R. C. R. de Lima

Rafael Camargo Rodrigues de Lima

Professor Associado · Departamento de Física Associate Professor · Department of Physics

Centro de Ciências Tecnológicas (CCT) · Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC)
Joinville, Santa Catarina, Brasil Centre for Technological Sciences (CCT) · Santa Catarina State University (UDESC)
Joinville, Santa Catarina, Brazil

Docente permanente do Programa de Pós-Graduação em Física (PPGF) Permanent faculty member, Graduate Program in Physics (PPGF)

Astrofísica relativística e física nuclear — o que a matéria faz quando está mais densa que um núcleo atômico, e que assinatura isso deixa no céu. Relativistic astrophysics and nuclear physics — what matter does when it is denser than an atomic nucleus, and what signature that leaves in the sky.

PesquisaResearch

Estudo matéria em condições que nenhum laboratório na Terra alcança: densidades acima da densidade nuclear de saturação e campos magnéticos da ordem de 1014–1015 gauss. O laboratório são os objetos compactos — estrelas de nêutrons, magnetares, anãs brancas massivas e magnetizadas — e a pergunta atravessa a ponte nos dois sentidos: que equação de estado a matéria obedece lá dentro, e que assinatura observável isso deixa aqui fora.

Do lado da matéria: as fases pasta nucleares e como campos magnéticos intensos reorganizam sua estrutura; equações de estado com graus de liberdade de quarks; e os vínculos que massa máxima, raio e deformabilidade de maré impõem sobre elas.

Do lado da observação: curvas de luz em raios X e o que revelam sobre a geometria do campo magnético — a evidência de um campo multipolar no magnetar do centro galáctico, SGR J1745−2900, saiu dessa análise; a natureza rotation-powered de SGRs e AXPs; emissão térmica de anãs brancas em rotação rápida; e a identificação de 3XMM J185246.6+003317 como um magnetar massivo de campo baixo.

Uma linha nova, que estou explorando agora: oscilações de neutrinos em espaços-tempos curvos — o que muda na fase de oscilação quando a propagação segue uma geodésica em vez de uma reta, e o que a gravidade acrescenta ao efeito MSW. Participo também da colaboração DUNE.

Há ainda uma linha computacional e didática: ferramentas que tornam manipulável o que normalmente só existe como símbolo no papel — ODEROM, TESSERA, ÁLETRA e PATHS, todos abertos para uso e rodando no navegador.

I study matter under conditions no laboratory on Earth can reach: densities above nuclear saturation and magnetic fields of order 1014–1015 gauss. Compact objects are the laboratory — neutron stars, magnetars, massive and magnetized white dwarfs — and the question crosses the bridge in both directions: which equation of state does matter obey in there, and what observable signature does that leave out here?

On the matter side: nuclear pasta phases and how strong magnetic fields reorganize their structure; equations of state with quark degrees of freedom; and the constraints that maximum mass, radius, and tidal deformability place on them.

On the observational side: X-ray light curves and what they reveal about magnetic field geometry — the evidence for a multipolar field in the Galactic-centre magnetar SGR J1745−2900 came out of that analysis; the rotation-powered nature of SGRs and AXPs; thermal emission from fast-rotating white dwarfs; and the identification of 3XMM J185246.6+003317 as a massive, low-field magnetar.

A new line I am exploring right now: neutrino oscillations in curved spacetimes — what changes in the oscillation phase when propagation follows a geodesic rather than a straight line, and what gravity adds to the MSW effect. I am also a member of the DUNE collaboration.

There is also a computational and pedagogical line: tools that make manipulable what usually exists only as symbols on paper — ODEROM, TESSERA, ÁLETRA and PATHS, all open to use and running in the browser.

Formação: bacharelado (2005) e mestrado (2008) em Física pela UFSC; doutorado em Física Nuclear pela UFSC com estágio na Universidade de Coimbra (2012); pós-doutorado em Astrofísica Relativística na Sapienza Università di Roma / ICRANet (2014–2016). Education: BSc (2005) and MSc (2008) in Physics, UFSC; PhD in Nuclear Physics, UFSC with a sandwich period at the University of Coimbra (2012); postdoc in Relativistic Astrophysics at Sapienza Università di Roma / ICRANet (2014–2016).

ProgramasSoftware

Abertos ao público e prontos para usar. Rodam no navegador — não instalam nada, não enviam nada para servidor nenhum: toda a conta acontece na aba aberta. Open to the public and ready to use. They run in the browser — nothing to install, nothing sent to any server: all computation happens in the open tab.

ODEROM

Operational Differential Engine for Riemannian Object Manipulation

Motor simbólico de geometria diferencial. Você escreve a métrica; ele devolve símbolos de Christoffel, tensor de Riemann, Ricci, escalar de curvatura e as equações de campo — com os passos abertos, não só o resultado. Abre num caderno dentro do navegador: funciona igual num laboratório da universidade, num notebook emprestado e numa máquina onde não se pode instalar nada.

