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ICRANet Boletim informativo

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2015
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ICRANet Boletim informativo
Outubro 2015 – Janeiro 2016






Comunicado de imprensa "Prêmio Crafoord atribuído a Roy Kerr"

Kerr

O Professor neo-zelandês Roy KERR, matemático e físico, presidente da Cátedra Lifshitz no ICRANet, acaba de receber, junto ao Roger Blandford, o Prêmio Crafoord 2016 "pelo trabalho fundamental sobre buracos negros com rotação e suas consequências astrofísicas".
O ICRANet é uma organização internacional cujos membros são quatro países e três universidades e centros de pesquisa: a República da Armênia, a República Federativa do Brasil, a República italiana, o Estado da Cidade do Vaticano, a Universidade do Arizona (USA) e a Universidade Stanford (USA) e o ICRA.
O Prêmio Crafoord gratifica e promove a investigação nas áreas científicas que não se enquadram nas designações tradicionais do Prêmio Nobel. Esse prêmio de grande prestígio, de cerca de um milhão de euros, é entregue pelo Rei e pela Rainha da Suécia todos os anos no mês de Maio. Desde seu estabelecimento, em 1982, apenas seis entre astrônomos e astrofísicos foram laureados.

Kerr
Roy Kerr, Yevgeny Mikhajilovic Lifshitz - ICRANet Chair, ao IRAP PhD em Villa Ratti, Centro ICRANet em Nice - 2010

O Professor Roy Kerr descobriu, em 1963, uma solução exata para as equações da relatividade geral de Albert Einstein para um objeto em rotação. «Essa solução matemática – recordou o Diretor do ICRANet, Professor Remo Ruffini – levou a avanços fundamentais e sem precedentes nos campos da Física, da Astronomia e da Astrofísica Relativística: suas aplicações vão desde a microfísica de partículas elementares, como a estrutura do elétron, até a astrofísica dos Buracos Negros gerados no final da evolução de uma estrela, bem como os processos de máxima energia do Universo, como os GRBs e os núcleos de galáxias ativas, onde abundam Buracos Negros e Buracos Negros Supermassivos de massas até milhares de vezes superiores ao nosso Sol». De fato, foram os professores Ruffini e John Archibald Wheeler quem utilizaram a solução matemática de Roy Kerr, introduzindo-a na descrição dos processos físicos fundamentais com o nome de “Black Holes”, traduzido em todas as línguas do mundo (Physics Today, 30, 1971). Desde então a solução de Kerr tem levado a inúmeras evoluções científicas, hoje recompensadas com o Prêmio Crafoord.
Estas questões foram ulteriormente aprofundadas por Blandford e Znajek (MNRAS, 179, 433, 1977) depois de um artigo do Prof. Ruffini e Wilson (Phys. Rev. D 12, 2959,1975).
Em 2006 o Prof. Kerr recebeu o Prêmio Marcel Grossmann (confira a página Wikipédia associada e a brochura ICRANet sobre os prêmios MG11) em ocasião do encontro internacional em astrofísica relativística, que se realiza a cada três anos em um país diferente daquele que sediou o seu último.
O Professor Roy Kerr lecionou regularmente no ICRANet no âmbito do Programa IRAP PhD, o primeiro Doutorado internacional conjunto, composto por seis universidades europeias (alemãs, italianas, suecas e francesas), estabelecido pelo ICRANet e coordenado a nível internacional pela Universidade Sophia Antipolis de Nice.
A sede cental do ICRANet ficará aberta ao público no sábado, dia 30 de Janeiro de 2016 a partir das 10:00 até 13:00 para uma conferência: o Prof. Roy Kerr participará via skype.




