PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA (CCEN - PPGF)

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA (CCEN)

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Dissertações/Teses


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2019
Descrição
  • ANTONIO CARLOS OLIVEIRA SANTOS
  • Busca por Matéria Escura: Uma análise fenomenológica, do Planck ao LHC
  • Data: 29/08/2019
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  • Nesta tese analisaremos o problema da Materia Escura (ME) sob o ponto de vista da Fisica de Particulas, propondo e investigando modelos de interacao para uma nova particula massiva fracamente interagente (do ingles WIMP) que, em principio, componha todo o conteudo escuro de materia do Universo. Analisaremos duas possibilidades. Em uma primeira contribuicao, discutiremos a fenomenologia de um fermion de Majorana interagindo unicamente via momento anapolar, ou seja, o mediador entre a ME e as particulas do modelo padrao da fisica de particulas (MP) e feita atraves do foton, partindo de uma Lagrangiana efetiva, mas tambem estudando este efeito por intermedio de um modelo simplificado, onde o momento anapolar e gerado, em correcoes radiativas, por escalares carregados eletricamente. Como nossa principal contribuicao, verificamos a possibilidade da materia escura ser produzida e detectada no LHC utilizando uma nova abordagem usando algoritmos de Inteligencia Artificial. Nossos resultados foram comparados a um futuro experimento de deteccao direta (um dos mais restritivos), mostrando o espaco de parametros mais efetivo para uma possivel descoberta no LHC. Em um segundo momento, estudamos a geracao do efeito de violacao de sabor no setor leptonico (LFV) formado pela ME. Focamos nossa pesquisa na extensao de gauge do modelo padrao SU(3)c SU(3)L U(1)N, chamada 3-3-1 com neutrinos de mao direita. Veremos que o novo boson vetorial neutro (Z0) fornece a maior contribuicao tanto para a abundancia da reliquia, sua producao no Universo primordial, quanto a deteccao de forma direta da materia escura do modelo. Alem disto, sera mostrado que os futuros experimentos que buscam por LFV (VOENA, 2017; RENGA, 2018), no processo de decaimento μ ! e , irao prover vinculos complementares extremamente relevantes para a ME, sendo capazes de sondar grande parte do espaco de parametros do modelo (relevante para a fisica da ME).
  • JOAO VICTOR QUEIROGA NUNES
  • Defeitos Topológicos, Energia Escura e Mundo Brana
  • Data: 23/08/2019
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  • Nesta dissertacao abordamos alguns modelos em teoria de campos escalares reais, relatividade geral, modelos de energia escura e de branas por defeitos topologicos com campos escalares reais. Para tal objetivo, fazemos primeiro uma revisao de campos escalares reais e defeitos, topologicos e nao topologicos, em (1,1) dimensoes com dinamica padrao e generalizada. Em seguida e feito uma introducao a cosmologia passando por topicos de Relatividade Geral, perturbacoes da metrica, energia escura no modelo padrao, de 1 e 2 campos, e no modelo taquionico. Por fim, utilizamos os metodos desenvolvidos ate aqui para estudar mundo brana, suas aplicacoes em fenomenos e resultados teoricos sob a roupagem de defeitos topologicos.
  • MESSIAS DE BRITO CRUZ
  • Estudo do efeito Casimir com violação de Lorentz do tipo éter
  • Data: 31/07/2019
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  • As teorias de Gravidade Quantica, como a Teoria de Cordas e a Gravidade Quantica em Laco, preveem a possibilidade de uma violacao espontanea da simetria de Lorentz. O interesse na violacao da simetria de Lorentz tem crescido rapidamente nas ultimas decadas, por que poderia constituir uma forma de testar as teorias candidatas para a Gravitacao Quantica. Motivados por modelos de Teoria Quantica de Campos com violacao de Lorentz do tipo eter, analisamos a influencia da postulada violacao de Lorentz sobre o efeito Casimir admitindo que os campos quanticos estao confinados entre duas placas paralelas. Inicialmente, analisamos o efeito Casimir a temperatura nula, atraves de um modelo para campos escalares massivos com violacao de Lorentz do tipo eter. Considerando diferentes condicoes de contorno para o campo escalar nas placas, obtivemos a energia e pressao de Casimir para diferentes escolhas do quadrivetor constante que implementa a anisotropia no espaco-tempo. Em seguida, como uma extensao natural, consideramos os efeitos de temperatura finita. Para cada escolha do quadrivetor, obtivemos a correcao termica da energia de Casimir por unidade de area. Observamos que a violacao da simetria de Lorentz tem uma forte influencia sobre o efeito Casimir escalar, especialmente, quando o quadrivetor constante e ortogonal as placas. Posteriormente, analisamos o efeito Casimir a temperatura nula, atraves de um modelo para campos fermionicos massivos com violacao de Lorentz do tipo eter. Nesse estudo impomos ao campo fermionico a condicao de contorno de sacola do MIT nas placas, considerando diferentes escolhas para o quadrivetor constante, que implementa a anisotropia no espaco-tempo. Para o quadrivetor tipo-tempo observamos que a violacao de Lorentz nao modifica a energia de Casimir. No entanto, para a situacao que o quadrivetor e tipo-espaco, a violacao de Lorentz tem influencia significativa no efeito Casimir fermionico. Obtivemos explicitamente a energia de Casimir por unidade de area para o caso do quadrivetor ortgonal as placas e, consequentemente, a pressao de Casimir. Assim sendo, o efeito Casimir seria um otimo candidato para investigar uma suposta violacao da simetria de Lorentz, bem como testar formalismos candidatos a uma teoria de Gravidade Quantica.
  • RAFAEL ALVES BATISTA
  • Emaranhamento mediado por Caos em um Ponto Quantico Aberto via Formalismo de Keldysh
  • Orientador : JORGE GABRIEL GOMES DE SOUZA RAMOS
  • Data: 31/07/2019
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  • Atualmente a industria de eletronicos busca alternativas para diminuir o tamanho de semicondutores com o objetivo de tornar o processamento de computadores mais rapido e eficiente. Tais dimensoes chegaram a desafiadora escala de nanometros, onde pode haver disputas de fenomenos quanticos e caoticos. Nesta escala, o ponto quantico, tambem conhecido como atomo artificial, e um dos dispositivos fabricados para a manipulacao da conducao de eletrons. Nesta dissertacao, estudaremos pontos quanticos do tipo caotico, onde a geometria destes semicondutores muda constantemente. Usaremos a teoria quantica de campos de nao-equilibrio (formalismo de Keldysh) para descrever o transporte eletronico em pontos quanticos e investigar os desdobramentos teoricos da aplicacao desta teoria no caso caotico. Seguindo as propostas de Beenakker e realizando simulacoes numericas, analisaremos a condutancia eletronica nestes dispositivos, a conexao entre o ruido e o emaranhamento quantico e, por fim, a violacao da desigualdade de Bell. No caso da violacao da desigualdade de Bell, mostraremos resultados ineditos que relacionam o caos no ponto quantico com a formacao de emaranhamento quantico.
  • ALBERTO DE ALBUQUERQUE CEZAR JUNIOR
  • Momento Magnético Anômalo no Modelo Padrão Eletrofraco e Além
  • Orientador : PAULO SERGIO RODRIGUES DA SILVA
  • Data: 30/07/2019
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  • Computamos algumas das principais contribuicoes do Modelo Padrao para o momento magnetico anomalo de fermions de Dirac carregados e analisamos trabalhos contabilizando correcoes de ordens maiores. Comparamos isso com os resultados experimentais que apontam uma discrepancia entre a previsao teoria e o experimento, sendo um forte indicio de fisica alem do Modelo Padrao. Derivamos as contribuicoes gerais devido a uma variadade de novas particulas, considerando a possibilidade de troca de sabor e acoplamentos escalar, pseudoescalar, vetorial e axial. A partir dessas expressoes gerais recuperamos previsoes do Modelo Padrao, alem de possibilitarmos o calculo de um vasto numero de alternativas de fisica nova.
  • ERICK RODRIGUES SILVA
  • Propriedades do transporte quantico de sistemas correlacionados: ruído de disparo, desigualdade de Bell e estrutura de bandas
  • Data: 23/07/2019
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  • O estudo de sistemas quanticos({\it e.g.} pontos quanticos.) pode ser mediado pela analise da interacao com particulas. Nesta perspectiva, o processo de espalhamento subjacente pode indicar propriedades fisicas associadas a competicao entre simetrias, tunelamento, fases generalizadas, entre outros efeitos eminentemente quanticos. Portanto, dadas as caracteristicas probabilisticas dos efeitos, um importante sinal teorico-experimental esta associado ao surgimento de funcoes de correlacao fortes, o que permite estudos do espalhamento quantico de uma forma essencialmente completa. Nos desenvolvemos um formalismo para o calculo de funcoes de correlacao atraves de operadores de campo e estudamos sua aplicabilidade em diferentes estruturas quanticas. Verificamos a influencia das simetrias de paridade, reversao temporal e quiralidade do sistema no transporte quantico de dois portadores. A seguir, mostraremos como detectar emaranhamento entre dois eletrons via equacoes de correlacao do transporte atraves de uma estrutura balistica. Por fim, estudamos estatisticas nao-usuais atraves da analise do comportamento dos anyons em uma sistema quantico e verificaremos uma possivel descricao para modelar Isolantes Topologicos.
  • DEIVID RODRIGO DA SILVA
  • Efeito Casimir Fermiônico na Conjectura de Violação da Simetria de Lorentz do Tipo Horava-Lifshitz
  • Orientador : EUGENIO RAMOS BEZERRA DE MELLO
  • Data: 22/07/2019
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  • Nessa Dissertacao analisamos as consequencias da violacao de Lorentz no efeito Casimir fermionico. Nesse sentido, adotamos a conjectura de Horava-Lifshitz, a qual apresenta de forma explicita uma assimetria entre as variaveis temporal e espaciais. Tambem adoamos o campo fermionico sem massa. O efeito Casimir e construido admitindo que o campo fermionico esteja confinado entre duas grandes placas paralelas. Esse confinamento e implementado atraves da condicao de sacola do MIT nas referidas placas. Encontramos que o carater atrativo ou repulsivo da forca de Casimir depende explicitamente do parametros associado a violacao de Lorentz considerada. A condicao de sacola do MIT foi desenvolvida para confinar fermions no regime padrao, entretanto, mostramos que a mesma condicao e adequada para confinar os fermions que obedecem a equacao de Dirac modificada. Tambem discutimos a conservacao de probabilidade, encontrando explicitamente as expressoes para a densidade de probabilidade e corrente de probabilidade do modelo.
  • SAMUEL LUCAS DA ROCHA VIEIRA
  • Análise semi-clássica da interação do momento de quadrupolo magnético de uma partícula neutra com campos externos
  • Orientador : KNUT BAKKE FILHO
  • Data: 19/07/2019
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  • Baseando-se na dualidade de Maxwell, este trabalho considera campos magneticos nao uniformes gerados por densidades de carga magnetica nao uniformes e campos eletricos nao uniformes gerados por densidades de corrente magnetica nao uniformes. Depois e analisado o efeito destes campos eletromagneticos sobre os niveis de energia de uma particula neutra, sem spin e com momento de quadrupolo magnetico, a partir de um ponto de vista semiclassico por meio da aproximacao WKB (Wentzel, Kramers, Brillouin).
  • LETÍCIA CAVALCANTE MONTEIRO
  • Cosmologia de Partículas no Universo Primordial: Repovoamento Pós-inflacionário via Preheating e Reheating
  • Orientador : CARLOS ANTONIO DE SOUSA PIRES
  • Data: 17/07/2019
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  • Este trabalho tem como foco o estudo de epocas iniciais do universo, em particular a era inflacionaria e o perı́odo pos-inflacionario, que compreende o preheating e o reheating. Tais assuntos sao de grande importancia na compreensao da evolucao do universo e de sua estrutura atual, pois a inflacao explica o fato de o universo ser praticamente homogeneo, isotropico e plano (problemas do horizonte e da planura), assim como e a fonte das perturbacoes iniciais que se desenvolveram e originaram as estruturas em largas escalas que observamos atualmente. A inflacao foi proposta originalmente por Alan Guth no inı́cio da decada de 80 e consiste em uma epoca de expansao exponencial dirigida por um campo escalar chamado de inflaton. Como essa epoca ocorre em energias altı́ssimas, entender a dinamica dessa expansao permite estabelecer parametros que restringem os modelos inflacionarios. Apos esse perı́odo, precisamos repovoar o universo. A oscilacao do campo do inflaton faz com que tal partı́cula decaia em graus de liberdade, levando a evolucao da cosmologia padrao, com o universo sendo dominado por radiacao nessa epoca. Existem dois mecanismos principais para esse tipo de decaimento - preheating (regime de ressonancia parametrica ampla, decaimento nao perturbativo) e reheating (regime de decaimento usual, perturbativo).
  • MOALLISON FERREIRA CAVALCANTE
  • Modelo de Baxter-Wu em uma, duas e três dimensões para spin 1/2
  • Orientador : JOAO ANTONIO PLASCAK
  • Data: 10/07/2019
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  • Este trabalho consiste em investigar as fases e as transicoes entre elas de um modelo magnetico cristalino, o modelo de Baxter-Wu (B-W), em diferentes dimensoes. Apesar do modelo ter sido proposto em uma rede triangular bidimensional, aqui faremos uma generalizacao para as redes unidimensionais e tridimensionais. Em uma dimensao, o modelo pode ser tratado por meio da tecnica da matriz de transferencia. Embora seja um procedimento exato, no qual o sistema nao apresenta uma transicao de fases, os resultados nao podem ser escritos de uma maneira analitica para campo externo nao nulo, sendo dados atraves dos autovalores de uma matriz nao-hermitiana. Para o caso do campo externo nulo conseguimos calcular a funcao de particao do sistema e obter toda a termodinamica. Em duas e tres dimensoes o modelo e estudado com o emprego da Teoria de Campo Medio (TCM), utilizando-se o esquema variacional baseado na desigualdade de Bogoliubov. Nesse tratamento utilizamos blocos de um spin, blocos triangulares e os resultados exatos da rede unidimensional. Embora os valores da temperatura de transicao aproximem-se dos valores esperados para cada rede, a transicao que se obtem e sempre de primeira ordem, enquanto que os resultados exatos para a rede triangular confirmam uma transicao de segunda ordem.
  • ADSON FELIPE MELO RODRIGUES DA SILVA
  • PARADOXO DE KLEIN EM SISTEMAS MESOSCÓPICOS
  • Data: 12/04/2019
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  • O estudo dos dispositivos eletronicos mesoscopicos e um assunto que vem atraindo a atencao de varios grupos de pesquisa, tanto teoricos quanto experimentais. Existem dois exemplos experimentais relevantes nesse sentido, o gas de eletrons bidimensionais e o bilhar quantico de grafeno de camada unica. A principal diferenca entre os dois sistemas e o comportamento da funcao de onda dos eletrons dentro deles. O primeiro e descrito pela equacao de Schrodinger e o segundo e descrito pela equacao de Dirac sem massa. Esse ultimo em particular, devido a sua simetria de sub-rede, apresenta interessantes e peculiares fenomenos fisicos de transporte nao observados em outros sistemas. Nesta tese, analisamos o comportamento de alguns dos fenomenos universais de transporte de eletrons nos chamados sistemas mesoscopicos. Tais fenomenos sao estudados no contexto de espalhamento quantico seguindo o modelo hamiltoniano, onde, para isso, seguimos a formula de Mahaux-Wiedenmuller para o caso particular de uma cavidade caotica acoplada a dois terminais - guias de onda. Nesse sentido, foi comparado os chamados Bilhares de Schrodinger, nao-relativistico, e de Dirac, relativistico, com respeito as propriedades fisicas de transporte como condutancia e potencia do ruido de disparo com suas respectivas variancias, alem dos termos de interferencia quantica. O modelo hamiltoniano Mahaux-Wiedenmuller relaciona o espalhamento quantico de canais de propagacao eletronicos por uma cavidade caotica, ou ponto quantico, com um numero muito grande de ressonancias, a uma matriz de espalhamento S, onde as amplitudes das ondas incidentes sao relacionadas com as amplitudes das ondas de saida da cavidade de interacao. Atraves do formalismo de Landauer-Buttiker, e possivel relacionar as propriedades de transporte a matriz de espalhamento. O modelo consiste em gerar matrizes de espalhamento seguindo a teoria de matrizes aleatorias. Alem do comparativo entre os bilhares, foi possivel relacionar o bilhar de Dirac caotico, devido a simetria de sub-rede, ou simetria quiral, presente em estruturas como a do grafeno, com o paradoxo de Klein. Muitos dos resultados relativos as propriedades de transporte desses bilhares sao conhecidos apenas para contatos ideais, ou seja, quando o acoplamento dos guias com a cavidade de interacao e ideal - sem barreira de potencial. Fizemos um estudo completo tanto para contatos ideais como para nao ideais, onde mostramos resultados universais que revelaram comportamentos anomalos na condutancia, na a potencia do ruido de disparo e nas respectivas distribuicoes de autovalores. Em particular, demostramos o paradoxo de Klein nas transicoes de supressao/amplificacao dos observaveis de transporte do bilhar de Dirac caotico.
  • ANNY CAROLINE DE ARAUJO FARIA
  • Influência de Meios Axionicos Periódicos na Propagação da Luz Usando Métodos Numéricos
  • Data: 15/03/2019
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  • Um novo estado da materia de interesse atual e a dos chamados isolantes topologicos. Estes materiais tem despertado grande interesse por apresentarem um comportamento eletronico muito peculiar que surge da topologia nao-trivial da estrutura de bandas. Esse comportamento "exotico"e caracterizado pela existencia de um fluxo de eletrons (semelhante a um condutor) somente em suas superficies enquanto que em seu interior sao isolantes. A existencia de uma superficie metalica nesses materiais nos permite ter controle da magnetizacao ao aplicar um campo eletrico, ou uma polarizacao eletrica ao aplicar um campo magnetico sendo este efeito conhecido como magnetoeletrico e este mesmo efeito foi previsto no estudo dos Axions. A importancia em estudar esses tipos de materiais e a possibilidade de aplicacoes tecnologicas que estes oferecem no ramo da computacao quantica e "spintronica". Nesta dissertacao, estamos interessados teoricamente em um modelo numerico solucionavel para sistemas formado pela juncao de um isolante topologico e um isolante comum caracterizados por um termo axionico. Para tal, desejamos analisar o comportamento da luz nesse tipo de sistema de modo que a topologia nao-trivial da estrutura de bandas dependera da variacao de mais de um parametro do sistema. As principais contribuicoes do nosso trabalho, foram a obtencao de estruturas de bandas para fotons dependentes de mais de um parametro do sistema.
  • JAMERSON GILLIS BATISTA RODRIGUES
  • Cenários de Inflação Inseridos em Extensões do Modelo Padrão de Partículas
  • Data: 27/02/2019
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  • Com a evolucao dos experimentos em satelites, o paradigma inflacionario alcancou a condicao de fisica de precisao. Informacoes obtidas da radiacao cosmica de fundo (CMB) podem ser utilizadas para vincular parametros dos modelos inflacionarios. Nesta tese apresentamos nossas contribuicoes ao desenvolvimento desse cenario \cite{Ferreira:2016uao,Ferreira:2017ynu}. Em particular, desenvolvemos uma variacao do modelo $SU(3)_C \times SU(3)_L \times U(1)_N$ de gauge, proposto originalmente em \cite{Dias:2003iq}. Esse cenario e construido de modo a abrigar naturalmente o mecanismo \textit{seesaw} tipo-I e a simetria de Peccei-Quin. Inflacao e realizada em altas energias pelo campo $\Phi$, mediante correcoes radiativas ao potencial \cite{Ferreira:2016uao}. Em seguida, desenvolvemos um modelo de inflacao nao-minimo, proposto originalmente em \cite{Ferreira:2017ynu}. Nesse cenario, a componente neutra do campo $\Delta$, tripleto por $SU(2)_L$, realiza inflacao por intermedio de um acoplamento nao-minimo a gravidade. Quando o inflaton adquire valor esperado do vacuo, massa para os neutrinos padroes e gerada atraves do mecanismo \textit{seesaw} tipo-II. Ao confrontarmos esses modelos com os dados observados do CMB, obtemos cenarios extremamente preditivos, com assinaturas de fisica nova em escalas de energias acessiveis para futuros experimentos.