A symbolic engine for differential geometry. You write the metric; it returns Christoffel symbols, the Riemann and Ricci tensors, the curvature scalar, and the field equations — with the steps shown, not just the answer. It opens as a notebook inside the browser: it behaves the same in a university lab, on a borrowed laptop, and on a machine where nothing can be installed.

Abrir no navegadorOpen in browser Como citarHow to cite · Zenodo

TESSERA

Manipulador visual de álgebra tensorialVisual tensor-algebra manipulator

Expressões tensoriais se constroem encaixando peças, seguindo o modelo T-mosaic de Giancarlo Bernacchi. A metáfora é matemática, não geométrica: a geometria da peça é a assinatura do tensor, e checar validade algébrica é detectar colisão. Se uma expressão não é bem formada, as peças simplesmente não encaixam.

Tensor expressions are built by snapping pieces together, following Giancarlo Bernacchi's T-mosaic model. The metaphor is mathematical, not geometric: the shape of a piece is the tensor's signature, and checking algebraic validity is collision detection. If an expression is not well formed, the pieces simply do not fit.

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ÁLETRA

Atlas, Levantamento e Exterior de Tangentes em Renderização AnimadaAtlas, survey and exterior of tangents in animated rendering

Geometria diferencial que se lê como contagem. Uma 1-forma ω é uma pilha de folhas, um vetor v é uma seta, e ⟨ω, v⟩ é literalmente quantas folhas a seta atravessa — o número na tela e a imagem são a mesma leitura, não dois fatos a reconciliar. Oito superfícies, incluindo o paraboloide de Flamm da fatia equatorial de Schwarzschild, ou qualquer métrica gij que você digitar.

Differential geometry read as counting. A 1-form ω is a stack of leaves, a vector v is an arrow, and ⟨ω, v⟩ is literally how many leaves the arrow crosses — the number on screen and the picture are one reading, not two facts to reconcile. Eight surfaces, including Flamm's paraboloid for the equatorial slice of Schwarzschild, or any metric gij you type in.

Abrir no navegadorOpen in browser TutorialTutorial

PATHS

Editor de diagramas de FeynmanFeynman diagram editor

Desenhe o diagrama, leia a amplitude. As regras de Feynman não estão embutidas no programa: vêm de um arquivo de modelo declarativo, e trocar QED pura pelo Modelo Padrão é trocar um arquivo. O PATHS monta a expressão e para — não simplifica álgebra, não faz traços de Dirac, não integra laço; a saída dele é entrada para o FeynCalc ou o FORM. O diagrama inteiro vive na URL, então mandar um diagrama para alguém é mandar um link.

Draw the diagram, read the amplitude. Feynman rules are not hard-coded: they come from a declarative model file, and swapping pure QED for the Standard Model means swapping a file. PATHS assembles the expression and stops — no algebraic simplification, no Dirac traces, no loop integration; its output is input for FeynCalc or FORM. The whole diagram lives in the URL, so sending someone a diagram means sending a link.

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DisciplinasCourses

Material didático aberto: apostilas, slides, códigos e laboratórios. Tudo em português. Open course material: lecture notes, slides, code and labs. All in Portuguese.

Pós-graduação · PPGFGraduate · PPGF

Relatividade Geral

Apostila completa em PDF com o fonte LaTeX; os 21 programas citados no texto, em Python e Wolfram Language, cada um com notebook para abrir direto no Google Colab; laboratórios computacionais em Jupyter; e dashboards de exploração visual que não exigem programar.

A complete PDF textbook with its LaTeX source; the 21 programs cited in the text, in Python and Wolfram Language, each with a notebook that opens straight in Google Colab; computational labs in Jupyter; and visual exploration dashboards that require no programming.

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GraduaçãoUndergraduate

Astronomia

Apostila de astrofísica moderna e plano completo de 48 aulas; slides navegáveis para projetar em sala; simulações 3D e 2D de mecânica celeste (leis de Kepler, eclíptica, tempo sideral, paralaxe); cinco laboratórios — observação do céu, fotometria e distâncias, espectroscopia, análise de dados reais do SDSS e mecânica orbital; e modelos LaTeX para os relatórios.

A modern-astrophysics textbook and a full 48-lecture plan; navigable slides for the classroom; 3D and 2D simulations of celestial mechanics (Kepler's laws, the ecliptic, sidereal time, parallax); five labs — sky observation, photometry and distances, spectroscopy, real SDSS data analysis, and orbital mechanics; plus LaTeX templates for student reports.

