361 | University of California Los Angeles |

| "Fábio F. Roxo":http://lattes.cnpq.br/3246346415444307 | IBB - UNESP |

| "Brant C. Faircloth":http://faircloth-lab.org/assets/cv/brant-faircloth-vitae.pdf | Louisiana State Universtity |

| "Brian L. Sidlauskas":http://fw.oregonstate.edu/content/brian-sidlauskas | Oregon State University |

| "Bruno F. Melo":http://lattes.cnpq.br/1700536694107942 | IBB - UNESP |

| "Luz E. O. Orrego":http://lattes.cnpq.br/6024738094607424 | IBB - UNESP |

| "Natalia C. Sanchez":http://lattes.cnpq.br/3983321217610857 | IBB - UNESP |

h3. Especiação, isolamento reprodutivo e genética de populações em espécies de Bromeliaceae: implicações evolutivas e conservacionistas

A diferenciação genética entre populações e especiação representam um dos tópicos mais debatidos em evolução. A especiação pode ser vista como a evolução de mecanismos de isolamento reprodutivo entre populações que anteriormente realizavam trocas gênicas. Estes mecanismos devem ser mantidos por barreiras ao fluxo gênico, para que as espécies incipientes permaneçam como entidades distintas. Porém, cruzamentos entre espécies distintas (hibridação) são relativamente frequentes tanto em plantas como em animais, e sua importância e consequências evolutiva têm sido motivo de discussão entre os estudiosos. Em relação à diversificação de linhagens, alguns autores sustentam que a hibridação é um processo raro, que ocorre numa escala local, consistindo num ‘ruído evolutivo’ de pequena significância. Outros, no entanto, vêem a hibridação como uma poderosa força evolutiva que criaria oportunidades para a diversificação adaptativa e especiação em populações naturais. Análises moleculares são ferramentas eficientes na quantificação da estrutura genética das populações e na determinação das consequências dos processos de introgressão e hibridação em espécies incipientes. O objetivo deste projeto é estudar a natureza do isolamento reprodutivo entre populações simpátricas de espécies congêneres de bromélias, através da caracterização da estrutura genética populacional revelada por marcadores moleculares uni e biparentais. Estas informações são fundamentais para a compreensão dos processos que moldaram a extraordinária riqueza biológica presente nas florestas Neotropicais e das consequências genético-evolutivas da fragmentação de ambientes e diminuição do tamanho populacional, com vistas à conservação da biodiversidade.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Clarisse Palma da Silva [Coordenador]":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4769314T5 | Rio Claro - UNESP |

| "Bárbara Simões Santos Leal":http://lattes.cnpq.br/4293280365390725 | UNESP |

| "Bruno Pereira Leles":http://lattes.cnpq.br/6314691929011202 | UNESP |

| "Cleber Juliano Neves Chaves":http://lattes.cnpq.br/6294733090075847 | UNESP |

| "Felipe Aoki Gonçalves":http://lattes.cnpq.br/2015722559994895 | UNESP |

| "Fernanda Hurbath Pita Brandão":http://lattes.cnpq.br/0140364273798543 | IB - USP |

| "Marcos Vinícius Dantas de Queiroz":http://lattes.cnpq.br/3442906461784363 | UNESP |

| "Mateus Riveiro Mota":http://lattes.cnpq.br/4570575669083494 | UNESP |

| "Vanessa Araújo Graciano":http://lattes.cnpq.br/9089709649575640 | UNESP |

h3. Modelagem matemática e computacional em problemas epidemiológicos e Patológicos

Nesta investigação científica, a modelagem matemática e simulações computacionais de relevantes problemas biológicos vem sendo desenvolvidas. Em particular, as aplicações concentram-se em problemas epidemiológicos, imunológicos e cardíacos. Nestes modelos, as dinâmicas são descritas por um sistema de de equações diferenciais ordinárias (EDO) e parciais (EDP). Técnicas numéricas e de estimação de parâmetros, bem como controles otimizados serão empregados para a obtenção das soluções dos modelos desenvolvidos. Por exemplo, em epidemiologia o problema consiste em modelar e resolver computacionalmente a dinâmica espaço-temporal da dengue no território brasileiro; Em imunologia, pretendem-se investigar o caso mais severo da dengue (dengue hemorrágica) em crianças. Nestes problemas, após a modelagem por EDPs, investigam-se a estratégia de controle ótimo para encontrar o perfil de controle espaço-temporal das populações de mosquitos infectados transmissores da dengue. O problema é dividido em duas partes, a primeira consiste em estabelecer uma resolução computacional aplicando a técnica de elementos finitos no sistema de equações parabólicas, que descreve a dinâmica da

população em um longo período de tempo. A segunda parte, aplica-se o algoritmo de gradiente resolvendo o modelo associado ao problema direto. Em seguida, atualizam-se os parâmetros de controle. Este mesmo estudo pode ser empregado em cardiopatologia na investigação, por exemplo, do controle de células cardíacas doentes, devida irregularidades na dinâmica do perfil de cálcio nestas células. Pretende-se ao final dessas investigações promover o avanço do conhecimento destes problemas e divulgar resultados originais de pesquisas em revistas especializadas da área.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Fernando Luiz Pio dos Santos [Coordenador]":http://lattes.cnpq.br/0249801965838212 | IBB/Botucatu - UNESP |

| "Mostafa Bendahmane":https://www.math.u-bordeaux.fr/imb/fiche-personnelle?uid=mbenda100p | IMB - University of Bordeaux, France |

| Elmahdi Erpaji | Hight School of Technology Essaouira |

| "Mostafa Adimy":http://math.univ-lyon1.fr/~adimy/ | INRIA, France |

| "Paulo F. de Arruda Mancera":http://lattes.cnpq.br/8232289412108723 | IBB/Botucatu - UNESP |

| "Cláudia P. Ferreira":http://lattes.cnpq.br/2052749698204617 | IBB/Botucatu - UNESP |

| "Diego S. Rodrigues":http://lattes.cnpq.br/5182777454304807 | PG/Biometria - UNESP |

| "Luiz Gustavo Lyra":http://lattes.cnpq.br/5934395513042603 | PG/Biometria - UNESP |

| "Felipe A. Camargo":http://lattes.cnpq.br/5080403336432575 | PG/Biometria - UNESP |

| "Thiago M. Oliveira":http://lattes.cnpq.br/8826613076134539 | PG/Biometria - UNESP |

h2. Biofísica

h3. Biofísica Computacional 

*Descrição do Projeto*

Neste projeto utilizamos técnicas de simulação computacional pra investigar sistemas biológicos. Em três áreas distintas: dinâmica molecular, métodos de Monte Carlo aplicado á física medica e simulação e caracterização de redes biológicas. No primeiro subprojeto nós utilizamos simulações de dinâmica computacional e técnicas de docking molecular para investigar a estrutura, a dinâmica de proteínas de interesse e suas interações com compostos de baixo peso molecular.

O método de Monte Carlo é uma poderosa estratégia para simulações em física computacional. Na física médica, esta técnica tem sido extensivamente usada em especial para cálculo da dose depositada em materiais, possuindo aplicações em diagnóstico, tratamento e desenvolvimento de novas abordagens para o tratamento de câncer. O objetivo deste subprojeto é simular a produção e detecção de fótons de raios X na faixa de energia do radiodiagnóstico, para alvo de molibdênio utilizando o software Geant4. As simulações deverão explorar o paralelismo de um agregado de computadores disponível em nosso laboratório. desenvolvimento de técnicas de alta produção de dados está transformando a biologia em uma disciplina rica em dados.

No último subprojeto nós consideramos redes biológicas integradas que incluem interações gênicas envolvendo metabolismo regulação e interação proteína-proteína. Nós iremos desenvolver ferramentas de aprendizado de máquina que utilizarão informações topológicas integradas com dados de expressão, localização celular e organização dos genomas para extrair informações biológicas relevantes. Nós também iremos investigar a estrutura de comunidades e procurar por motivos topológicos visando compreender a organização topológica de larga escala das células biológicas. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Ney Lemke (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784399U9 | Instituto de Biociências |

| "Joel Mesa Hormaza":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4768294H0 | Instituto de Biociências |

| "Marcos Roberto de Mattos Fontes":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727954E9 | Instituto de Biociências |

| "Ângelo José Magro":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4735810U6 | Instituto de Biociências |

| "Marcio Luis Acencio":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763049Y2 | Instituto de Biociências |

| "Agnes Alessandra Sekijima Takeda":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4757646U6 | Instituto de Biociências |

| "Carlos Alexandre Henrique Fernandes":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4710704T5 | Instituto de Biociências |

h3. Estimativas de energia livre de ligação de complexos proteína-ligante

*Descrição do Projeto*

O objetivo do presente plano consiste em calcular a energia livre de ligação proteína-ligante em moléculas de interesse biológico. Um sistema biológico interessante consiste naquele formado por moléculas presentes no processo de coagulação sanguínea, conhecido por sistema hemostático. O início da cascata de coagulação, que compreende uma rede de reações altamente controladas e correlacionadas, pode ser desencadeada por via extrínseca (fator tecidual) ou intrínseca (fator XI) ativando a trombina para gerar polímeros de fibrina reticulada, que, em última instância realizam a coagulação. O estudo de ligantes da trombina, que possam inibir sua ação, pode se mostrar interessante do ponto de vista biológico. Para isso é necessário empregar métodos que estimem a energia de ligação entre a proteína e o ligante. Um desses métodos consiste na dinâmica molecular. 

Do ponto de visto computacional, a energia livre de ligação é calculada através do potencial de força média (PMF), obtido em função de uma determinada coordenada de reação, que pode ser, por exemplo, a distância d entre o sítio de ligação da proteína e o ligante. Porém, dois fatores são obstáculos sérios: 

(1) o potencial expresso como função de uma única coordenada de reação implica tomar a média sobre todos os demais graus de liberdade; 

(2) barreiras energéticas relativamente altas podem obstar o acesso à configurações, impedindo o cálculo mais preciso das probabilidades relativas, o que afeta o cálculo descrito em (1). 

Daí a motivação de empregar métodos computacionais associados à dinâmica molecular, como “umbrella sampling” e “replica exchange” que aperfeiçoam a aquisição de dados oriundos das simulações. 

O método “umbrella sampling” ajuda a estudar o sistema nas regiões em que a probabilidade de encontrar o sistema é baixa, e o método “replica Exchange” cria várias réplicas do sistema, em diferentes temperaturas, o que ajuda a fazer com que o sistema consiga ultrapassar barreiras energéticas relativamente altas. Com isso, consegue-se acessar melhor o espaço conformacional da molécula e do ligante e assim calcular a energia livre de ligação, que, na verdade, reflete a afinidade do ligante à proteína. A necessidade de alto desempenho computacional está ligada à necessidade de empregar várias réplicas do sistema (tipicamente de 20 a 100), uma em cada processador de um cluster. Daí a motivação de submeter o presente plano ao Grid-Unesp. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Jorge Chahine (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4797759J6 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas|

| "Luciane Sussuchi da Silva":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4261625J6 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas|

| "Raghuvir Krishnaswamy Arni":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780555Z4 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas|

h3. Estudo de sistemas de interesse ambiental e biológico por simulações computacionais

*Descrição do Projeto*

As consequências da atividade humana sobre o meio ambiente vêm se tornando preocupantes nas últimas décadas. Em especial, questões relacionadas à manutenção dos reservatórios mundiais de água potável já fazem parte da pauta de reuniões envolvendo líderes de praticamente todos os países do mundo. Nesse contexto se destaca a preocupação com a poluição de cursos d'água por metais pesados. Os calixarenos são moléculas macrocíclicas capazes de complexar, seletivamente, diferentes íons de metais pesados conforme sua composição química. Dessa forma, tais moléculas são potenciais candidatas a serem utilizadas no desenvolvimento de soluções destinadas à despoluição ambiental. Apesar do vasto material já publicado sobre o assunto, principalmente na área experimental, o entendimento detalhado dos processos físico-químicos envolvidos na complexação de íons de metais pesados por calixarenos ainda está longe de ser completamente alcançado.

A incidência de doenças alérgicas como asma, rinite, dermatite atópica e alergia alimentar vem aumentando drasticamente nas últimas décadas, principalmente na população pediátrica. As drogas ministradas atualmente apresentam ação antialérgica ineficiente ou provocam efeitos colaterais

indesejáveis, o que traz a necessidade de se desenvolver novas drogas destinadas a esse tipo de tratamento. Dentre os compostos naturais com comprovada ação antialérgica podemos destacar os flavonóides. Entretanto, essas substâncias apresentam baixa solubilidade e são sensíveis à foto-oxidação ou fotodegradação, o que diminui sua biodisponibilidade. Um aumento considerável na biodisponibilidade dessas drogas é conseguido através da formação de complexos de inclusão das mesmas com uma classe de moléculas carreadoras chamadas ciclodextrinas. Apesar de serem utilizados comercialmente em mais de 30 medicamentos em todo o mundo, a forma como os complexos de inclusão aumentam a biodisponibilidade de fármacos ainda não está totalmente esclarecida. Existem algumas hipóteses baseadas em observações experimentais indiretas, entretanto, o processo está longe de ser completamente entendido.

O uso de simulações computacionais para estudar esses tipos de sistemas pode ser bastante profícuo. Dentre as inúmeras técnicas de simulação computacional existentes, a Dinâmica Molecular (DM) é uma das mais difundidas atualmente, pois fornece resultados extremamente satisfatórios e confiáveis. A obtenção, a partir de cálculos de DM, de uma trajetória contendo a evolução temporal do sistema permite uma gama de possíveis análises, o que pode nos fornecer desde a conformação média do sistema em um intervalo de tempo até intrincadas correlações temporais de propriedades coletivas, ou médias termodinâmicas que podem ser correlacionadas com um comportamento macroscópico do sistema.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Alexandre Suman de Araujo (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/2044157599722078 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas|

| "Ernesto Raul Cafffarena":http://lattes.cnpq.br/8742778337409951 | PROCC, Fundação Oswaldo Cruz |

| "Luiz Fernando da Costa Zonetti":http://lattes.cnpq.br/9700477039154855 | IBILCE/UNESP |

| "Ingrid Bernardes Santana Martins":http://lattes.cnpq.br/5116710887551537 | IBILCE/UNESP |

h3. Explorando fenômenos biofísico-químicos por metodologias de primeiros princípios em sistemas bioeletroquímicos.