  • JEFFERSON DE MORAIS TOLEDO
  • Estudos sobre buracos negros em cenários com nuvem de cordas e quintessência, na relatividade geral e na gravitação de Lovelock
  • Data: 27/02/2019
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  • Nesta tese, estudamos algumas configuracoes de buracos negros com quintessencia e/ou nuvem de cordas na relatividade geral e na gravitacao de Lovelock. Iniciamos fazendo uma breve revisao sobre o arcabouco teorico que embasa os resultados subsequentes, a saber, buracos negros na relatividade geral, inclusive com nuvem de cordas, alguns aspectos de sua termodinamica e gravitacao de Lovelock. Na sequencia, apresentamos o metodo de Newman-Janis e alguns aspectos relacionados ao efeito Casimir gravitacional, bem como consideramos modelos de energia escura, em especial a constante cosmologica e a quintessencia. No contexto da relatividade geral, tratamos da termodinamica do buraco negro com nuvem de cordas (espaco-tempo de Letelier) com quintessencia, obtemos a solucao de Reissner-Nordstrom com quintessencia e nuvem de cordas, estudamos alguns aspectos de sua termodinamica e calculamos seus modos quasinormais. Adicionando, a esta metrica, a contribuicao da constante cosmologica, abordamos a termodinamica e a criticalidade do sistema e, considerando-o analogo a uma maquina termica, calculamos sua eficiencia. Estudamos tambem as solucoes de Kerr com quintessencia e de Kerr-Newman-AdS com quintessencia e nuvem de cordas. No contexto da gravitacao de Lovelock, investigamos o efeito Casimir gravitacional nas proximidades de um buraco negro estatico. Estudamos, nessa teoria modificada de gravitacao, buracos negros com quintessencia e nuvem de cordas. Por fim, os buracos negros imersos em quintessencia ou em nuvem de cordas sao analisados na gravitacao pura de Lovelock. Verificamos que os conteudos extras de materia-energia produzem importantes efeitos na geometria do espaco-tempo dos buracos negros e que os resultados obtidos na gravitacao de Lovelock sao reduzidos aos da relatividade geral no limite de campo fraco.
  • LAZARO GENILSON DA SILVA LEITE
  • ESTUDO TEÓRICO DAS PROPRIEDADES ELETRÔNICAS E ÓPTICAS DE NANOESTRURAS BxCyNz
  • Data: 25/02/2019
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  • Grafeno, uma rede bidimensional de atomos de carbono, tem sido amplamente estudado durante os ultimos anos. Um dos grandes interesses por este material e devido as suas possiveis aplicacoes tecnologicas. A abertura de um gap de energia no grafeno e provavelmente um dos temas mais importantes e urgentes em sua pesquisa atualmente, uma vez que, a maioria das aplicacoes propostas para o grafeno em dispositivos nanoeletronicos requer a capacidade de ajustar seu gap. O nitreto de boro hexagonal (h-BN) e um material similar estruturalmente ao grafeno e possui algumas propriedades fisicas e quimicas consideradas unicas. Contudo, o ajuste de algumas de suas propriedades tambem e indispensavel para que ele possa fazer parte como componentes ativos na nanoeletronica e spintronica. Todos esses sistemas possuem propriedades bastante ajustaveis e existem varios metodos teoricos e experimentais que podem ser usados para este fim, um deles e dopar o grafeno com h-BN. Isso foi recentemente sintetizado e mostrou ser um metodo eficiente para abrir o gap no grafeno, obtendo nanomateriais hibridos com propriedades intermediarias entre eles. O controle do tamanho do dominio dopante nos permite adequar a estrutura eletronica e outras propriedades. Neste contexto, usando calculos de primeiros principios baseados na teoria do funcional da densidade (DFT), investigamos as mudancas provocadas nas propriedades eletronicas, magneticas e opticas devido a dopagem do grafeno com h-BN e estudamos tambem a adsorcao quimica de hidrogenio nessas nanoestruturas hibridas. Como consequencia do estudo dessas nanoestruturas hibridas, observamos uma serie de novos resultados.
  • MATHEUS ARAÚJO MARQUES
  • Estruturas Localizadas em Teoria de Campos
  • Data: 22/02/2019
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  • Esta tese lida com estruturas localizadas em teoria de campos no espaco plano e curvo. Inicialmente, investigamos a presenca de solucoes tipo kink em (1,1) dimensoes em modelos de um campo escalar real e apresentamos uma rota para compactifica-las. Alem disso, ao estender o estudo para modelos generalizados, buscamos condicoes para que modelos sejam gemeos ate uma ordem arbitraria na estabilidade, apresentamos um modelo do tipo Born-Infeld e perscrutamos uma classe de modelos que compartilham a mesma densidade de energia e estabilidade. A seguir, em $(2,1)$ dimensoes, introduzimos um formalismo de primeira ordem para o estudo de vortices em modelos de Maxwell-Higgs e Chern-Simons-Higgs. Atraves desse formalismo, mostramos uma maneira de compactificar o vortice e apresentamos modelos que sao gemeos e vortices em sistemas sem vacuo. Tambem, discorremos acerca de um procedimento para encontrar solucoes analiticas de vortices e reconstruir o modelo. A tese segue com o estudo de vortices e monopolos em modelos com simetrias extras, em que os campos acomodados pelas simetrias adicionais atuam, a nivel de primeira ordem, como uma fonte para a permeabilidade magnetica em que o vortice ou o monopolo esta inserido. Como se sabe, kinks, vortices e monopolos sao estruturas localizadas de natureza topologica. Alem delas, tambem investigamos modelos que suportam solucoes nao topologicas localizadas, como lumps e Q-balls. No que se refere a lumps, existentes em (1,1) dimensoes, discutimos a possibilidade de compactifica-los e apresentamos um modelo compacto com todos os resultados analiticos. A seguir, tratamos de modelos de um campo escalar complexo que suportam Q-balls, inclusive seus compactos. Ademais, apresentamos modelos de Q-balls que engendram uma divisao na densidade de energia e sao estaveis. Por fim, inspirados em modelos de kinks, usamos o campo escalar para construir modelos de branas hibridas simetricas e assimetricas no espaco curvo em (4,1) dimensoes, com uma dimensao extra infinita.
2018
Descrição
  • DANIEL BORGES SILVA
  • Dinâmica de Mágnons na Presença de Defeito Topológico
  • Data: 19/12/2018
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  • O advento da Mecanica Quantica trouxe uma nova compreensao de mundo e novas perspectivas de tecnologia, tais como metodos de otimizacao e alternativas a eletronica classica. Recentemente vem sendo buscada uma alternativa a eletronica convencional pautada na corrente de eletrica, essa eletronica teria como base as propagacoes de spin, e portanto a chamamos de spintronica. Tendo em vista tal perspectiva e de suma importancia o estudo de ondas de spin e dos fenomenos magneticos em fisica do estado solido, portanto buscamos aqui estudar magnons sob a otica do efeito Hall Quantico e buscar a dinamica dessas quase particulas submetidas a um defeito topologico. Nesse trabalho vamos fazer uma revisao do Efeito Aharonov-Bohm e Aharonov-Casher para entender as fases quanticas como fases geometricas. Vamos estudar a Fase de Berry como o resultado de uma influencia externa e a curvatura de Berry para entao verificar a ocorrencia do efeito Hall Quantico. Procuramos a quantizacao de Landau para particulas neutras com momento de dipolo magnetico e eletrico sujeitas a campos eletromagneticos externos. Buscamos conceituar magnons como excitacoes coletivas de baixa energia e procuramos a ocorrencia de Efeito Hall para eles atraves da quantizacao da condutancia Hall Transversal. Buscamos tambem a condutancia Hall termica devido um gradiente de temperatura e assim a razao termomagnetica, observamos que tal razao segue a lei de Wiedemann-Franz. Revisamos tambem a quantizacao de Landau para uma particula neutra com momento de dipolo magnetico e submetida a um defeito topologico do tipo corda cosmica e verificamos que a presenca do defeito quebra a degenerescencia infinita dos niveis de Landau. Estudando as propriedades de uma rede de magnons esse trabalho busca tambem instigar a pesquisa que visa entender o comportamento das propriedades dessas quase particulas sujeitas a defeitos topologicos de varios tipos e contribuir assim para o melhor entendimento da dinamica de magnons e de suas propriedades.
  • IVANICE ZAFALAN
  • Formalismo de primeira ordem para vórtices compactos em modelos generalizados
  • Orientador : LAERCIO LOSANO
  • Data: 12/12/2018
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  • O objetivo desta tese e o estudo de vortices compactos em modelos generalizados. Para tanto, comecamos por revisar alguns topicos em teoria classica de campos, trabalhando essencialmente com campos escalares no espaco plano. Revisamos o estudo de alguns defeitos topologicos e nao topologicos: kinks, lumps e vortices. Na sequencia, introduzimos resultados originais, dentre os quais, exploramos dois novos modelos de vortices generalizados e dois novos modelos de vortices generalizados compactos para o sistema Maxwell-Higgs. Estes ultimos encolhem para um intervalo finito da coordenada radial, com solucoes, densidade de energia e campo magnetico fora deste intervalo, nulos. Concluimos com a apresentacao de um formalismo de primeira ordem para vortices compactos generalizados no qual, como resultado, chegamos ao calculo da energia sem o conhecimento explicito da forma das suas solucoes.
  • PABLO WAGNER VASCONCELOS OLEGARIO
  • Bóson W' via 0υββ no modelo 3-3-1 mínimo
  • Orientador : CARLOS ANTONIO DE SOUSA PIRES
  • Data: 23/11/2018
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  • As evidencias da massa de neutrinos tem aumentado a importancia de estudos no contexto do Decaimento Beta Duplo sem Neutrinos, o qual constitue um marco para a violacao de numero leptonico. A interpretacao padrao e que os neutrinos leves, que sao observados oscilando a partir de experimentos terrestres, mediam o decaimento beta duplo. No Modelo 3-3-1 Minimo, objeto deste estudo, ha uma contribuicao adicional que se estabelece a partir da mistura entre o novo boson de \textit{gauge} vetorial, $W^\prime$, e o boson de \textit{gauge} vetorial $W$ do Modelo Padrao. Mesmo depois de configurar esta mistura de modo a ser muito pequena, restricoes fortes surgem a partir da nao-observacao do Decaimento Beta Duplo sem Neutrinos. De fato, foi obtido limites para a massa do boson $W^\prime$ que podem exceder aqueles vindos de colisores, e mais imortante, colocando a escala de quebra de simetria alem da validade do modelo 3-3-1 minimo, levando a um possivel limite de exclusao para o modelo.
  • PRISCILA MAYANA TORRES BARBOZA
  • Efeito Aharonov-Casher em potenciais centrais
  • Data: 23/11/2018
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  • Neste trabalho, investigamos o sistema no qual uma particula neutra com momento de dipolo magnetico permanente interage com um campo eletrico externo sujeito a potenciais centrais, tais como potenciais escalares proporcional a distancia radial e do tipo-Coulomb. Alem disso, analisamos o mesmo sistema quando confinado em um anel quantico bidimensional e em um ponto quantico. Na busca de solucoes analiticas para a equacao de Schrodinger-Pauli mostramos que os estados de energia para esse sistema de uma particula neutra sujeito a potenciais centrais dependem da fase geometrica quantica e dos numeros quanticos associados com os modos radiais, momento angular e momento de spin {n, l, s} do sistema. Em um segundo momento, apresentamos a quantizacao de Landau para uma particula neutra com um momento de dipolo magnetico permanente na presenca de campos externos sob a influencia de um potencial tipo-Coulomb. Utilizamos a ideia de Ericsson e Sjoqvist (ERICSSON; SJOQVIST, 2001) que consiste em usar o sistema proposto por Aharonov e Casher (AHARONOV; CASHER, 1984) para gerar um analogo a quantizacao de Landau em sistemas de atomos neutros. Mais ainda, observamos que no sistema analogo a quantizacao de Landau sujeito a um potencial tipo-Coulomb a frequencia do ciclotron e modificada em relacao a referencia (ERICSSON; SJOQVIST, 2001) e discutimos um efeito quantico caracterizado pela dependencia da frequencia angular nos numeros quanticos do sistema.
  • CLARISSA MARTINS SIQUEIRA
  • Complementaridade em Análises de Modelos de Matéria Escura
  • Data: 31/08/2018
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  • A Materia Escura (ME) permanece como um dos principais problemas em aberto no que concerne a Fisica de Particulas e Cosmologia. Diante deste problema, propoe-se extensoes do Modelo Padrao de Fisica de Particulas com possiveis candidatos a ME. Na versao supersimetrica do modelo 331 com neutrinos de mao direita, estuda-se o sneutrino como possivel candidato WIMP, computa-se a abundancia reliquia e secao de choque de espalhamento, e compara-se com os experimentos Planck e LUX, respectivamente. Neste caso, mostra-se que ha candidatos viaveis com massa na escala de TeV. Devido a ausencia de sinais de WIMPs em experimentos de Deteccao Direta e colisores, ate entao, outros possiveis candidatos vem sendo amplamente estudados na literatura. Neste sentido, estuda-se o modelo com ME leve mediada por Fotons Escuros, abordando diferentes formas de producao da ME, incluindo termica e nao-termicamente. Alem disso, sao calculadas as secoes de choque de aniquilacao e espalhamento, de forma a comparar com os vinculos atuais do Planck e XENON, respectivamente, e com os vinculos sobre Fotons Escuros, com isto, sao obtidos candidatos viaveis com massa na escala de MeV. No que se refere a deteccao indireta, utilizando-se de Modelos Isolados (Secluded Models), cuja particula de ME se conecta com mediadores meta-estaveis que decaem em particulas do Modelo Padrao, impoe-se fortes vinculos sobre a secao de choque de aniquilacao de ME atraves dos dados experimentais de busca por fluxos de raios−γ provenientes de aniquilacoes de WIMPs Isoladas em galaxias esfericas anas e no centro da galaxia. Por fim, e feita uma analise sobre modelos de semi-aniquilacao, com o intuito de checar se estes fornecem o excesso de raios−γ, observado no centro da galaxia pelo Fermi-LAT, mostra-se que o canal ME + ME → ME + h fornece um bom ajuste.
  • RICARDO LUIS LIMA VITORIA
  • Efeitos de torção e violação da simetria de Lorentz sobre um campo escalar sujeito a potenciais centrais
  • Data: 17/08/2018
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  • Neste trabalho, investigamos a influencia de potenciais centrais sobre o campo escalar em tres diferentes cenarios: o espaco-tempo de Minkowski, espaco-tempo com uma deslocacao tipo-espaco e um espaco-tempo com uma anisotropia causada pela violacao da simetria de Lorentz. No espaco-tempo de Minkowski, analisamos o campo escalar sujeito ao oscilador de Klein-Gordon mais os potenciais linear e tipo-Coulomb. No espaco-tempo com uma deslocacao helice, investigamos os efeitos de torcao sobre o campo escalar. Discutimos o efeito analogo ao efeito Aharonov-Bohm para estados ligados. Alem disso, analisamos os efeitos de rotacao sobre o campo escalar no espaco-tempo com uma deslocacao helice e no espaco-tempo com uma deslocacao espiral. Em seguida, lidamos com a interface entre uma teoria que vai alem do Modelo Padrao e mecanica quantica. Consideramos um pano de fundo da violacao da simetria de Lorentz determinado por um campo tensorial, e assim, analisamos efeitos sobre o campo escalar.
  • DAVID OLIVEIRA DE FIGUEIREDO
  • GRAVIDADE ANÁLOGA EM METAMATERIAIS: UM ELO ENTRE A FÍSICA DA MATÉRIA CONDENSADA, GRAVITAÇÃO E COSMOLOGIA
  • Data: 31/07/2018
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  • O termo ``gravidade analoga'' remete a um campo de pesquisa cujo objetivo consiste em investigar analogos dos campos gravitacionais, sob a perspectiva da relatividade geral, em sistemas fisicos de outras areas, almejando assim obter uma melhor compreensao de ambos os sistemas envolvidos. Analogias tem se mostrado importantes na fisica e na matematica, pois, uma analogia tomada de forma meticulosa para um problema especifico pode ser capaz de sugerir caminhos inesperados para uma possivel solucao do problema primitivo. Diante disso, exemplos de modelos analogos gravitacionais datam desde os primordios da relatividade geral. Com o desenvolvimento da nanotecnologia, uma alternativa para a obtencao de modelos gravitacionais e cosmologicos analogos e atraves do estudo da propagacao luminosa em metamateriais. Estes sao construidos artificialmente, de modo que suas propriedades eletromagneticas podem ser modeladas de forma cuidadosa, pois derivam dessa mesma estrutura artificial. Em virtude dessa liberdade, tornou-se possivel emular um comportamento temporal em uma das tres coordenadas espaciais, simulando, por exemplo, um espaco-tempo de 2+1 dimensoes. Neste trabalho, mediante um estudo teorico em metamateriais hiperbolicos e eletronicos, estabelecemos modelos analogos para dois sistemas: o universo compacto de Milne, o qual representa um modelo simples de singularidade cosmica em modelos cosmologicos ciclicos, e a transicao de assinatura entre um espaco-tempo de Minkowski e um espaco-tempo kleiniano, sendo este ultimo caracterizado por ser dotado de duas coordenadas do tipo tempo. Em ambos os casos, mediante uma analise via optica ondulatoria, veremos como o comportamento de um campo escalar de Klein-Gordon pode ser reproduzido nos meios materiais correspondentes. Adicionalmente, no contexto do universo de Milne, mostraremos que o comportamento classico, isto e, as geodesicas do tipo tempo e do tipo espaco tambem sao reproduzidas no metamaterial pelas trajetorias descritas pelos raios luminosos.
  • MARILIA SANTOS MELO DE BARROS
  • Teoria do ruído e fenômenos de interferência quântica em nanoestruturas quirais
  • Data: 30/07/2018
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  • Dedicamos esta tese a investigacao das propriedades universais do transporte eletronico em sistemas mesoscopicos. A relevancia da investigacao, tanto do ponto de vista da fisica teorica quanto experimental, decorre de avancos recentes no confinamento controlavel e na formacao de nanoestruturas mesoscopicas, com enfase acentuada em sistemas universais baseados em grafeno. Os efeitos de borda podem gerar efeitos caoticos de tal modo que as investigacoes podem conter elementos caoticos de modo a trata-los como bilhares quanticos. Os desdobramentos do confinamento incluem efeitos observaveis devido a interferencia quantica produzida pelo transporte eletronico. Em nivel teorico, introduzimos a simetria quiral em cavidades caoticas balisticas gerando os chamados bilhares caoticos de Dirac. Para essa abordagem analitica exata, utilizamos inicialmente o metodo diagramatico proposto por Brouwer e Beenakker e construimos uma teoria generalizada de integracao sobre o grupo unitario. Todo calculo incorpora o efeito do caos mediante o uso da teoria de matrizes aleatorias. Em particular, calculamos observaveis fisicos de transporte, tais como, a condutancia e a potencia do ruido de disparo. Apresentamos resultados exatos para os observaveis de transporte relevantes em bilhares de Dirac Caoticos e, posteriormente, comparamos com os resultados dos bilhares de Schrodinger, exibindo as peculiaridades concernentes as classes universais quirais e as classes de Wigner-Dyson. Nesse ambito, apresentamos o estudo do crossover do ensemble circular ortogonal para o ensemble circular unitario e a razao da correcao de localizacao fraca para a potencia do ruido de disparo e para a condutancia do bilhar de Dirac.
  • FELIPE AZEVEDO GOMES
  • Uso de Geometria no Estudo de Nanocones Duplos de Carbono e Mantos de Invisibilidade.
  • Data: 30/07/2018
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  • Nesta tese estudamos a influencia da geometria nas propriedades eletronicas de nanocones duplo de carbono. Tambem propomos uma forma de deteccao do manto de invisibilidade explorando a geometria do manto construido utilizado a teoria de otica de transformacao. Para o estudo dos nanocones duplos de carbono, utilizamos o modelo continuo baseado num hamiltoniano tipo Dirac para fermions sem massa onde os defeitos topologicos sao descritos atraves de campos de gauge nao abelianos. Para isso demonstramos como a equacao de Dirac pode ser obtida a partir do acoplamento do spin ao analogo relativistico da energia cinetica e demonstramos como as propriedades eletronicas do grafeno podem ser modeladas por uma equacao de Dirac efetiva para fermions sem massa. Desenvolvemos entao a abordagem geometrica que descreve dois cones em uma unica estrutura, pela extensao da coordenada radial ao inteiro conjunto dos numeros reais. Para uma melhor compreensao das caracteristicas desse tipo de superficie, demonstramos a dinamica de uma particula nesta superficie nos casos classicos, quantico e quantico-relativistico. Resolvemos entao a equacao de Dirac efetiva para uma particula livre na superficie de um nanocone duplo de carbono, mostramos que para algumas combinacoes de diferentes nanocones, a densidade local de estados proxima do vertice dos cones nao e nula na energia de Fermi e apresenta uma forte dependencia com o momento angular. Obtemos tambem os niveis de Landau para uma particula carregada sob influencia de um campo magnetico azimutal e fazemos uma analise detalhada do espectro de energia considerando as combinacoes dos numeros quanticos. Mostramos como o campo magnetico quebra a "simetria" entre os cones introduzindo estados de classes diferentes em cada cone. A geometria de superficies tambem e explorada no estudo dos metamateriais atraves da teoria de otica de transformacao. Demonstramos como e possivel manipular em laboratorio a permissividade eletrica (ε) e a permeabilidade magnetica (µ) de um material dieletrico e, desta forma, obter controle sobre o indice de refracao do meio. Essa abordagem nos permite modelar a geometria que reproduza um efeito desejado e determinar os parametros do material dieletrico que reproduz a geometria desejada. Mais especificamente, exploramos como construir um material capaz de camuflar completamente um objeto em seu interior, o chamado manto de invisibilidade. Ao mesmo tempo que mostramos como o manto de invisibilidade pode ser construido, propomos uma estrategia de detectar a presenca desse manto atraves da diferenca de fase gerada pela curvatura resultante da sua construcao.
