Frederico Fiúza, antigo aluno do Técnico e investigador do SLAC National Accelerator Laboratory, recebeu o Prémio John Dawson de Excelência em Investigação de Física de Plasma 2020 atribuído pela Sociedade Americana de Física (APS, na sigla em inglês).   O galardão, considerado um dos mais importantes nesta área, reconhece “um feito notável particular recente na investigação da Física dos plasmas”. O trabalho do alumnus do Técnico tem impacto numa vasta gama de cenários astrofísicos energéticos, física dos plasmas e experiências que utilizam lasers de alta energia e de alta potência.

“É sempre uma grande satisfação e motivo de orgulho vermos o nosso trabalho reconhecido, em particular por uma instituição tão prestigiada como a Sociedade Americana de Física”, declara o antigo aluno do Técnico.  Realçando que este galardão “é dos mais importantes nesta área da física”, o investigador do SLAC afirma que a distinção “mostra que o trabalho que tenho vindo a desenvolver com os meus colaboradores e estudantes está a ter um impacto significativo na comunidade científica”.

De acordo com o físico a atribuição deste prémio está diretamente relacionada com “estudos de processos astrofísicos, associados à aceleração de raios cósmicos, em laboratório que tenho vindo a desenvolver com a minha equipa e colaboradores ao longo dos últimos 10 anos”.  Esta afirmação serve de mote para Frederico Fiúza nos levar numa viagem em torno do trabalho que tem vindo a desenvolver e os frutos que a mesma tem dado. “Alguns dos mais potentes aceleradores de partículas do Universo estão relacionados com ondas de choque em plasmas – estado da matéria em que se encontra mais de 99% do Universo visível”, explica Frederico Fiúza.  “Estas ondas de choque estão associadas, por exemplo, a explosões de estrelas massivas (supernovas) e conseguem acelerar partículas com energias pelo menos 100 vezes superiores às energias obtidas no maior acelerador terrestre, no CERN”, adiciona de seguida.

No entanto, e como nos ajuda a perceber o alumnus do Técnico, “a informação que nos chega destes objetos longínquos é maioritariamente sob a forma de luz emitida pelas partículas carregadas aceleradas, o que torna extremamente difícil a compreensão dos mecanismos físicos por detrás destes extraordinários aceleradores”.

Esta dificuldade tem levado ao surgimento dentro da comunidade de um grande interesse na possibilidade de recriar aspetos básicos destes processos no laboratório de forma a que seja possível estudá-los de forma controlada testando modelos teóricos e numéricos. “Este tem sido o foco do nosso trabalho”, declara o antigo aluno do Técnico. “Começámos por construir modelos teóricos e numéricos dos processos físicos destas ondas de choque. Depois tentámos perceber, através de simulações numéricas, se usando os lasers mais energéticos do mundo conseguiríamos criar em laboratório ondas de choque com propriedades semelhantes às que ocorrem naturalmente em cenários astrofísicos”, adiciona de seguida.

Estes estudos iniciais da equipa de Frederico Fiúza foram bastante promissores “e guiaram o desenvolvimento das nossas experiências nos dois maiores sistemas laser do mundo, o OMEGA em Rochester (Nova Iorque) e o NIF em Livermore (Califórnia)”, recorda o cientista. “Por sua vez, os resultados experimentais ajudaram-nos a refinar os modelos teóricos e numéricos e a melhorar o desenho das experiências”, sublinha de seguida. Através desta coordenação entre teoria, simulação, e experiência a equipa do investigador conseguiu demonstrar pela primeira vez no laboratório os processos que levam à amplificação de campos magnéticos e formação destas ondas de choque, e mais recentemente à observação direta da aceleração de partículas nestes mesmos choques. “Estes estudos abrem uma nova direção para o estudo em laboratório destes importantes processos astrofísicos que complementam a informação obtida através de observações astronómicas”, refere Frederico Fiúza. O objetivo é, como nos explica, “não só percebermos melhor a física por detrás destes aceleradores cósmicos, que são fascinantes, mas também pensar em como tirar partido destes mesmos processos para melhorar a eficiência de aceleradores de partículas terrestres no futuro”.

A este galardão da APS somam-se outros que o alumnus do Técnico tem vindo a alcançar ao longo dos últimos anos. Para o investigador este reconhecimento do seu trabalho e dos que trabalham consigo “é sempre bom”. “Tive a sorte de ter tido excelentes professores e mentores, a começar na minha licenciatura e doutoramento no Técnico, e de ter excelentes alunos e colaboradores que me ajudam a desenvolver estes estudos”, frisa. “Estes prémios acabam por ser importantes também para promover a minha área de investigação e são um estímulo para os estudantes e cientistas mais novos que estão agora a começar a trabalhar nesta área”, adiciona.

Para Frederico Fiúza não há dúvidas de que a formação que teve no Técnico foi essencial para cimentar as bases deste conhecimento e alimentar esta paixão pela Física, considerando que o ensino da escola “está ao nível das universidades internacionais de topo”.  “Trabalho diariamente com estudantes da Universidade de Stanford, que é considerada uma das melhores, senão a melhor, universidade do Mundo, e posso comprovar isso”, afirma. “Em particular, a formação que tive no Grupo de Lasers e Plasmas do Professor Luís Oliveira e Silva marcou de forma decisiva a minha carreira. Este grupo é reconhecido como um dos melhores na área de plasmas a nível mundial e continua a ser uma fonte de inspiração para mim”, declara o investigador.

Este galardão torna-se ainda mais especial quando embrenhado nas recordações dos tempos e ensinamentos do Técnico.  “Por um lado, foi com o professor Luís Oliveira e Silva que eu aprendi pela primeira vez sobre estes processos astrofísicos, ainda durante a licenciatura, e com quem mais tarde, durante o doutoramento, comecei a estudá-los e a interessar-me pela possibilidade de os reproduzir no laboratório”, recorda Frederico Fiúza. “Por outro lado, o físico John Dawson, pioneiro da física dos plasmas e da física computacional que dá o nome a este prémio da APS, foi o mentor do professor Luís Oliveira e Silva aquando da sua passagem pela Universidade da Califórnia”, acrescenta. Assim, e apesar de não ter tido o prazer de conhecer John Dawson pessoalmente, uma vez que o cientista faleceu em 2001, sentiu-se muitas vezes próximo disso através das recordações do docente e presidente do Conselho Científico do Técnico. “Passei o meu doutoramento a ouvir estórias fascinantes deste físico extraordinário, incluindo várias relacionadas com os modelos de aceleração de partículas em choques astrofísicos que desenvolveu, inspiradas no surf, que continuam a ser muito relevantes”, recorda com orgulho o galardoado.