*Descrição do Projeto*

O emprego de métodos computacionais tanto clássicos quanto do tipo mecânicos-quânticos no estudo de sistemas moleculares vem crescendo de forma acentuada, permitindo que os estudos por meio de ferramentas computacionais de simulação de sistemas químicos e bioquímicos venham corroborar observações experimentais e vice-versa, ampliando sobremaneira o entendimento dos processos físico-químicos envolvendo estes sistemas. O foco do nosso grupo em especial é centrado no estudo de processos e eventos moleculares que ocorrem sobre interfaces semicondutoras ou metálicas (para o estudo de eventos biológicos que se façam por interação física ou química e também para o estudo fundamental dos processos energéticos associados a estes eventos e interface particular, em meio não-aquoso ou mesmo fisiológico, dependendo do interesse de estudo). Desta forma, o grupo mede e modela por funções de transferência, sobretudo funções de transferência eletroquímicas, de massa e ótica, sistemas moleculares tais como proteínas redox (incluindo enzimas), sistemas moleculares redox, proteínas do tipo lectínas e suas interações com células, utilizando-os, muitas vezes, como ferramentas para diagnóstico clínico, i.e. como biosssensores, simplex ou multiplex, etc.. No último exemplo, devido ao desenvolvimento de um sistema simplex e multiplex de funções de imitância do tipo plug and play o grupo (tecnologia patenteada), em cooperação com pesquisadores da Universidade de Oxford (Prof. Dr. Jason Davis), o pesquisador responsável deste projeto recebeu o prêmio Brian Mercer Feasiability da Royal Society em Londres, dezembro de 2012. O grupo também idealizou um método de espectroscopia de capacitância capaz de calcular a condutividade e a capacitância redox associados aos eventos de transferência eletrônica e cinética em sistemas bioquímicos e moleculares. Isso permitiu o desenvolvimento de biossensores que operam com sinais de transdução completamente inéditos e de altíssimo limite de detecção (da ordem de picomolar). Este sinal de transdução possui componentes quânticas que o grupo deseja aprofundar estudo, incluindo a utilização do conceito para o entendimento de sistemas como motores moleculares.

Aliado ao que foi relatado acima, o grupo atualmente conta com especialistas que operam com hamiltoniano híbrido clássico/quântico. A operação da componente clássica é realizada utilizando-se métodos de dinâmica molecular baseada em campos de força enquanto que a parte quântica pela teoria do funcional de densidade (DFT). A ideia central do projeto aqui apresentado é empregar essas ferramentas para estudar de forma mais profunda os mecanismos e processos experimentalmente evidenciados com as ferramentas de funções de transferência e espectroscopia de capacitância anteriormente apresentadas.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Prof. Dr. Paulo Roberto Bueno (Coordenador)": http://lattes.cnpq.br/0477045906733254 | IQ-UNESP |

| "Prof. Dr. Eduardo Maffud":http://lattes.cnpq.br/9424346762460416 | IQ-UNESP |

| "Profa. Dra. Maria del Pilar Sotomayor":http://lattes.cnpq.br/2933194342093387 | IQ-UNESP |

| "Prof. Dr. Gustavo Troiano Feliciano":http://lattes.cnpq.br/1977468204747488 | IQ-UNESP |

| "Prof. Dr. Jason Davis" | University of Oxford |

h3. Modelos computacionais para avaliação de macromoléculas

*Descrição do Projeto*

O desenvolvimento ou aprimoramento de ferramentas computacionais tem possibilitado um melhor entendimento de processos biológicos. Neste projeto, empregamos modelos teóricos simplificados para avaliar o enovelamento de proteínas, mecanismos envolvendo motores moleculares, interação proteína-ligante, proteína-proteína e padrões de hidrólise por meio da avaliação de mudanças conformacionais e variações de carga. 

As abordagens utilizadas empregam uma interface teórico/experimental em colaboração com grupos experimentais internos e externos à Unesp. O foco principal é combinar dinâmica molecular ou simulações de Monte Carlo com informações obtidas experimentalmente, direcionando nossos potenciais e facilitando a caracterização de macromoléculas. 

Dentre as técnicas experimentais estão: eletroforese capilar, dicroísmo circular, espalhamento de raios-X a baixo ângulo, transferência ressonante de energia por fluorescência, ressonância nuclear magnética, além dos tradicionais dados de cristalografia. Essas técnicas podem ser facilmente combinadas com: “docking”, termodinâmica de enovelamento de proteínas obtidos por simulação, caracterização estrutural por modelos flexíveis, dentre outras técnicas computacionais. 

Ainda, essa combinação deve ser suficiente para suportar uma correta calibração de modelos, favorecendo em um passo seguinte a avaliação e seleção de sistemas ou elementos de interesse pré-experimentação. 

As metodologias e programas a serem desenvolvidas devem favorecer todo público acadêmico que tem como o foco o estudo de proteínas, possibilitando investigações mais detalhadas, assim como a confirmação de especulações de cunho científico para a interpretação de resultados.

*Grupo de Pesquisa*

|"Leandro Cristante de Oliveira (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/4163627059926738|UNESP-IBILCE|

| "Sidney Jurado de Carvalho":http://lattes.cnpq.br/8812420351255158|UNESP-IBILCE|

| "Mateus Henrique Platinetti Nanzer":http://lattes.cnpq.br/831160978908396|UNESP-IBILCE|

| "Ernesto Tavares Neto":http://lattes.cnpq.br/4519494243861640|UNESP-IBILCE|

h3. Análise de Métodos de Determinação de Vias Biológicas Alteradas em Dados Toxicogenômicos

*Descrição do Projeto*

Uma das áreas de estudo que se desenvolveu no contexto das ciências ômicas é a toxicogenômica, que combina a toxicologia com as tecnologias das ciências ômicas para obter e analisar informações referentes a efeitos adversos em células ou tecidos de várias espécies de organismos expostos a um determido composto. Existe na  internet uma grande quantidade de dados de diversas naturezas (genômicos, trancriptômicos, proteômicos, metabolômicos, etc…) estudando o contexto toxicogenômico em organismos modelo, o desenvolvimente de metodologias para melhor análise desses dados é de grande interesse acâdemico e privado devido a possibilidade de melhor aproveitamento de dados já gerados. Isso pode resultar em melhor compreenção de diversos aspectos do composto (exposição, toxicidade, variabilidade, mecânismos de ação, dose-resposta), determinação de biomarcadores e por fim, redução de custos no desenvolvimento de novos fármacos. As análises de mecânismos de ação tipicamente envolvem o uso de dados de expressão gênica para determinação de genes diferencialmente expressos (DEGs) seguido da determinação das ontologias mais significantes ligados a esses, processo que recebe o nome de enriquecimento funcional de genes diferencialmente expressos (EFDEGs). Uma limitação desse método é que  não  se considera os genes que não se mostrem diferencialmente expressos, e esses genes podem ter uma contribuição não desprezível para os efeitos observados no sistema biológico. Procurando contornar esse problema, propomos aqui a utilização de dois outros métodos de determinação de vias biológicas alteradas, utilizando como input dados de expressão gênica da base de dados online OPEN TG-GATES para estudar os mecanismos de ação de antineoplásicos e anti-inflamatórios não esteróides (AINES) em estudos in vitro e in vivo no Rattus norvegicus e estudos in vitro no Homo sapiens. O primeiro é chamado de análise de grupos de genes funcionalmente associados (AGFAGs) que envolve o uso de clusters de genes segundo o gene ontology (GO) para determinação da significância estatísca da alteração da atividade e da entropia desses grupos entre caso e controle utilizando uma abordagem estatística de reamostragem com reposição (Bootstraping). O segundo se chama transcriptograma (TCPGM) e envolve a projeção de dados de expressão gênica sobre redes de interação proteína-proteína ordenadas de maneira a agrupar as proteinas com maior número de interações perto umas das outras utilizando um método de Monte Carlo, de maneira a relacionar as ontologias com genes, proteínas e o seu nivel de interação na rede em questão. No final pretende-se realizar uma comparação dessas duas metodologias com o EFDEGS para avaliação de informações adicionais que estas duas metodolgias podem fornecer.

*Grupo de Pesquisa*

| "José Luiz Rybarczyk Filho (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/3740074012748153 | UNESP-Botucatu |

| "Giordano Bruno Sanches Seco":http://lattes.cnpq.br/3089391589358445 | UNESP-Botucatu |

| "André Luiz Molan":http://lattes.cnpq.br/0541531461444734 | UNESP-Botucatu |

| "José Rafael Pilan":http://lattes.cnpq.br/2509334657792583 | UNESP-Botucatu |

h2. Ciência da Computação

h3. Detecção de Eventos por Mineração de Dados Paralelizada em Fluxos de Rede IPFIX

*Descrição do Projeto*

Este projeto apresenta a proposta de desenvolvimento e consolidação de um sistema de detecção e correlação de eventos relacionados à segurança de redes de computadores. O sistema, já prototipado por nossa equipe e em produção, possui como estrutura de base a utilização do protocolo IPFIX (IP Flow Information Export) como exportador de informações sumarizadas de uma rede de computadores. O projeto prevê quatro núcleos principais: 1.) O desenvolvimento de um protocolo baseado no processo de !NetFlow (formalizado pela IETF - Internet Engineering Task Force como sendo o protocolo IPFIX no RFC-5101) e que acrescente melhorias na sumarização das informações prestadas, consumindo menor espaço de armazenamento; 2.) A implementação de um modelo de armazenamento do novo protocolo em um banco de dados distribuído; 3.) A utilização de prospecção de dados, tais como técnicas de mineração de dados associativas, classificatórias, previsivas ou de agrupamento para detecção, correlação, classificação; e 4.) Previsão de eventos de segurança em redes de computadores. A arquitetura do sistema é baseada em clusters que visam paralelizar tarefas tanto para o armazenamento dos dados quanto para sua prospecção, objetivando maximizar o desempenho computacional. Este modelo de sistema mostra-se pioneiro na análise através da mineração de fluxos de dados, empreendendo características importantes aos sistemas de segurança computacional, tais como a escalabilidade no monitoramento de infra-estruturas de redes de alta velocidade, detecção rápida de tentativas de atividades ilícitas (tais como a propagação de worms ou estabelecimento de botnets), detecção ou previsão de ataques de negativa de serviço (!DoS), entre outros considerados as maiores ameaças atuais na Internet. Como subproduto é importante citar que este sistema pode ser usado para fornecer proteção à própria estrutura do !GridUNESP, uma vez que sensores podem ser implantados em elementos estratégicos da grade, de tal forma a coletar e analisar os seus dados de fluxos, permitindo a detecção rápida de eventos e a adoção de contramedidas. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Adriano Mauro Cansian (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4728008Z9 | IBILCE |

| "Adriano César Ribeiro":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4214965Z3 | IBILCE |

| "André Proto":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4231782D1 | IBILCE |

| "Luiz Heitor Waiteman":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4482985T7 | IBILCE |

| "Isabela Liane de Oliveira":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4254467D6 | IBILCE |

| "Jorge Luiz Corrêa":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4137999H6 | IBILCE |

| "Leandro Arabi Alexandre":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4250579A1 | IBILCE |

| "Maira Lambort Batista":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4279800A2 | IBILCE |

h3. Implementação e Otimização de Algoritmos de Alinhamentos Múltiplos de Sequências em Ambientes “Grid”

*Descrição do Projeto*

A solução de problemas genômicos propostos pelos biólogos, tornou-se inviável sem o uso de ferramentas computacionais, o que desenvolveu, de maneira intensa, o campo da Bioinformática, aproximando cientistas da computação e biólogos. Inicialmente, era possível resolver os problemas de Bioinformática através do uso de máquinas sequenciais, pois apenas uma pequena parcela dos problemas genômicos era tratada, conhecida e explorada pelos biológos. A evolução da complexidade desses problemas fez com que o uso de computação sequencial não fosse mais suficiente para resolvê-los, criando um uso massivo da computação paralela na criação das novas ferramentas e algoritmos em Bioinformática. A partir disso, adotou-se a idéia da resolução de grandes problemas, através de sua execução em máquinas paralelas de vários portes. No entanto, isso possui duas vertentes, uma delas compromete a execução caso a máquina paralela não seja suficientemente poderosa para tratar o problema. Por outro lado, quando a máquina é poderosa o suficiente, em geral, está acessível para uma pequena parcela de pesquisadores e o custo para a sua construção é elevado. Assim, o presente projeto propõe a idéia de implementação de algoritmos de alinhamento múltiplo de biossequências em “Grids”, para aumentar significativamente a capacidade de processamento e armazenamento na resolução desses problemas, explorando custo financeiro menor do “Grid”, visto que ele pode ser composto de equipamentos heterogêneos e distribuído por uma rede de comunicação utilizada mundialmente, que é a internet. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "José Márcio Machado (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4781876T1 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

| "Geraldo Francisco Donegá Zafalon":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4138050E6 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

| "Liria Matsumoto Sato":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4787468P8 | Poli - USP |

| "Angelo Passaro":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4789419P8 | IEAv - CTA |

| "Mario Luiz Tronco":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4723039H1 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

h3. Métodos Analíticos e Numéricos em Mecânica Computacional

*Descrição do Projeto*

Mecânica computacional é a disciplina relacionada com o uso de métodos computacionais para estudar fenômenos governados pelos princípios da mecânica.

A mecânica computacional (CM – computational mechanics) é interdisciplinar. Seus três pilares são: matemática, ciência computacional e mecânica. Dinâmica de fluidos computacional, termodinâmica computacional, eletromagnetismo computacional e mecânica dos sólidos computacional são algumas das muitas especializações existentes.

A matemática leva à modelagem de fenômenos físicos dos processos encontrados na mecânica, em termos de equações, geralmente, diferenciais parciais, muitas vezes, não lineares. Na ciência computacional, códigos computacionais são desenvolvidos para resolver as equações diferenciais parciais por alguma técnica computacional: analítica e/ou numérica. Na maioria dos casos, devido às complexidades das equações e das geometrias, técnicas numéricas tais como método de diferenças finitas e métodos de elementos finitos são empregadas para se obter simulações dos processos a serem estudados.

O uso de técnicas numéricas, em geral, permite transformar sistemas de equações diferencias parciais em grandes sistemas algébricos, os quais requerem para rápida solução o uso de recursos computacionais de elevada capacidade de processamento. Isto remete ao uso de processamento paralelo para redução dos tempos computacionais.