Últimas publicações

Neutron-Star–Black-Hole Binaries Produced by Binary-Driven Hypernovae
Chris L. Fryer, F. G. Oliveira, J. A. Rueda, and R. Ruffini
Phys. Rev. Lett. 115, 231102 – Published 4 December 2015

Há indícios de que a formação de um Buraco Negro (BH) não ocorre diretamente a partir do colapso de uma única estrela massiva. Mas, em vez disso, segue um caminho mais complexo em uma sequência de processos (colapsos gravitacionais) que finalmente levam ao efetivo nascimento de um Buraco Negro: 1) a estrela de maior massa evolui em uma escala de tempo muito mais curta em um primeiro processo do colapso gravitacional, levando a uma supernova (SN) e à formação de uma estrela de nêutrons (NS); 2) o sistema binário composto agora por uma NS e uma estrela massiva evolui para um sistema binário com um período orbital mais curto, até que a segunda estrela de grande massa também exploda em uma SN; 3) no presente processo, uma segunda NS é formada e uma parte do material expelido pela SN é acretada na primeira NS; 4) este acréscimo de massa pode levar a associada NS a alcançar sua massa crítica e formar um BH. Durante este processo de colapso gravitacional induzido (IGC), um GRB é emitido.

publication


Os detalhes deste processo astrofísico complexo tem sido estudados e desenvolvidos por um grupo de astrofísicos, físicos teóricos e especialistas em relatividade geral, trabalhando nas sedes do ICRANet com as mais avançadas técnicas computacionais numéricas.
Ainda não está claro se, após a violenta explosão da SN (com uma grande perda de massa), a NS (remanescente da SN) e o BH recém-formado poderiam realmente sobreviver como um sistema binário. Sabe-se, dos trabalhos clássicos na área de sistemas binários, que se uma explosão de SN conduz a uma perda de massa maior do que 50% da massa total inicial do sistema, o sistema se torna desligado, levando à expulsão das estrelas em direções opostas. Em um artigo recém-publicado na prestigiosa revista científica "Physical Review Letters" http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.115.231102, Fernanda Gomez Oliveira, uma jovem estudante brasileira do IRAP-PhD em Roma, com Chris Fryer de LANL, e seus diretores de tese de doutoramento Jorge Rueda e Remo Ruffini, mostraram que este resultado da astronomia clássica deve ser substituído quando as condições relativísticas são devidamente levadas em conta. Eles mostraram explicitamente que, no IGC um novo sistema binário (portanto ligado) composto por uma NS e um BH pode ser formado mesmo no caso em que a massa ejetada é maior do que 50%! Uma das conclusões mais fascinantes é que as órbitas desses novos sistemas binários, tendo em vista a emissão de ondas gravitacionais, diminuirão com o tempo e, depois de algumas dezenas de milhares de anos, levará necessariamente à coalescência dos dois objetos. Este novo fenômeno culminará na formação de um único (novo) BH de aproximadamente cinco massas solares. Estes autores afirmam que um novo GRB de extrema curta duração será então emitido e, por esta razão, eles batizaram tal sistema como "ultrashort GRB". Esta é uma possibilidade totalmente nova prevista pelo paradigma IGC: pela primeira vez, no campo da astrofísica relativística, propõe-se não só a explicação dos fenômenos de GRB, mas que um GRB pode levar a outro GRB.




Nossa visão do BdHNe no novo filme do diretor de "Cinema Paradiso", Giuseppe Tornatore

tornatore

A noção de sistemas "Supernovae, hipernovae and binary driven hipernovae" (BdHNe), introduzida pela primeira vez por Remo Ruffini no ICRANet, estrela no novo filme de Giuseppe Tornatore, o renomado diretor e roteirista italiano, vencedor de um Oscar com o clássico "Cinema Paradiso".
Giuseppe Tornatore, amigo do Prof. Remo Ruffini, recentemente dirigiu um filme sobre astrofísica e amor intitulado "The Correspondence", no qual o Prof. Ruffini foi o seu consultor científico. O filme é sobre uma jovem estudante de astrofísica (Olga Kurylenko) e seu relacionamento com um professor de astrofísica mais velho (Jeremy Irons). O filme conclui com a apresentação da Tese de Doutorado da aluna, com o título "Supernovae, hipernovae and binary driven hipernovae".