  • ELISAMA ERALDENE MARQUES LIMA
  • Kinks e compactons em teoria de campos a temperatura finita e branas
  • Data: 27/07/2018
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  • Na presente tese, realizamos um estudo sobre diversos modelos em teoria de campos, que suportam solucoes localizadas. Apresentamos propriedades gerais de campos escalares classicos, destacando alguns modelos relevantes na literatura. A partir disso, usamos o metodo da deformacao para construirmos duas novas familias de potenciais hiperbolicos, em que varios aspectos foram analisados. Tambem investigamos modelos que desenvolvem dinamica do tipo Dirac-Born-Infeld, onde surgem potencias adicionais nas derivadas do campo escalar que sao controladas por um parametro real; assim exploramos quais os efeitos provocados nas solucoes topologicas. Em seguida, estudamos como flutuacoes termicas, obtidas por meio de correcoes de um-laco no calculo do potencial efetivo, podem provocar transicoes de fase na simetria de alguns modelos. Nessa perspectiva, destacamos como os efeitos termicos sao capazes de afetar a transicao de kinks para compactons, onde os resultados sugerem que a simetria e restaurada no regime de altas temperaturas. Tambem apresentamos uma discussao sobre branas modeladas por campos escalares com uma dimensao extra infinita. Assim, introduzimos um mecanismo que transforma suavemente uma brana espessa em hibrida, com estrutura interna.
  • VICTOR RODRIGUES GONCALVES
  • O Problema na Medida da Massa do Próton no Contexto de Dimensões Extras
  • Data: 27/07/2018
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  • Em um experimento recente, para medir a massa do proton, foi obtido um valor tres vezes mais preciso do que o valor recomendado pelo CODATA. Porem, os valores sao incompativeis. A diferenca entre eles e tres vezes maior do que o desvio padrao da medida mais recente. Observamos que esta diferenca nao tem nenhuma explicacao na fisica convencional. Nesta dissertacao, entao, investigamos a discrepancia entre esses dois valores da massa do proton no contexto das teorias de dimensoes extras. Para isso, fizemos uma breve revisao sobre a teoria de Kaluza-Klein e do modelo ADD de dimensoes extras, proposto por Arkani-Hamed, Dimopoulos e Dvali, comentando acerca de como o potencial gravitacional e alterado pela possivel existencia de um universo com dimensoes suplementares e como isso afetaria a espectroscopia de sistemas atomicos. Em seguida, falamos sobre os experimentos que medem a massa das particulas, atraves da armadilha de Penning, e discutimos a possibilidade de que correcoes da energia potencial gravitacional associadas a dimensoes extras propiciem uma explicacao para o problema da massa do proton.
  • EUGENIO BASTOS MACIEL
  • UM ESTUDO DA GRAVITACAO NOS ESTADOS DE RYDBERG NO CENARIO DE DIMENSOES EXTRAS
  • Data: 20/07/2018
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  • Tem-se argumentado que medicoes precisas de frequencias de transicoes opticas entre estados de Rydberg para ions semelhantes ao hidrogenio, poderiam ser usados para obter um valor melhorado da constante de Rydberg e ate mesmo para testar a eletrodinamica quantica (QED) com mais precisao, evitando a incerteza sobre o raio do proton. Motivados por essa perspectiva, investigamos a influencia da interacao gravitacional sobre os niveis de energia de ions semelhantes a hidrogenio em estados de Rydberg no contexto de branas. Como sabemos, neste cenario, a interacao gravitacional e amplicada em pequenas distancias. Mostramos que, para os estados de Rydberg, o principal contributo para a energia potencial gravitacional nao vem da energia de repouso concentrada no nucleo, mas a energia do campo eletromagnetico criado pela sua carga eletrica, que esta espalhada no espaco. O motivo esta ligado ao fato de que, quando o ion esta em um estado de Rydberg com alto momento angular, a energia potencial gravitacional nao e computavel no limite de brana fina, devido a influencia gravitacional do eletro-vacuo em que o lepton esta se movendo. Considerando um cenario de branas com espessura, calculamos a energia potencial gravitacional associada a carga do nucleo em termos do parametro de confinamento do campo eletrico na brana. Mostramos que os efeitos gravitacionais nos niveis de energia de um estado de Rydberg podem ser amplificados pelas dimensoes extras mesmo quando a escala de compactacao das dimensoes extras e menor que o raio de Bohr.
  • MARIO CESAR SOARES XAVIER
  • Localização de Anderson da Luz: Forte Dependência com ângulo de Incidência
  • Data: 06/07/2018
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  • A Localizacao da luz em um sistema tridimensional, 3D, (a verdadeira localizacao de Anderson) e uma fronteira aberta de pesquisa na ciencia que mostra perspectivas completamente novas dos fenomenos oticos, o qual poderia abrir uma nova linha para fabricar dispositivos fotonicos avancados. No entanto, a observacao direta da localizacao da luz tem resultado dificil de alcancar. Por esta razao, estamos a propor uma estrategia para observar a face de transicao a localizacao atraves de um conjunto de experimentos de transporte em funcao do angulo de incidencia. Os resultados obtidos nestes experimentos sao completamente diferentes aos esperados no regime de difusao classico e estes poderiam ser resultados do transporte anomalo da luz no regime de transicao a localizacao. Neste trabalho estudamos o transporte da luz para diferentes angulos de incidencia em um meio optico fortemente desordenado composto por nanoparticulas de nucleo-casca (TiO2@Silica) suspensas em etanol. Uma diminuicao da condutancia optica e um aumento de absorcao perto da borda de entrada sao observados quando o angulo de incidencia e aumentado. Esse comportamento anomalo foi associado a um aumento da densidade de estados localizados (aumento de localizacao) perto da borda de entrada, o que poderia ser explicado por um grande aumento da reflexao interna com o angulo de incidencia, que por sua vez seria uma consequencia direta do incremento do indice de refracao efetivo perto da borda de entrada pelo proprio fenomeno de localizacao. A reflexao especular, medida para os fotons que entram na amostra, e consideravelmente menor do que a reflexao interna efetiva medida para os fotons retroespalhados coerentemente na direcao exatamente oposta, indicando uma propagacao nao-reciproca da luz (quebra de simetria de espelho ou paridade). Este estudo representa uma nova abordagem para entender a complexidade da fisica envolvida neste meio otico fortemente desordenado no regime critico de transicao a localizacao.
  • HORACIO SANTANA VIEIRA
  • Alguns resultados acerca de campos escalares em buracos negros, cosmologia quântica e flutuações quânticas da geometria
  • Data: 27/02/2018
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  • Consideramos campos escalares massivos carregados em campos gravitacionais e eletromagneticos produzidos por diferentes tipos de buracos negros, a saber, com e sem uma corda cosmica, circundados por um campo magnetico, e na teoria de gravidade f(R). Os casos especiais de particulas sem massa e sem carga sao tambem examinados. Solucoes exatas das partes angular e radial da equacao covariante de Klein-Gordon, nestes cenarios, sao obtidas em termos das funcoes de Heun. A partir das solucoes radiais, obtemos as solucoes exatas das ondas nas proximidades dos horizontes de eventos dos buracos negros e discutimos o espectro da radiacao Hawking. Aplicamos as propriedades das funcoes de Heun para estudar as frequencias ressonantes (quasi-espectro) e o processo de espalhamento de ondas escalares, em uma classe de espacos-tempo. Na abordagem da gravidade analoga, a saber, no espaco-tempo de ambos os buracos negros acusticos, o tridimensional com rotacao e o quadrimensional canonico, obtemos as solucoes analiticas da parte radial da equacao de Klein-Gordon, sem massa. A partir dessas solucoes, obtemos as ondas escalares nas proximidades do horizonte de eventos acustico e discutimos a radiacao Hawking analoga. Na cosmologia newtoniana quantica, obtemos a solucao exata da equacao de Schrodinger para uma particula (galaxia) que se move neste universo. As funcoes de onda sao dadas em termos das funcoes de Heun e os niveis de energia dependem da constante cosmologica. As solucoes da equacao de Wheeler-DeWitt em um universo homogenio e isotropico sao tambem dadas em termos das funcoes de Heun para geometrias espacialmente fechada, plana e aberta do universo de Friedmann-Robertson-Walker constituido de diferentes formas de energia. Discutimos as flutuacoes quanticas da equacao do desvio geodesico no espaco-tempo de Minkowski para tres diferentes fontes de flutuacoes do tensor de Riemann, a saber, banho termico de gravitons, gravitons no estado squeezed e no estado de vacuo.
  • ANDRE MANZONI DE LIMA
  • Aspectos Perturbativos das Teorias de Campo do Tipo Horava Lifshitz
  • Orientador : ALBERT PETROV
  • Data: 27/02/2018
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  • No inicio do seculo XX, a Mecanica Quantica e a Teoria da Relatividade Restrita mudaram radicalmente nocoes basicas da fisica. Da juncao destas duas teorias surgiu a Teoria Quantica de Campos, base da construcao do Modelo Padrao de Particulas Elementares, o qual descreve tres das quatro interacoes fundamentais (a interacao eletromagnetica, a fraca e a forte). A interacao gravitacional e descrita classicamente pela Teoria da Relatividade Geral, cuja formulacao teorica e bem diferente da usada na descricao das outras tres interacoes. Esforcos iniciais visando unicar todas interacoes numa mesma base conceitual se mostraram infrutiferos. A razao reside no fato de que a gravidade, se tratada no contexto da TQC, retorna resultados matematicamente divergentes. Diversas teorias foram propostas como forma de unicar o tratamento da gravidade com o das outras interacoes. Uma das propostas, introduzida por Petr Horava em 2009, consiste em aprimorar as divergencias encontradas anteriormente atraves da introducao de um espaco-tempo anisotropico. Uma vez que a teoria de Horava muda essencialmente as nocoes de espaco e tempo, ca a pergunta de como os modelos usuais tratados pela TQC se comportam frente a essa mudanca. Nesta tese estudamos dois modelos de TQC generalizados para o contexto da anisotropia de Horava. Calculamos o potencial efetivo em um laco para a QED escalar por dois metodos. O primeiro, independente da escolha de calibre, foi o metodo de Dirac para sistemas vinculados. No segundo calculamos o potencial efetivo em um calibre particular, o qual levou ao surgimento de fantasmas de Faddeev-Popov. Tambem estudamos o modelo de Gross-Neveu, para o qual calculamos a equacao de gap, vericando quebra da simetria de paridade e geracao dinamica de massa sob condicoes especicas. Calculando a equacao de gap para temperatura nita, obtivemos a temperatura critica para qual ocorrem tais fenomenos. Analisamos tambem a renormalizabilidade da teoria no contexto da expansao 1/N. Por m vericamos a possibilidade da geracao do termo de Chern-Simons no modelo de Gross-Neveu anisotropico.
  • ADIEL DA SILVA LEMOS
  • Efeitos das Dimensões Extras em Sistemas Atômicos e o Problema do Raio do Próton
  • Data: 26/02/2018
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  • Teorias de Unificacao que incluem a gravitacao, como a teoria de Kaluza-Klein e a teoria de cordas, preveem a existencia de um espaco suplementar. Motivados pelas teorias de dimensoes extras de larga escala, examinamos explicitamente a influencia da postulada extra-dimensionalidade do espaco-tempo sobre sistemas atomicos onde os efeitos gravitacionais quadrimensionais usuais sao despreziveis. Inicialmente, apresentamos um metodo complementar de vincular os modelos extra-dimensionais atraves da espectroscopia de atomos do tipo hidrogenio. Admitindo que a energia potencial gravitacional, modificada pela existencia de dimensoes extras, pode ser tratada como uma perturbacao em relacao a Hamiltoniana atomica, encontramos vinculos sobre o raio das dimensoes extras - ou alternativamente sobre a massa de Planck do espaco de dimensao superior - mais restritivos do que aqueles obtidos atraves do Large Hadron Collider (LHC), em determinados regimes. Posteriormente, abordamos o problema do raio do proton que versa sobre a incompatibilidade entre as predicoes teoricas derivadas da Eletrodinamica Quantica (QED) e medidas experimentais envolvendo transicoes em atomos de hidrogenio eletronico e muonico. Esse enigma apresenta-se como um excesso de energia na medida do Lamb Shift do hidrogenio muonico comparado com a previsao teorica calculada com o valor do raio do proton recomendado pelo CODATA. Mostramos que esse excesso de energia pode ser explicado, no cenario de branas com espessura, por meio da interacao gravitacional amplificada pelas dimensoes extras. Assim sendo, essa seria a primeira evidencia das supostas dimensoes extras espaciais.
  • IGOR ANDRADE SOUZA
  • Defeitos Topológicos em Teoria de Campos com Dinâmica Generalizada
  • Data: 26/02/2018
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  • O foco dessa dissertacao e a obtencao de solucoes tipo defeitos em Teoria de Campos. Defeitos topologicos sao solucoes localizadas que possuem energia finita. Iniciaremos nossa discussao para modelos de um campo escalar real, com termo canonico em (1+1) dimensoes do espaco-tempo. Daremos continuidade fazendo uma generalizacao desse formalismo e obter as equacoes de campo para modelos com dinamica nao-usual. Solucoes de modelos generalizados sao chamados de k-defeitos e geralmente sao bastante diferentes das solucoes dos modelos usuais.
  • ANDERSON VINICIUS DANTAS MARQUES MAIA
  • Oscilador Harmônico num meio Elástico com uma Deslocação Espiral
  • Data: 23/02/2018
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  • O presente trabalho analisa as influencias do defeito topologico de deslocacao tipo-espiral sobre os niveis de energia para uma particula quantica sem spin sujeita a um oscilador harmonico bidimensional em um meio elastico. Em seguida considera-se a presenca de um potencial que corresponde ao confinamento entre paredes rigidas. Atraves da geometrica diferencial, as informacoes a respeito do tensor metrico sao introduzidas na equacao de Schrodinger via o operador de Laplace-Beltrami. Ambos os casos possuem solucoes analiticas. Desse modo, e feita a analise sobre atuacao da topologia sobre o espectro de energia.
2017
Descrição
  • DANILO CESAR MOREIRA
  • Comportamento Assintótico de Soluções Topológicas e Compactificação de Branas Espessas
  • Data: 14/12/2017
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  • Neste trabalho discutimos solucoes topologicas para teorias classicas de campos e a construcao de branas-mundo com espessura. Em relacao as solucoes topologicas, discutimos suas principais caracteristicas e as tecnicas de obtencao, desde o formalismo BPS ate o Metodo da Deformacao. Olhamos com mais atencao para os comportamentos assintoticos das solucoes obtidas, onde apresentamos novas solucoes analiticas com propriedades distintas daquelas apresentadas na Literatura ate entao. Dos tres novos modelos analiticos apresentados, dois deles posssuem relevantes diferencas em seus limites assintoticos relacionados a presenca, ou nao, de curvatura nula nos minimos dos potenciais escalares envolvidos. O terceiro modelo serve de base para a construcao da brana-mundo que desenvolvemos. Em relacao as branas-mundo, tambem discutimos suas principais propriedades e as condicoes para que haja localizacao de gravidade, alem de apresentar um mecanismo para compactificacao de branas cujo comportamento e regido por um parametro do potencial escalar presente na acao do sistema.
  • ABINAEL DE BRITO OLIVEIRA
  • Sobre efeitos quânticos da interação de um dipolo elétrico induzido com campos externos
  • Data: 14/12/2017
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  • Analisamos o surgimento de estados ligados em um sistema analogo a quantizacao de Landau para uma partı́cula neutra (atomo/molecula) com momento de dipolo eletrico induzido, na presenca de uma configuracao de campos eletrico e magnetico cruzados e sob a influencia de potenciais confinantes escalares: um proporcional a distancia radial e o outro do tipo-Coulomb. Em seguida, consideramos esse sistema sob efeitos de rotacao e determinamos os nı́veis de energia permitidos. Na busca de solucoes analı́ticas para a equacao de Schrodinger mostramos que os estados de energia de um sistema de Landau para um atomo com momento de dipolo eletrico induzido sujeito a potenciais confinantes dependem dos parametros que caracterizam os campos eletrico e magnetico e os potenciais e dos numeros quanticos associados com os modos radiais e momento angular {n,l} do sistema e que, alem disso, difere dos nı́veis de Landau encontrados na referencia [1]. E para o caso em que tratamos o sistema em um referencial em rotacao, constatamos a dependencia do espectro de energia com os parametros caracetrizantes do campo eletromagnetico com os numeros quanticos {n,l} e a velocidade angular uniforme de rotacao. Mais ainda, observamos que e possı́vel retomar a quantizacao de Landau para um atomo com momento de dipolo eletrico induzido sujeito a influencia dos potenciais confinantes, quando tomamos o limite em que a velocidade angular desaparece.
  • HELENA CHRISTINA PIUVEZAM DE ALBUQUERQUE BASTOS
  • Densidade de Máximos e Função de Correlação em Mecânica Clássica e Sinais Biológicos
  • Data: 07/12/2017
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  • Nos dias atuais, a medicina preventiva e assunto de extrema importancia, pois muitas doencas podem ser tratadas ou ate curadas quando e possivel encontra-las em sua fase inicial. Entao varias areas do conhecimento como biologia, medicina, quimica e fisica estao usando seus metodos de forma a facilitar o diagnostico. Neste trabalho, o estudo do caos e sua relacao com a densidade de maximos em sinais de eletrocardiograma foram utilizados com o objetivo de adicionar mecanismos na busca de um diagnostico mais preciso e rapido. Para embasar o conceito de caos, testar o metodo e conectar a biologia a fisica, primeiro analisamos o pendulo duplo, um exemplo mecanico de caos. Atraves de simulacoes, foi possivel estudar o comprimento de correlacao deste. Para sinais biologicos, o primeiro sinal analisado foi o de densidade de populacoes. A seguir, estudamos o sinal produzido pelo modelo Hodgkin-Huxley de um axonio gigante de lula, apos simulacao e adquirido em bases de dados. Em seguida, encontramos em sinais de Eletrocardiograma um padrao no comprimento de correlacao e na sua densidade de maximos, que quando aplicados a analise do exame possa fornecer informacao adicional em prol de facilitar o diagnostico.
  • Jardson Ricardo de Souza Oliveira
  • ISOLANTES TOPOLÓGICOS COM DESCLINACÕES NA PRESENÇA DE CAMPOS MAGNÉTICOS
  • Orientador : CLAUDIO BENEDITO SILVA FURTADO
  • Data: 14/11/2017
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  • Consideramos a modificacao das propriedades eletronicas do isolante topologico baseado no grafeno na presenca de uma desclinacao em forma de cunha (wedge disclination) e na presenca de um campo magnetico admitindo o modelo de Kane-Mele com Acoplamento Spin-Orbita (ASO), alem de estudar os efeitos da presenca de um termo de massa como estudado no modelo de Haldane. Utilizamos a equacao de Dirac-Weyl devidamente definida para este sistema, obtendo assim uma solucao exata para os auto valores dos nı́veis de Landau. Discutimos assim a influencia dos defeitos topologicos na evolucao dos nı́veis de Landau.