Neste projeto, estão envolvidos pesquisadores das áreas de Engenharia Mecânica, Engenharia Civil, Física e Matemática. Os problemas envolvem simulações de processos fluido-térmicos, problemas em mecânica dos sólidos, ciências dos materiais e matemática aplicada. Os problemas não requerem tanta capacidade de armazenamento como na física de altas energias, mas requerem, por exemplo, como no caso de simulações em dinâmica dos fluidos computacional para escoamentos turbulentos, grande capacidade de processamento. Problemas de interação fluido estrutura, que podem existir tanto em engenharia mecânica ou civil, são também casos que requerem alta capacidade de processamento.

Até o presente momento, o grupo tem usado recursos computacionais limitados, obviamente, limitando o tamanho e complexidade dos problemas que poderiam ser analisados. Desta forma, o uso dos recursos computacionais do GridUnesp possibilitará abordar problemas muito maiores do que os que têm sido estudados e obter respostas dentro de tempos inferiores aos atualmente praticados. Isto possibilitará avanços nas pesquisas que vem sendo realizadas as quais estavam limitadas pelos recursos computacionais de que se dispunham. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "João Batista Aparecido (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4787768P0 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Amarildo Tabone Paschoalini":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4709059Y7 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "André Luiz Seixlack":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4788847Y6 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Antonio João Diniz":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4797405Y2 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Aristeu da Silveira Neto":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4781876D5 | Universidade Federal de Uberlândia |

| "Cassio Roberto Macedo Maia":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4789830A8 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Edison Righetto":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4727659U1 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Edson Del Rio Vieira":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4765019Y4 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Emanuel Rocha Woiski":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4787963Y3 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Haroldo de Mayo Bernardes":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4706330H4 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Homero Ghioti da Silva":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4766622A4 | Universidade Federal de Uberlândia |

| "João Antonio Pereira":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4783818Z4 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "João Batista Campos Silva":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4785884Z2 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "José Luiz Gasche":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4798091D8 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Luiz Carlos Facundo Sanches":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4795529Y2 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Luiz Felipe Mendes de Moura":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4780080J3 | Unicamp |

| "Marco Donisete de Campos":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4767274Z9 | Universidade Federal de Mato Grosso |

| "Mônica Pinto Barbosa":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4781113D4 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Odacir Almeida Neves":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4778842U6 | Universidade Federal Rural do Semi-Árido |

| "Ricardo Alan Verdú Ramos":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4701433Y1 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Sérgio Said Mansur":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4787218H2 | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |

| "Vanessa Davanço Pereira":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4757778Y6 | Faculdades de Campinas |

h3. Extração de conhecimento em Big Data com suporte de Grids computacionais

*Descrição do Projeto*

O progressivo aumento do volume de dados em formato digital tem se tornado um desafio tecnológico de grande interesse na área de ciência da computação. Isso porquê, com a contínua disseminação dos computadores pessoais e das redes a nível mundial, a geração de conteúdo encontra proporções maiores e formatos significativamente mais complexos do que normalmente se observa em sistemas de informação. Extrair conhecimento relevante dessas massas de dados complexas e com grande volume é particularmente interessante e envolve a correlação de tecnologias em diferentes áreas, dentre elas: armazenamento, preparação, mineração, visualização e análise de dados. Contudo, metodologias utilizadas para dados convencionais não tem se mostrado adequadas nas diversas etapas envolvidas na extração de conhecimento a partir desses novos conjuntos, aos quais foi atribuído o termo Big Data. Em termos de armazenamento, há a necessidade por escalibilidade e tolerância a falhas para garantir que mesmo frente a falhas de hardware em grande escala os dados sejam preservados. Por outro lado, as técnicas de mineração devem inferir relações complexas entre os dados e medir quantitativamente os valores e qualidade dos dados, a fim de produzir conhecimento em um tempo reduzido. Adicionalmente, os analistas frequentemente necessitam explorar os dados visualmente ou numericamente a fim de obter conhecimento, e inovações tecnológicas são necessárias nesse sentido. Esse projeto propõe o estudo e desenvolvimento de tecnologias nos diversos setores envolvidos na extração de conhecimento, com foco em conjuntos Big Data. Ao explorar as capacidades de

processamento e armazenamento de um ambiente de Grid, espera-se criar mecanismos aprimorados que permitam solucionar os problemas relacionados a esses conjuntos e, em última instância, fornecer sub-produtos significativos aos diversos setores da sociedade que poderiam usufruir dos resultados dessa pesquisa.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Carlos Roberto Valêncio [Coordenador]":http://lattes.cnpq.br/4644812253875832 | UNESP/IBILCE |

| "André Francisco Morielo Caetano":http://lattes.cnpq.br/7499821251648419 | UNESP/IBILCE |

| "William Tenório":http://lattes.cnpq.br/5702941515384796 | UNESP/IBILCE |

| "Victor Hugo Penhalves Martins":http://lattes.cnpq.br/2378199554089608 | UNESP/IBILCE |

| "José Carlos de Freitas":http://lattes.cnpq.br/4981194770655356 | UNESP/IBILCE |

| "Paulo Henrique Paim dos Santos":http://lattes.cnpq.br/0041567300580498 | UNESP/IBILCE |

| "Henrique Gracioli Neves":http://lattes.cnpq.br/9263159721700604 | UNESP/IBILCE |

h2. Ciência dos Materiais

h3. Dinâmica de Vórtices em Supercondutores

*Descrição do Projeto*

O estudo do comportamento dinâmico de redes de vórtices em supercondutores do tipo II tem sido objeto de estudo tanto do ponto de vista teórico como experimental. Quando a rede é colocada em movimento pela aplicação de uma corrente de transporte numa amostra com centros de pinning que podem aprisionar os vórtices, o movimento fica complexo e uma solução analítica do problema não é possível. A corrente máxima que um supercondutor pode suportar antes de termos dissipação, é chamada de densidade de corrente crítica. Um dos objetivos em supercondutores de alta temperatura crítica (HTSC) é aumentar essa corrente crítica, para que o uso em aplicações praticas seja viável. O pinning de vórtices é o mecanismo usualmente utilizado para aumentar a corrente crítica. Tem havido consideráveis esforços para melhorar os mecanismos de pinning em HTSC. Isso pode ser feito criando defeitos estruturais através de diversos tratamentos das amostras, especialmente usando radiações energéticas. Usando litografia é possível criar arranjos periódicos nanoestruturados e bem definidos de centros de pinning, nos quais parâmetros tais como tamanho, profundidade, periodicidade e densidade, podem ser precisamente controlados. O aumento da corrente crítica em HTSC, usando arranjos periódicos tem sido estudada recentemente teórica e experimentalmente. O estudo dos mecanismos de pinning são importantes para a elaboração de supercondutores mais eficientes. Quando J excede o valor crítico Jc os vórtices entram em movimento, dissipam energia e diversos tipos de movimento podem acontecer, dependendo do arranjo particular de pinnings. No presente trabalho, usando a técnica de Dinâmica Molecular, caracterizamos as diversas fases dinâmicas e analizamos a resistência diferencial para vários arranjos periódicos de pinning, incluindo redes quadradas, hexagonais e outras configurações obtidas a partir da remoção simétrica e aleatória de centros de pinning. Os cálculos serão realizados para filmes de supercondutores do tipo II, usando um campo magnético aplicado menor ou igual que o primeiro campo de encendido e para correntes de transporte transversais e longitudinais. Serão caracterizadas as diversas fases para as redes pinnings propostas e usando os resultados da resistência diferencial, poderemos determinar com precissão as correntes de encendido para cada transição dinâmica. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Pablo Venegas (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4783997A5 | Faculdade de Ciências de Bauru |

h3. Estrutura Eletrônica de Materiais

*Descrição do Projeto*

A estrutura eletrônica de materiais é uma área de investigação teórica onde se aplica a Mecânica Quântica para descrever a distribuição espacial e os níveis de energia dos elétrons que compõem o sistema em estudo, que pode variar em tamanho desde a mais simples molécula diatômica até sólidos extensos com mais de 1023 átomos. Os resultados dos cálculos de estrutura eletrônica podem ser aplicados para a previsão e explanação dos mais diversos tipos de dados experimentais de natureza quântica que possam ser colhidos dos materiais. Assim, por exemplo, a absorção e emissão de luz, podem ser previstas pela teoria; ou então, em sistemas extensos, a estrutura eletrônica determina as propriedades de condução elétrica do material: se este é um isolante, semicondutor ou condutor de eletricidade. Deste modo, a área de estrutura eletrônica fornece ferramentas adicionais importantes para a melhor compreensão de materiais existentes ou em desenvolvimento. Dada a sua natureza complexa, a área de estrutura eletrônica é quase totalmente desenvolvida com o uso de computadores e isto de certa forma delimita os sistemas que podem ser estudados e estimula a busca e utilização do método de cálculo mais conveniente. A tecnologia de grid com certeza vai permitir que se estude uma gama bem maior de situações e materiais. Existe uma grande variedade de métodos de cálculo. A maioria deles adota a abordagem de orbitais moleculares ou cristalinos, desde aproximações semi-empíricas muito simples até sofisticados métodos de primeiros princípios (ab initio). Os sistemas de interesse para este projeto são complexos supramoleculares de precursores de materiais óxidos avançados, semicondutores inorgânicos, polímeros condutores, biopolímeros e moléculas de interesse biológico. Através de cálculos no nível de teoria ab initio procuraremos determinar desde a estrutura mais estável para os compostos em estudo, até a simulação de espectros experimentais, que permitam uma comparação com os dados existentes.

*Grupo de Pesquisa*

|"Francisco Carlos Lavarda (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782181J8 | Faculdade de Ciências de Bauru |

| "Augusto Batagin Neto":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4756679U5 | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais |

| "Rodrigo Marques Ferreira":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4488845E6 | Faculdade de Ciências de Bauru |

| "Leonardo De Conti Dias Aguiar":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4258657P9 | Faculdade de Ciências de Bauru |

h3. Estudo dos Processos de Fotodissociação e Reatividade do Polímero Orgânico Conjugado Meh-ppv em Solução sob Radiação Ionizante 

*Descrição do Projeto*

Os polímeros orgânicos conjugados têm sido amplamente utilizados em diversos campos tecnológicos devido às suas características semicondutoras e ópticas. Recentemente foi relatada a possibilidade de sua utilização na área de dosimetria. O polímero orgânico poli [2-metóxi,5-(2’etil-hexiloxi)-p-fenilenovinileno] (MEH-PPV), quando diluído em solventes que contenham halogênios, tem apresentado características bastante promissoras nesta área.

Há evidências de que o polímero é alterado pela substituição de átomos de halogênios, provavelmente advindos da fotodissociação das moléculas do solvente, contudo os mecanismos envolvidos ainda não são bem conhecidos.

A compreensão dos processos de dissociação, tanto das moléculas do solvente, como de fragmentos do polímero, bem como a identificação dos sítios de maior reatividade na cadeia polimérica, são fatores de fundamental importância para o entendimento do mecanismo básico de ação que permite este material ser muito promissor na confecção de dosímetros de radiação.

No presente projeto pretende-se realizar cálculos de estrutura eletrônica visando à elucidação dos processos fotoquímicos observados em soluções do MEH-PPV sob radiação ionizante, bem como promover uma melhor compreensão dos mecanismos de ataque de radicais e de alteração estrutural sofrida pela cadeia polimérica em diferentes solventes.

Este projeto visa o aprofundamento de trabalhos anteriores, procurando analisar se a incorporação de radicais sobre a cadeia polimérica é a responsável principal pela alteração cromática do sistema e como estas reações ocorrem. Para tanto pretende-se analisar os processos de fotodissociação das moléculas de solvente, os caminhos de reação que permitem uma possível incorporação de radicais em fragmentos do polímero, e a localização de sítios de maior reatividade sobre a cadeia.

Os cálculos de estrutura eletrônica serão realizados a partir de métodos bem estabelecidos: semiempíricos, ab initio e/ou híbridos mecânicos-quânticos a partir dos quais serão obtidos os resultados teóricos.

*Grupo de Pesquisa*

| "Carlos Frederico de Oliveira Graeff (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723273P6 | Faculdade de Ciências de Bauru |

| "Erika Soares Bronze-Uhle":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4765789E8 | Faculdade de Ciências de Bauru |

h3. Estudo Numérico de Sistemas de Elétrons Fortemente Correlacionados em Baixa Dimensionalidade

*Descrição do Projeto*

Na pesquisa em física o estudo de modelos eletrônicos e de spins na rede é uma frente ampla e fecunda. Com modelos relativamente simples é possível capturar as principais características de diversos fenômenos, e muitas áreas de pesquisa se beneficiam dessa abordagem. Neste projeto estamos interessados em modelos de elétrons fortemente correlacionados em redes de baixa dimensionalidade. Um exemplo emblemático é o modelo de Hubbard[1], que acredita-se contenha os ingredientes básicos para descrever as propriedades eletrônicas do supercondutores cerâmicos de alta temperatura crítica[2,3]. A característica distintiva dessa categoria de modelos é que as fortes correlações (interações) entre os elétrons tornam tratamentos tipo campo médio (e.g., Hartree-Fock) ou perturbativos ineficazes, exigindo métodos alternativos. Embora vários desses modelos admitam solução analítica, muitos casos de interesse permanecem insolúveis pelos métodos analíticos atualmente disponíveis. Uma alternativa é o uso de computadores. Dentre as várias técnicas computacionais disponíveis queremos destacar aqui a chamada diagonalização numérica. Esse enfoque vem ganhando espaço na literatura devido ao rápido aumento na capacidade de processamento dos computadores e ao surgimento de novas técnicas numéricas assim como o aperfeiçoamento das tradicionais. Nesse tipo de abordagem o espectro de energias e as funções de correlação do modelo são obtidos através da resolução numérica exata da equação de Schrödinger independente do tempo para um sólido contendo tipicamente algumas dezenas de átomos numa rede de baixa dimensionalidade (uma ou duas dimensões espaciais). Como as propriedades físicas de interesse derivam dessas quantidades, uma vez calculadas elas permitem estabelecer o comportamento do modelo, o qual é então analisado no contexto da particular fenomenologia que o motivou. Em seguida, essas informações são expressas na forma de diagramas de fases, permitindo uma visão unificada dos resultados.