Telescópio Asiago
Telescópio Asiago

Ulteriores informações técnicas podem ser encontradas em APJ Letters 793, 36 (2014), e também A & A 565, L10 (2014). Como pode ser visto na notícia anterior, pela primeira vez o termo "Binary Driven Hypernova" apareceu no título de um artigo do mais prestigiado periódico de física "Physical Review Letters", de autoria de Ruffini e seus colaboradores: http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.115.231102.

Giuseppe Tornatore, Olga Kurylenko and Jeremy Irons
Giuseppe Tornatore, Olga Kurylenko e Jeremy Irons




Colaboração científica com o Irã



Estudantes visitantes de Doutorado
O departamento de Educação do Governo do Irã providencia apoio financeiro aos estudantes de Doutorado iranianos durante um período de seis meses para visitas a instituições científicas estrangeiras. Estes estudantes recebem profunda formação, adquirem experiência no campo da física e da astrofísica e criam contactos científicos com os grupos nas suas vanguardas a nível mundial. O ICRANet recebe alguns destes estudantes iranianos e proporciona-lhes, por meio de organizações e patrocínios, escolas doutorais e encontros científicos. Desde 2011, sete estudantes iranianos já visitaram o centro ICRANet de Pescara.


Iman Motie Rohollah Mohammadi Eshan Bavarsad Rahim Moradi
Iman Motie Rohollah Mohammadi Eshan Bavarsad Rahim Moradi

A maioria dos estudantes (Eshan Bavarsad, Rohollah Mohammadi, Iman Motie e Soroush Shakeri com sua esposa, estudante em física da matéria condensada) provém da Universidade Tecnológica de Isfahan. Otros dois estudantes de Doutorado iranianos também aplicaram para uma visita ao centro do ICRANet em Pescara e suas candidaturas estão sendo examinadas. Rohollah Mohammadi recebeu suporte financeiro pelo ICRANet para permanecer durante mais um período de seis meses.
Outras duas estudantes de Doutorado iranianas provenientes da Universidade Tecnológica de Isfahan, Saghar Batebi e Seddigheh Tizchang, visitaram a sede principal do ICRANet em Pescara no período de Dezembro de 2014 a Maio de 2015. Durante esta visita, elas se familiarizaram com as pesquisas do ICRANet e aprofundaram seus conhecimentos sobre explosões cósmicas de raios gama. Os resultados desta colaboração com os cientistas do ICRANet foram apresentados no encontro MG14 em Julho de 2015; tratam-se de dois trabalhos:
S. Batebi; S. Tizchang; R.Mohammadi; R. Ruffini; S. S. Xue, The generation of circular polarization of GRB, MG14.
S.Tizchang, S.Batebi, R. Mohammadi, R. Ruffini, G. Vereshchagin, S.-S. Xue, Interaction of high energy photons with the background radiation in the universe, MG14.

Seddigheh Tizchang and Saghar Batebi
Seddigheh Tizchang e Saghar Batebi

Durante o período destas visitas ao centro ICRANet em Pescara, todos estes estudantes de Doutorado iranianos estiveram envolvidos no estudo e na pesquisa da física de buracos negros e estrelas de nêutrons, nos fenômenos associados às explosões cósmicas de raios gama, na opacidade e polarização de fótons devido às suas interações com a radiação cósmica de fundo e neutrinos. Os seus resultados estão em processo de publicação em revistas científicas. Alguns destes estudantes mantêm a colaboração científica com o ICRANet após regressarem no Irã.
Mais dois estudantes iranianos, Zeinab Khorrami e Rahim Moradi, em 2012 e 2014 respectivamente, foram admitidos como estudantes do Programa de Doutorado IRAP PhD http://www.icranet.org/irap-phd, fundado pelo ICRANet (3 anos).