  • RODRIGO AVALOS
  • ON SOME GEOMETRIC ASPECTS OF GRAVITY: SPACE-TIME EMBEDDINGS, WHEELER'S THIN-SANDWICH CONJECTURE AND WEYL MANIFOLDS
  • Data: 03/10/2017
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  • Nesta tese, abordamos diferentes aspectos geometricos da gravitac~ao: a conjectura do \thin sandwich" de Wheeler, o mergulho do espaco-tempo em dimens~oes superiores e variedades de Weyl. Comecando pelo primeiro, lembramos que esta conjectura, apresentada no contexto do modelo do superespaco para o espaco-tempo, prop~oe que, nos dados iniciais para o problema de Cauchy da relatividade geral, e possvel especi car livremente a metrica induzida sobre a hipersuper cie inicial, tanto quanto sua derivada temporal, i.e, g e g_ , e resolver as equaco~es de vnculo em termos do shift e do lapse. Este problema tem sido estudado e e sabido que a conjectura falha em condic~oes genericas [16]. Apesar disto, R. Bartnik e G. Fodor mostraram que, em um entorno de dados iniciais com condic~oes geometricas particulares, o problema do sanduche no esta bem colocado e a conjectura e verdadeira [17]. Esta prova, feita para o caso da relatividade geral, ou seja, um espacotempo de quatro dimens~oes, e generalizada neste trabalho para dimens~oes superiores, e, alem disso, tambem e mostrado que as condic~oes geometricas necessarias para as provas podem ser sempre satisfeitas no caso de variedades compactas. Desta forma, conclumos que em qualquer variedade compacta de n-dimens~oes, n  3, existe um aberto no espaco dos possveis dados iniciais para o problema do thin-sandwich em que a conjectura de Wheeler e verdadeira. Em seguida, mostramos que o resultado obtido para o problema do thin-sandwich tem um valor geometrico proprio, oferecendo uma caracterizac~ao do espaco de soluc~oes das equac~oes de vnculo da relatividade geral que nos fornece as ferramentas necessarias para mostrar um resultado de mergulho para variedades Lorentzianas compactas, com metricas no espaco de Sobolev Hs+3, s > n 2 , em espacos Ricci- at. Este resultado, que se insere no programa iniciado com as extens~oes dos teoremas de Campbell-Magaard [25],[26],[27],[28], estabelece uma nova estrategia para o estudo do mergulho do espacotempo da relatividade geral em espacos de maior dimens~ao com propriedades geometricas particulares. Tambem resolve duas das principais limitac~oes dos teoremas de Campbell- Magaard, ja que o resutlado requer uma regularidade baixa para as metricas envolvidas, e, ademais, o resultado e global. Alem disso, comparado com os melhores resultados conhecidos para este tipo de mergulhos, nosso resultado reduz drasticamente a codimens~ao do espaco ambiente. Finalmente, apresentamos um conjunto de resultados sobre imers~ao no contexto da iii geometria deWeyl. Nesta direc~ao, primeiramente destacamos a relev^ancia fsica dessas estruturas, mediante o enfoque axiomatico para o espaco-tempo proposto por Elhers, Pirani e Schild em [39]. Assim, apresentamos uma discuss~ao rigorosa sobre a exist^encia do segundo efeito relogio em um espaco-tempo de Weyl e conclumos que, dentro deste enfoque axiomatico, a estrutura mais geral que pode modelar o espaco-tempo e uma estrutura do tipo Weyl integravel. Logo depois disto, mostramos que o teorema de Campbell-Magaard tem uma extens~ao natural no contexto das estruturas Weyl integravel, mas que, no contexto n~ao-integravel, e possvel mostrar obstruc~oes para a exist^encia da imers~ao. Ademais, mostramos um forte teorema que probe a exist^encia de imers~oes isometricas de estruturas de Weyl n~ao-integraveis de dimens~ao maior que 3, em estruturas de Weyl de qualquer dimens~ ao, com metricas positivas de nidas, nas quais o tensor de Ricci tem parte simetrica nula e com qualquer regularidade para a metrica e 1-forma de Weyl (pelo menos C2). Particularmente, no caso de imers~oes de estruturas n~ao integraveis de tr^es dimens~oes em espacos de Weyl de quatro dimens~oes, estas restric~oes n~ao s~ao validas e e possvel provar um teorema do tipo Campbell-Magaard. Concluiremos analisando o problema de valores iniciais para um tipo de teorias escalartensor geometricas baseadas em um espaco-tempo modelado em uma estrutura de Weyl integravel, onde mostraremos que tal problema esta bem colocado no vacuo.
  • EDINARDO IVISON BATISTA RODRIGUES
  • Estruturas Localizadas em Materiais Magnéticos e em Supercondutores
  • Data: 31/07/2017
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  • Neste trabalho investigamos modelos que suportam estruturas localizadas em materiais magneticos e supercondutores. O estudo foi dividido em duas partes, denominadas de “Topicos em Teoria Classica de Campos e Modelos de Estruturas Tipo Skyrmion” e “Propriedades do Estado de Helicidade Zero na Interface LaAlO3/SrTiO3”. Na primeira parte descrevemos um procedimento para investigar estruturas localizadas em materiais magneticos com o uso de um unico campo escalar real, onde modelamos e resolvemos o problema analiticamente. Usamos as solucoes obtidas para mostrar que estruturas simetricamente esfericas podem mapear excitacoes topologicas em materiais magneticos em duas dimensoes espaciais. Vimos, entao, que tais estruturas sao do tipo skyrmion e suas variadas formas estao associadas aos diversos modelos de potenciais polinomiais estudados. Na segunda parte do trabalho estudamos algumas propriedades formadas na interface do composto LaAlO3/SrTiO3. Partimos de uma energia livre com anisotropia de massa e descrevemos uma formulacao dupla para a energia cinetica. Tal formulacao foi obtida pela formula de Lichnerowicz-Weitzenbock, a qual nos permitiu obter solucoes diretas da lei de Ampere atraves de equacoes de primeira ordem. A partir disso descrevemos o estado eletronico supercondutor formado na interface LaAlO3/SrTiO3 por um parametro de ordem de duas componentes com helicidade zero que, portanto, quebra a simetria de paridade da energia cinetica. Os estados resultantes sao excitacooes topologicas cujas estruturas sao skyrmions e vortices que resultam em um momento magnetico transversal devido a anisotropia de massa. Neste trabalho investigamos modelos que suportam estruturas localizadas em materiais magneticos e supercondutores. O estudo foi dividido em duas partes, denominadas de “Topicos em Teoria Classica de Campos e Modelos de Estruturas Tipo Skyrmion” e “Propriedades do Estado de Helicidade Zero na Interface LaAlO3/SrTiO3”. Na primeira parte descrevemos um procedimento para investigar estruturas localizadas em materiais magneticos com o uso de um unico campo escalar real, onde modelamos e resolvemos o problema analiticamente. Usamos as solucoes obtidas para mostrar que estruturas simetricamente esfericas podem mapear excitacoes topologicas em materiais magneticos em duas dimensoes espaciais. Vimos, entao, que tais estruturas sao do tipo skyrmion e suas variadas formas estao associadas aos diversos modelos de potenciais polinomiais estudados. Na segunda parte do trabalho estudamos algumas propriedades formadas na interface do composto LaAlO3/SrTiO3. Partimos de uma energia livre com anisotropia de massa e descrevemos uma formulacao dupla para a energia cinetica. Tal formulacao foi obtida pela formula de Lichnerowicz-Weitzenbock, a qual nos permitiu obter solucoes diretas da lei de Ampere atraves de equacoes de primeira ordem. A partir disso descrevemos o estado eletronico supercondutor formado na interface LaAlO3/SrTiO3 por um parametro de ordem de duas componentes com helicidade zero que, portanto, quebra a simetria de paridade da energia cinetica. Os estados resultantes sao excitacooes topologicas cujas estruturas sao skyrmions e vortices que resultam em um momento magnetico transversal devido a anisotropia de massa.
  • ELIAS BRITO ALVES JUNIOR
  • ESTUDO TEÓRICO DE NANOCONES E MONOCAMADAS DOPADAS COM GÁLIO
  • Data: 28/07/2017
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  • Os recentes avancos na tecnologia, em particular, as nanotecnologias levaram a novas investigacoes no meio cientifico e contribuem para novas descobertas sobre a natureza. No presente trabalho, apresentamos algumas investigacoes que sao consequencia desses avancos. Inicialmente nos investigamos o comportamento entre dois nanocones que interagem entre si sobrepostos. Primeiramente nos estudamos nanocones de carbono, que sao derivados do fulereno e usados como tampas de nanotubos, mas com diversas aplicacoes quando sintetizados individualmente. O capitulo sobre os nanocones de carbono e composto pela investigacao da estabilidade energetica entre dois nanocones com desclinacoes iguais e uma composicao entre dois nanocones de desclinacoes diferentes com o objetivo de encontrar a distancia ideal entre esses cones sobrepostos. Alem disso, rotacionamos o cone superior em angulos especificos, que geram o padrao de Moire para entendermos a influencia da rotacao sobre os estados eletronicos. Foi identificado que as configuracoes rotacionadas sao mais estaveis que as que nao apresentam rotacao. Isso ocorre devido a semelhanca dos cones rotacionados a configuracao Bernal do grafite, o que leva a uma maior estabilidade. Em seguida estudamos os nanocones hibridos, calculamos as mesmas propriedades para os nanocones de carbono, porem, com as caracteristicas especificas dos nanocones que envolvem atomos de boro, nitrogenio e carbono, o que da um carater de isolante aos cones. Todas configuracoes apresentam diferentes atomos na linha de defeito dos cones e esse fator e responsavel por alterar sua energia de formacao, de interacao e seus estados eletronicos, principalmente na regiao do gap. Os nanocones de paredes duplas com defeitos formados totalmente por atomos de boro ou nitrogenio sao mais estaveis quando estas linhas estao mais afastadas, ou seja, quando ha rotacao. De forma contraria, para os que possuem em sua linha de defeito carbono e nitrogenio e mistura entre boro e nitrogenio possuem maior estabilidade aos sem rotacao, o que garante uma maior interacao entre esses atomos. Realizamos investigacoes sobre os efeitos da dopagem de atomos de galio em monocamadas de grafeno. Nos dopamos com diferentes concentracoes e vimos que em relacao a estabilidade, ha uma diferenca entre a dopagem com numeros impares e pares de atomos de galio. A presenca de diferentes numeros de galio em cada sub-rede do grafeno distorce de forma diferente a supercelula, o que afeta diretamente as propriedades eletronicas. A dopagem com numeros impares mantem o carater metalico, com estados cruzando o nivel de Fermi, enquanto que a dopagem com numeros pares causa a abertura do gap, dando o carater de semicondutor. Para as propriedades opticas calculadas, a dopagem com atomos de galio reduz a absorcao e condutividade nas regioes infravermelho e ultravioleta, o que garante uma forma de controle dessas propriedades com poucos atomos. Por fim, dopamos com atomos de galio uma monocamada de nitreto de boro. Por meio do algoritmo de recozimento simulado, a cada substituicao de atomos de galio, ligacoes monoatomicas B-B e N-N surgiram e essas ligacoes afetam diretamente as propriedades das monocamadas. As distorcoes causadas pela dopagem afetam principalmente quando substituimos os atomos de nitrogenio e os pares B-N por atomos de galio, ja que para numeros maiores que 1 atomo, houve dissociacao do galio da monocamada. Quando a substituicao ocorreu com atomos de boro, foi possivel aumentarmos linearmente a dopagem com atomos de galio. As propriedades eletronicas foram afetadas com surgimento de estados na regiao do gap devido a essas ligacoes monoatomicas. Para as propriedades opticas, estados surgiram na regiao do visivel, o que mostra a influencia dessas ligacoes refeitas devido ao algoritmo de recozimento simulado.
  • ANTONIO JOSE GOMES CARVALHO
  • Aspectos perturbativos das Teorias com a quebra da simetria de Lorentz
  • Data: 27/07/2017
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  • Nesta dissertacao, estudamos a possibilidade de violacao da invariancia de Lorentz levando em conta alguns termos do modelo padrao estendido, mais especificamente, da parte que trata da eletrodinamica quantica estendida. Realizamos correcoes quanticas no setor fermionico da eletrodinamica quantica usual adicionada de termos que violam as simetrias de Lorentz e em duas configuracoes diferentes. Primeiramente, o coeficiente adicionado e que ocasiona a quebra de simetria de Lorentz e introduzida atraves do pseudo-tensor constante Κμνλρ e tratamos os campos eletricos e magneticos constantes, ou seja, nao avaliamos como perna externas entre o acoplamento do foton e fermions, avaliando o campo Fλρ sem abrir em termo do campo de gauge. No segundo caso, investigamos a contribuicao mista do acoplamento minimo e nao-minimo. De imediato sabemos que para cada acoplamento avaliado tera seus respectivos vertices. Para os dois casos, calculamos as correcoes quanticas em um laco. No primeiro caso, a teoria com o coeficiente Κμνλρ e campo Fλρ sem ser aberto em termo do campo de gauge Aρ, a contribuicao de um laco e calculamos a peca de polo, tendo uma caracteristica CPT-par, que sera util para ser introduzida na acao para eliminar as divergencias. No segundo caso, nos examinamos a Contribuicao de um laco, considerando a mistura dos acoplamentos minimo e nao-minimo, ou seja, um Fμν e um externo Aρ, tendo como caracteristica CPT- impar um relacionado ao acoplamento nao-minimo e outro ao minimo, respectivamente e verificando a correcao de vertice tendo tambem a contribuicao do seu contra termo.
  • BUGLEY DE FARIAS RAMOS JUNIOR
  • Invariantes Dinâmicos em Mecânica Quântica PT Simétrica
  • Data: 27/07/2017
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  • Sistemas quanticos nao Hermitianos tem sido utilizados em varias areas da fisica nos ultimos anos. Em 1998, em um seminal artigo, Bender mostrou que tais sistemas podem ser descritos por operadores Hamiltonianos nao Hermitianos com invariancia de paridade e reversao temporal. Desde entao, o estudo de sistemas quanticos descritos por Hamiltonianos nao Hermitianos com simetria PT tem atraido a atencao de muitos pesquisadores. O grande interesse nesse tema pode ser atestado pela grande quantidade de artigos publicados na literatura. Esses artigos diz respeito principalmente a sistemas quanticos independentes do tempo. Por outro lado, sistemas quanticos nao Hermitianos dependentes do tempos nao tem sido muito explorado. No entanto, nos interessamos em investigar sistemas quanticos dependente do tempo modulados por Hamiltonianos nao Hermitiano com simetria PT. Dentre as formas de estudar sistemas nao estacionarios o nosso interesse e, em particular, a aplicacao do metodo dos Invariantes Dinamicos que depende explicitamente do tempo, proposto por Lewis e Riesenfeld, o qual tem obtido um grande sucesso para encontrar uma solucao da equacao de Schrodinger para sistemas nao estacionarios, obtendo solucao analitica e exata. Nessa dissertacao e discutida uma extensao desse metodo para resolver a equacao de Schrodinger dependente do tempo descrita por Hamiltoniano nao Hermitiano com simetria PT. Como uma aplicacao, estudamos o movimento quantico de uma particula submetida a um potencial linear nao Hermitiano dependente do tempo com simetria PT. Assim, usando um invariante linear nao Hermitiano com simetria PT construimos uma solucao tipo pacote gaussiano. Usando esta solucao calculamos as flutuacoes da posicao e momento e a correspondente relacao de incerteza. Tambem mostramos que a densidade de probabilidade e conservada.
  • MIKAEL SOUTO MAIOR DE SOUSA
  • Flutuações quânticas fermiônicas induzidas por um tubo magnético no espaço-tempo de uma corda cósmica
  • Data: 19/07/2017
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  • Nesta Tese, consideramos um campo fermionico massivo e carregado no espaco-tempo de uma corda cosmica ideal na presenca de um campo magnetico confinado em um tubo cilindrico de raio finito a. Levamos em conta tres configuracoes para o campo magnetico: (i) uma casca cilindrica de raio a, (ii) um campo magnetico proporcional a 1/r e (iii) um campo magnetico constante. Nos tres casos, o eixo de simetria da corda cosmica coincide com o eixo de simetria do tubo cilindrico de campo magnetico, dispostos ao longo do eixo z. Nossos principais objetivos nesta Tese sao analisar os valores esperados no vacuo (VEV) da densidade de corrente, j^μ, do condensado fermionico (FC) e o VEV do tensor energia-momento (TEM), T_μν . Para isto, construimos um conjunto completo de funcoes de onda de Dirac normalizadas para cada configuracao de campo magnetico e mostramos que na regiao fora do tubo, a densidade de corrente, o CF e o VEV do TEM sao decompostos como a soma de duas partes. A primeira corresponde a contribuicao da linha de fluxo magnetico que corre ao longo da corda cosmica ideal, e a segunda contribuicao ´e induzida devido a estrutura nao trivial de campo magnetico. Mostramos tambem que o VEV do tensor energia-momento ´e diagonal, obedece a condicao de conservacao e que seu traco ´e expresso em termos do condensado fermionico.
  • ITALLO COSTA FONSECA
  • Aspectos quânticos de um átomo com momento de quadrupolo magnético interagindo com campos elétricos
  • Orientador : KNUT BAKKE FILHO
  • Data: 14/07/2017
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  • Nesta tese, introduzimos uma descricao quantica de um atomo com momento de quadrupolo magnetico em movimento interagindo com campo eletrico externo. Esta linha de estudo insere-se no ambito da obtencao de solucoes de estado ligado, analogo da quantizacao de Landau, fase geometrica quantica, correntes persistentes, condutividade Hall quantica, efeitos de rotacao, dentre outras propriedades que permitem compreender as informacoes contidas nesse sistema. Sob esse panorama, inicialmente apresentamos uma discussao sobre o surgimento de solucoes de estado ligado da equacao de Schrodinger devido a presenca de um potencial tipo-Coulomb induzido pela interacao entre o momento de quadrupolo magnetico em movimento em um campo eletrico radial. Por outro lado, outros potenciais confinantes tambem serao discutidos neste trabalho. Ao longo dessa descricao quantica, nota-se o surgimento de uma fase geometrica quantica na funcao de onda do atomo com momento de quadrupolo magnetico. Nesse sentido, determinamos a fase geometrica quantica de Aharonov-Anandan e, tambem, um analogo do efeito Aharonov-Bohm escalar proposto originalmente para uma particula neutra. Nessa tese, usamos a dualidade nos campos e a hipotese da existencia de uma corrente magnetica e, entao, mostra-se que a fase geometrica quantica surge devido a interacao entre o momento de quadrupolo magnetico e um campo eletrico gerado por uma densidade de corrente magnetica J ⃗_m. Em uma outra perspectiva, confinamos o atomo em questao a uma parede de potencial de modo que se tornou possivel obter uma dependencia dos niveis de energia desse sistema com a fase geometrica quantica e, a partir disso, determinou-se correntes persistentes para o sistema em analise. Apresentamos, tambem, as condicoes que devem ser impostas nos campos externos a fim de obtermos um analogo da quantizacao de Landau para o momento de quadrupolo magnetico. Uma vez satisfeita a quantizacao de Landau, pode-se determinar os niveis de Landau para o atomo com momento de quadrupolo magnetico e um analogo da frequencia ciclotron. Outras analises associadas ao confinamento de um sistema analogo de Landau foram realizadas onde notou-se uma modificacao no espectro de energia e uma quebra de degenerescencia. Alem disso, o analogo da frequencia ciclotron e modificada e os possiveis valores dessa frequencia sao determinadas pelos numeros quanticos associados com os modos radiais, momento angular e pelos parametros associados com os potenciais confinantes de modo que solucoes de estado ligado sao obtidas. Considerando o atomo com momento de quadrupolo magnetico como uma particula escalar, ou seja, uma particula sem spin, discute-se o sistema analogo de Landau sob o efeito de rotacao. Em tal analise, mostra-se que os efeitos de rotacao modificam a frequencia ciclotron e quebram a degenerescencia do analogo dos niveis de Landau. Por fim, investigamos os efeitos de rotacao, sobre o nosso atomo em questao, que interage com um campo eletrico radial em um anel quantico bidimensional, onde mostra-se que um potencial tipo-Coulomb e um potencial tipo-linear surgem a partir da interacao entre o momento de quadrupolo magnetico e o campo eletrico radial em um referencial com rotacao.
  • ENDREWS BLENNER SARMENTO CRISÓSTOMO
  • Parâmetros observáveis de inflação em modelos de inflação caótica
  • Data: 30/06/2017
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  • Embora o Hot Big bang theory (HBBT), no contexto do ΛCDM, tenha grande sucesso na descricao do nosso universo, ele ainda demonstra ter uma serie de lacunas que necessitam se preenchidas, o que denota a necessidade de uma modificacao da teoria. Dentre estas dificuldades, podemos destacar o problema do horizonte, o problema da planitude, e o o problema das particulas reliquias, preditas pelos modelos de grande unificacao (GUT), e que nunca conseguimos detectar ate hoje. Na busca de resolver esses problemas, Alan Guth propos o conceito de inflacao, a ideia de que o universo, nos seus primeiros segundos de vida, tenha passado por uma expansao exponencial. Esse mecanismo nao so permitiria resolver os problemas anteriormente citados, como tambem forneceria uma explicacao adequada para o aparecimento das pequenas flutuacoes observadas na CMB pelos satelites COBE, WMAP e PLANCK, cujo resultados mais recentes impoem vinculos sobre a razao tensor-escalar r e o indice escalar espectral ns, o que nos permite descartar modelos de inflacao. Porem, o cenario proposto pelo modelo inflacionario de Guth nao e adequado, e apresenta problemas. Assim, Andrei Linde propoe um novo cenario de inflacao, que se baseia em uma evolucao lenta de um campo φ (Slow-Roll) que executaria o papel do inflaton, ate o ponto de equilibrio φ 0 . Esse modelo consegue resolver muitos dos inconvenientes oriundos do cenario proposto por Guth e torna possivel estabelecer uma infinidade de potenciais capazes de exercer o papel de uma constante cosmologica, que podem ser testados a luz dos mais recentes vinculos experimentais obtidos pela missao PLANCK. Inicialmente, potenciais caoticos na forma V (φ) = 〖λΦ〗^n/〖nM_p〗^(n-4) , eram considerados excelentes candidatos para modelo inflacionarios, porem apenas para um n=1 eles nos fornecem resultados compativeis com os vinculos experimentais para os parametros r < 0, 11 e ns ∼ 1, mostrando que ainda necessitam de ajustes (possivelmente correcoes radioativas) para descreverem corretamente os dados observados pelo Planck.