Do ponto de vista puramente operacional resolver a equação de Schrödinger significa resolver um problema de auto-valores e auto-vetores para uma matriz (a Hamiltoniana do modelo) cuja dimensão cresce exponencialmente com o número de graus de liberdade (número de átomos na rede) envolvidos. Para que resultados significativos sejam obtidos o número de átomos que precisa ser utilizado torna o problema extremamente difícil de ser resolvido. Isso justifica o uso de técnicas específicas tais como o método de Lanczos[4] e os algoritmos do grupo de renormalização da matriz densidade (DMRG)[5]. Essa técnicas fornecem o espectro de energias as funções de onda do modelo, sendo que essas últimas permitem o cálculo das diversas funções de correlação. 

*Grupo de Pesquisa*

| "André Luiz Malvezzi (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782535T5 | Faculdade de Ciências |

| "Márcio José Martins":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787103H4 | UFSCar |

| "Raimundo Rocha dos Santos":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787959P5 | UFRJ |

| "Thereza Cristina de Lacerda Paiva":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784685P0 | UFRJ |

| "Edson Sardella":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781724Y6 | Faculdade de Ciências |

h3. Síntese de metalofármacos

*Descrição do Projeto*

Os anti-inflamatórios estão entre os medicamentos mais prescritos e utilizados do mundo, contudo, seu uso contínuo pode causar complicações ao trato gastrointestinal. Os metalofármacos, apesar de serem pouco comercializados apresentam um potencial no desenvolvimento de novos medicamentos. Este projeto se propõe a sintetizar e caracterizar os complexos do fármaco anti-inflamatório não esteroide sulindaco com os íons lantanídeos La3+, Ce3+, Pr3+, Nd3+, Gd3+, Tb3+ e Ho3+ no estado sólido empregando a Termogravimetria - Calorimetria Exploratória Diferencial simultânea acoplada ao espectrômetro de FTIR (TG-DSC/FTIR), titulação complexométrica com EDTA e análise elementar, além de utilização de difração de raios X de monocristal e espectroscopia vibracional de refletância na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e cálculos teóricos para determinar o modo de ligação entre fármaco-metal. Os métodos termoanalíticos são utilizados para verificar a estequiometria dos compostos, decomposição térmica, estabilidade térmica, polimorfismo, reações no estado sólido, formulações das drogas, pureza, entre outras propriedades. Serão realizados ensaios de citotoxicidade além de estudo atividade inflamatória dos complexos sintetizados. A atividade antitumoral será avaliada em camundongos suíços portadores de Tumor Sólido de Ehrlich para complexos que apresentem melhoras significativas na atividade anti-inflamatória. 

*Grupo de Pesquisa*

|"Gilbert Bannach (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/9182997345456363 | Faculdade de Ciências de Bauru |

| "Alexandre de Oliveira Legendre":http://lattes.cnpq.br/3123518117881050 | Faculdade de Ciências de Bauru |

| "Renan Barrach Guerra":http://lattes.cnpq.br/8005165949287101 | Faculdade de Ciências de Bauru |

| "Diogo Alves Gálico":http://lattes.cnpq.br/3630079528120398 | Faculdade de Ciências de Bauru |

h2. Engenharia

h3. Análise da estabilidade global de escoamentos incompressíveis e compressíveis

*Descrição do Projeto*

O projeto visa estudar os mecanismos de instabilidade que tem uma papel importante no entendimento do processo laminar para turbulento de um escoamento, seja ele incompressível ou compressível.

O estudo será realizado dentro do escopo da teoria de estabilidade hidrodinâmica. O escoamento será decomposto em escoamento base e perturbação, no qual, as equações de Navier-Stokes são linearizadas.

O escoamento base será obtido através de simulações numéricas diretas (DNS), utilizando um código in house de alta ordem.

O espaço tridimensional será descrito como um domínio não homogêneo bidimensional e estendido periodicamente na terceira direção espacial. A periodicidade dos modos é caracterizada pelo comprimento de onda nesta direção z. Perturbações no plano Oxy são totalmente resolvidas, de forma que os modos são funções tridimensionais do espaço: não homogêneas na direção x e y e periódica na direção z, ou seja, a formulação global do problema de instabilidade permite a existência de uma distribuição arbitrária do escoamento ao longo das direções longitudinal e normal.

Esse processo de linearização das equações de Navier-Stokes e a introdução dos modos normais leva a um sistema de equações diferenciais parciais em termos das variáveis de perturbação e portanto um problema de autovalor.

As matrizes resultantes do problema discretizado serão tratadas como esparsas, característica que pode ser utilizada para aumentar o desempenho computacional. Um método de redução de ordem que utiliza projeções no subespaço de Krylov serão empregados através do algoritmo de Arnoldi. 

O projeto pode gerar um conhecimento profundo em métodos numéricos associados aos algoritmos que se baseiam em “matrix forming”, bem como time-stepping” para soluções de problemas de autovalor. E do ponto de vista físico, a identificação das instabilidades pode proporcionar ideias na concepção teórica de metodologias de controle de escoamentos turbulentos. O estudo é motivado pelas aplicações encontradas nas áreas: aeronáutica, automobilística, marítima, petróleo e meteorologia.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Elmer Mateus Gennaro (Cordenador)":http://lattes.cnpq.br/5153133418311775| UNESP-SJBV|

h3. Dinâmica de sistemas mecânicos e eletromecânicos com características não-lineares de rigidez e amortecimento

*Descrição do Projeto*

O objetivo deste projeto é o estudo do comportamento dinâmico de sistemas mecânicos e eletromecânicos, com foco no modelamento matemático, simulação numérica e também estudos experimentais, além de desenvolvimento de estratégias de controle de vibrações e de metodologias de

projeto destes sistemas com características não-lineares. Os tópicos abrangidos incluem aspectos analíticos, numéricos e experimentais de dinâmica aplicados a Engenharia. Dentre os sistemas estudados estão estruturas flexíveis, cujas características não-lineares geométricas e de material influenciam as regiões de instabilidade estrutural estática e dinâmica, e portanto devem ser consideradas nos métodos de projeto mecânico. Também são considerados aspectos de teoria de máquinas não-ideais, que tem por objetivo principal o estudo de modelos matemáticos de poucos graus de liberdade para o estudo de vibrações não-lineares excitadas por fonte não-ideal de energia. Características não-lineares de amortecimento, incluindo efeitos de saturação, não-suavidade e descontinuidade, são também de extrema relevância na análise da performance dos sistemas dinâmicos, e serão modeladas neste projeto a partir de técnicas experimentais. Também serão estudados sistemas de convecção com foco em escoamentos complexos e regimes de instabilidade e turbulência, e a influência destes regimes em diferentes escalas relacionados a sistemas de coletores solares, trocadores de calor de larga capacidade, dentre outros.

Ferramentas usuais para análise numérica de sistemas dinâmicos não-lineares que apresentam características de multi-estabilidade e comportamento caótico, como a construção de diagramas de bifurcação, a construção e visualização de bacias de atração, e construção de mapas de estabilidade, são

essenciais para uma compreensão aprofundada de fenômenos relevantes. Técnicas de elementos finitos, elementos espectrais, cellular automata e dinâmica molecular também serão utilizadas nas simulações.

Em vista da necessidade de encontrar formas relativamente mais rápidas para análise de sistemas dinâmicos não-lineares, utilizando plenamente a capacidade computacional disponível, serão desenvolvidos neste projeto algoritmos para as ferramentas de simulação e análise utilizando técnicas de

computação paralela, de forma que o tempo de processamento seja aceitável para realização de análise e projeto de sistemas mecânicos.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Marcos Silveira [Cordenador]":http://lattes.cnpq.br/8286209184527011 | FEB - UNESP|

| "José Manoel Balthazar ":http://lattes.cnpq.br/9728054402919622 | FEB - UNESP |

| "Bento Rodrigues de Pontes Jr":http://lattes.cnpq.br/6419481573943493 | FEB - UNESP | 

| "Paulo José Paupitz Gonçalves":http://lattes.cnpq.br/5643635559643312 | FEB - UNESP | 

| "Pankaj Wahi":http://www.iitk.ac.in/me/faculty/pankaj.html | IIT Kanpur | 

| "Vicente Luiz Scalon":http://lattes.cnpq.br/5267639117616583 | FEB - UNESP | 

| "Cesar Renato Foschini":http://lattes.cnpq.br/1922357184842767 | FEB - UNESP |

h3. Estudos numéricos em micro-combustão

*Descrição do Projeto*

A rápida evolução de micro sistemas nos últimos anos gerou uma necessidade de obter uma fonte de energia compacta, capaz de se recarregar instantaneamente, com elevada capacidade energética e de longa duração. No entanto, no presente momento, este tipo de sistemas dependem fortemente de baterias, contudo a sua limitação em termos de densidade energética e do número de ciclos de recarga originou como alternativa o desenvolvimento de micro geradores elétricos, envolvendo micro-combustão. Por essa razão, nesta última década tem havido uma pesquisa dedicada a este tema com o objetivo de compreender melhor a micro-combustão e projetar novos micro sistemas com melhor eficiência. Outro aspecto essencial da micro-combustão é a propulsão de micro satélites e micro veículos aéreos para reconhecimento e vigilância, onde é essencial ter eficientes e compactos geradores de energia para propulsão e geração de energia elétrica. Recentemente com os avanços no desenvolvimento da fabricação de sistemas micro eletromecânicos (MEMS), foram realizados progressos para combinar a microeletrônica com a micromecânica em um único chip, permitindo assim uma elevada aplicabilidade destes sistemas em diversas áreas, no entanto, estes dependem de uma energia externa. Nesse contexto surgiu a necessidade de juntar também um micro gerador de energia, eliminando a dependência de energia externa como por exemplo a utilização baterias. Este projeto de pesquisa propõe o estudo numérico em OpenFoam (Open Field Operation and Manipulation) de micro-combustão, no qual se pretendem analisar os modelos matemáticos e desenvolvimento de novos modelos, assim como estudar aspectos geométricos e condições de operação de forma a otimizar o rendimento energético com baixos valores de NOx, com reações homogêneas e heterogêneas. O estudo consiste em analisar detalhadamente e com precisão os problemas tipicamente envolvidos na micro-combustão com ênfase no NOx, como por exemplo a curvatura da chama, congelamento da chama devido à perda de calor pelas paredes da câmara de combustão, originando a extinção da chama, Daou et al. (2001, 2002) e Ju et al. (2006). Pretende-se no final do projeto compreender melhor a física da micro-combustão, como por exemplo, a iteração da chama com a parede onde ocorre um novo regime de chama designado regime da chama fraca, que origina uma grande perda de calor a partir desta, Ju et al. (2002, 2005), Maruta et al. (2005, 2009) e Leach et al. (2005).

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Pedro Miguel Rebelo Resende":http://lattes.cnpq.br/9368404054159709| UNESP - ICTS|

|"Carlos Manuel Coutinho Tavares de Pinho"| FEUP - Portugal|

|"Alexandre Miguel Prior Afonso"| FEUP - Portugal|

|"Alberto Cuoci"| Politecnico di Milano - Itália|

h3. Estudo e desenvolvimento de sensores de gás com base em óxidos de estanho: uma abordagem computacional utilizando métodos de primeiros princípios

*Descrição do Projeto*

Sensores de gás são dispositivos de grande importância em diversas aplicações como na prevenção de explosões por gases, aplicações médicas, monitoramento de gases de efeito estufa, etc. Óxidos semicondutores são amplamente utilizados na fabricação desses dispositivos e, com o advento da nanotecnologia, dispositivos semicondutores nanométricos têm atraído a atenção de pesquisadores dadas suas propriedades de detecção melhoradas se comparados à dispositivos em maior escala. Nesse

contexto, óxidos de estanho semicondutores apresentam grande aplicabilidade, sendo o SnO 2 um dos materiais mais utilizados em sensores de gás. Recentemente, óxidos intermediários do sistema Sn-O têm demonstrado propriedades sensoras de interesse, como o SnO e Sn 3 O 4 . Entretanto, apesar dos relativos avanços atingidos, muitas de suas propriedades sensoras e/ou estruturais, ainda não são bem compreendidas. Portanto, propomos aqui uma abordagem teórica empregando métodos de primeiros

princípios baseados na teoria do funcional da densidade para investigar, em nível atômico, sistemas de óxidos de estanho em relação às suas propriedades energéticas, estruturais e eletrônicas. Pretendemos ainda avaliar, teoricamente, a estabilidade estrutural e termodinâmica de superfícies desses óxidos, bem como sua interação com moléculas de interesse, como NO 2 , H 2 , CH 4 , O 2 , buscando um profundo entendimento de suas propriedades sensoras. Além disso, sabendo-se da influência de dopantes, em muitos metais de transição, podemos avaliar seu papel sobre a propriedades de superfícies sob a forma de adátomos ou pequenos clusters, bem como sobre as propriedades de adsorção de gases analito. Por fim, destacamos a interação direta com pesquisas experimentais no grupo, dando possibilidades de comparar ou corroborar nossos resultados teóricos, elevando em muito a qualidade do trabalho executado por ambas as partes. Assim, esperamos não apenas contribuir para os avanços na literatura atual, mas também nortear possíveis desenvolvimentos de novos dispositivos sensores de gás de alto desempenho.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Marcelo Ornaghi Orlandi":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4700415U6 | UNESP - Araraquara |

|"Rafael Luiz Heleno Freire":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4204573J8 | UNESP - Araraquara |

----

h3. Dinâmica de pequenos corpos visando projeto de missões espaciais a asteroides

*Descrição do Projeto*

Este projeto trata do estudo da dinâmica de pequenos corpos no Sistema Solar visando aplicações em projetos de missões a asteroides. Em particular, estamos interessados na obtenção de soluções invariantes em sistemas de equações diferenciais associadas regiões de estabilidade efetiva, determinadas pela disposição de variedades invariantes hiperbólicas. Em geral, regiões de estabilidade possuem fronteiras abruptas e bem definidas que atuam como barreiras entre soluções que permanecem confinadas no espaço de fase por tempos longos e soluções não-confinadas.

Através de uma abordagem analítico-numérica e usando ferramentas de Sistemas Dinâmicos, inicialmente, objetiva-se explorar o papel das variedades invariantes do Problema Restrito de Três Corpos para calcular trajetórias preliminares para missões a asteroides. Especificamente, objetiva-se investigar a aplicabilidade de estruturas invariantes associadas às regiões de estabilidade efetiva em torno dos pontos de equilíbrio triangulares visando missões de aproximação, captura e transporte de asteroides.

A seguir, estamos interessados em transpor soluções preliminares para modelos mais realistas que levam em conta a interação gravitacional e as perturbações associadas à dinâmica de muitos corpos, exigindo a implementação de métodos de tiro múltiplo e da resolução numérica simultânea de diversas subpartes do problema principal. Assim, neste projeto, realizaremos a transposição de e adaptação de códigos para tratamento de dados de forma paralelizada (MPI) para atender a necessidade de computação extensiva.