Photo
Da esquerda para a direita:
She-Sheng Xue, Wang Yu, Remo Ruffini, Rahim Moradi, Soroush Shakeri e Razie Pakravan


Publicações com os estudantes iranianos
J. Khodagholizadeh, R. Mohammadi and S.-S. Xue, "Photon-neutrino scattering and the B-mode spectrum of CMB photons", the Rapid communication section of Physics Review D 90, 091301(R) (2014). R. Mohammadi, I. Motie, and S.-S. Xue, "Circular polarization from linearly-polarized-laser-beam collisions", Phys. Rev. A 89, 062111 (2014). R. Mohammadi and S.-S. Xue, "Laser photons acquire circular polarization by interacting with a Dirac or Majorana neutrino beam or cosmic background", Phys. Lett. B 731 (2014) 272. I. Motie and S.-S. Xue, "High energy neutrino oscillation in discrete space-time", International Journal of Modern Physics A Vol. 27, No. 19 (2012) 1250104. I. Motie and S.-S. Xue, "Euler-Heisenberg Lagrangian and CMB photon circular polarization", European Physics Letter, 100, 17006, (2012).

Professores Visitantes
Prof. Mansour Haghighat (Isfahan University of Technology, Isfahan, Irã)
O Prof. Haghigat, especialista em Física de Partículas, é formado em física de altas energias pelo ICTP, em Trieste, Itália. Visitou o centro ICRANet de Pescara no período de 12 a 26 de julho de 2015 e ministrou uma palestra com o título “Generation of Circularly Polarized Radio waves in a background Field” em ocasião do 14º encontro ítalo-coreano sobre Astrofísica Relativística
Prof. Reza Mansouri (Sharif University of Technology, Teerão, Irã)
O Professor Mansouri foi Vice-Ministro de Ciência no período de 2001 a 2005 e Presidente da Sociedade Iraniana de Física. É um dos fundadores do IPM (sigla em inglês para Institute for Studies in Theoretical Physics and Mathematics) e é responsável pelo telescópio nacional iraniano de 3.4 metros (INO340). Recebeu o Prêmio Abdus Salam.
Visitou o centro ICRANet de Pescara em julho de 2015 e ministrou uma palestra com o título “Do we know what a black hole is? A conceptual refinement” em ocasião do 14º encontro ítalo-coreano sobre Astrofísica Relativística
Prof. Yousef Sobouti (Institute for Advanced Studies in Basic Sciences, Zanjan, Irã)
O Prof. Sobouti, ex-estudante e colaborador de Subrahmanyan Chandrasekhar (Prêmio Nobel de Física), tem pesquisas que se destacam a nível mundial no campo da astrofísica relativística e esteve em contato com o Prof. Ruffini durante muitos anos.




Primeiro Encontro Colômbia-ICRANet Julio Garavito Armero (1JG)
23-25/11/2015 em Bucaramanga e 26-27/11/2015 em Botogá


O 1JG foi parte das celebrações do ICRANet no tocante ao Ano Internacional da Luz pela UNESCO, em ocasião do Centenário das equações de Einstein, e o jubileu de ouro da Astrofísica Relativística, estando associado ao 14º Encontro Marcel Grosmann (MGXIV), celebrado de 12 a 18 de Julho em Roma.


1JG Meeting


O objetivo da conferência foi reunir cientistas nas vanguardas de aspectos teóricos e experimentais em estrelas de nêutrons, buracos negros, supernovas, ondas gravitacionais, astrofísica de altas energias e cosmologia, com o intuito de examinar a visão atual e discutir as novas direções de pesquisa em gravitação e astrofísica relativística. Nesse sentido, o encontro abordou a trajetória da teoria de Einstein da Relatividade Geral, começando como algo puramente teórico, com pouquíssimos suportes observacionais, que encontrou uma relutância inicial por parte de um grande número de famosos físicos naquele tempo, como Julio Garavito Armeno na Colômbia, até se tornar, nos dias atuais, uma das mais bem sucedidas teorias físicas existentes. O status e os prospectos das atividades do ICRANet e suas colaborações científicas na América Latina, com ênfase especial na Colômbia, foram também discutidos. O 1JG foi organizado pelo ICRANet em conjunto com as Universidad Industrial de Santander (UIS), Universidad Nacional de Colombia (UNAL), Universidad de Los Andes (Uniandes), Universidad del Valle (Univalle), Universidad de Antioquia (UdeA), Centro Internacional de Física (CIF) de Bogotá e Planetario de Bogotá.
The 1JG meeting was jointly organized by ICRANet, Universidad Industrial de Santander (UIS), Universidad Nacional de Colombia (UNAL), Universidad de Los Andes (Uniandes), Universidad del Valle (Univalle), Universidad de Antioquia (UdeA), Centro Internacional de Física (CIF) of Bogotá and Planetario de Bogotá.