  • CARLOS ALBERTO DE SOUZA FILHO
  • Dinâmica estocástica de sistemas biológicos: caos e o efeito do predador de topo
  • Data: 30/06/2017
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  • Entender como diferentes especies interagem e os mecanismos responsaveis por manter a biodiversidade observada na natureza e uma questao ainda aberta em ecologia. Diversos modelos simplificados foram propostos e amplamente estudados nas ultimas decadas. Como exemplo podemos citar os modelos de competicao aciclica, tipo predador-presa de Lotka-Volterra, usados para estudar a competicao entre duas ou mais especies de forma transitiva (hierarquica), e o modelo ciclico tipo Pedra-Papel-Tesoura, envolvendo tres especies ou mais especies de forma intransitiva. E bem conhecido que a intransitividade pode levar a coexistencia entre varias especies. Por outro lado, em relacoes transitivas, a importancia ecologica do predador de topo tem sido o foco de extensa pesquisa em todo o mundo. Sua presenca em um ecossistema pode favorecer a coexistencia de especies, uma vez que o mesmo interrompe o processo de exclusao competitiva, impondo sua propria ordem a composicao de especies. Tal fenomeno e conhecido como coexistencia mediada por predacao e tem sido registrado em varios ecossistemas distintos, tais como invertebrados em recifes de corais, comunidades de aves florestais, e diversidade de plantas. Esta tese trata dos efeitos de um predador de topo sobre a competicao ciclica entre tres especies distintas que seguem as regras do jogo pedra-papel-tesoura. Adicionamos o predador de topo como a quarta especie no sistema composto por tres especies que evoluem seguindo as regras padrao de mobilidade, reproducao e predacao, e estudamos como o sistema evolui nesse novo ambiente, em comparacao com o caso na ausencia do predador de topo. Utilizamos o principio de maxima entropia para derivar uma expressao matematica relacionando a densidade de maximos de um observavel com sua funcao de autocorrelacao temporal. Empregamos o conceito de distancia Hamming para diferenciar o comportamento aleatorio do caotico dos sistemas estudados. Os resultados mostram que as especies em competicao ciclica tendem a se agrupar como mecanismo de sobrevivencia e o predador de topo tende a se espalhar uniformemente pela rede, diminuindo o tamanho medio dos aglomerados das especies que competem de forma ciclica.
  • JOSE AMARO DA SILVA NETO
  • Sobre Propriedades Físicas em Anéis Quânticos no Grafeno
  • Data: 30/06/2017
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  • Neste trabalho estudamos o grafeno e suas propriedades fisicas associadas com a teoria dos defeitos topologicos em solidos de Katanaev e Volovick, em especial o tipo de defeito topologico conhecido na literatura como desclinacao, obtido pelo processo de Volterra. O grafeno e um material cristalino bidimensional(2-D) semicondutor de gap nulo no qual, para o regime de baixas energias, a relacao de dispersao de energia e linear e os portadores de carga se comportam como particulas de spins semi-inteiro, fermions, sendo sua dinamica descrita pela equacao de Dirac. Abordamos tambem o comportamento dos portadores de carga no grafeno em duas situacoes: fermions sem massa e os fermions massivos. Este ultimo tem relacao ao compotamento de massa efetiva que surge com o aumento da separacao do gap entre as bandas de conducao e valencia na estrutura de bandas, conhecido como grafeno massivo. Todavia, existe o problema do confinamento eletronico neste tipo de material por causa do tunelamento quantico. Uma alternativa a esta questao, e a extensao relativistica do modelo de Anel Quantico 2-D de Tan- Ikson proposta por K.Bakke e C. Furtado, baseada no Oscilador de Dirac. A partir deste acoplamento, na primeira parte deste trabalho, foram obtidos o espectro de energia, as correntes persistentes, e os espinores positivos para uma folha de grafeno nao-massivo com/sem defeito topologico do tipo desclinacao, via equacao Dirac (2+1), na presenca de um fluxo Aharonov-Bohm. Na segunda parte consideramos a adicao de um campo magnetico perpendicular ao plano da folha de grafeno massivo, onde obtemos alem dos conceitos ja citados, a magnetizacao deste sistema. Finalmente, na terceira etapa deste trabalho, consideramos a rotacao deste sistema, de modo a investigar os efeitos nao-inercias no grafeno submetido a desclinacao e ao confinamento anular.
  • FELIPE FERREIRA DE FREITAS
  • Sondando a violação de CP no setor escalar e de calibre por meio dos operadores efetivos
  • Data: 30/03/2017
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  • Nesta tese e estudado as consequencias fenomenologicas de diversas estruturas que violam a simetria CP, estas estruturas surgem no contexto do modelo padrao efetivo. Focando nos operadores que envolvem os bosons de calibre e o Higgs, estabelecemos vinculos provenientes dos dados do RUN I do LHC. Em seguida, e estudada a capacidade do RUN I e de futuros RUNs do LHC em sondar os fenomenos associados a violacao de CP e e demonstrado como as informacoes provenientes das distribuicoes diferencias podem desempenhar um papel chave para determinacao destes vinculos. Consideramos tanto as sondagens tradicionais utilizando o canal de decaimento do Higgs em 4 leptons assim como novos observaveis angulares e cinematicos empregados em diferentes canais de producao e decaimento do Higgs para sondar efeitos fisicos de violacao de CP.
  • ANDERSON ALVES DE LIMA
  • Efeitos da Torção em Matéria Condensada
  • Data: 17/03/2017
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  • Neste trabalho, estudamos os efeitos da torcao devido a uma distribuicao de defeitos topologicos (deslocacoes parafuso) na dinamica de uma particula livre com spin em um solido elastico. Quando uma particula se movimenta neste meio, o efeito da torcao associado a distribuicao de defeitos e analogo ao de um campo magnetico aplicado, porem com algumas sutis diferencas. Para entendermos o comportamento quantico da particula neste sistema, primeiramente nos voltamos para a parte classica, calculando suas equacoes de movimento e tracando sua trajetoria atraves das geodesicas, afirmando o comportamento analogo ao de um campo magnetico aplicado gerando os niveis de Landau elasticos, porem tal particula nao pode ser confinada em duas dimensoes. Particulas com spin, estao sujeitas ao acoplamento entre spin e torcao semelhante ao efeito Zeeman, com a caracteristica de serem insensiveis ao sinal da carga. Uma possivel aplicacao, abordada neste trabalho, para esta densidade de defeitos, esta na condutividade Hall do efeito Hall quantico inteiro, a qual chamamos de condutividade Hall elastica. Para termos uma melhor intuicao fisica do problema, tracamos alguns graficos da condutividade Hall elastica em relacao a temperatura e ao potencial quimico.
  • JULIO ELOISIO BRANDAO DA SILVA
  • EFEITOS GEOMÉTRICOS, INERCIAIS E TOPOLÓGICOS NA CONDUTIVIDADE HALL
  • Data: 16/03/2017
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  • A atuacao de campos eletromagneticos em particulas tem sido extensivamente estudada em diferentes areas da fisica. Em mecanica quantica por exemplo, efeitos como Aharonov-Bohm, niveis de Landau e condutividade Hall, tem sempre motivado novos trabalhos inclusive para modelos analogos inerciais. Os efeitos inerciais desempenham um papel importante na mecanica classica, mas tem sido largamente ignorados em mecanica quantica. No entanto, a analogia entre forcas inerciais sobre particulas de massa e forcas eletromagneticas sobre particulas carregadas nao e nova. Um outro fator que pode influenciar no comportamento classico e quantico de particulas e a geometria. Um elemento relacionado a geometria e que tem sido bastante estudado em diversas areas, e o defeito topologico. Os defeitos topologicos representam uma interface entre areas como cosmologia, gravitacao e materia condensada. Tais defeitos em materia condensada podem ser desenvolvidos atraves da teoria classica da elasticidade. Contudo, devido a interdisciplinaridade desse tema, abordagens provenientes da gravitacao podem tambem descreve-los. Com base nessa analogia, caracteriza-se o meio formado por um defeito topologico mediante um tensor metrico. A partir dessa abordagem, diversos problemas podem ser discutidos analisando a influencia do defeito topologico na solucao do problema. Nesse trabalho, sera discutido como campo magnetico, rotacao e defeitos topologicos, em especial a desclinacao, influenciam nos niveis de Landau e na condutividade Hall para um gas de eletrons bidimensional planar nao interagente. Primeiramente discutiremos a influencia de cada um desses elementos e em seguida a influencia de todos simultaneamente.
  • Gabriel Queiroz Garcia
  • Férmions em Espaços Curvos com Defeitos Topológicos
  • Orientador : CLAUDIO BENEDITO SILVA FURTADO
  • Data: 14/03/2017
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  • Nesta tese vamos analisar a dinamica quantica de sistemas fermionicos em diferentes espacos curvos com rotacao e na presenca de defeitos topologicos. Em primeiro lugar, vamos fazer uma analogia entre os niveis de energia relativisticos com os niveis de Landau relativisticos, para fermions presentes num universo tipo Godel, mostrando a influencia da geometria do espaco-tempo e dos defeitos topologicos nestes niveis de energia. Estes niveis de energia relativisticos sao obtidos para os tres casos de universo tipo Godel na presenca de uma corda cosmica: solucao de Som-Raychaudhuri, solucao do tipo Godel com simetria esferica e a solucao do tipo Godel hiperbolica. Esta analise e feita para ambos os tipo de fermions: fermions de Dirac e fermions de Weyl. Porem para fermions de Dirac iremos considerar solucoes do tipo Godel com torcao, enquanto para fermions de Weyl vamos considerar a torcao nula. Por fim, na ultima deste trabalho, vamos descrever uma molecula de fulereno $C_{60}$ com rotacao, de maneira analoga. Vamos obter os niveis de energia para o fulereno com rotacao e na presenca de um fluxo Aharonov-Bohm, e ainda observar o aparecimento de uma fase geometrica de Aharonov-Carmi.
  • DEIGIVAN DA SILVA
  • Sistemas Curvos de Grafeno e Esfera Fuzzy
  • Data: 07/03/2017
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  • Grafeno e uma monocamada de carbono com uma estrutura bidimensional hexagonal. Seus portadores de carga simulam particulas relativisticas que no limite de baixas energias sao descritas pela equacao de Dirac (2+1)-dimensional sem massa. O que corrobora este fato e o comportamento linear do seu espectro neste limite. Diante deste quadro, desenvolve-se um estudo completo do modelo de Landau relativistico e da geometria nao-comutativa, esta ultima derivada a partir da projecao de nivel, afim de descrever sistemas curvos de grafeno. No desenvolvimento da teoria, aborda-se o problema de autovalores do operador Dirac-Landau relativistico sobre uma esfera, com um monopolo magnetico em seu centro. As esferas fuzzy relativisticas sao introduzidas usando-se os autoestados dos niveis de Landau relativisticos e uma comparacao e feita com os casos nao-relativisticos. Sob deformacao da massa as esferas fuzzy correspondentes a niveis de Landau relativisticos simetricos modificam seus tamanhos, mas para modos-zero nao ha variacao do tamanho para a esfera fuzzy correspondente. Em sequencia verifica-se que o modelo de Landau relativistico e o sistema nao-relativistico de Pauli-Schrodinger estao relacionados por uma transformacao de gauge SU(2). Finalmente, a aplicacao de todo esse arcabouco teorico no grafeno, mostra que seu espectro e simetrico com respeito a energia zero, e mantem-se mesmo sob deformacao da massa. Por outro lado, a influencia do parametro de massa M≠0 nas quatro esferas fuzzy (2 para cada vale) e tal que, se n≠0, duas delas aumentam e as outras duas diminuem, mas para n=0 as esferas fuzzy (em ±M) nao mudam seus tamanhos.
  • ABEL NASCIMENTO RIBEIRO SANTOS
  • Modelo de Ising Um estudo sobre os Algoritimos Metropolis e Wang-Landau
  • Orientador : JOAO ANTONIO PLASCAK
  • Data: 03/03/2017
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  • Apresentamos, nesse trabalho, um estudo computacional das propriedades termodinamicas do modelo de Ising de spin S=1/2, com interacoes ferromagneticas, em uma rede quadrada a campo magnetico externo nulo. Empregamos simulacoes de Monte Carlo, utilizando os algoritmos de Metropolis e Wang-Landau. Os expoentes criticos e as correspondentes temperaturas de transicao foram obtidos por ambos metodos utilizando a teoria de escalonamento de tamanho finito. Foi feita uma comparacao dos valores exatos com os resultados obtidos pelos dois algoritmos, tanto do ponto de vista quantitativo, como de tempo computacional.
  • REJANE ALVES DE BRITO
  • Método Variacional de Bogoliubov Aplicado a Modelos de Spins: Ising e Blume-Capel
  • Data: 03/03/2017
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  • Os modelos de Ising de spin-1/2 e spin-1, e o de Blume-Capel de spin-1 foram estudados em redes de uma, duas e tres dimensoes. Foi empregado o metodo variacional baseado na desigualdade de Bogoliubov para a energia livre. Os hamiltonianos tentativa utilizados consistem em blocos de spins livres, de pares de spins, e da combinacao de spins livres mais pares de spins. Para as tres aproximacoes, foram obtidas as quantidades termodinamicas de interesse, bem como a temperatura critica e o comportamento perto da transicoa, neste ultimo caso para se obter os respectivos expoentes criticos. Os resultados foram comparados entre si, bem como com os resultados exatos,quando disponiveis, ou provenientes de outras aproximacoes mais elaboradas. Verifica-se que a medida que se incorpora mais interacoes nos hamiltonianostentativa, melhores resultados sao obtidos para a temperatura de transicao, embora os expoentes criticos continuem sempre sendo os mesmo de campo medio usual.
  • YOSHIYUKI SUGAWARA MIRANDA
  • Transporte em Ponto Quântico Aberto: Estudo de Autocorrelações da Condutância e do Emaranhamento
  • Data: 28/02/2017
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  • Transporte quantico estuda o transporte de eletrons atraves de nanoestruturas. Neste trabalho, o transporte quantico sera explorado atraves do formalismo estatistico de matrizes aleatorias para matrizes de espalhamento, que sera detalhadamente explorado. Este formalismo sera entao adaptado a algumas formulacoes para a obtencao de resultados de interesse atraves de simulacao computacional. Sera estudada a formulacao de Landauer para a condutancia a baixas temperaturas adaptada para matrizes de espalhamento. Atraves desta formulacao serao obtidas curvas de condutancia, curvas de autocorrelacao da condutancia e por fim sera feita uma analise da largura das curvas de autocorrelacao para diferentes ressonancias. Sera estudado tambem um processo especifico de criacao de emaranhamento de formacao definido por Wooters, seguindo um modelo criado por Beenakker. Igualmente sera utilizado o formalismo de matrizes de espalhamento para obtencao de curvas de autocorrelacao do emaranhamento e da concorrencia. No caso do emaranhamento e da concorrencia serao apresentados alguns resultados ineditos atraves de graficos e histogramas de probabilidade de emaranhamento e concorrencia para energias de interesse. Os resultados serao obtidos atraves de sistemas similares, tratando de um ponto quantico aberto com dois guias e quatro canais, estudados de acordo com a necessidade de cada formulacao.
  • MARCO MACIEL DIAS E COSTA
  • Buracos negros com nuvem de cordas e quintessência
  • Data: 24/02/2017
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  • Investigamos o papel desempenhado por nuvem de cordas e quintessencia nas solucoes das equacoes de Einstein. Neste contexto, obtivemos a solucao estatica e esfericamente simetrica que corresponde a um buraco negro estatico com uma nuvem de cordas e quintessencia como fontes, alem da massa do buraco negro (espaco-tempo de Letelier com quintessencia). Usando a solucao estatica, aplicamos o metodo de complexificacao das coordenadas para construir, a partir desta, a correspondente solucao para um buraco negro com rotacao, com nuvem de cordas e quintessencia (espaco-tempo de Letelier com rotacao e quintessencia)
  • THIAGO BRITO GONÇALVES GUERRA
  • ESTUDO TEÓRICO DE LINHAS DE DEFEITOS EM NANOESTRUTURAS
  • Data: 24/02/2017
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  • A abertura de um gap de energia no grafeno e provavelmente um dos temas mais importantes e urgentes em sua pesquisa atualmente, uma vez que, a maioria das aplicacoes propostas para o grafeno em dispositivos nanoeletronicos requer a capacidade de ajustar seu gap. Em materiais similares ao grafeno como BN e o BC2N o ajuste de algumas propriedades tambem e indispensavel para que eles possam fazer parte como componentes ativos na nanoeletronica e spintronica no futuro. As nanofitas sao fortes candidatas nesse sentido. Todos esses sistemas possuem propriedades bastante ajustaveis e existem varios metodos teoricos e experimentais que podem ser usados para este fim, um deles, e a inclusao de defeito, ja que recentemente esses defeitos tem sido tem sido obtidos experimentalmente nesses sistemas. Neste contexto, usando calculos de primeiros principios baseados na teoria do funcional da densidade (DFT), investigamos as mudancas provocadas nas propriedades eletronicas, energeticas, estruturais e magneticas devido a inclusao de varios tipos de defeitos em monocamadas e nanofitas de grafeno, BN e hibridas de grafeno-BC2N. Como resultado da inclusao controlada desses defeitos, observamos uma serie de novos resultados, bem como o ajuste de varias propriedades para esses sistemas atraves da inclusao controlada de defeitos
  • THIAGO DE SOUSA SILVA
  • MODULAÇÃO DE GAP ATRAVÉS DE STRAIN PERPENDICULAR EM NANOESTRUTURAS HÍBRIDAS
  • Data: 23/02/2017
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  • No presente trabalho, usamos calculos de primeiros principios baseados na Teoria do Funcional da Densidade, como implementado no codigo SIESTA e SIESTA-TRUNK, que leva em conta as interacoes de Van der Waals, para investigar a estabilidade e propriedades eletronicas de monocamadas de grafeno com um nanodominio de nitreto de boro hexagonal (h-BN) de diferentes formas e tamanhos. Estas heteroestruturas podem ser obtidas atraves do crescimento de grafeno em camadas atomicas de h-BN litograficamente padronizado e deposicao quimica de vapor sequencial, de modo que pode-se construir nanodominios de h-BN no grafeno de qualquer forma ou tamanho desejado. Em primeiro lugar, vamos estudar os efeitos, na estabilidade, propriedades eletronicas e magneticas, da adsorcao de um ou dois atomos de hidrogenio nas bordas do nanodominio de h-BN. As alteracoes que ocorrem em heteroestruturas de grafeno com nanodominios de h-BN em formato circular, com o mesmo numero de atomos de boro e nitrogenio, e de forma triangular com bordas terminadas em boro, onde ha mais atomos de boro do que de nitrogenio, e com bordas terminadas em nitrogenio, onde ha mais atomos de nitrogenio do que de boro, dessa forma estudamos o efeito da adsorcao de hidrogenio em sistemas com o mesmo numero de eletrons e buracos, com excesso de buracos e com excesso de eletrons respectivamente. Observamos que as propriedades eletronicas e magneticas sao influenciadas pelo tipo de atomo no qual o atomo de hidrogenio e adsorvido. Alem disso mostramos que as estruturas com nanodominios de formato triangular sao mais estaveis. Em seguida estudaremos a estabilidade, propriedades eletronicas e os efeitos do strain perpendicular em bicamadas hibridas utilizando as aproximacoes GGA e VDW-DF para o funcional de troca e correlacao. Inicialmente estudamos bicamadas compostas por monocamadas de grafeno com um nanodominio de B3N3 em formato hexagonal e empilhadas em varias configuracoes diferentes. Percebemos que a configuracao de empilhamento Bernal (tipo grafite) e mais estavel quando comparada com as outras. Alem disso, pudemos ver que a distancia interplanar ideal e menor quando fazemos os calculos usando a aproximacao VDW-DF do que quando usamos a aproximacao GGA. Nos estudamos o efeito do strain perpendicular, representado pela variacao da distancia interplanar, somente na estrutura que se mostrou mais estavel e, verificamos que, o strain e capaz de abrir um gap de energia no sistema. Em nossas analises percebemos tambem que as estruturas de bandas dos sistemas sao as mesmas independente da aproximacao usada. Por ultimo realizamos um estudo da estabilidade, propriedades eletronicas e os efeitos do strain em bicamadas hibridas com diferentes geometrias. Usamos a aproximacao VDW-DF para o funcional de troca e correlacao. As geometrias dos nanodominios de h-BN, presentes em cada monocamada, sao B12N12 em formato circular, B10N6 e B6N10 em formato triangular, estudamos diversas combinacoes dessas monocamadas em sistemas de bicamadas. Encontramos que a forma de empilhamento Bernal se mostra mais estavel em todas as configuracoes estudadas e que a interacao entre monocamadas tende a diminuir o gap de energia do sistema. Analisamos o efeito do strain somente na configuracao que se mostrou mais estavel e verificamos que o strain perpendicular e capaz de abrir o gap de energia da bicamada.