O projeto em questão consiste em um projeto multidisciplinar e está vinculado às atividades de pesquisa do Grupo de Estudos em Sistemas Dinâmicos e Astrodinâmica da UNESP, Câmpus de São João da Boa vista. As atividades relacionadas visam fomentar uma nova área de pesquisa na instituição, ampliando as possibilidades de agregar novos estudantes e pesquisadores.

Espera-se desenvolver um conceito de missão para asteroides utilizando estruturas invariantes de PRTC, produzir trajetórias preliminares de captura e transporte para missões a asteroides no PRTC e trajetórias refinadas em modelos de muitos corpos.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Priscilla Andressa de Sousa Silva [coordenadora]":http://lattes.cnpq.br/7395002811830818 | UNESP - SJBV |

|"Luiz Alberto de Paula":http://lattes.cnpq.br/6074741107730212 | USP - IAG |

|"Frank Gustavson Filho":http://lattes.cnpq.br/9220022772739129 | UNESP - SJBV |

|"Henrique Figueiredo Cherulli":http://lattes.cnpq.br/5192766068453893 | UNESP - SJBV |

h2. Física

h3. Adsorção de Proteínas em Superfícies Carregadas Confinantes

*Descrição do Projeto*

A adsorção de proteínas em superfícies carregadas confinantes tem atraído grande interesse devido a sua grande aplicabilidade nas áreas biotecnológicas/biomédicas e importância para o entendimento de aspectos fundamentais do comportamento de sistemas de interesse da física biológica. O confinamento traz uma proteção contra condições desnaturantes e degradação biológica, promovendo maior estabilidade química e térmica às macromoléculas e aumentando, assim, sua atividade. A despeito disso, as interações dominantes que estabilizam a adsorção e as condições em que a proteína é adsorvida e mantém suas características e função biológica, ainda não são totalmente compreendidas. Em particular, os efeitos do potencial elétrico gerado pela superfície no grau de protonação dos resíduos (regulação de carga) e sua contribuição para a adsorção não são normalmente considerados na interpretação de resultados experimentais. Um dos fatores limitantes para a inclusão dos mecanismos de regulação de carga na interpretação de resultados experimentais é o desconhecimento da distribuição de carga da proteína e de sua correlação com a orientação em relação a superfície. Portanto, o desenvolvimento de modelos teóricos que possam fornecer estas informações de maneira suficientemente precisa se torna fundamental para o completo entendimento da interação de proteínas com superfícies carregadas confinantes, uma vez que a curvatura da superfície pode acomodar a macromolécula em seu interior de forma que o efeito de regulação de carga seja mais efetivo do que para superfícies planas ou convexas. Propõe-se então neste projeto o estudo por simulação computacional do comportamento de proteínas confinadas em superfícies carregadas de diferentes geometrias. Adotando um modelo simplificado com potenciais intramoleculares baseados na estrutura nativa e interações eletrostáticas consideradas de acordo com a teoria de Debye-Huckel, pretende-se fornecer um panorama geral de como as diferentes contribuições da interação eletrostática (carga-carga, carga-dipolo e regulação de carga) afetam a adsorção e a manutenção da estrutura nativa.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Sidney Jurado de Carvalho (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/8812420351255158 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

| "Daniel Lucas Zago Caetano":http://lattes.cnpq.br/3650468776746964 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

| "Alexandre Nogueira da Silva":http://lattes.cnpq.br/8932395586122984 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

| "Luan Celso Marques":http://lattes.cnpq.br/8169679339206100 | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |

h3. Caos, aceleração de Fermi e Transições de fase em sistemas dinâmicos

*Descrição do Projeto*

O projeto atualmente visa estudar transições de fase em sistemas dinâmicos, particularmente considerando a transição de crescimento limitado para ilimitado de energia. Os modelos considerados são chamados bilhares dependentes do tempo. Consistem em um ensemble de partículas clássicas não interagentes que movem-se livremente ao interior de um domínio fechado. As fronteiras desse domínio movem-se no tempo. Assim, dependendo da fase do movimento da fronteira e da velocidade da partícula, esta pode perder ou ganhar energia. Um dos focos é caracterizar as condições que levem ao crescimento ilimitado de energia. Uma vez produzido tal fenômeno, o grupo tem concentrado em obter condições que suprimam tal fenômeno, como choques inelásticos e dissipação de uma forma geral. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Edson Denis Leonel (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4794522D5 | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |

| "Mário Roberto da Silva":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4790517P3 | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |

| "Jafferson Kamphorst Leal da Silva":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787533Y6 | Universidade Federal de Minas Gerais |

| "Denis Gouvêa Ladeira":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4762333H3 | Universidade Federal de São João del Rey |

| "Juliano Antônio de Oliveira":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4734503D6 | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |

| "Alexander Loskutov":http://chaos.phys.msu.ru/loskutov/loskutov.htm | Moscow State University |

| Stanislav Soskin | Ukrainian Academy of Science |

| "Leonid Bunimovich":http://people.math.gatech.edu/~bunimovh/ | Georgia Institute of Tecnhology |

| "Raimundo Nogueira Costa Filho":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4795149Y1 | Universidade Federal do Ceará e University of Western Ontario |

h3. Física Experimental de Altas Energias 

*Descrição do Projeto*

A Física de Altas Energias tem por objetivo investigar a natureza dos constituintes elementares da matéria e as interações fundamentais. Os aceleradores de partículas têm desempenhado um papel fundamental nestas investigações, sendo o Tevatron do Fermilab e o Large Hadron Collider do CERN os mais potentes já construídos.

Reconhecendo a importância da participação de pesquisadores do Estado de São Paulo nos experimentos que são realizados nestes aceleradores, foi criado em 2003, com o apoio da FAPESP, o Centro Regional de Análise de São Paulo (São Paulo Regional Analysis Center – SPRACE), o qual congrega os pesquisadores de instituições paulistas atuando nas colaborações DZero do Fermilab e Compact Muon Solenoid (CMS) do CERN.

Para dar suporte aos pesquisadores e contribuir para o processamento, armazenamento e análise dos dados produzidos nesses experimentos, foi implantado um centro de computação que conta atualmente com mais de um Teraflop de poder de processamento. O SPRACE iniciou suas operações de processamento de dados para o DZero em março de 2004, associado ao Distributed Organization for Scientific Analysis and Research (DOSAR). Integrou-se em seguida ao SAMGrid, o sistema de processamento distribuído do experimento DZero e, em 2005, tornou-se parte do Open Science Grid (OSG), consórcio americano de universidades, laboratórios nacionais e centros de computação, formando com estes um grande grid computacional de mútiplos propósitos. Através da infra-estrutura de middleware do OSG, o SPRACE vem participando ativamente das atividades de processamento de dados do experimento DZero e atuando como uma Tier-2 da estrutura computacional hierárquica do experimento CMS, em preparação para a entrada em operação do LHC em 2008.

Os membros do SPRACE participam da análise física dos dados produzidos pelo DZero associados ao grupo de “Novos Fenômenos” da colaboração, o qual procura por sinais de Física Além do Modelo Padrão. Em particular, estamos investigando a possibilidade de existência de novas dimensões espaciais através do estudo da produção de três léptons isolados. Estamos também nos preparando para a análise de dados do CMS, onde iniciamos investigação neste mesmo tema.

O ensino e a divulgação científica tem sido uma preocupação constante do SPRACE. Vimos elaborando um conjunto de cursos de formação na área e disponibilizando o material didático na web, permitindo o acompanhamento dos cursos à distância. O projeto “Estrutura Elementar da Matéria: Um Cartaz em Cada Escola” permitiu que se levasse a todas as escolas do segundo grau do País informação sobre os constituintes da matéria e suas interações, provendo também um Fórum de Discussão onde estudantes e professores de todo o país possam trocar conhecimentos.

O SPRACE tem interagido e gerado competência nas áreas com as quais se relaciona. Temos desempenhado um importante papel na formação de recursos humanos não apenas em Física de Altas Energias, mas também em redes ópticas de alta velocidade, processamento de alto desempenho e, acima de tudo, na arquitetura Grid de computação distribuída. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Sérgio Ferraz Novaes (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787854T0 | Instituto de Física Teórica |

| "Sandra dos Santos Padula":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787854Y1 | Instituto de Física Teórica |

| "Eduardo de Moraes Gregores":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4795744U5 | UFABC |

| "Pedro Galli Mercadante":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728356H2 | UFABC |

| "Marco André Ferreira Dias":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760520E5 | UFRN |

| "Franciole da Cunha Marinho":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4764788T2 | Instituto de Física Teórica |

| "Thiago Rafael Fernandez Perez Tomei":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4713328U4 | Instituto de Física Teórica |

| "Angelo de Souza Santos":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4206705P8 | Instituto de Física Teórica |

| "Flavia de Almeida Dias":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4266414Y2 | Instituto de Física Teórica |

| "César Augusto Bernardes":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4429185A6 | UFABC |

| Tiago dos Anjos Costa | UFABC |

| "Caio Laganá Fernandes":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4214244H6 | USP |

| "Matheus Ichimaru Bedendo":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4200727Z7 | USP |

h3. Aprendizado de Máquina para Física de Altas Energias 

*Descrição do Projeto*

A área de "aprendizado de máquina" (machine learning - ML) é a ciência de fazer com que um computador execute uma tarefa sem ser explicitamente programado para aquela tarefa. A área de machine learning é extremamente ubíqua - algoritmos de machine learning são utilizados em diversas áreas da indústria, como avaliação de crédito, alocação de investimentos, logística de serviços de entrega e, mais recentemente, veículos autônomos. Os grandes players da área de tecnologia - Google, Microsoft, Amazon - tem investido de maneira pesada na pesquisa e desenvolvimento de machine learning, em geral fornecendo ferramentas que são integradas às suas plataformas de cloud computing. Existem também diversas ferramentas de software livre, como o scikit-learn, Caffe, Torch e Keras, para citar apenas alguns exemplos. A área de física de altas energias tem em seu núcleo a aquisição, filtragem e análise de grandes quantidades de dados, especialmente na era do Large Hadron Collider (LHC). Este projeto busca estudar possibilidades de aplicação de algoritmos de machine learning em problemas reais de física do LHC, como a medida de propriedades (massa, spin, acoplamentos) de partículas conhecidas e a busca por física além do modelo padrão. Esses problemas são naturalmente mapeados nas duas categorias que são passíveis de tratamento através de algoritmos de machine learning - algoritmos de regressão e de classificação.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Thiago Rafael Fernandez Perez Tomei (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/8046594106198115 | UNESP |

| "Alexandre Alves":http://lattes.cnpq.br/7323339163869801 | UNIFESP |

| "Marco Dias":http://lattes.cnpq.br/3302189026105008 | UNIFESP |

| "André Cascadan":http://lattes.cnpq.br/0912436255424319 | UNESP |

| "Artur Baruchi":http://lattes.cnpq.br/7787281609049046 | UNESP |

| "Cesar Bernardes":http://lattes.cnpq.br/9477207319230154 | UNESP |

| "Jose Ruiz":http://lattes.cnpq.br/7100544369710494 | UNESP |

| "Raphael Cobe":http://lattes.cnpq.br/7033663121518051 | UNESP |

| "Rogério Iope":http://lattes.cnpq.br/3483174559424089 | UNESP |

| "Vitor Finotti":http://lattes.cnpq.br/4432569144268392 | UNESP |

| "Guilherme Amadio":http://lattes.cnpq.br/0560623067416521 | CERN |

h3. Integrais sem massa do tipo propagador a 5 loops

*Descrição do Projeto*

Integrais sem massa do tipo propagador aparecem em diversos cálculos perturbativos em todas as teorias quânticas de campo. Os desenvolvimentos recentes tanto na parte teórica como na experimental levaram a que se puxe a complexidade dos processos físicos que se estudam. Uma das teorias que tem levado ao desenvolvimento mais acelerado é N=4 SYM. Muito recentemente, foi descoberto que tanto as funções de correlação de 2,3 e 4 pontos podem ser descritas por modelos integraveis. Actualmente, o recorde mundial de cálculos perturbativos está em 4 loops no que respeita a integrais do tipo propagador sem massa. Este tipo de integrais entraram no cálculo do OPE coefficient de dois operadores protegidos e o operador Konishi na teoria N=4 SYM. Eu fiz esse cálculo em Julho deste ano e pude confirmá-lo com um cálculo alternativo que usa integrabilidade. Há interesse, do ponto de vista do cálculo usando metodos de integrabilidade que se chegue à aproximação seguinte, i.e., 5 loops. O projecto que estou a liderar tem precisamente esse objectivo. Nele, iremos calcular todos os integrais que aparecem no OPE coefficient a 5 loops dos operadores mencionados acima. No processo, iremos calcular a maior parte dos integrais mestre que existem a 5 loops. Isto permite não só obter o que pretendemos calcular mas também fornece os dados para necessários para calcular qualquer integral desta familia a 5 loops.

Os resultados obtido vão depois ser comparados com o que vem do cálculo de integrabilidade.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| Vasco David Fonseca Gonçalves | ICTP-SAIFR |

h3. Modos Vibracionais de Moléculas Orgânicas

*Descrição do Projeto*

Nos últimos anos filmes finos nanoestruturados a base de moléculas orgânicas têm sido intensivamente estudados visando aplicações tecnológicas como complemento ou alternativa às moléculas inorgânicas. Além disso, resultados promissores têm sido obtidos quando estas moléculas são aplicadas na forma de filmes finos em sensores, células solares, diodos orgânicos emissões de luz, etc. Para que se obtenham êxitos nestas aplicações tecnológicas, é imprescindível o controle das propriedades estruturais dos filmes fabricados, garantindo principalmente a integridade química da molécula precursora durante o processo de fabricação. Também imprescindível é a determinação das organizações estruturais destas moléculas após a fabricação dos filmes, pois, por exemplo, podem induzir diferenças nos processos de condução por portadores de carga dependendo da localização dos contatos elétricos (eletrodos). Para garantir a integridade química das moléculas e determinar a sua organização molecular, as técnicas de espectroscopia absorção UV-Vis, de espectroscopia de espalhamento Raman e de espectroscopia infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) são intensivamente usadas por suas potencialidades na análise das propriedades óticas e estruturais dos filmes fabricados. A determinação dos modos vibracionais destas é de essencial importância para uma análise precisa dos espectros Raman e FTIR coletados para essas moléculas.