1JG Poster


Parte do encontro ocorreu de 23 a 25 de novembro na UIS, em Bucaramanga. O seu primeiro dia foi dedicado às "soluções exatas das equações de Einstein aplicadas à astrofísica" e a tópicos selecionados em "Gravitação Clássica e Quântica". No final desse dia, o grupo musical EMUIS da UIS conduziu uma bela apresentação interpretando os diversos estilos musicais da Colômbia. No seu segundo dia, seminários sobre "Supernovas", "Estrelas de Nêutrons", "Simulações Numéricas em Astrofísica" e "Projetos futuros na área observacional em Astrofísica de altas energias" foram ministrados. Este terminou com o seminário aberto ao público intitulado "Relatividade e senso comum", dado pelo professor Luis Herrera Cometta. O último dia da conferência em Bucaramanga centrou-se em "Núcleos de Galáxias Ativas (AGNs em inglês)", "Cosmologia", "Estruturas a larga escala" e "Soluções das equações de Einstein aplicadas à cosmologia". Durante os três dias de conferência uma sessão de pôsteres ocorria durante as pausas, nas quais os estudantes de graduação e pós-graduação tiveram a oportunidade de explanar a todos os participantes o estado atual das suas pesquisas.
No restante da semana, de 26 a 27 de novembro, o 1JG moveu-se para Bogotá. No dia 26 o Planetário de Bogotá sediou três seminários públicos, dados pelos professores Remo Ruffini, Félix Mirabel e Fernando Izaurieta, além da apresentação da peça teatral “Albert: o triunfo da imaginação”. O último dia do 1JG ocorreu na UNAL. Seminários sobre os projetos na área observacional na América Latina, Astrofísica de buracos negros e de altas energias, estruturas a largas escalas, matéria escura, estrelas de nêutrons, explosões de raios gama (GRBs em inglês) e gravitação quântica foram dados. Tais dias em Bogotá também foram testemunhas de uma série de encontros nos quais os prospectos das atividades e colaborações científicas entre o ICRANet e a Colômbia foram discutidas, incluindo o ingresso desta última como um estado-membro do ICRANet.
Para maiores detalhes sobre a conferência, visite o site: http://www.icranet.org/1jg/
Este encontro na Colômbia foi descrito no ResearchItaly como: "Colômbia, um encontro pelos 100 anos das equações de Einstein": https://www.researchitaly.it/innovitalia/eventi/colombia-un-convegno-per-i-100-anni-delle-equazioni-einsteniane/




Primeiro Encontro Caribenho Sandoval Vallarta (1SV)
Cidade do México (México) – 30 de Novembro – 3 de dezembro de 2015


1SV Poster

O encontro que aconteceu no período de 30 de novembro a 03 de dezembro de 2015, celebrou o 100º aniversário das equações de Einstein, e também promoveu as futuras atividades científicas do ICRANet no México. Este se deu logo após o congresso MGXIV, realizado em Roma em julho de 2015. O 1SV cobriu as atividades de observação em raios gama, raios X e UHECR, o progresso teórico na astrofísica relativística de estrelas de nêutrons, buracos negros, ondas gravitacionais e Cosmologia, bem como o desenvolvimento do Centro Brasileiro de Dados Científicos (Brazilian Science Data Center - BSDC): ou seja, desde fontes galácticas e extragalácticas até o aparecimento das primeiras estruturas no universo. Revisou-se a situação atual e as perspectivas para a participação mexicana em projetos do ICRANet, no PhD IRAP e no Programa Conjunto Erasmus Mundus, como pós-docs associados, e na presença de líderes de pesquisa de alto nível dentro de todos os Centros do ICRANet.
O Comitê Internacional de Organização é presidido por R. Ruffini, ICRANet.
Comitê Organizador Local é co-presidido por Alfredo Macías, UAM.
A página da reunião: http://www.icranet.org/1sv/
O encontro no México também foi descrito no endereço: https://www.researchitaly.it/innovitalia/eventi/icranet-in-messico-conferenza-su-gravitazione-e-cosmologia/