  • YOSHIYUKI SUGAWARA MIRANDA
  • Transporte em Ponto Quântico Aberto: Estudo de Autocorrelações da Condutância e do Emaranhamento
  • Data: 23/02/2017
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  • Transporte quantico estuda o transporte de eletrons atraves de nanoestruturas. Neste trabalho, o transporte quantico sera explorado atraves do formalismo estatistico de matrizes aleatorias para matrizes de espalhamento, que sera detalhadamente explorado. Este formalismo sera entao adaptado a algumas formulacoes para a obtencao de resultados de interesse atraves de simulacao computacional. Sera estudada a formulacao de Landauer para a condutancia a baixas temperaturas adaptada para matrizes de espalhamento. Atraves desta formulacao serao obtidas curvas de condutancia, curvas de autocorrelacao da condutancia e por fim sera feita uma analise da largura das curvas de autocorrelacao para diferentes ressonancias. Sera estudado tambem um processo especifico de criacao de emaranhamento de formacao definido por Wooters, seguindo um modelo criado por Beenakker. Igualmente sera utilizado o formalismo de matrizes de espalhamento para obtencao de curvas de autocorrelacao do emaranhamento e da concorrencia. No caso do emaranhamento e da concorrencia serao apresentados alguns resultados ineditos atraves de graficos e histogramas de probabilidade de emaranhamento e concorrencia para energias de interesse. Os resultados serao obtidos atraves de sistemas similares, tratando de um ponto quantico aberto com dois guias e quatro canais, estudados de acordo com a necessidade de cada formulacao.
  • ISAAC EDSON TEOTONIO RAMALHO MENDONCA
  • Quebra Dinâmica de Supersimetria
  • Orientador : PAULO SERGIO RODRIGUES DA SILVA
  • Data: 23/02/2017
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  • Teorias supersimetricas sao teorias promissoras como extensoes do Modelo Padrao, por promover o cancelamento de divergencias quadraticas para algumas correcoes radiativas. Isto soluciona o problema da hierarquia, i.e., o problema de fine-tuning na massa do boson de Higgs. Entretanto, por razoes fenomenologicas, supersimetria (SUSY) deve ser quebrada, de maneira tal que nao destrua o cancelamento de divergencias. Ate o presente momento, nao se conhece o mecanismo que possa ter realizado esta quebra. Neste trabalho sao apresentados alguns mecanismos de quebra de SUSY e suas implicacoes.
  • PAULO JOSÉ FERREIRA PORFIRIO DA SILVA
  • Teorias Modificadas da Gravitação e a Violação de Causalidade
  • Data: 22/02/2017
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  • Nesta tese tratamos os Universos tipo Godel no contexto da gravidade modi cada, em particular, na gravidade modi cada de Chern-Simons e na teoria de Brans-Dicke com constante cosmologica (BD-). As metricas tipo Godel vem sendo intensamente discutidas na Relatividade Geral (RG) ao longo dos anos. Sabe-se que tais metricas apresentam Curvas tipo Tempo Fechadas (CTC's), ou seja, as proprias metricas tipo Godel s~ao um exemplo da violac~ao de causalidade. Nosso objetivo e veri car a consist^encia das metricas do tipo Godel dentro da gravidade modi cada de Chern-Simons em ambas as formula- c~oes: n~ao din^amica e din^amica. Na formulac~ao n~ao-din^amica, mostramos que e possvel uma soluc~ao de vacuo diferentemente da RG. Outro resultado essencialmente novo que obtemos e a presenca de soluc~oes causais para uma fonte de materia bem motivada, em geral, as soluc~oes n~ao t^em analogo na RG. Alem disso, a soluc~ao de vacuo representa o caso limite que separa as regi~oes completamente causal e n~ao causal, tal propriedade re- ete as caractersticas topologicas da teoria de Chern-Simons. A caracterstica que difere fundamentalmente as soluc~oes da gravidade modi cada de Chern-Simons e as da RG e a presenca da quebra da simetria de Lorentz. Acontece que essa quebra abre um leque de novas soluc~oes. Mostramos que as soluc~oes n~ao triviais de Chern-Simons na formulac~ao n~ao din^amica s~ao acompanhadas por correc~oes de primeira ordem do par^ametro de viola- c~ao de Lorentz. Alem disso, na formulac~ao din^amica os par^ametros geometricos tambem s~ao afetados por correc~oes de segunda ordem do par^ametro de violac~ao de Lorentz. Investigamos tambem as metricas tipo Godel no modelo BD-. Obtemos uma soluc~ao de vacuo completamente causal, m2 = 4!2, onde para ~! ! 1 recupera-se a GR com um campo escalar e constante cosmologica. Vale a pena chamar a atenc~ao para o papel da constante cosmologica que e fundamental neste contexto.
  • EDUARDO ANDRE DE FIGUEIREDO BRAGANCA
  • Correntes induzidas no espaço-tempo de uma corda cósmica
  • Data: 20/02/2017
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  • Nesta tese, investigamos o efeito da topologia e de um campo magnetico nas flutuacoes do vacuo associadas a campos bosonicos e fermionicos carregados. Primeiramente, analisamos as densidades de correntes induzidas no vacuo para um campo bosonico em um espaco-tempo de uma corda cosmica com (D+1) dimensoes. Para esta analise, consideramos a presenca de um fluxo magnetico ao longo das direcoes axial e azimutal e que o eixo z e compactificado em um circulo de comprimento L. Esta analise e realizada fazendo uso da funcao de Wightman de frequencias positivas, que e necessaria para calcular os valores esperados no vacuo das densidades de correntes induzidas. Nossa segunda investigacao e relacionada a campos fermionicos. Investigamos os valores esperados do condensado fermionico, ⟨ψ ̅ψ⟩, carga e densidades de corrente para um campo fermionico massivo em equilibrio termico a uma temperatura T, e com um potencial quimico nao-nulo, μ. Consideramos um espaco-tempo conico em (2+1) dimensoes na presenca de um campo magnetico no vertice do cone. Para esta analise, dois casos foram considerados separadamente. Primeiramente, consideramos o caso em que |μ|⩽m, e em seguida, o caso em que |μ|>m.
  • SAMUEL VALENTIM AFONSO
  • ANÁLISE DO ESPALHAMENTO DE UM BÓSON POR UM TUBO MAGNÉTICO NO ESPAÇO-TEMPO DE UMA CORDA CÓSMICA
  • Data: 16/02/2017
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  • O estudo do fenomeno de espalhamento e extremamente importante para entender as propriedades da materia. Aharonov e Bohm (1959) contribuiram muito para esta questao, ao mostrar a importancia dos potenciais eletromagneticos no fenomeno de espalhamento quantico. Neste sentido, e imprescindivel conhecer o fenomeno em todo seu alcance. Esta dissertacao pretende contribuir para o aprofundamento no entendimento do espalhamento quantico relativistico. Nesta perspectiva, esta pesquisa apresenta uma analise do espalhamento de uma particula quantica relativistica carregada e de spin zero, por um tubo magnetico, considerando tres modelos distintos de campo, no espaco-tempo de uma corda cosmica. Nosso principal objetivo foi o de determinar o angulo de mudanca de fase (\textit{phase shift})analisando o comportamento assintotico das funcoes de onda considerando os tres modelos. Para este fim, utilizamos dois metodos que se complementam: o metodo algebrico de resolucoes de equacoes diferenciais, e o metodo de calculo numerico, por via de programa computacional. Por um lado, obtivemos como resultados algebricos solucoes para as equacoes encontradas, cuja forma nos remeteu as funcoes especiais de Bessel, Neumann e Whittaker. E, por outro lado, o calculo numerico nos possibilitou entender a contribuicao da corda cosmica e do tubo do campo magnetico no desvio de fase do espalhamento.
2016
Descrição
  • SAMUEL BEZERRA ALVES
  • DINÂMICA EM FREQUECIA DE LASERS SEMICONDUTORES SOB INJEÇÃO ÓTICA E EFEITOS DE PROPAGAÇÃO E ABSORÇÃO NA ESTATÍSTICA DE FÓTONS EM VAPOR RESSONANTE
  • Data: 24/11/2016
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  • Lasers semicondutores submetidos a perturbacao externa sao sistemas bastante convenientes para estudos de dinamica em amplitude ou frequencia. Dinamica na amplitude do campo eletromagnetico de dispositivos semicondutores tem sido estudada em um grande numero de trabalhos teoricos e experimentais nas ultimas decadas, particularmente para lasers submetidos a um retorno otico coerente. Novas caracteristicas na operacao de lasers semicondutores podem ser exploradas quando estes sao submetidos a uma realimentacao otica ortogonal. Neste trabalho apresentamos um estudo sistematico da dinamica em frequencia observada em lasers semicondutores quando submetidos a injecao otica direta e injecao ortogonal mutua filtrada. Analisamos o deslocamento em frequencia que ocorre quando injetamos parte do feixe de um segundo laser com polarizacao cruzada na cavidade semicondutora de um laser. Inicialmente, nos caracterizamos alguns lasers de diodo e analisamos alguns detalhes do processo de injecao otica externa e discutimos aplicacoes. Caracterizamos a resposta da frequencia de lasers semicondutores a injecao de um segundo laser. Medimos e analisamos o tempo de resposta e o limiar laser para diferentes valores da potencia de injecao. Observamos amplos deslocamentos da frequencia otica do laser semicondutor quando submetido a fortes potencias na injecao. Por fim, sugerimos uma extensao do modelo das equacoes de taxa que descreve nossas observacoes. Nos analisamos a frequencia de emissao de um laser de diodo semicondutor (chamado escravo) sob injecao otica mutua com outro laser semicondutor (mestre) e demonstramos a existencia de ciclos de histerese na frequencia desse primeiro laser. Descrevemos um modelo teorico que rege a dinamica para um sistema com reinjecao e sua extensao para o sistema com dois lasers acoplados. Descrevemos em seguida uma montagem experimental usada em nossos experimentos com injecao mutua e apresentamos os resultados obtidos. Mostramos que a direcao da biestabilidade otica (e a faixa biestavel) nesse sistema de lasers acoplados pode ser controlada. Na segunda parte dessa tese estudamos a propagacao de campos incoerentes (campos de speckles). Sabemos que fotons que se propagam no espaco livre nao interagem. Contudo, uma interacao efetiva entre fotons pode existir se, por exemplo, forem mediadas por um meio nao-linear (o nosso vapor atomico ressonante). Entender a natureza e o resultado de tais interacoes nao-lineares sobre a distribuicao de fotons nos leva a estudar a propagacao de luz em um meio cujo indice de refracao depende da intensidade. A dependencia da resposta do meio, atraves do seu indice de refracao , pode ser positiva ou negativa, isto e, as interacoes sao atrativas ou repulsivas se tiver uma forte dependencia espectral que permita seu controle atraves da frequencia da radiacao. Esse tipo de nao linearidade e responsavel por uma serie de efeitos de propagacao e tem sido objeto de estudo como, por exemplo, na busca de efeitos tipo localizacao de Anderson [1] ou usado para modelar as interacoes de onda de materia em condensados de Bose-Einstein (BECs)[2]. Para entender os efeitos dessas "interacoes entre fotons", usamos laser ressonante com uma transicao atomica e um vapor atomico aquecido. Investigamos como a nao-linearidade do meio afeta a propagacao de um campo incoerente (padrao espacial gerado pela incidencia do laser em um difusor). Particularmente, analisamos a evolucao de sua distribuicao espacial e estatistica de intensidade. Para efeito de analise, a propagacao de fotons pode ser descrita como se eles fossem particulas interagentes, onde a natureza da interacao, atrativa ou repulsiva, pode ser ajustada por um parametro de controle, a frequencia da radiacao. Nos analisamos o efeito combinado de dispersao e absorcao nao-linear presente no vapor atomico, e observamos que ambas as contribuicoes de dispersao e absorcao sao significativas para determinar a natureza da interacao efetiva. Nos usamos duas medidas para caracterizar distribuicoes espaciais dos fotons: a funcao de distribuicao de probabilidade (PDF) da intensidade de radiacao e suas correlacoes espaciais ( ). Em nossa configuracao experimental nos preparamos padroes de speckles, cujos PDF e tem as assinaturas de uma distribuicao Gaussiana. Partimos de um campo incidente com distribuicao norma e, que se propaga atraves do vapor atomico ressonante e observamos as alteracoes no perfil do campo transmitido e analisamos sua distribuicao estatistica. As experiencias sao modeladas em termos de uma equacao de propagacao obtida a partir das equacoes de Maxwell para radiacao interagindo com um meio nao-linear. A rotina numerica foi desenvolvida para calcular a propagacao do padrao de speckles atraves do meio nao-linear. Os comportamentos observados experimentalmente sao qualitativamente bem reproduzidos pelos calculos numericos.
  • ADRIANO RODRIGUES SAMPIERI
  • Conectando Modelos Além do Modelo Padrão com Medidas Experimentais em Física de Partículas
  • Orientador : CARLOS ANTONIO DE SOUSA PIRES
  • Data: 29/09/2016
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  • Com a recente descoberta do boson de Higgs pelos experimentos ATLAS e CMS, no LHC, a busca por determinar se modelos alem do Modelo Padrao sao consistentes com essas medidas se intensificou. Analisamos os resultados dessa busca para os modelos 2HDM e MSSM, chegando a conclusao de que e possivel obter um boson de Higgs compativel com os experimentos e o Modelo Padrao mantendo um setor escalar leve o suficiente para evitar vinculos impostos sobre suas massas. A esse regime chamamos Alinhamento sem Desacoplamento. Buscamos um modelo na escala de GUT que possa recuperar esse comportamento do setor escalar a baixas energias e concluimos que o NUHM, Modelo com Massa dos Higgs Nao-Universal, e capaz de alinhar o escalar mais leve ao boson de Higgs padrao com tan⁡〖β≃10〗 e ainda sim manter m_A em torno de 300 GeV na escala eletro-fraca.
  • FRANCISCO ARTUR PINHEIRO ALVES JUNIOR
  • Modelos Cosmológicos numa Teoria Geométrica Escalar-Tensorial da Gravitação: Aspectos Clássicos e Quânticos
  • Data: 27/09/2016
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  • Nesta tese, reapresentamos uma teoria escalar tensorial geometrica, que e uma versao da gravitacao de Brans-Dicke formulada em um espaco-tempo de Weyl integravel. Com esta teoria fazemos duas aplicacoes especificas. Uma delas para o estudo de um fenomeno, que chamamos de transicao de fase geometrica, que esta relacionada com uma mudanca continua na estrutura de espaco-tempo do universo. Este fenomeno parece ocorrer quando o universo se expande em uma taxa acelerada. A segunda aplicacao reside no estudo classico e quantico do comportamento de um universo n-dimensional anisotropico. A motivacao para esta investigacao e a busca de solucoes que exibem o compactacao dinamica das dimensoes extras , que nao sao observadas.
  • JOSÉ RODOLFO BEZERRA MESQUITA ARAÚJO
  • ESTRUTURA DE FASES GERADAS POR ÓRBITAS COMPLEXAS VARIANDO PARÂMETROS REAIS
  • Data: 12/08/2016
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  • Este trabalho lida com o mapeamento computacional do espaco de fase de mapas iterativos. Inicialmente e feita uma revisao sobre o mapa de Henon real, tendo por objetivo a identificacao de padroes nas regioes de estabilidade de seu espaco de parametros. Em seguida, o algoritmo desenvolvido e extendido para o caso em que as variaveis da transformacao sao consideradas complexas, mantendo-se porem, os parametros reais. Esse procedimento permite a observacoes de novas ares estaveis do espaco de fase. Por fim, as ferramentas e observacoes feitas sao utilizados para o estudo do mapa generalizado de Henon cubico.
  • JÚLIO CÉSAR MOTA SILVA
  • DESCRIÇÃO ALTERNATIVA DA SUPERCONDUTIVIDADE E DO EFEITO KONDO VIA SOLUÇÕES SOLITÔNICAS
  • Data: 29/07/2016
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  • Neste trabalho descrevemos a supercondutividade e o efeito Kondo atraves de solucoes de paredes de dominio. Introduzimos a temperatura nos modelos fazendo uma analogia entre as solucoes do tipo paredes de dominio com estruturas internas e os observadores de Rindler. Ao fazermos a introducao de temperatura e de um campo de gauge no modelo obtemos paredes de dominios supercondutoras e com elas descrevemos a supercondutividade. Ao considerarmos um modelo que permite a violacao da simetria de Lorentz e possivel descrever o efeito de impurezas nas paredes de dominios, com as quais descrevemos o efeito Kondo em supercondutores. Nossos resultados estao de acordo com os resultados obtidos nas pesquisas sobre supercondutores holograficos.
  • FRANCINALDO FLORENCIO DO NASCIMENTO
  • Estudos acerca de duas formulações da cosmologia Newtoniana: discreta e contínua
  • Data: 29/07/2016
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  • Consideramos a formulacao discreta da cosmologia Newtoniana adotada por Ellis e Gibbons, em artigo recente, e fazemos uma generalizacao para o limite do continuo. Os resultados sao obtidos com o uso das leis de Newton para particulas que interagem gravitacionalmente, que se movem homoteticamente, com suas coordenadas comoveis constituindo-se uma configuracao central. Nao foi necessario o uso da mecanica dos fluidos, mas tao somente, uma correspondencia direta entre as grandezas discretas da formulacao de Ellis e Gibbons e suas generalizacoes para um sistema muito denso, com um numero finito de particulas. Sao apresentadas solucoes da equacao para o fator de escala, considerando a presenca do termo associado a constante cosmologica. E feita uma breve apresentacao da cosmologia Einsteiniana e uma comparacao com a cosmologia newtoniana
  • JOSE GEILSON FERREIRA JUNIOR
  • O bóson de Higgs no contexto do modelo 331 supersimétrico reduzido
  • Data: 27/04/2016
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  • A presente tese busca construir a versao supersimetrica do modelo 3-3-1 minimo reduzido, proposto recentemente, utilizando o formalismo de supercampos. Desenvolvemos o espectro de massa de todas as particulas, dando enfase ao espectro de massa dos escalares mais leves do modelo. Mostramos que uma massa de 125 GeV para o boson de Higgs requer correcoes radiativas substanciais. Para tal, os superparceiros do quark top nao necessitam desenvolver uma grande mistura e devem ter massa em torno dos TeV. Alem disso, alguns termos de quebra soft de supersimetria podem estar na escala eletrofraca, o que alivia um pouco o ajuste fino destes parametros. O mais leve escalar duplamente carregado pode ter massa em torno de algumas centenas de GeV, podendo ser sondado no LHC, enquanto os escalares restantes do modelo tem massas em escala TeV.
  • ANDERSON ALEXANDRE VIEIRA GOMES
  • Transporte quantico de carga, spin e calor em nanoestruturas caoticas
  • Data: 18/03/2016
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  • A formulacao matricial de Landauer-Buttiker e uma das principais ferramentas utilizadas na fisica mesoscopica para descrever sistemas que guardam consigo semelhancas com os sistemas nucleares, no que diz respeito as possiveis ressonancias apresentadas nos decaimentos desses sistemas quando bombardeados. Neste trabalho, estudamos a teoria de matrizes aleatoria como forma de justificar as condicoes de continuidade e de contorno que os sistemas mesoscopicos apresentam no transporte de carga eletrica. A seguir, levamos as condicoes do sistema a escala adequada e aplicamos as ideias da formulacao matricial do espalhamento para deduzir a formula de Mahaux-Weindermuller e encontrar a estrutura da matriz de espalhamento de sistemas que se encontram na escala de comprimento em questao. De posse da matriz de espalhamento, analisamos as condicoes do transporte quantico da carga eletrica para sistemas a temperatura nula. Com isso, podemos ampliar o alcance de nossa analise investigando os sistemas onde a temperatura deixa de ser nula, acarretando o surgimento de efeitos nao convencionais de transporte, como o que acontece no efeito Seebeeck de spins, por exemplo. Na sequencia, utilizamos uma implementacao numerica de matrizes aleatorias que representam os ensembles de Wigner para recuperar resultados especificos de referencias que apresentam resultados relacionados com este trabalho. Esta foi a forma de testar o metodo aqui utilizado e demonstrar a eficacia do mesmo. Por fim, tambem por meio de implementacoes numericas, onde foi utilizado um ensemble de 4998 matrizes aleatorias, analisamos o transporte quantico de canais de spins, fazendo a correlacao dos mesmos, para constatar que, a partir de uma funcao geratriz, e possivel se encontrar os cumulantes estatisticos que nos permitem analisar os observaveis de transporte, tanto no regime semi-classico (para o qual ha um numero grande de canais de espalhamento abertos), quanto no regime quantico extremo (onde numero de canais de espalhamento abertos e pequeno).
  • THAIS AKEMI TOKUBO SANOMIYA
  • Sobre o Teorema de Campbell-Magaard e o Problema de Cauchy na Relatividade Geral
  • Data: 11/03/2016
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  • A geometria diferencial passou a ser uma ferramenta fundamental na fisica com o surgimento da relatividade geral. Em particular, destacamos sua importancia na investigacao das chamadas teorias de imersao do espaco-tempo. Neste trabalho analisamos dois grandes formalismos fundamentados de forma direta ou indireta na teoria de imersoes: o teorema de Campbell-Magaard e o problema de Cauchy para a relatividade geral. Tendo como principal objetivo tracar um paralelo entre esses dois formalismos, estudamos, nesta dissertacao, o problema de valor inicial (pvi) para a relatividade geral mostrando que alem de admitir a formulacao de pvi, a mesma e bem posta. Ademais, aplicamos este formalismo para o caso de uma metrica do tipo Friedmann-Robertson-Walker em (3+1). Estudamos tambem o teorema de Campbell-Magaard e sua extensao para o espaco-tempo de Einstein e aplicamos este teorema para uma metrica do tipo de Sitter em (2+1).