Esta proposta tem por objetivo a determinação dos modos vibracionais através de espectros teóricos das moléculas orgânicas estudadas pelo nosso grupo de pesquisa usando o programa Gaussian disponível GridUNESP. Há alguns anos o grupo vem trabalhando na fabricação e caracterização de filmes finos de moléculas orgânicas como os derivados do perileno, metaloftalocianinas, ligninas e mais recentemente xantênicos e fosfolipídios biológicos. Além do domínio das técnicas de fabricação de filmes finos Langmuir-Blodgett, Layer-by-Layer e evaporação térmica a vácuo, o uso do espectrógrafo Raman, FTIR e espectrofotômetro UV-Vis fazem parte da rotina do nosso grupo. Também compõem os trabalhos desenvolvidos pelo grupo a determinação das organizações moleculares assumidas nos filmes finos de materiais puros e as análises das interações moleculares em filmes compostos por mais de um material e suas organizações. Como estas moléculas podem possuir de algumas dezenas até uma centena de átomos, o custo computacional para a determinação dos espectros teóricos por microcomputadores convencionais é muito alto. Portanto, este projeto visa contemplar o uso do programa Gaussian disponível no GridUNESP para agilização dos cálculos teóricos de tais moléculas orgânicas. O intenso uso das técnicas FTIR, espalhamento Raman e absorção UV-Vis pelos participantes deste projeto podem ser verificados pelas publicações em periódicos específicos da área na base de dados da web of science em www.webosscience.com ou no currículo Lattes destes.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Carlos José Leopoldo Constantino (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728205P8&mostrarNroCitacoesISI=true&mostrarNroCitacoesScopus=true&mostrarNroCitacoesScielo=true | Faculdade De Ciências e Tecnologia - UNESP |

| "Diogo Volpati":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4757208H4&mostrarNroCitacoesISI=true&mostrarNroCitacoesScopus=true&mostrarNroCitacoesScielo=true | DFQB/FCT/UNESP |

| "Priscila Aléssio":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4758101J2&mostrarNroCitacoesISI=true&mostrarNroCitacoesScopus=true&mostrarNroCitacoesScielo=true | DFQB/FCT/UNESP |

| "Pedro Henrique Benites Aoki":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4237473U6&mostrarNroCitacoesISI=true&mostrarNroCitacoesScopus=true&mostrarNroCitacoesScielo=true | DFQB/FCT/UNESP |

h3. QCD e matéria densa em colisões a altas energias

*Descrição do Projeto*

Quarks e glúons, os blocos básicos da matéria hadrônica descrito por cromodinâmica quântica (QCD) não são observados isoladamente, como conseqüência da propriedade confinamento QCD. No entanto, a densidades muito mais elevadas do que a densidade núcleos normais tornam-se fracamente ligados, como uma consequência da liberdade assintótica. Colisões de Íons pesados de alta energia ​​(IH) são considerados o ambiente ideal para a produção de tais sistemas com grandes quantidades de energia concentrada num pequeno volume. Várias sondas da QGP têm sido sugeridos, antes do início das experiências conduzidas no Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), em BNL, onde foi descoberto que o sistema quente e denso produzido em colisões de alta energia HI consiste fortemente em interação em matéria partonic, evoluindo como um fluido quase perfeito. Uma das sondas da presente sistema elusivo são correlações de partículas idênticas, historicamente conhecidos como Hanbury-Brown e efeito Twiss (HBT). Atualmente ele também é chamado femtoscopy, uma vez que ele investiga a dimensão das fontes de emissão produzidas em colisões HI em escalas femtoscopic. Ela tem sido extensivamente estudada no RHIC / BNL, na última década. No LHC, este efeito foi medido tanto por Alice e pela colaboração CMS. No CMS, foi medido em colisões pp e está sendo estendido para colisões PbPb. Outras correlações também estão sendo investigados, como o de longo alcance ("ridge-like") dihadron correlação em pseudorapidity entre pares de partículas com ângulos azimutais similares. No CMS foram descobertos a existir também em colisões de alta multiplicidade pp. Medições Femtoscopic com tais eventos irão ajudar a clarificar esta observação intrigante, no qual aparece o proton a comportar-se como um pequeno núcleo. Outras correlações sob investigação são as correlações hadrônicas espremido, teoricamente demonstrado existir pares entre partícula-antipartícula, quando suas massas são modificados no meio quente e denso formado colisões de íons pesados em altíssima energia. Cálculos hidrodinâmicos, tais como as exercidas pelo SPheRIO, código desenvolvido por uma colaboração brasileira, será usado para quantificar melhor tais estimativas e para orientar as buscas experimentais para a hadrônica espreme estados.

Em todas as partes da pesquisa planeja esboçado acima, a infra-estrutura GridUNESP terá um papel importante, permitindo a computação rápida, tanto na análise experimental e em cálculos fenomenológicas. Articular teoria e experimento, também está sob investigação a incorporação da SPheRIO código no sistema de simulação da física de íons pesados ​​CMS. Refere-se a substituir as parametrizações hidrodinâmica no código HydJet, atualmente utilizados em CMS, por cálculos reais hidrodinâmicos realizados por SPheRIO. Além dos desafios técnicos representados por tal fusão, há o tempo computacional envolvido na realização de um cálculo real em uma base caso-a-evento, para o qual a infra-estrutura disponível computacional de GridUNESP será especialmente útil.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Sandra dos Santos Padula (Cordenadora)":http://lattes.cnpq.br/0974011233679396| UNESP-IFT|

|"Gastão Krein":http://lattes.cnpq.br/5704289678296630|UNESP - IFT |

|"Yogiro Hama":http://lattes.cnpq.br/0326321170602739 | Univ. de São Paulo - Instituto de Física | 

|"Takeshi Kodama":http://lattes.cnpq.br/7611559630126226 | Univ. Federal do Rio de Janeiro | 

|"Otávio Socolowski Jr.":http://lattes.cnpq.br/2428229110915776 | Univ. Federal de Rio Grande | 

|"Wei-Liang Qiang":http://lattes.cnpq.br/1529471046094426 | Univ. Federal de Outro Preto |

h3. Simulação Computacional de Átomos e Moléculas sobre Superfícies Metálicas

*Descrição do Projeto*

Tem sido muito intensa, nas últimas décadas, a busca por materiais que tenham características interessantes do ponto de vista tecnológico, especialmente características que facilitem a criação de dispositivos eletrônicos de tamanho reduzido, na escala nanométrica. Este interesse estimulou a realização de uma quantidade enorme de trabalhos experimentais e teóricos a respeito de nanoestruturas. Avanços nas técnicas experimentais de microscopia (high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), scanning tunneling microscopy (STM), e atomic force microscopy (AFM)) revelaram novos fenômenos em nanoescala.

A proposta é realizar um estudo da interação entre átomos e moléculas e destes sistemas com superfícies metálicas. O estudo desta interação da superfície metálica com moléculas grandes é bastante complexo, em parte devido ao grande número de configurações possíveis para a geometria das moléculas consideradas. Contudo, importantes avanços nessa área foram conseguidos recentemente inclusive com a descoberta de novos e inesperados fenômenos, como a reconstrução com chiralidade específica de superfícies metálicas induzidas por moléculas orgânicas, o efeito chave-fechadura não biológico ou a formação de padrões complexos sobre as superfícies com bases de DNA.

Também serão estudadas as propriedades eletrônicas e estruturais destes sistemas. Como método de abordagem, será utilizada a Teoria do Funcional Densidade e métodos de Dinâmica Molecular. A influência do exchange e das correlações eletrônicas sobre estes processos será avaliada. Simulações com potenciais reativos como o REAXFF serão úteis para entender a dinâmica dos processos de formação de padrões e de auto-organização sobre as superfícies. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Ricardo Paupitz Barbosa dos Santos (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4795507Z4 | Dep. de Física/IGCE/UNESP |

| "Douglas Soares Galvão":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4787968Y2 | IFGW/UNICAMP |

| "Pedro A. S. Autreto":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4756117U6 | IFGW/UNICAMP |

| Gustavo Brunetto | |

h3. Simulações de Materiais Avançados 

*Descrição do Projeto*

A descoberta de novos materiais e novas rotas de síntese constitui um processo laborioso. Recentemente, uma nova ferramenta veio somar-se aos recursos disponíveis para o design de materiais: a simulação computacional. Este novo tipo de "experimentação", provê informações que podem auxiliar na interpretação de experimentos reais, além de permitir estudar o comportamento da matéria em condições difíceis de realizar experimentalmente, explorar possíveis rotas de síntese de compostos conhecidos ou de novos materiais, bem como estimar suas propriedades físicas. De fato, a sinergia entre experimentos reais e computacionais é um ingrediente fundamental no desenvolvimento da Ciência dos Materiais.

O projeto de pesquisa proposto se caracteriza pelo estudo computacional de materiais avançados, em distintas frentes de atuação. O primeiro tema de pesquisa desse projeto consiste no utilização de cálculos de primeiros princípios para a obtenção das propriedas físicas das fases α e g-ZrW2O8. O Tungstato de Zircônia (ZrW2O8) é um composto que exibe uma expansão térmica negativa (ETN), isotrópica, em um amplo intervalo de temperatura (0,3 a 1050K). Essa propriedade confere a este composto grande interesse quando se pensa em potenciais aplicações tecnológicas envolvendo ETN.

Como mostramos em trabalhos anteriores, o tungstato de zircônio exibe amorfização induzida por altas pressões. De acordo com o mecanismo proposto por nós, ambos os fenômenos (expansão térmica negativa e amorfização induzida por altas pressões) têm origem nos modos de unidades rígidas de baixa energia exibidos pelo tungstato de zircônio. No entanto, detalhes do mecanismo responsável pela ETN deste composto ainda são motivo de controvérsia na literatura. O mesmo se pode dizer a respeito do mecanismo responsável pela amorfização induzida por altas pressões. O experimento decisivo consiste em calcular o espectro de dispersão de fônons da fase g-ZrW2O8 e sua dependência com a pressão, de modo a verificar se todo um ramo do espectro de fônons amacia simultaneamente, em pressões compatíveis com aquela em que se observa experimentalmente a amorfização induzida por altas pressões. Este experimento computacional constitui um dos objetivos fundamentais deste projeto.

O segundo tema de pesquisa consiste no estudo computacional sobre influência de altas pressões sobre a estrutura e propriedades de compostos termoelétricos com estrutura de escuterudita. Neste estudo, pretende-se evidenciar o papel desempenhado pela espécie hóspede sobre a equação de estado e as eventuais transições de fase da estrutura hospedeira, tendo em vista que a pressão tende a favorecer estruturas com menor volume molar. Já temos evidências da formação de novas fases em compostos termoelétricos com estrutura de escuterudita, submetidos a altas pressões. Assim, um dos objetivos deste projeto é estudar computacionalmente as propriedades destas novas fases produzidas em alta pressão. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Ney Lemke (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4784399U9 | UNESP |

| "Cláudio Antônio Perottoni":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4799351J6 | UCS |

| "André Luis Martinotto":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?metodo=apresentar&id=K4778129H2 | UCS |

h3. Simulações Numéricas em Cromodinâmica Quântica

*Descrição do Projeto*

São quatro as interações fundamentais presentemente conhecidas: gravitacional, eletromagnética, forte e fraca. Enquanto as duas primeiras se manifestam de maneira tangível em nossas vidas, as duas últimas são de natureza mais sutil e atuam no mundo sub-atômico. O presente projeto se refere à força forte. Historicamente, as partículas sensíveis a essa força foram denominadas de hadrons, sendo o próton, o nêutron e o meson pi os mais conhecidos exemplos de hadrons. Essa força é responsável pela existência de quase que a totalidade da massa visível do universo, sendo em particular responsável pela existência do núcleo dos átomos. A teoria que descreve a força forte é a cromodinâmica quântica (QCD), nome derivado da eletrodinâmica quântica, a qual descreve as interações entre as cargas elétricas através de fótons. Na QCD, as cargas são denominadas “cores” e as partículas fundamentais que possuem essas cargas são os quarks, que interagem através de gluons, que também possuem carga de cor. Uma das mais fantásticas propriedades da QCD, pouco entendida no momento, é o confinamento da cor, que significa que um quark ou um gluon não são observados isoladamente – tecnicamente, diz-se que somente estados de cor zero (singletos) são observados. Os estados observados são os hadrons, eles são estados ligados de quarks e gluons.

A QCD sendo a teoria das interações fortes, ela deve descrever a partir de seus graus de liberdade fundamentais, os quarks e gluons, uma grande variedade de propriedades e fenômenos hadrônicos, como a massas e os tamanhos dos hadrons, as interações hadrônicas, a formação dos núcleos atômicos, a matéria formada em colisões de íons pesados a altas energias (plasma de quarks e gluons) e a matéria encontrada no interior de objetos estelares superdensos (estrelas de nêutrons). Todos esses problemas têm em comum o fato que a força entre as partículas não pode ser tratada pelos tradicionais métodos da teoria de perturbação baseados numa expansão em série de potências na constante de acoplamento. No momento, os únicos métodos de primeiros princípios para tratar esses problemas são os baseados em simulações numéricas de grande escala, realizadas em supercomputadores – o nome dado a esse campo é “QCD na rede”. A QCD na rede consiste em simular numericamente as equações da QCD numa rede discreta do espaço-tempo, através do emprego de métodos Monte Carlo e de equações de Langevin.

