65ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 4. Física da Matéria Condensada

Aplicabilidade da ‘análise de imagens’ no estudo de materiais supercondutores.

Renan Cardoso Machado de Souza - Depto. de Física – UFRRJ Wellington dos Santos Bueno Coriolano - Depto. de Física – UFRRJ Tessie Gouvêa da Cruz - Profa. Dra./ Orientadora – Depto. de Física – UFRRJ

INTRODUÇÃO:

O estudo de supercondutores se deve pela extrema importância que estes representam para a comunidade científica uma vez que são utilizados em novas tecnologias. Na presença de um campo magnético de grande intensidade, o supercondutor sofre uma ‘penetração’ deste campo. Após este fenômeno o campo penetrante é aprisionado no interior do material apresentando a formação de vórtices. Estes vórtices apresentam um arranjo peculiar e devem ser estudados em relação a sua homogeneidade.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Esse trabalho tem como objetivo testar a aplicabilidade de uma metodologia desenvolvida, com base no processamento e análise de imagens, para o estudo da homogeneidade dos vórtices aprisionados em supercondutores

MÉTODOS:

A metodologia de caracterização foi desenvolvida e realizada no LMDS/Física da UFRuralRJ com o uso do software de domínio público ImageJ. Uma das etapas dessa metodologia consiste em particionar imagens a serem estudadas e tratá-las num contexto probabilístico. A imagem é dividida de forma a resultar em uma matriz quadrada composta de diversas partes da imagem original (células). Aplica-se em seguida uma rotina de processamento de imagens para cada célula e um parâmetro quantitativo é gerado. Dessa forma fez-se necessário definir o limite do número de divisões em que a imagem seria particionada e a variação no parâmetro quantitativo. Foram analisadas 4 diferentes imagens (Imagem 1, Imagem 2, Imagem 3 e Imagem 4). A imagem original foi particionada em 3(três) diferentes matrizes: ‘Matriz 1’ com 25 células, a ‘Matriz 2’ com 100 células e a ‘Matriz 3’ com 225 células. As células foram submetidas a rotina de processamento e geraram um parâmetro quantitativo. Os dados obtidos foram analisados tomando por base a variação em relação ao número de células.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Após aplicada a metodologia nas diferentes matrizes foi calculado o parâmetro quantitativo que representa o grau de homogeneidade de distribuição espacial dos vórtices. Os resultados se referem a quatro comportamentos diferentes de aprisionamento de vórtices. Para a ‘Matriz 1’ foram encontrados parâmetros quantitativos 1,91±0,14 para a ‘Imagem 1’, 1,94±0,13 para a ‘Imagem 2’, 2,32±0,35 para a ‘Imagem 3’ e 2,22±0,21 para a ‘Imagem 4’; Para a ‘Matriz 2’ foram encontrados parâmetros quantitativos 1,83±0,14 para ‘Imagem 1’, 2,05±0,13 para a ‘Imagem 2’, 1,90±0,35 para a ‘Imagem 3’ e 1,89±0,21 para a ‘Imagem 4’; Por último, a ‘Matriz 3’ apresentou os parâmetros quantitativos 1,64±0,14 para ‘Imagem 1’, 1,80±0,13 para a ‘Imagem 2’, 1,63±0,35 para a ‘Imagem 3’ e 1,82±0,21 para a ‘Imagem 4’. Cada imagem foi analisada e de acordo com os parâmetros quantitativos e seus respectivos desvios foi estudado a sensibilidade das medidas. Com base nos resultados dos parâmetros quantitativos e seus respectivos desvios a sensibilidade das medidas não sofreu alteração em nenhuma das imagens estudadas.

CONCLUSÕES:

Dessa forma é possível concluir que o número de células não interfere no resultado do parâmetro quantitativo e para a otimização do processo pode ser utiilizada a matriz com o menor número de células.

Palavras-chave: Supercondutividade, Caracterização, Análise de imagem.