  • JOAO PAULO MORAIS GRACA
  • DEFEITOS TOPOLÓGICOS EM TEORIAS MODIFICADAS DA GRAVITAÇÃO: SOLUÇÕES CLÁSSICAS E MODOS QUASINORMAIS
  • Data: 26/02/2016
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  • Recentes observações sugerem que o universo está se expandindo aceleradamente. Este fato, juntamente com a descoberta que apenas, aproximadamente, 5% de sua composição é relativa à matéria bariônica conhecida, representam indícios de que a teoria gravitacional proposta por Einstein deva ser modificada. Nesta tese, estudamos algumas das mais conhecidas propostas de teorias modificadas da gravitação, a saber, teorias f(R), Brans-Dicke e de Lovelock. Estas teorias são estudadas dentro de três contextos específicos: A relação entre essas teorias, especificamente, a correspondência entre as teorias f(R) e Brans-Dicke; soluções clássicas que envolvem cordas cósmicas; e o espectro de emissão de ondas gravitacionais, a partir de buracos negros, em conjunto com defeitos topológicos (cordas cósmicas e monopolos). As soluções clássicas são estudadas numericamente, e efeitos astrofísicos e cosmológicos gerados por tais defeitos são, então, analisados. Encontramos que, para uma classe específica de teorias f(R), a saber, f(R) = R−2Λ+αR^2 +βR^m, com m > 2, o déficit angular gerado pela corda é atenuado, e a atenuação ocorre com mais intensidade para menores valores da potência m. No estudo dos modos quasinormais, investigamos como o espectro dos modos em um buraco negro, com um monopolo global, em teorias f(R), diferem do mesmo sistema no contexto da relatividade geral. Realizamos também estudo semelhante para um buraco negro, com uma nuvem de cordas, em teorias de Lovelock, e analisamos como a introdução da nuvem de cordas altera o espectro dos modos, em relação ao mesmo sistema sem a presença desta nuvem, assim como em relação ao mesmo sistema na relatividade geral.
  • ADRIANO BRAGA BARRETO
  • Singularidades cosmológicas no espaço-tempo de Weyl integrável: aspectos clássicos e quânticos
  • Data: 26/02/2016
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  • Investigamos a cosmologia de modelos regidos pela teoria escalar-tensorial geométrica, que está construída numa geometria de Weyl integrável e corresponde à teoria da Relatividade Geral minimamente acoplada a um campo escalar sem massa no referencial onde a geometria é Riemanniana. Apresentamos os elementos fundamentais da geometria de Weyl e estendemos o formalismo hamiltoniano da Relatividade Geral para esta geometria, preparando assim o formalismo para descrever teorias ambientadas na geometria de Weyl. Propomos uma folheação invariante por transformações de Weyl, a qual emprega o campo escalar de Weyl, oriundo da geometria, como um relógio natural para a evolução do universo. Singularidades cosmológicas são verificadas nas predições das soluções clássicas do modelo FLRW e removidas quando tratamos a cosmologia quântica deste modelo. As transformações de Weyl são investigadas no espaço de fase, onde induzem transformações canônicas que viabilizam a equivalência física entre os referenciais de Riemann e Weyl tanto no regime clássico como no quântico.
  • ANTÔNIO DE PADUA SANTOS
  • Influência das cordas cósmicas não-abelianas na geometria do espaço-tempo
  • Data: 25/02/2016
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  • Nesta tese estudamos a influência das cordas cósmicas não-Abelianas na geometria do espaço-tempo. Para este fim, utilizamos um modelo Higgs não-Abeliano acoplado com a gravidade e obtemos um sistema de equações diferenciais não-lineares. Como este sistema de equações diferenciais não possui solução analítica, realizamos análise numérica para obter o comportamento dos campos de Higgs, de gauge e métricos em função da distância à corda cósmica. O modelo considerado apresenta dois campos bosônicos e um campo de gauge não-Abeliano. Como os dois setores bosônicos podem apresentar um acoplamento direto, investigamos a relevância deste acoplamento no sistema, especificamente na densidade linear de energia e no déficit de ângulo planar. Também analisamos o comportamento destas quantidades como função da escala de energia onde a simetria de gauge é espontaneamente quebrada. Ampliamos este estudo para as cordas cósmicas não-Abelianas no espaço-tempo de de Sitter e anti-de Sitter. Para isto, construímos um sistema de equações de campo considerando a presença da constante cosmológica. Utilizando a análise numérica, fornecemos o comportamento dos campos de Higgs, de gauge e dos campos métricos para valores específicos dos parâmetros físicos do modelo. Para o caso do espaço-tempo de de Sitter, salientamos o surgimento do horizonte cosmológico que, embora seja consequência da constante cosmológica, está fortemente relacionado ao acoplamento gravitacional. Para o espaço-tempo de anti-de Sitter, encontramos que o sistema não apresenta horizonte. Esta característica do sistema está relacionada às componentes (tt) e (zz) do tensor métrico, que divergem para grandes distâncias da corda cósmica.
  • RUYDEIGLAN GOMES LIMA
  • TEORIA DA GRAVITAÇÃO NUM ESPAÇO-TEMPO DE WEYL NÃO-INTEGRÁVEL
  • Data: 25/02/2016
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  • Em 1918 o alemão Hermann Weyl desenvolveu sua teoria de unificação entre gravitação e eletromagnetismo geometrizando ambas as interações, isto é, ele associou o potencial eletromagnético a uma 1-forma σ_μ depois de ter considerado que o comprimento de um vetor não preserva-se sob transporte paralelo assim como acontece com a direção, isso também fez com que a derivada covariante do tensor métrico deixasse de ser nula tornando-se ∇_α g_μν=g_μν σ_α. As equações de campo gravitacionais e eletromagnéticas são obtidas da ação I=∫(R^2+AF_μν F^μν ) √(-g) d^4 x em um calibre qualquer e no “calibre natural” R=Λ=constante levando em conta que elas, assim como a ação, devem ser tanto invariantes por transformações de coordenadas como invariantes sob as transformações de calibre introduzidas, a saber, g ̅_μν=e^f g_μν e σ ̅_μ=σ_μ+f_(|μ), na verdade, a primeira pessoa a falar em invariância de escala na física foi o próprio Weyl em seu artigo. Também é verificado que as soluções para o vazio das equações de campo de Einstein também são soluções das equações de campo de Weyl correspondentes. Por fim mostra-se que as geodésicas afins de Weyl não podem advir de um princípio variacional através da análise das condições de Helmholtz para o problema inverso do cálculo de variações e discute-se sobre a crítica de Einstein à teoria, onde conclui-se que o mesmo se apoderou de uma definição inadequada de tempo próprio para dá seu parecer sobre o trabalho de Weyl, assim, um problema a ser resolvido seria encontrar uma boa definição de tempo próprio, o que deixa em aberto uma versão final da teoria de Weyl.
  • GILSON F DE OLIVEIRA JUNIOR
  • ESTATÍSTICA DO DESSINCRONISMO INTERMITENTE ENTRE CIRCUITOS ELÉTRICOS CAÓTICOS
  • Data: 23/02/2016
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  • Neste trabalho estudamos, experimentalmente e numericamente, a estatística de eventos de dessincronização que ocorrem em sistemas caóticos acoplados. Tais estudos são realizados através de circuitos eletrônicos caóticos acoplados, operando em regime de sincronização intermitente. Os resultados observados são reproduzidos numericamente por rotinas que construímos para as suas equações diferenciais ordinárias não-lineares. No início desse trabalho, reproduzimos alguns resultados da literatura para demonstrar que osciladores caóticos acoplados podem apresentar sincronismo intermitente quando deveriam apresentar sincronismo completo, segundo alguns critérios j á estabelecidos na literatura para sincronização. A razão para este efeito de fuga da sincronização é devido a presença de objetos instáveis imersos no atrator caótico do sistema, que retira a estabilidade do estado sincronizado. Os resultados aqui apresentado foram realizados em um sistema de segunda ordem não-autônomo, que nós construímos em duas configurações que permitem explorar diferentes comportamentos. Caracterizamos os sinais do primeiro sistema para diversos parâmetros e utilizando técnicas de análise de sinais e sistemas, pudemos identificar uma variedade de estados dos osciladores, entre estados periódicos e caóticos. Reproduzimos todos os cenários observados experimentalmente através de simulações numéricas. Para estudarmos o nível de sincronismo entre dois osciladores, quase-idênticos e acoplados unidirecionalmente via realimentação negativa, construímos uma variável chamada sinal de erro que mede a diferença entre as respostas dos dois osciladores. Verificamos a eficiência do acoplamento para gerar sincronismo completo e em um regime de sincronismo intermitente, caracterizamos os eventos de dessincronização medidos através do sinal de erro. No sistema não-autônomo que utilizamos observamos que o sinal de erro segue uma distribuição do tipo lei de potência e que o expoente dessa lei de potência varia em função do parâmetro de acoplamento do sistema. Como este sistema não-autônomo pode exibir diferentes estados caóticos, que diferem entre si na taxa de visitações a região central de seu espaço de fases, caracterizamos os eventos de dessincronização para alguns desses atratores caóticos e observamos que quanto maior a taxa de visitação a região central do espaço de fases, maior é a ocorrência dos eventos de dessincronização de grande amplitude. Para uma investigação da ocorrência de eventos extremos construímos um segundo sistema de segunda ordem não-autônomo. Uma versão modificada do primeiro sistema. Caracterizamos este segundo sistema, veri ficando que os objetos instáveis imersos no atrator caótico são órbitas periódicas instáveis, diferentemente de outros resultados da literatura onde a instabilidade é um ponto
  • RICARDO ANDRES MARTINEZ VON DOSSOW
  • O modelo de Gross-Neveu em um ponto de Lifshitz
  • Data: 19/02/2016
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  • Nesta dissertação trabalharemos com o modelo de Gross-Neveu em (2+1) dimensões na expansão 1/N e vamos desenvolver os cálculos feitos em Phys. Rev. D41, 1363 por M. Gomes, V. O. Rivelles e A. J. da Silva para obter a equação de gap e o tensor de polarização, o qual vai fornecer de um termo de Chern-Simons induzido na lagrangiana. Logo vamos tomar o mesmo modelo com um escalonamento de Lifshitz, o que trás consigo uma mudança no propagador do campo ψ, pelo que vamos refazer as contas para a equação de gap e para o termo induzido de Chern-Simons e veremos as implicações do novo procedimento.
  • ADRIANO ROCHA SOARES
  • SOLUÇÃO TIPO MONOPOLO: COM VIOLAÇÃO E, SEM VIOLAÇÃO DA SIMETRIA DE LORENTZ
  • Data: 17/02/2016
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  • Neste trabalho, apresenta-se uma abordagem bibliográfica sobre defeitos topológicos com destaque para os monopolos com ausência de campos de gauge. Inicia-se introduzindo uma recapitulação gradual sobre os principais tipos de defeitos e, como suas abordagens variam na medida em que a lagrangiana assume maiores grupos de simetria. Em seguida, matem-se atenção apenas em modelos que suportam soluções tipo monopolo. Primeiramente, estuda-se o monopolo global SO(3), apresentando por meio de uma abordagem analítica suas principais características, tais como espaço assintótico com déficit angular e interação gravitacional nula. Posteriormente, mostra-se que soluções tipo monopolo podem surgi, também, em teorias de campo com violação da simetria de Lorentz.
2015
Descrição
  • PATRICIO JOSE FELIX DA SILVA
  • UM ESTUDO SOBRE REFERENCIAIS NÃO-INERCIAIS NO ESPAÇO-TEMPO DE MINKOWSKI E OS EFEITOS DA ACELERAÇÃO EM RELÓGIOS ATÔMICOS
  • Data: 31/08/2015
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  • Um sistema de coordenadas tem a função de localizar os eventos do espaço-tempo com respeito a um sistema de referência. A construção do sistema de coordenadas depende crucialmente da noção de simultaneidade associada ao referencial. No entanto, não existe uma maneira natural, ou privilegiada, de definir simultaneidade para referenciais não-inerciais, mesmo no espaço-tempo de Minkowski. Cada procedimento conduz a diferentes sistemas de coordenadas. Neste trabalho, discutimos alguns métodos bem conhecidos da literatura especializada. Estudamos as coordenadas de Rindler, de Fermi-Walker, as coordenadas de Radar e as coordenadas de Emissão (ou GPS). O sistema de coordenadas de Rindler é um dos sistemas de grande destaque porque permite simular algumas propriedades da geometria do Buraco Negro num espaço-tempo plano. As coordenadas de Rindler estão associadas a uma família de observadores uniformemente acelerados que obedecem à relação a = (1/ρ), onde a é a aceleração própria do observador e ρ a sua posição inicial com respeito a algum sistema de referência inercial. Neste trabalho, propomos um método para construção de sistemas de coordenadas adaptados a observadores cuja aceleração depende de sua posição inicial da forma geral a=a(ρ), utilizando para isso o princípio físico da localidade. O sistema de coordenadas de Rindler surge como uma particularidade de nossa generalização. Outros casos particulares nos permitem discutir a relação entre a geometria não-Euclidiana das secções espaciais e referenciais acelerados, como originariamente foi proposto por Einstein. Além disso, com a generalização podemos simular o comportamento de observadores estáticos tanto nas proximidades do horizonte de um Buraco Negro, que estão submetidos a um campo de aceleração do tipo a (ρ) = 1/ρ, quanto em regiões afastadas, para as quais, a (ρ) =1/ ρ2. Nestes dois últimos casos, ρ corresponde à distância do observador acelerado até o horizonte de eventos. Com a intenção de analisarmos os efeitos da aceleração instantânea sobre o ritmo de relógios atômicos, consideramos uma partícula livre massiva, dentro de uma caixa de paredes infinitas, que é arrastada por observadores de Rindler. Admitimos que a partícula obedece a equação de Klein-Gordon e assim, encontramos as frequências dos estados estacionários deste sistema. As transições entre os estados estacionários são usadas para definir uma frequência padrão para o nosso relógio atômico de brinquedo. Comparando o espectro de energia do sistema acelerado com o espectro de energia de um sistema idêntico em um referencial inercial, determinamos a influência da aceleração instantânea sobre o ritmo de relógios atômicos.
  • ERICK RODRIGUES SILVA
  • Simetrias de Paridade e de Reversão Temporal no efeito Hanbury Brown-Twiss.
  • Data: 03/08/2015
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  • Sendo o experimento Hanbury Brown-Twiss bem estabelecido na literatura da _ótica quântica, dedicamos esta dissertação a embutir no mesmo experimento a questão da simetria por paridade e reversão temporal. Para tanto, abrimos mãos de técnicas que foram aqui devidamente trabalhadas como o formalismo da matriz de espalhamento, a concatenação de matrizes, o problema do espalhamento de um sistema simétrico por paridade e reversão temporal e o formalismo de Buttiker. Nesse _ultimo, verificamos a relação direta que ha entre o ruído do transporte de duas partículas e o overlap que há entre os seus estados; relação essa chamada de teorema de Wiener-Khintchine, uma vez que desenvolvemos um formalismo para encontrar a estatística do sistema supracitado através das funções de correlação entre duas partículas incidentes nesse sistema. Ademais, o formalismo de Buttiker permite-nos concluir que a atuação encontrada no nosso resultado trata-se do ruído de disparo (shot noise), responsável pela identificação da quantização dos portadores do transporte.
  • RANIERI BATISTA DA COSTA
  • Algumas consequências da Supergravidade
  • Data: 31/07/2015
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  • A Supersimetria ´e uma ferramenta muito ´útil para estender o Modelo Padrão até a escala de grande unificação, para estudar a quebra de simetria eletrofraca e prover candidatos a matéria escura. A presença dos superparceiros resolve o problema das divergências, e altera as equações do grupo de renormalização de modo a permitir a unificação dos acoplamentos de gauge. A escala de quebra de uma suSupersimetrialobal ´e proporcional `a energia do vácuo, o que a tornaria incompatível com o baixo valor da constante cosmológica. A promoção de SUSY a uma simetria local resulta na supergravidade, que obriga a existência do campo gravitacional com spin-2, integra naturalmente a Relatividade Geral e a física de partículas, e ´e necessária para ajustar o potencial e obter alta escala de quebra com constante cosmológica baixa. Este trabalho de revisão aborda modelos baseados na quebra de Supersimetria mediada por gravitação. Estes modelos aceitam um setor oculto mais simples que os modelos concorrentes mediados por gauge ou por anomalias. E as partículas supersimétricas mais leves, do tipo higgsino, podem ser detectadas quando um colisor eletron-positron como o ILC estiver pronto.
  • WELLINGTON DE LIMA CAETANO
  • Fenomenologia do Bóson de Higgs e Neutrinos Massivos no Modelo 3-3-1 Mínimo Reduzido
  • Data: 22/05/2015
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  • A Física das Partículas Elementares apresentou um grande progresso nos últimos anos sobretudo no que se refere à fenomenologia do bóson de Higgs e à Física dos Neutrinos, que são os temas a estudados nesta tese. Desde sua descoberta no LHC, em 2012, o bóson de Higgs tem atraído o interesse de físicos teóricos e experimentais. Sob a perspectiva fenomenológica, um dos maiores desafios tem sido a interpretação dos resultados relacionados aos processos de decaimento e seus desvios em relação às previsões teóricas do Modelo Padrão (MP). A Física dos Neutrinos também apresentou um progresso sensível nos últimos anos, pois, com novos experimentos foi possível a descoberta do ângulo de mistura 13 e aumento na precisão das medidas para a diferença dos quadrados das massas. Contudo, algumas questões fundamentais ainda permanecem sem respostas e uma delas, talvez a mais importante, está relacionada a ausência de explicação para a origem das massas. No que concerne ao bóson de Higgs, (h), estudamos os resultados do LHC para os cinco principais canais de decaimento, a saber: h ! bb, h ! +􀀀, h ! W+W􀀀, h ! ZZ e h ! . Confrontando os dados experimentais com as previsões teóricas do Modelo 3-3-1 Mínimo Reduzido (RM-331), concluímos que, em uma escala de energia na faixa entre 2:0 􀀀 4:0 TeV, o modelo apresenta ótima concordância com os resultados. Ainda analisamos que o modelo ainda propõe outros escalares como um Higgs pesado e outro duplamente carregado para os quais fazemos um estudo sobre seus Branching Ratio (BR). No setor dos neutrinos, estudamos uma possível extensão do modelo RM-331 capaz de acomodar os termos de massa. Através da adição de um tripleto e um singleto de escalares, combinamos os mecanismos Seesaw do tipo I e II, e mostramos ser possível obter neutrinos ativos com massa na escala de eV, a partir de uma energia na escala dos TeV’s.
  • LINCOANDERSON OLIVEIRA DANTAS
  • Efeitos não-inerciais em Anéis Quânticos
  • Data: 26/03/2015
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  • Neste trabalho, investigamos o impacto de efeitos não-inerciais associados com a rotação do sistema de referência de partículas carregadas e neutras confinadas por um anel quântico, descrito pelo potencial de Tan-Inkson. A contribuição da rotação é introduzida através de seu acoplamento com o momento angular do sistema. Mostramos que a rotação entra como um acolplamento não mínimo na parte cinética do Hamiltoniano que descreve a dinâmica quântica dos sitemas em questão. Com isso, mostramos que a rotação induz efeitos típicos de campos magnéticos sobre as propriedades quânticas das partículas. Também investigamos os efeitos da contribuição de uma deslocação tipo-hélice sobre as propriedades físicas das partículas. O defeito topológico contribui como uma fonte de fluxo de torção, tendo um comportamento similar ao do fluxo Aharonov-Bohm. Além de partículas carregadas (elétrons e buracos), estudamos os efeitos da rotação sobre partículas neutras em três cenários diferentes: uma partícula neutra com momento de dipolo magnético permanente acoplado pela interação de Aharanov-Casher; uma partícula neutra com momento de dipolo elétrico permanente acoplada pela interação de He-McKellar-Wilkens e uma partícula neutra como momento de dipolo elétrico induzido pela interação de Wei-Han-Wei. Em todos os três casos mostramos que existe uma estreita analogia entre partículas neutras e carregadas. A metodologia utilizada consiste em analizar a dinâmica quântica nãorelativistica dessas partículas via resolução da equação de Schrödinger. Além do espectro de energia e das funções de onda, calculamos as correntes persistentes e a magnetização para os quatro sistemas aqui estudados, e também analizamos, a partir da expressão para a corrente persistes para anéis quânticos, o caso limte para pontos quânticos.