Apesar do campo ter origem há mais de 30 anos, no Brasil ele é relativamente recente. Historicamente, uma das principais dificuldades para implementar projetos de QCD na rede no Brasil tem sido a ausência de recursos computacionais adequados, devido aos seus altos custos no passado. Presentemente, recursos computacionais adequados começam a ser disponibilizados através de projetos como a GridUNESP. Desde sua criação, a QCD na rede tem produzido várias revoluções, tanto sob o ponto de vista puramente intelectual, no que se refere à compreensão das interações fortes, como também no desenvolvimento de técnicas de simulações numéricas, como o desenvolvimento de novos algoritmos, que se mostraram úteis em vários outros campos do conhecimento, como Ciências dos Materiais, Meteorologia e Matemática Aplicada. A QCD na rede foi propulsora de inovações tecnológicas no campo da informática, incluindo principalmente computação de alto desempenho e tecnologia da informação. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Gastão Inácio Krein (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781124T8 | Instituto de Física Teórica |

| "Gabriel Santos Menezes":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4704515J7 | Instituto de Física Teórica |

| "Sergio Marcolino Antunes":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4769220Z1 | Instituto de Física Teórica |

| "Carlos Eduardo da Silva Fontoura":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4240857J2 | Instituto de Física Teórica |

| "Nadiane Cristina Cassol Seewald":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4774041D6 | Instituto de Física Teórica |

| "Daniel Fernando Reyes Castillo":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4446398H0 | Instituto de Física Teórica |

| "Rafael Reis Leme":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4744371T4 | Instituto de Física Teórica |

| "Marcio Woitek Junior":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4254417E1 | Instituto de Física Teórica |

| "Felipe Attanasio":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4265755P5 | Instituto de Física Teórica |

h3. Simulações, Análise de Dados e Estimativa de Parâmetros para o “Dark Energy Survey” 

*Descrição do Projeto*

Nosso conhecimento acerca do Universo tem crescido e nos surpreendido nos últimos anos. Talvez a maior surpresa tenha ocorrido em 1998, quando começaram a aparecer as primeiras evidências observacionais de que o Universo está em expansão acelerada. A explicação mais aceita da expansão acelerada do Universo postula que aproximadamente 75% do seu conteúdo esteja na forma de algo que denominamos “energia escura”, que possui propriedades de antigravidade. Encontrar as características da energia escura passou a ser um dos grandes objetivos da Cosmologia moderna.

A Cosmologia está entrando nos anos recentes em uma era de medidas de grande precisão. Uma enorme quantidade de dados observacionais obtida por satélites, como o Cosmic Background Explorer (COBE) e o Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), e telescópios, como o Sloan Digital Sky Survey (SDDS) foi e em alguns casos continua a ser gerada com os sucessivos “data releases”. Nosso Projeto será baseado na análise de dados da colaboração internacional denominada “Dark Energy Survey” (DES), que conta com a forte participação de um grupo brasileiro, representado pelo consórcio DES-Brazil.

O DES usará 4 tipos de observações para obter informações sobre a natureza da energia escura: supernovas do tipo Ia, lenteamento gravitacional, abundância de aglomerados de galáxias e oscilações acústicas de bárions. A partir dessas observáveis é necessário estimar os parâmetros do modelo cosmológico favorecido.

Nosso Projeto junto ao GridUNESP visa a realizar simulações de possíveis observáveis no DES, como por exemplo na detecção de lentes gravitacionais fortes, na análise dos dados que virão a partir de 2011 e na estimativa de parâmetros cosmológicos a partir do conjunto de dados medidos.

O número de parâmetros que determinam um modelo cosmológico pode chegar a 10, o que torna a sua estimativa extremamente complexa. Nessa etapa o uso do “Markov Chain Monte Carlo” (MCMC) é essencial. As cadeias de Markov geradas por Monte Carlo são usadas para obter amostras independentes da distribuição de probabilidade dos parâmetros do modelo para um determinado conjunto de dados em uma análise bayesiana. Essa distribuição é usada para obter regiões com níveis de confiança dos parâmetros do modelo. A grande vantagem do método de MCMC é que seu custo computacional escala de maneira aproximadamente linear com o número de parâmetros a serem estimados e a estrutura de grid é ideal para o seu uso. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Rogerio Rosenfeld (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781060J6 | Instituto de Física Teórica |

| "Luiz Alberto Nicolaci da Costa":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783941E4 | Observatório Nacional |

| "Martin Makler":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799046U1 | Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas |

| "Marcio Antonio Geimba Maia":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787075D1 | Observatório Nacional |

| "Paulo Pellegrini":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787523T6 | Observatório Nacional |

| "Fernando Simoni":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4765115P0 | Observatório Nacional |

| "Ricardo Ogando":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4765882U5 | Observatório Nacional |

h3. Sistemas quânticos de poucos corpos em Física atômica, nuclear e partículas

*Descrição do Projeto*

Resolução de equações de autovalores e observáveis de espalhamento, em sistemas de 3 e 4 corpos em Física Nuclear e Atômica, considerando a técnica de Lanczos. Sistemas atômicos ultrafrios e condensados de Bose-Einstein em redes ópticas, considerando transições de fase de superfluído para Mott-Insulator, utilizando técnicas numéricas de Monte-Carlo no modelo de Bose-Hubard.

Análise da Interação de estado final de três-corpos no decaimento B->K Pi Pi, para estudo da assimetria de matéria anti-matéria no universo. Para isso serão desenvolvidos formas analíticas e algoritmos para a simulação numérica do fundo não-ressonante de três corpos, inspirados na solução numérica da equação de Bethe Salpeter, em aproximação de escada.

Cálculos de reações de fragmentação e de pré-equilíbrio, que objetiva fazer simulação de reações nucleares através de cálculos de Monte Carlo.

Nessa colaboração, que tem a coordenação de Lauro Tomio (IFT/UNESP, São Paulo), recebendo apoio da FAPESP através de projeto temático, temos pesquisadores do IFT/UNESP (São Paulo), ITA (São José dos Campos), IF-USP (São Paulo), UFF (Niterói), UNICAMP (Limeira), CBPF (Rio de Janeiro) e UFRJ (Rio de Janeiro) e IF-UFRGS (Porto Alegre), além de colaborações com pesquisadores do exterior. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Lauro Tomio (Coordenador)":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783221T6 | Instituto de Física Teórica |

| "Marcelo T. Yamashita":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4767128D6 | Instituto de Física Teórica |

| "Mohammadreza Hadizadeh":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4425997Z4 | Instituto de Física Teórica |

| "Arnaldo Gammal":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727959E3 | IF-USP |

| "Tobias Frederico":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783061D9 | ITA |

| "Brett Vern Carlson":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783979Z9 | ITA |

| "Varese Salvador Timoteo":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4795053E5 | UNICAMP |

| Antonio Delfino | UFF |

| Ignácio Bediaga | UFF |

| Alberto Reis | UFF |

| Sérgio Souza | UFF |

| Raul Donangelo | UFF |

| "Aksel Jensen":http://pure.au.dk/portal/en/asj@phys.au.dk | Aarhus University |

| "Mario Salerno":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4413787A3 | University of Salerno |

| Yasuyuki Suzuki | University of Tokyo |

h3. Estudo de Sinais da Nova Física em Aceleradores

*Descrição do Projeto*

O projeto visa o estudo sistemático de sinais advindos de espalhamentos envolvendo modelos não usuais em física de altas energias. Em particular, em uma primeira etapa, estudaremos espalhamentos envolvendo espinores Elko.

Os espinores Elko são autoespinores do operador de conjugação de carga que carregam ambas as representações de Weyl (ambas helicidades). Os campos quânticos cujos coeficientes da expansão sejam os espinores Elko apresentam duas propriedades instigantes, a saber: primeiramente tais espinores obedecem a equação de Klein-Gordon (não Dirac) somente. Além disso, apresentam dimensão de massa 1 (e não 3/2) mesmo sendo espinores genuínos. 

A razão para tal comportamento pode ser estabelecida da seguinte maneira: sendo um autoespinor do operador de conjugação de carga, o Elko possui um novo dual (diferente do dual de Dirac) obtido de modo a preservar a invariância do bilinear construído com o espinor Elko por transformações de Lorentz geral. Uma vez dotado de um novo dual, o Elko também apresenta novas somas de spin e, consequentemente, a estrutura local do campo quântico associado e modificada. Em outras palavras, o espinor Elko quebra a invariância de Lorentz de um modo bastante sutil, apresentando um eixo preferencial (de fato, os espinores Elko não pertencem a classificação padrão de Wigner). Tal característica, entretanto, parece ser vantajosa para candidatos a matéria escura.

Em um trabalho prévio (Phys. Lett. B706:352-359,2012) analisamos a assinatura tipica de um espalhamento gerando Elkos com momentos aproximadamente nulos, de modo a investigar a dependência do sinal de saída com a existência do eixo preferencial. 

Propomos em uma nova fase do projeto a analise do espalhamento em questão levando em conta, porem, a existência de momentos não nulos dos Elkos produzidos na reação. Cálculos preliminares indicam que nesse caso a estrutura não-local do Elko, ou equivalentemente, seu eixo preferencial poderá ser melhor explorado. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Fernando Luiz de Campos Carvalho (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/7413143518492260 | Unesp-Guaratinguetá|

|"Julio Marny Hoff da Silva":http://lattes.cnpq.br/7413143518492260 | Unesp-Guaratinguetá|

|"Marco André Ferreira Dias":http://lattes.cnpq.br/3302189026105008 | Unifesp-Diadema |

h3. Propriedades eletrônicas e de transporte de sistemas nanoscópicos

*Descrição do Projeto*

Dispositivos eletrônicos moleculares representam a última fronteira em termos de miniaturização, onde um dispositivo completo é formado por alguns átomos. Além das potenciais aplicações tecnológicas, interessantes fenômenos físicos tornam-se dominantes na escala nanoscópica. Nestas escalas torna-se necessário levar em consideração a posição específica dos átomos formando o material bem como as interações entre todos os elétrons. Isto invariavelmente implica considerar, de maneira precisa, um grande número de partículas interagentes.

Neste projeto os sistemas moleculares de interesse são: oligômeros orgânicos, nanotubos de carbono e grafeno. Os compostos serão conectados a eletrodos metálicos e as características do transporte eletrônico analisadas. Efeitos de grande interesse – e ainda pouco estudados nesta escala - podem surgir em alguns dos materiais, como o Efeito Kondo, que ocorre quando há a presença de uma forte correlação entre os elétrons. Também serão estudados os efeitos da interações elétron fônon e spin-órbita nas propriedades de transporte eletrônico de diferentes materiais nanoscópicos.

As principais ferramentas teóricas utilizadas no estudo são: a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e o formalismo de Funções de Green fora do equilíbrio (NEGF). A primeira metodologia permite a obtenção da estrutura eletrônica com precisão e a segunda – principalmente quando combinada com a DFT - permite o cálculo do transporte eletrônico através de dispositivos sob o efeito de um potencial externo. A DFT possui o melhor balanço entre custo computacional e precisão numérica em cálculos de estrutura eletrônica, sendo amplamente utilizada por diversos grupos de pesquisa. O projeto combina a utilização de códigos já existentes e distribuidos gratuitamente na comunidade científica, bem como outros desenvolvidos “in house” totalmente paralelizados. Além disso serão desenvolvidas novas ferramentas computacionais sempre visando ambientes de computação de alta performance.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Alexandre Reily Rocha (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/4785631459929035 | UNESP/IFT |

|"Jeconias Rocha Guimarães":http://lattes.cnpq.br/1196832113300462 | UNESP |

|"Pedro Brandimarte Mendonça":http://lattes.cnpq.br/8885012919924529 | USP |

|"Ekaterina Alexandrovna Filatova":http://lattes.cnpq.br/0017339886890147 | UFABC |

|"Rodrigo Garcia Amorim":http://lattes.cnpq.br/0616474769970457 | UFABC |

|"Cláudio Padilha":http://lattes.cnpq.br/4440915444772203 | UFABC |

|"Wudmir Verastegui Rojas":http://lattes.cnpq.br/6097002528674105 | UFABC |

h3. Testing General Relativity with Gravitational Waves

*Descrição do Projeto*

The signals from inspiralling binary systems that include black holes and/or neutron stars are the most promising candidates for a first direct detection of gravitational waves that are expected to be made in the next 4-5 years by the LIGO and Virgo observatories. Such signals are well modeled within General Relativity in terms of the parameter of the sources, however an interesting question to ask is: given that the parameters intrinsic to the sources are unknown, can the fundamental parameter of General Relativity also be tested with gravitational wave detections?

The answer turns out to be "yes" and a data analysis pipeline named TIGER and described in PRD85 082003 has been setup in order to assess the quantitative level at which such test can performed. In order to estimate the signal parameters, (so far simulated) data are correlated with waveforms generated out of parameters drawn by a Monte Carlo from the entire parameter space. In order to perform the above mentioned test on General Relativity, the background has to be computed to assess the detection statistics. In the case of TIGER, it is necessary to collect a background of Bayesian odds ratio between the two different hypotheses: General Relativity vs. non-General Relativity.

Odds ratios quantify the relative probability of competing hypotheses, telling which of the two is favored by data. Several parallel Monte Carlos will be run on the cluster to determine the background value distribution of the odds ratio as a function of the number of detected sources and their signal-to-noise ratio. This will allow to determine what is is the minimal deviation from General Relativity that it is possible to detect.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Riccardo Sturani (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/9771195169911237 | UNESP/IFT |

h3. Simulação de propriedades ópticas e eletrônicas de materiais orgânicos

*Descrição do Projeto*

Compostos orgânicos são atualmente considerados materiais de grande interesse na confecção de dispositivos eletrônicos flexíveis de fácil processamento e baixo custo relativo. Aliada às interessantes propriedades óptico-eletrônicas que os tornam materiais de grande relevância tecnológica, compostos orgânicos apresentam uma física extremamente rica, com processos diferenciados de recombinação, dissociação e transporte de carga que têm incentivado a sua pesquisa mesmo em ciência básica.

De fato nota-se na literatura a publicação de um número crescente de trabalhos experimentais e teóricos acerca de propriedades opto-eletrônicas de materiais orgânicos em diferentes áreas de aplicação. Contudo, devido à desordem estrutural típica associada a estes materiais, estudos de suas propriedades eletrônicas e estruturais são ainda grandes desafios. Em especial, a grande flexibilidade estrutural e profunda influência desta nas propriedades de interesse destes compostos torna a modelagem e simulação uma tarefa de apreciável complexidade nestes materiais.

A simulação e estudos teóricos relacionados à estes materiais (e técnicas específicas a eles associados) são de grande relevância, pois além de possibilitarem uma maior compreensão dos fenômenos básicos envolvidos, permitem avaliar características relevantes para a obtenção de dispositivos (e/ou materiais) mais eficientes, podendo ainda sugerir alternativas que permitam reduzir o número de experimentos a serem realizados e assim o custo total de produção de dispositivos.