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Também no arAlso online

PublicaçõesPublications

Lista completa e atualizada no ORCID e no Lattes. Cada título abaixo leva ao artigo pelo DOI. The complete, up-to-date list lives on ORCID and Lattes. Each title below resolves to the paper through its DOI.

  1. 2026

    DUNE Collaboration — R. C. R. Lima entre os 1371 autoresDUNE Collaboration — R. C. R. Lima among the 1371 authors

    Charge readout electronics for the DUNE horizontal drift far detector: design and performance in ProtoDUNE-HD

    Journal of Instrumentation 21, P08018

  2. 2026preprintpreprint

    S. I. dos Santos Júnior, R. C. R. de Lima, P. H. R. S. Moraes

    Compact stars in a large-tension braneworld: mildly negative Weyl coupling consistent with NICER and gravitational-wave data

    arXiv:2607.09836 · submetido· submitted

  3. 2025

    J. V. Zastrow, J. P. Pereira, R. C. R. de Lima, J. E. Horvath

    Constraints on QCD-based equation of state of quark stars from neutron star maximum mass, radius, and tidal deformability observations

    Physical Review D 112, 083010

  4. 2024

    R. C. R. de Lima, J. P. Pereira, J. G. Coelho, R. C. Nunes, P. E. Stecchini, M. Castro, P. Gomes, R. R. da Silva, C. V. Rodrigues, J. C. N. de Araujo, M. Bejger, P. Haensel, J. L. Zdunik

    Evidence for 3XMM J185246.6+003317 as a massive magnetar with a low magnetic field

    Journal of High Energy Astrophysics 42, 52–62

  5. 2023

    R. R. Silva, R. C. R. de Lima, J. G. Coelho, P. E. Stecchini, C. M. de Liz, J. C. N. de Araujo

    A Method to Fit Phase Diagrams of Slow-Rotation Pulsars with Accretion Columns

    Galaxies 11, 18

  6. 2020

    R. C. R. de Lima, J. G. Coelho, J. P. Pereira, C. V. Rodrigues, J. A. Rueda

    Evidence for a Multipolar Magnetic Field in SGR J1745−2900 from X-Ray Light-curve Analysis

    The Astrophysical Journal 889, 165

  7. 2018

    J. P. Pereira, J. G. Coelho, R. C. R. de Lima

    Born–Infeld magnetars: larger than classical toroidal magnetic fields and implications for gravitational-wave astronomy

    The European Physical Journal C 78, 361

  8. 2017

    J. G. Coelho, D. L. Cáceres, R. C. R. de Lima, M. Malheiro, J. A. Rueda, R. Ruffini

    The rotation-powered nature of some soft gamma-ray repeaters and anomalous X-ray pulsars

    Astronomy & Astrophysics 599, A87

  9. 2017

    M. Malheiro, J. G. Coelho, D. L. Cáceres, R. C. R. de Lima, R. V. Lobato, J. A. Rueda, R. Ruffini

    Possible rotation-power nature of SGRs and AXPs

    Journal of Physics: Conference Series 861, 012003

  10. 2017

    R. C. R. de Lima, J. G. Coelho, M. Malheiro, J. A. Rueda, R. Ruffini

    SGRs/AXPs as Rotation-Powered Neutron Stars

    International Journal of Modern Physics: Conference Series 45, 1760030

  11. 2016

    D. L. Cáceres, S. M. de Carvalho, J. G. Coelho, R. C. R. de Lima, J. A. Rueda

    Thermal X-ray emission from massive, fast rotating, highly magnetized white dwarfs

    Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 465, 4434–4440

  12. 2015

    R. C. R. de Lima, J. G. Coelho, J. A. Rueda, M. Malheiro, R. Ruffini

    Analysis of the properties of SGRs and AXPs with realistic neutron star configurations

    AIP Conference Proceedings 1693, 030009

  13. 2015

    L. Becerra, C. L. Bianco, F. Cipolletta, M. Enderli, C. L. Fryer, L. Izzo, M. Kovacevic, R. C. R. de Lima, M. Muccino, F. G. de Oliveira, A. V. Penacchioni, G. B. Pisani, J. A. Rueda, R. Ruffini, Y. Wang, E. Zaninoni

    Black holes, neutron stars and supernovae within the induced gravitational collapse paradigm for GRBs

    AIP Conference Proceedings 1693, 020002

  14. 2013

    R. C. R. de Lima, S. S. Avancini, C. Providência

    Effect of strong magnetic fields on the nuclear “pasta” phase structure

    Physical Review C 88, 035804

Software com registro arquivado: ODEROM — de Lima, R. C. R. (2026). ODEROM: a symbolic engine for differential geometry [Computer software]. Zenodo. 10.5281/zenodo.22262763 Archived software record: ODEROM — de Lima, R. C. R. (2026). ODEROM: a symbolic engine for differential geometry [Computer software]. Zenodo. 10.5281/zenodo.22262763