New Ph.D Thesis discussion and Diploma

Maxime Enderli, "Binary Progenitors of GRBs in the Fireshell Model", defended on 9th December, 2015 at the University of Rome "la Sapienza"
Commission members: Antonio Capone (University of Rome "la Sapienza"), Massimo Della Valle (INAF Capodimonte Observatory), Luigi Stella (INAF Rome Observatory)

The works presented in this thesis share a common scope. Each of them plays a part in the establishment of a new classification of gamma-ray bursts based on results obtained with the alternative fireshell model. Due to the extreme nature of GRBs, it is noteworthy that a better understanding of these phenomena may yield important developments in the fields of relativistic astrophysics and cosmology.
According to the classification that we obtain, all GRBs – short and long, energetic and less energetic – are outcomes of binary interactions. The binary nature of short and long GRBs nevertheless differs significantly. Indeed, short GRBs are understood as binary compact object mergers while long GRBs are viewed as the products of the interactions of a neutron star and an evolved stellar core undergoing a supernova explosion. Specifically, we report on the following results:


The introduction of the Induced Gravitational Collapse paradigm leads to the idea of binary GRB progenitors. This paradigm applies to energetic long GRBs associated to supernovae, and stems from the identification of physically different episodes in the γ-ray observations of several GRBs. The sequence of events in an IGC event (also referred to as a binary-driven hypernova) is detailed, and we characterize each of the four episodes that we identify. In the IGC framework, the first episode is due to the onset of a supernova and to the accretion of the ejecta onto a companion neutron star. The second episode is produced by the collapse of this neutron star to a black hole. The third episode, which encompasses emission from the SN ejecta, the SN shock breakout, and the new neutron star remnant of the supernova, appears to follow a regular behavior: the lightcurves of the late X-ray emission show evidence for overlapping and nesting features. Finally, the fourth episode consists of the supernova peak optical signal. We also report on a work that aims at characterizing IGC events through an analysis of their joint X-ray and optical spectral energy distributions.
These initial results are expanded to several remarkable GRBs to which we apply the IGC paradigm. Thus the cases of GRB 130427A – a very energetic yet relatively nearby event –, of GRB 090423 – the farthest GRB with a spectroscopic redshift to date –, and of GRB 970828 are summarized.
In addition to the study of the long GRB population, the understanding of short GRBs is improved through the analysis of energetic short events. The prototypical GRB 090227B serves as a model for the cases of GRB 140619B and GRB 090510, which are understood as binary neutron star mergers leading to the formation of black holes. In particular, GRB 090510 bears remarkable peculiarities that we interpret in the framework of the fireshell model; these peculiarities lead us to conclude that the newborn black hole may be endowed with a high spin. An important feature of the fireshell model is its energy source: originally, electromagnetic energy extraction from a Kerr-Newman black hole was considered and found to be able to deliver up to 1055 erg in a few seconds for a 10 solar mass black hole. Thus, whether gravitational collapse to a black hole occurs or not is of paramount importance regarding the energetics of a GRB. As a consequence of this dichotomy, both short and long GRBs are further divided in two families characterized by the formation – or lack thereof – of a black hole during the course of a GRB. The classification scheme of GRBs that we obtain may be summarized by the figure.