No presente projeto sugerimos uma série de estudos teóricos acerca de três temas que vêm sendo desenvolvidos em nosso laboratório: i) alteração cromática induzida por raios gama em soluções de polímeros orgânicos para aplicações dosimétricas; ii) simulação do espectro de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) através de parâmetros do hamiltoniano de spin obtidos de cálculos ab-initio e iii) simulação e modelagem de processos de transporte de carga em compostos orgânicos. Consideramos que estudos teóricos relacionados à estes temas são de grande relevância, uma vez que, além de possibilitar uma maior compreensão dos fenômenos básicos envolvidos, permitem avaliar características que permitam a obtenção de materiais/dispositivos mais eficientes ou mesmo sugerir caminhos a fim de reduzir número de experimentos necessários.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Carlos Frederico de Oliveira Graeff (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/5268607684223281 | UNESP/FC |

|"Augusto Batagin Neto":http://lattes.cnpq.br/2813393825587000 | UNESP/FC |

|"Erika Soares Bronze Uhle":http://lattes.cnpq.br/3512985213455032 | UNESP/FC |

h3. Modelagem de Nanoestruturas e Materiais Nanoestruturados

*Descrição do Projeto*

Sabendo que materiais em escala nanoscópica apresentam propriedades físicas especiais, um dos desafios atuais em Nanociência e Nanotecnologia é desenvolver materiais nanoestruturados que apresentem o máximo das propriedades especiais das nanoestruturas individuais que os compõem. Dentro deste contexto, este projeto consiste do estudo por meio de simulações atomísticas de dinâmica molecular, de sistemas formados ou que contém nanoestruturas como, por exemplo, materiais nanoestrurados formados pela combinação de nanofitas de grafeno e nanotubos de carbono, fios e folhas de nanotubos de carbono, nanocompósitos formados pela mistura de nanotubos ou nanofitas de grafeno em matrizes poliméricas, nanofios, nanomolas e outros. 

Em vista do tamanho dessas estruturas, ferramentas de simulações atomísticas por dinâmica molecular serão utilizados. Dependendo do tipo de nanoestrutura que forma o material nanoestruturado, suas propriedades individuais serão estudadas de modo isolado com o objetivo de descobrir como elas determinam o comportamento dos materiais nanoestruturados. Apesar de pretendermos usar modelos em escala contínua para a descrição das propriedades gerais de materiais nanoestruturados macroscópicos, como compósitos ou fios e folhas de nanotubos, partes pequenas mas estruturalmente importantes desses materiais serão definidas e investigadas por meio de simulações por dinâmica molecular. Essas partes serão definidas de acordo com imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura de fios e folhas de nanotubos de carbono. 

Pretendemos estudar propriedades mecânicas, térmicas e estruturais desses sistemas. Para obter as propriedades mecânicas, realizaremos séries de simulações para obter a energia de equilíbrio do sistema em função da deformação aplicada. As propriedades térmicas serão obtidas através de simulações a temperaturas diversas. As previsões teóricas serão comparadas com resultados experimentais. 

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Alexandre Fontes da Fonseca (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/5474049197041676| UNESP/FC |

|"Newton Cunningham Braga Mostério":http://lattes.cnpq.br/1758529876648262| UFF |

|"Virgilio Junior Caetano":http://lattes.cnpq.br/8815941207416136| UFF|

h3. Correções de Altas Ordens nas Amplitudes de Espalhamento de Supercordas de N-pontos

*Descrição do Projeto*

Considerando o principal resultado da referência Barreiro&Medina JHEP10(2012)108 a qual argumenta que as correções nas amplitudes de espalhamento de qualquer deformação superssimétrica da teoria de Super Yang-Mills, em qualquer ordem em α1, a constante fundamental da corda, não apresentam termos (ζ.k)^n, vamos procurar determinar completamente as amplitudes de espalhamento de 5, 6 e 7 pontos em ordem . De fato, a ausência de termos(ζ.k)^n permite-nos escrever as amplitudes de supercordas em termos de uma base de amplitudes de Yang-Mills. Assim, o problema da obtenção da amplitude de supercordas passa a ser um problema de álgebra linear, na qual resolvemos um sistema de equações lineares, cujas soluções produzem coeficientes com os quais é possível construir as amplitudes de supercordas em termos das amplitudes de Yang-Mills. Calcular as correções de ordens elevadas nas amplitudes supercordas se faz necessário para obtermos informações à respeito do aparecimento de um novo superinvariante da teoria que deve surgir a partir da ordem 7 na expansão em α1.

O sistema de equações lineares que surge aumenta com o aumento da ordem da correção. Isso exige um poder computacional cada vez mais elevado. Além disso, os cálculos devem ser todos analíticos, pois os coeficientes são frações racionais. Isso requer o uso de software específico para cálculo analítico e atualmente estamos utilizando o Mathematica 8.0.

Após essa primeira etapa, ou seja, após termos efetuado os cálculos dos termos bosônicos, estaremos em condições de incluir os termos fermiônicos de 5 e 6 pontos, fazendo uso da identidade de Fierz. Então, utilizando a identidade de Ward superssimétrica, pretende-se também estudar as origens do cancelamento dos termos(ζ.k)^n que muito provavelmente tem suas raízes na superssimetria.

Finalmente, a ausência de termos na amplitude de cordas abertas tem uma condição paralela para cordas fechadas que é a ausência de termos das formas(ζ.k)^n e (kζζk)^N (kζk)^(N-2). Assim, finalizaremos o projeto estudando correções nas amplitudes de corda fechada no setor gravitacional da teoria.

Em todas essas vertentes do trabalho, será necessário o uso de equipamento computacional com grande capacidade de memória.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Luiz Antonio Barreiro(Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/8837845109364729| UNESP/Rio Claro |

|"Ricardo Medina":http://lattes.cnpq.br/8934263630465920| UNIFEI |

h3. Teoria do Funcional da Densidade e Aplicações em Sólidos e Átomos Frios

*Descrição do Projeto*

Neste projeto propomos a construção, comparação e aplicação de funcionais da densidade em cálculos de DFT, via aproximações locais e não-locais, para o estudo de emaranhamento e superfluidez exótica em sólidos e átomos frios. 

Faremos uma descrição quantitativa do mapeamento entre função de onda e densidade, previsto pelo teorema de Hohenberg-Kohn, que poderá ser usada para testar a eficiência de funcionais da densidade. 

Um estudo comparativo entre as diversas medidas de emaranhamento já existentes será realizado, e funcionais da densidade para aproximações não-locais serão construídos. 

Estes resultados serão aplicados na investigação do emaranhamento e de superfluidez inomogênea em nanoestruturas, sistemas desordenados e átomos frios.

Os cálculos de Teoria do Funcional da Densidade necessários para o desenvolvimento deste projeto serão realizados tanto em computadores comuns adquiridos com o financiamento da FAPESP, quanto através do GRID UNESP:

Cálculos menos custosos, isto é, usando rotinas de DFT otimizadas em nosso grupo para modelos específicos, podem ser realizados facilmente com os computadores adquiridos através do Projeto de numeração 13/15982-3, recentemente aprovado no Programa Jovens Pesquisadores da FAPESP.

Já cálculos mais pesados, como de diagonalização exata e de DMRG (Density Matrix Renormalization Group), igualmente fundamentais para o desenvolvimento deste projeto, requerem ambiente computacional de alta-performance e, portanto, serão executados no GRIDUNESP.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Prof. Dra. Vivian Vanessa França Henn(Coordenadora)":http://lattes.cnpq.br/5008222023801977| UNESP/Rio Claro |

h3. Testando a matéria escura no halo da Via Láctea

*Descrição do Projeto*

Estudo das incertezas na determinação da distribuição de matéria escura na Via Láctea, principalmente, a asfericidade do halo e o impacto da física bariônica. Neste estudo comparamos as observações da curva de rotação da galaxia com a curva esperada tendo em conta só a matéria visível ou bariônica, estendendo a comparação para casos onde, por exemplo, não asumimos simetria esférica. Vamos usar compilacões de dados encontrados na literatura. Usando tracers do potencial gravitatório total construímos a curva de rotação observada. A curva de rotação esperada vai ser construida usando perfis de densidade (baseados em observações) para a materia bariônica. A materia bariônica na galaxia é decomposta em três componentes: bulge, disco estelar e gás. A partir de uma compilacão dos perfis de densidade que se encontram na literatura para cada componente, derivamos o potencial gravitatorio asociado a materia visivel e a correspondente curva de rotação esperada.

A discrêpançia entre curva observada e curva esperada é descrita pela existencia da materia escura. Vamos usar distintas parâmetrizaçôes para o perfil de densidade da materia escura. Estas parâmetrizaçôes ou modelos são inspiradas em dois tipos de simulações: simulações onde só a matéria escura está presente e simulações hidrodinâmicas onde, ademais da materia escura, se introduz matéria bariônica. Usando métodos estatísticos vamos estimar os parâmetros de estos modelos ou perfiles de densidade de matéria escura. Entre outros parâmetros, vamos determinar a densidade local de matéria escura com especial atenção dada a relevançia deste parâmetro em outros experimentos de busca de matéria escura direta. Os parâmetros serão estimados tendo em conta todas as fontes de incerteza tanto estatística como produzida por parâmetros galácticos como a modelagem da distribuiçao bariônica.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Prof. Dr. Fabio Iocco (Coordenador)":http://www.ift.unesp.br/users/iocco/files/iocco%C2%ADCV.pdf| UNESP/IFT |

|"María José Benito Castaño":http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K8549538D8| UNESP/IFT |

h3. Simulação e modelagem computacional de materiais orgânicos para aplicações em dispositivos

*Descrição do Projeto*

Compostos orgânicos configuram atualmente materiais de grande interesse na confecção de dispositivos eletrônicos flexíveis e de baixo custo relativo. Devido a isso, diversos trabalhos experimentais e teóricos têm sido realizados visando avaliar as promissoras propriedades opto-eletrônicas e magnéticas destes materiais. Contudo, devido à desordem típica destes compostos, estudos de suas propriedades básicas são ainda grandes desafios. Neste projeto sugerimos uma série de estudos teóricos acerca de características eletrônicas, estruturais, magnéticas e de reatividade de compostos orgânicos (e compósitos baseados nestes materiais) para aplicações em dispositivos diversificados. Consideramos que estudos teóricos relacionados à estes temas são de grande relevância, uma vez que, além de possibilitar uma maior compreensão dos fenômenos básicos envolvidos, permitem avaliar características que permitam a obtenção de materiais e dispositivos mais eficientes, ou mesmo sugerir caminhos a fim de reduzir número de experimentos necessários. Tipicamente serão estudados compostos orgânicos poliméricos e moleculares ou compósitos envolvendo estas estruturas e sistemas inorgânicos. A metodologia empregada abrange o cálculo de estrutura eletrônica (métodos Hartree-Fock, Teoria do funcional da densidade, e métodos semi-empíricos), dinâmica molecular e cálculo de transporte de carga via equações de Drift-Difusion, Master equation e Monte Carlo Cinético.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

|"Augusto Batagin-Neto (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/2813393825587000| UNESP/Itapeva |

|"Carlos Frederico de Oliveira Graeff":http://lattes.cnpq.br/5268607684223281| UNESP/FC-Bauru |

|"Rafael Plana Simões":http://lattes.cnpq.br/1862814827590632| UNESP/FC-Botucatu |

|"Filipe Camargo Dalmatti Alves Lima":http://lattes.cnpq.br/9691181918031689| USP/IFSP |

h3. Testando a matéria escura no halo da Via Láctea

*Descrição do Projeto*

Estudo das incertezas para determinação de materia escura na Via Láctea, principalmente, a asfericidade do halo e o impacto da física bariônica. Neste estudo comparamos as observações da curva de rotaçãoo da galáxia com a curva esperada tendo em conta só a matéria visível ou bariônica, estendendo a comparação para casos onde, por exemplo, não assumimos simetria esférica. Vamos usar compilações encontradas na literatura. Usando traçadores do potencial gravitacional total, construímos a curva observada. A curva de rotação esperada visa ser construída usando perfis de densidade (baseados em observações) para a matéria bariônica. A matéria bariônica na galáxia é decomposta em três componentes:  bulge, disco-estelar e gás. A partir de uma compilação dos perfis de densidade que se encontram na literatura para cada componente, derivamos o potencial gravitacional associado à matéria visível e à correspondente curva de rotação esperada. A discrepância entre a curva observada e a curva esperada é descrita pela existência da matéria escura. Vamos usar distintas parametrizações para o perfil de densidade da matéria escura. Estas parametrizações ou modelos são inspiradas em dois tipos de simulações. Usando métodos estatísticos, vamos estimar os parâmetros destes modelos ou perfis de densidade de matéria escura. Entre outros parâmetros, vamos determinar a densidade local de matéria escura com especial atenção dada a relevância deste parâmetro em outros experimentos de busca direta por matéria escura. Os parâmetros serão estimados tendo em conta todas as fontes de incerteza: tanto estatística como produzida por parâmetros galácticos, como modelagem da distribuição bariônica.

*Grupo de Pesquisa*

| Nome | Instituição |

| "Fabio Iocco (Coordenador)":http://lattes.cnpq.br/1709215410581792 | IFT / São Paulo |

| "María José Benito Castaño":http://lattes.cnpq.br/8462830155615161 | IFT / São Paulo |

| "Ekaterina Karukes":http://lattes.cnpq.br/9772202306356468 | IFT / São Paulo |

h3. S-Matrix Bootstrap

*Descrição do Projeto*

O objetivo desse projeito é o desenvolvimento de técnicas numéricas para estudar a matriz de  espalhamento no contexto das teorias quânticas de campos não perturbativo.  No específico, o problema físico é convertido em um problema de otimização que pode ser solvido usando um programa C++ open source que precisa de um arquivo de input gerado usando o software Mathematica.  O problema físico estudado é o espalhamento pion-pion, as partículas mais leves no spectro de massa  da cromodinâmica quântica.  O que se segue é uma lista das inovações necessárias para enfrentar esse problema.  No espalhamento pion-pion aparecem várias resonâncias como picos dos dados experimentais.  O estudo numérico dessas resonâncias nesse contexto já é um trabalho original.  Além disso, as interações da cromodinâmica quântica conservam a característica de isospin: o grupo de  simetria global dos pions, por isso, é SO(3).  A introdução dessa simetria precisa de ulteriores modificações no código.  Como último ingrediente físico, os pions são quase-bosons de Goldstone pela ruptura espontânea  da simetria chiral SU(2)_L x SU(2)_R.  Computações em "Chiral Perturbation Theory" mostram a presença de zeros na matriz de espalhamento que são necessários para simular o correto comportamento a baixa energia  das partículas.  Cada ponto dessa lista tem de ser estudado numericamente.  Esperamos que os resultados numéricos possam ser comparados com os dados experimentais e, em caso de acordo, abrir uma nova técnica pelo estudo do espalhamento não perturbativo das partículas sujeitas às interações fortes.

*Grupo de Pesquisa*