List of publications:
1. Ruffini, R.; Muccino, M.; Bianco, C. L.; Enderli, M.; Izzo, L.; Kovacevic, M.; Penacchioni, A. V.; Pisani, G. B.; Rueda, J. A.; Wang, Y., “On binary-driven hypernovae and their nested late X-ray emission”, 2014, A&A , 565, L10;
2. Ruffini, R.; Izzo, L.; Muccino, M.; Pisani, G. B.; Rueda, J. A.; Wang, Y.; Barbarino, C.; Bianco, C. L.; Enderli, M.; Kovacevic, M., “Induced gravitational collapse at extreme cosmological distances: the case of GRB 090423”, 2014, A&A, 569, A39;
3. Kovacevic, M.; Izzo, L.; Wang, Y.; Muccino, M.; Della Valle, M.; Amati, L.; Barbarino, C.; Enderli, M.; Pisani, G. B.; Li, L., “A search for Fermi bursts associated to supernovae and their frequency of occurrence”, 2014, A&A, 569, A180;
4. Ruffini, R.; Wang, Y.; Enderli, M.; Kovacevic, M.; Bianco, C. L.; Muccino, M.; Penacchioni, A. V.; Pisani, G. B.; Rueda, J. A., “GRB 130427A and SN 2013cq: A Multi-wavelength Analysis of an Induced Gravitational Collapse Event”, 2015, ApJ, 798, 10;
5. Ruffini, R.; Muccino, M.; Kovacevic, M.; Oliveira, F. G.; Rueda, J. A.; Bianco, C. L.; Enderli, M.; Penacchioni, A. V.; Pisani, G. B.; Wang, Y., “GRB 140619B: a short GRB from a binary neutron star merger leading to black hole formation”, 2015, ApJ, 808, 190;
6. Ruffini, R.; Izzo, L.; Muccino, M.; Rueda, J. A.; Barbarino, C.; Bianco, C. L.; Dereli, H.; Enderli, M.; Penacchioni, A. V.; Pisani, G. B.; Wang, Y., “Induced Gravitational Collapse in the BATSE era: the case of GRB 970828”, 2015, Astronomy Reports, 59, 626;
7. Enderli, M.; Ruffini, R.; Aimuratov, Y.; Bianco, C. L.; Kovacevic, M.; Moradi, R.; Muccino, M.; Penacchioni, A. V.; Pisani, G. B.; Rueda, J. A.; Wang, Y., “GRB 090510: a genuine short-GRB from a binary neutron star coalescing into a Kerr-Newman black hole”, submitted to ApJ.


Eckhard Strobel, "Critical and overcritical electromagnetic fields", defended on 13th January 2016 at University of Rome "Sapienza"
Commission members: Fabio Sciarrino (Sapienza University), Ralf Schützhold (Universität Duisburg-Essen), Holger Gies (Friedrich-Schiller-Universität Jena)

We semiclassically investigate Schwinger pair production for two component electric fields depending on time.
To do so we solve the Dirac equation for two-component fields using a scattering ansatz inspired a Wentzel–Kramers–Brillouin approximation. Studying the same fields using the world-line instanton approach we find that the methods agree.
In general the results show that for two-component fields the spin distribution of produced pairs is generally not 1:1.
As a result the pair creation rates of spinor and scalar QED are different even for one pair of turning points. For rotating electric fields, the pair creation rate is dominated by particles with a specificspin depending on the sense of rotation for a certain range of pulse lengths and frequencies. We present an analytical solution for the momentum spectrum of the constant rotating field.


Figure 1. Total particle number per Compton volume of the rotating Sauter pulse for different pulse parameters. The dotted lines show the results of the DHW method. We find that the results agree in an intermediate range of the pulse length τ depending on the number of rotations σ. For small τ the semiclassical approximation breaks down, whereas for long pulses the DHW method is limited by errors in the numerical integration.

We also present a comparison to a method based upon the real-time Dirac--Heisenberg--Wigner (DHW) formalism for pulsed rotating electric fields. For the semiclassical method we propose to either perform numerical calculations or an additional approximation based on an analytical solution for the constant rotating field. We find that both numerical methods are complementary with respect tocomputation time as well as accuracy. The approximate method shows the same qualitative features while being computationally much faster.
In addition we study the fermionic Schwinger effect in two-dimensional de Sitter spacetime. For the constant electric field solutions for the Dirac equation can be found and the number of pairs can be computed using the standard Bogoliubov method. The solutions are used to compute the expectation value of the induced current. Comparing these results to similar studies for bosons, we find that while the results agree in the semiclassical limit, they do not generally agree. In particular, there is no occurrence of a strong current for small electric fields.
Furthermore, we generalize the result that for vanishing electric or magnetic fields the strong-field behavior of the one-loop Euler-Heisenberg effective Lagrangian of quantum electro dynamics is logarithmic for different limits of the Lorentz invariants. The logarithmic dependence can be interpreted as a lowest-order manifestation of an anomalous power behavior of the effective Lagrangian of QED, with critical exponents δ=e2/(12π) for spinor QED, and δS=δ/4 for scalar QED.

The thesis is based on following publications: 1) Alexander Blinne and Eckhard Strobel "Comparison of semiclassical and Wigner function methods in pair production in rotating fields", accepted for puplication in Phys. Rev. D (2016),
2) Clément Stahl, Eckhard Strobel, and She-Sheng Xue. "Semiclassical fermion pair creation in de Sitter spacetime", Phys. Rev. D 93 (2016) 025004
3) Eckhard Strobel and She-Sheng Xue, "Semiclassical pair production rate for rotating electric fields", Phys. Rev. D 91 (2015) 045016
4) Eckhard Strobel and She-Sheng Xue. "Semiclassical pair production rate for time-dependent electrical fields with more than one component: WKB-approach and world-line instantons", Nucl. Phys. B 886 (2014) 1153--1176
5) Hagen Kleinert, Eckhard Strobel, and She-Sheng Xue. "Fractional effective action at strong electromagnetic fields", Phys. Rev. D 88 (2013) 025049.




Novos estudantes do programa de Doutorado IRAP PhD


Os seguintes estudantes foram selecionados para as duas bolsas patrocinadas pela Universidade “Sapienza” de Roma (em ordem alfabética):
-) Melon Fuksman Julio David (Argentina)
-) Primorac Daria (Croácia)

Os seguintes estudantes foram selecionados com bolsas fornecidas por programas internacionais (em ordem alfabética):
-) Almonacid Guerrero William Alexander (Colômbia)
-) Gardai Collodel Lucas (Brasil/ Hungria)
-) Gutierrez Saavedra Julian Steven (Colômbia)
-) Isidoro dos Santos Júnior Samuel (Brasil)
-) Meira Lindolfo (Brasil)
-) Silva de Araujo Sadovski Guilherme (Brasil)
-) Uribe Suárez Juan David (Colômbia)
-) Vieira Lobato Ronaldo (Brasil)




Proceedings


Os proceedings do encontro GX4
Foram publicados os proceedings da conferência internacional sobre Gravitação e Cosmologia / o quarto encontro Galileo-Xu Guangqi, que se realizou em Beijing, na China, de 4 a 8 de Maio de 2015, na edição especial da revista International Journal of Modern Physics A, Volume: 30, Number: 28n29 (20 October 2015) — 100th Anniversary of Albert Einstein's Presentation of the General Theory of Relativity; Guest Editors: R.-G. Cai, R. Ruffini and Y.-L. Wu.
Acesse: http://www.worldscientific.com/toc/ijmpa/30/28n29
Proceedings GX4
Os proceedings do encontro 2CL
Foram publicados os proceedings do Segundo Encontro César Lattes, que se realizou no Rio de Janeiro - Niterói - João Pessoa - Recife - Fortaleza, No Brasil de 13 a 22 de Abril de 2015: AIP Conference Proceedings Series, Vol. 1693 (Editors: Ulisses Barres de Almeida, Pascal Chardonnet, Rodrigo Picanco Negreiros, Jorge Rueda, Remo Ruffini, Gregory Vereshchagin and César Zen Vasconcellos), 2015. Acesse: http://scitation.aip.org/content/aip/proceeding/aipcp/1693
A palestra ministrada pelo Professor Ruffini pode ser encontrada acessando o link abaixo: http://www.icranet.org/documents/lecture_brasilia.pdf
Proceedings 2CL
 
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