  • ALILIANE ALMEIDA DE FREITAS
  • Propriedades Estruturais e Eletrônicas de Nanotubos de Carbono, BN e Híbridos BxCyNz: Um Estudo por Primeiros Princípios
  • Data: 06/03/2015
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  • No presente trabalho, usamos cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade, como implementado no código SIESTA, para investigarmos as alterações nas propriedades estruturais e eletrônicas de nanoestruturas hibridas, produzidas pela aplicação de campos elétricos externos, pelo achatamento da estrutura e pela adsorção de átomos de hidrogênio. Nós iniciamos com o estudo de nanotubos de nitreto de boro de parede dupla (DWBNNTs), zig-zag e armchair, com vetor quiral do tipo (8,0)@(16,0) e (5,5)@(10,10), respectivamente, dopados com átomos de carbono. Duas situações de dopagem foram consideradas: um átomo de C substituindo um átomo de B na parede interna (IW) e um átomo de C substituindo um átomo de N na parede externa (OW) o qual chamamos de CB[IW]@CN[OW], e a situação contraria resulta em CN[IW]@CB[OW]. Neste sentido, construímos um (semicondutor do tipo-p)@(semicondutor do tipo-n) ou um (semicondutor do tipo-n)@(semicondutor do tipo-p) e os DWBNNTs resultantes podem ser pensados como junções p-n. Paralelamente, aplicamos campos elétricos externos, com magnitude de 0,3 V/Å, em diferentes direções, ou seja, perpendicular (Ey), paralelo (Ex) e anti-paralelo (E-x) a linha formada pelos dopantes. Assim, dependendo da direção do campo aplicado, observamos um aumento ou diminuição do gap de energia entre os níveis de defeitos (Eig) e tais casos foram pensados como os casos de polarização reversa e direta da junção p-n, respectivamente. Seguimos, com o estudo da inserção de um nanofio de carbono (CNW) no interior de um nanotubo (10.0) zig-zag de carbono e no interior de um (10.0) zig-zag de BN. Tais sistemas foram chamados de CNW@SWCNT e CNW@SWBNNT, respectivamente. Nós produzimos o achatamento dos nanotubos e verificamos o comportamento da estrutura atômica do nanofio a medida que o achatamento do nanotubo aumenta. A partir dos resultados obtidos, foi possível concluir que para ambos os CNW@SWCNT e CNW@SWBNNT, existe uma distancia crítica dc (distância entre os planos paralelos dos nanotubos achatados (d)), com um valor de ≈ 3.60 Å, de tal forma que nós podemos resumir as nossas descobertas como: no caso de d > dc , o nanofio de carbono não sofre nenhuma deformação; e no caso reverso (d < dc ), o nanofio de carbono liga-se a parede do nanotubo e sofre deformações. Em relação as propriedades eletrônicas, verificamos que o encapsulamento do CNW nos SWCNT e SWBNNT, produz uma significativa redução do gap de energia (Eg) dos mesmos. Além disso, observamos a formação de pontos de Dirac para algumas taxas de achatamento dos nanotubos. Por ultimo, nós realizamos um estudo da adsorção de átomos de hidrogênio (hidrogenação) em nanotubos de parede dupla de nitreto de boro (DWBNNTs) e híbridos de nitreto de boro e carbono (DW(BN)xCyNTs). Devido ao fato dos nanotubos possuírem duas paredes, consideramos os seguintes casos: (i) coberturas de 2H, 4H, 8H, 12H e 16H na parede interna, (ii) coberturas de 2H, 4H, 8H, 16H e 32H na parede externa e (iii) coberturas de 2H, 4H, 8H, 16H e 32H em ambas as paredes. Curiosamente, verificamos que em todas as coberturas de hidrogênio consideradas, uma forte deformação acumula-se nos locais de hidrogênio, fazendo a secção transversal dos nanotubos se transformar em diferentes formas poligonais: elipsoidal, retangular, hexagonal ou octaedral. Para coberturas de 16H e 32H apenas na parede externa, observamos que alguns hidrogênios se soltaram da parede formando moléculas de H2 isoladas sem orientação preferencial. Verificamos, em alguns casos, que os ângulos de ligação entre os átomos de B, N e H ou C e H, apresentam características da hibridação sp3. Com relação a estabilidade estrutural, verificamos que a adsorção de átomos de H em DWBNCNTs é mais favorável do que em DWBNNTs. Ademais, concluímos que é possível controlar o gap de energia dos nanotubos através do manejo da cobertura de hidrogênio
  • BRUNO FARIAS DA SILVA
  • Quantização de Landau e Efeitos Associados para Átomos Ultrafrios do Tipo Tripod na Presença de um Campo Magnético Artificial
  • Data: 27/02/2015
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  • Nesta tese, propomos um arranjo experimental para o estudo da quantização de Landau e efeitos associados em um gás atômico ultrafrio bidimensional. Campos de gauge podem surgir na equação de movimento para átomos ultrafrios oticamente vestidos. Para que isto ocorra, estados escuros espacialmente dependentes são necessários para os estados internos dos átomos. Átomos numa configuração de níveis de energia do tipo tripod produzem dois estados escuros degenerados, os quais podem levar a campos de gauge Abelianos U(1) x U(1) ou não-Abelianos SU(2). Utilizando uma configuração adequada de lasers, mostramos que é possível se produzir um campo magnético sintético uniforme U(1) x U(1) que atua nos átomos neutros fazendo-os se organizarem em níveis de Landau. A intensidade do campo efetivo depende da intensidade relativa dos feixes de luz na nuvem atômica. Estimamos a degenerescência dos níveis de energia para um gás atômico formado por átomos de 87Rb e estabelecemos as condições experimentais para que seja atingido o regime em que todos os átomos populam unicamente o nível de Landau menos energético. Considerando o limite de temperatua nula, verificamos o surgimento de oscilações magnéticas na energia e em sua derivada como uma função do inverso do campo magnético efetivo (efeito de Haas van Alphen). O período da oscilação magnética nos permite determinar a área do círculo de Fermi para o gás atômico através de uma expressão similar a de Onsager para sistemas eletrônicos. Dessintonizando um dos lasers em relação a resonância de dois fótons geramos um potencial escalar parabólico que faz com os átomos sejam lateralmente confinados. Isto resulta na remoção da degenerescência dos níveis de Landau, uma vez que a energia depende explicitamente do momentum atômico tranverso. Demonstramos que aplicando condições periódicas de contorno ao sistema temos o surgimento de uma degenerescência residual. A degenerescência remanescente ocorre quando diferentes níveis de energia se superpõem. Mapeamos os pontos de degenerescênia como uma função do campo magnético efetivo. Temos a expectativa de que a degenerescência residual leve ao surgimento de efeitos anômalos.
  • FRANCISCO GERALDO DA COSTA FILHO
  • Alguns aspectos das teorias de gravidade modificadas
  • Data: 27/02/2015
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  • Teorias de gravidade modicada tem como objetivo elucidar alguns problemas em aberto no âmbito da Relatividade Geral. Dentro desta perspectiva muitas teorias foram propostas ao longo dos anos. Neste trabalho abordamos algumas destas teorias e, para cada uma delas, demos a nossa contribuição propondo novos cenários que se mostraram promissores. Assim, no contexto das teorias de mundo-brana estudamos pela primeira vez teorias do tipo DGP em 2+1 dimensões, com termos de gravidade induzida do tipo nova gravidade massiva. O estudo dos propagadores da teoria perturbada mostrou a propagação de modos unitários e sem a presença de táquions. No que diz respeito à teoria de Horava-Lifshitz, estudamos a estrutura de branas com campos escalares em 4+1 dimensões e a formação de buracos em 1+1 foi obtida pela primeira vez. Nos dois casos anteriores tratamos da versão não projetável desta teoria. Estudamos ainda modelos de mundo-brana em uma teoria com bimétrica onde a gravidade se acoplada ao campo escalar que conecta as duas métricas. Apesar de o campo escalar possuir um termo cinético linear a teoria se mostrou estável e localização da gravidade foi obtida. Por m, aplicamos a teoria da gravitação com campos não dinâmicos a um modelo cosmológico e constatamos que para certa fase especíca da expansão do Universo é possível termos um mecanismo que gera um auto ajuste da constante cosmológica
  • CLARISSA MARTINS SIQUEIRA
  • Matéria Escura no Modelo Padrão Supersimétrico Mínimo
  • Data: 27/02/2015
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  • Um dos principais problemas que permeia a Física de Partículas e Cosmologia é a Matéria Escura (ME), que compõe cerca de 26% do conteúdo energético do Universo. As principais evidências que apontam para a sua existência nos fornecem importantes características, tais como, ser neutra, estável, fria, pouco interagente e suficientemente abundante. O Modelo Padrão de Física de Partículas (MP) não fornece um candidato que supre estas características, sendo necessário estendê-lo. Uma das mais sofisticadas extensões do MP é a Supersimetria, que além de resolver o problema da ME, soluciona outros que estão presentes no MP, dentre eles, a hierarquia e a unificação dos acoplamentos de gauge. Tal modelo implica na inclusão de uma nova simetria que coloca bósons e férmions em pé de igualdade. A versão supersimétrica do MP é o Modelo Padrão Supersimétrico Mínimo (MSSM), cujo principal candidato à ME é o neutralino, que se trata de um férmion composto pelos superparceiros dos bósons de gauge e higgs neutros. Neste trabalho, fizemos uma análise do neutralino como candidato à ME no cenário CMSSM ou mSUGRA, que contém 5 parâmetros livres, M0, M1/2, tan , sinal(μ) e A0, para três análises distintas. Na primeira variamos apenas os parâmetros M0 e M1/2 para três valores distintos da tan e na segunda e terceira variamos todos os parâmetros com exceção do sinal(μ). Neste estudo, utilizamos algumas ferramentas computacionais, entre as quais, SARAH, SPheno, SSP e micrOMEGAs, no intuito de obter abundância e seção de choque de espalhamento de ME neste cenário. Obtidos os gráficos, comparamos com os resultados experimentais mais recentes, para a abundância utilizamos dados do satélite Planck, para a seção de choque de espalhamento independente de spin, o LUX e XENON1T (2017) e para dependente de spin, XENON100 e verificamos suas implicações na viabilidade do modelo.
  • EVERTON CAVALCANTE
  • ASPECTOS GEOMÉTRICOS DA MOLÉCULA DE FULERENO EM REFERENCIAIS INERCIAS E NÃO-INERCIAIS
  • Data: 26/02/2015
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  • Nessa tese abordaremos primeiramente o advento científico das formas alotrópicas do carbono e a importancia da modelagem a baixas energias dos seus derivados. Logo em seguida vamos tomar uma breve revisão sobre o estudo de defeitos topológicos na matéria condensada, partindo para uma descrição geométrica dos mesmo via uma geometria não-euclidiana, e como os portadores de carga no meio enxergam os defeitos como campos de gauge. Seguidamente é estudado o fulereno C60 por uma métrica de uma esfera bidimensional submetida a ação de um fluxo de Aharonov-Bohm advindo de uma corda magnética quiral. Onde são obtidos espectro e corrente persistente. Por fim retomaremos a análise do C60 com conteúdo de matéria sob rotacão, segundo metricas do tipo Gödel.
  • JAMERSON GILLIS BATISTA RODRIGUES
  • Quebra Espontânea de SUSY - Cenário GMSB
  • Data: 26/02/2015
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  • O modelo padrão de partículas vem sendo confirmado experimentalmente há décadas, demonstrando um imenso poder preditivo. Porém, a ausência de candidatos à matéria escura, o surgimento das divergências quadráticas, a falta de uma escala de grande unificação, entre outros, são exemplos de imperfeições do modelo padrão, indicando a necessidade de uma nova física em escalas de energias maiores que a eletrofraca. A supersimetria (SUSY) surge como uma poderosa ferramenta capaz de fornecer a complementariedade necessária ao modelo padrão. Porém, experimentos anteriores ao LHC, como o LEPI e LEPII já teriam poder suficiente para detectar partículas com mesma massa e mesmas cargas que, por exemplo, um elétron. Logo, devido à ausência de tais partículas nesses experimentos, SUSY deve ser uma simetria quebrada. Esse trabalho tem como objetivo estudar as bases da quebra espontânea de supersimetria, apresentando alguns cenários de quebra, mas focando ao final na quebra através das interações gauge (gauge-mediated supersymmetry breaking), devido sua simplicidade e poder fenomenológico.
  • MATHEUS ARAÚJO MARQUES
  • Soluções Localizadas em Diversas Dimensões
  • Data: 25/02/2015
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  • Esta dissertação lida com soluções localizadas em diversas dimensões. Inicialmente, fazemos uma revisão de alguns tópicos em teoria clássica de campos usando campos escalares tanto no espaço flat como no espaço curvo. São eles: kinks, lumps, vórtices, monopolos, dyons, cosmologia com campos escalares e branas modeladas por campos escalares. A seguir apresentamos alguns resultados originais. Primeiramente, introduzindo nos modelos um parâmetro que pode ser real ou inteiro, estudamos uma maneira de ir de kinks para compactons em modelos com dinâmica padrão e mostramos como o procedimento funciona no cenário de mundo brana. Por fim, usando o método da deformação, apresentamos novos modelos que suportam estruturas compactas e estudamos sua estabilidade linear
  • ICARO JOSHUA MORALES ULLION
  • Consequências da violação da simetria de Lorentz no Efeito Casimir
  • Data: 20/02/2015
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  • Nesse Dissertação consideraremos uma teoria de campo escalare onde a quebra da simetria de Lorentz esta presente. Basicamente adotaremos a teoria de Horava-Lifshtz. Estudaremos as modificações que uma anisotropia no espaço-tempo produzem no efeito Casimir. Vamos tratar um campo escalar real sem massa em duas situações distintas: entre placas paralelas e no interior de uma caixa bidimensional retangular. Nos dois casos adotaremos condições de contorno específicas sobre o campo. Como veremos, a energia e a força de Casimir dependem fortemente do parametro associado a quebra da simetria de Lorentz.
  • MIRLEIDE DANTAS LOPES
  • Estudo teórico de impurezas em nanoestruturas
  • Data: 20/02/2015
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  • Investigar a estabilidade e a estrutura eletrônica dos nanomateriais é imprescindível para a aplicação dos mesmos em dispositivos eletrônicos. Nesta tese foram analisados dois tipos de nanoestruturas, uma derivada do h-BN e a outra do grafeno. Tal análise foi realizada utilizando cálculos de primeiros princípios, através da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), implementados pelo código SIESTA. Primeiramente investigamos dois tipos de empilhamentos de bicamadas de h-BN com impurezas e por meio das energias de interação e formação calculadas, identificamos as bicamadas mais estáveis, tanto em função da natureza do empilhamento, quanto em relação ao tipo de impureza introduzida. Constatamos também que a combinação destes dois efeitos, causa consideráveis variações nos gaps de energia e de impureza. Aplicamos ainda um campo elétrico perpendicular ao plano das bicamadas e observamos diferentes modificações na estrutura eletrônica, relacionadas ao momento de dipolo elétrico permanente de cada nanoestrutura. O segundo nanomaterial investigado neste trabalho, os bicones de Carbono, foram propostos tomando por base a constatação experimental dos nanocones. A possibilidade dos bicones serem obtidos experimentalmente foi analisada comparando a estabilidade destas nanoestruturas com a dos cones já existentes. Foi possível constatar que alguns deles são tão estáveis quanto os cones, o que, ao menos teoricamente, viabiliza a sintetização destes nanomateriais. O efeito do campo elétrico e das impurezas sobre a estrutura eletrônica dos bicones também foram analisados, resultando em mudanças relevantes na densidade de estado, evidenciadas através do surgimento de novos estados próximos ao nível de Fermi.
2014
Descrição
  • VALDECI MESTRE DA SILVA JUNIOR
  • Novo meio espalhador (TiO2@silica) para lasers aleatórios
  • Data: 19/12/2014
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  • A propagação de luz em meios fortemente desordenados são de grande interesse atualmente, devido às suas promissórias aplicações em células fotovoltaicas, fotocatalizadores eficientes, confinamento de luz, lasers aleatórios (random laser) e em outros dispositivos ópticos funcionais. Neste trabalho, foi introduzido um novo meio espalhador num laser aleatório (RL), o qual está composto de nanopartículas do tipo TiO2@Sílica (núcleo-casca) suspensa em uma solução de etanol com rodamina 6G (R6G). Aonde, serão apresentados os resultados experimentais que descrevem a operação deste laser aleatório. Este último demostro uma maior eficiência laser, menor limiar laser e um maior tempo de fotodegradação que o sistema convencional composto por nanopartículas de TiO2. Foi introduzido um novo método ou parâmetro, fração de luz absorvida (FAP), o qual pode abrir um caminho complementário para caracterizar e estudar os meios espalhadores. Este novo meio espalhador é composto de nanopartículas núcleo-casca (TiO2@Sílica) demostro uma força de espalhamento significativamente alta. A espessura da casca de sílica foi de cerca de 40 nm. Estudos em curso neste meio fortemente espalhador tem demostrado confinamento parcial de luz (“localization transition”), o qual representaria a confirmação de um fenómeno fundamental (“Anderson Localization”).
  • ITALO'IVO LIMA DIAS PINTO
  • Efeito da quantidade finita de osciladores em sistemas estocásticos de dois níveis
  • Data: 21/10/2014
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  • Nesta tese, apresentamos modelos de sistemas estocásticos de dois n´níveis que interagem através de um acoplamento global, de forma que o estado ocupado por cada unidade da população influi na taxa de transição de estado das demais. Apresentamos dois modelos de acoplamento global onde é possível observar uma transição de fase de um regime onde as unidades estão distribuídas igualmente entre os dois estados para uma fase onde há a aglomeração de unidades em um dos estados. Em um dos modelos de acoplamento essa transição ocorre de forma contínua com o parâmetro de acoplamento. Através de uma aproximação de campo médio mostramos que essa transição de fase ocorre devido a uma bifurcação de forquilha subcrítica onde uma das fases é associada a um regime monoestável (unidades igualmente divididas entre os dois estados) e a outra fase a um regime biestável simétrico (maior parte das unidades aglomeradas em um dos estados). Já o outro modelo apresenta uma transição de fase descontínua com o parâmetro de acoplamento, a abordagem de campo m´médio revela que essa transição de fase ocorre através de uma bifurcação de forquilha supercrítica onde temos um regime monoestável e um regime triestável apresentando simetria com relação ao poço de potencial central, à medida que o parâmetro de acoplamento é aumentado a estabilidade central diminui enquanto os outros dois estados se tornam mais estáveis. Foi mostrado que para ambos os modelos de acoplamento, quando temos uma quantidade finita de osciladores o sistema apresenta uma estrutura de ruído multiplicativo que torna os estados estáveis obtidos com a aproximação de campo m´médio em estados metaestáveis, também foi mostrado que as flutuações devido à quantidade finita de unidades quebra a simetria nos regimes com multiestabilidade, essa quebra de simetria ocorre devido a assimetrias da intensidade das flutuações. Obtemos também uma equação de Fokker-Planck para esse sistema e a distribuição de probabilidade da quantidade de unidades em cada estado, a partir dessa distribuição foi possível construir um diagrama de fases para a transição de fase dos regimes monoestáveis para os regimes que apresentam multiestabilidade, caracterizando a transição de fase em termos do parâmetro de acoplamento e da quantidade de unidades do sistema.
  • FABRICIO DOS SANTOS GAMA
  • AÇÃO EFETIVA DE BAIXAS ENERGIAS EM TEORIA DE SUPERCAMPOS COM ALTAS DERIVADAS
  • Data: 11/09/2014
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  • Teorias com altas derivadas foram introduzidas muito cedo numa tentativa de regularizar as divergências ultravioletas das teorias quânticas de campos. Infelizmente, teorias com altas derivadas têm uma energia que não é limitada por baixo e parecem levar aos fantasmas, estados com norma negativa, que violam a unitariedade. Apesar disso, teorias com altas derivadas têm melhores propriedades de renormalização do que as teorias convencionais e assim têm sido estudadas a fundo. Recentemente, no contexto de teorias supersimétricas o interesse neste assunto tem sido estimulado por estudos sobre, por exemplo, o método de regularização de altas derivadas, o modelo de supergravidade de altas derivadas, os aspectos clássicos de modelos de supercampo quiral com altas derivadas, etc. Esta tese examina as ações efetivas de baixas energias em teorias quânticas de campos supersimétricas com altas derivadas. Em particular, construímos quatro teorias supersimétricas com altas derivadas que são consistentes com as simetrias das teorias sem altas derivadas. Os modelos estudados aqui são os seguintes: Teoria de calibre tridimensional supersimétrica com altas derivadas genérica; Teoria de supercampo escalar tridimensional com altas derivadas genérica; Teoria de calibre N = 2;d = 3 com altas derivadas genérica; Teoria de supercampo quiral quadridimensional de altas derivadas com um termo cinético não convencional. Para estes modelos, calculamos as contribuições Kälerianas para o potencial efetivo em um-laço, e para obter tais contribuições utilizamos as técnicas de supergráficos de Feynman padrão ou calculamos o traço funcional via uma expansão direta. No presente estudo, mostramos que o potencial efetivo Kähleriano em um-laço para todas as quatro teorias não exibe nenhuma divergência.
  • ABINAEL DE BRITO OLIVEIRA
  • Lasers semicondutores sob injeção ótica ortogonalmente polarizada
  • Data: 28/08/2014
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  • Apresentamos neste trabalho uma analise sistematica em relac~ao a in^amica em frequ^encia de lasers semicondutores em sistemas sob realimentac~ao e injec~ao otica ortog-onal com e sem discriminador de frequ^encia. Medimos o par^ametro de proporcionalidade entre a variac~ao de frequ^encia e o nvel de pot^encia injetado ortogonalmente na cavidade. Realizamos uma aplicac~ao de uma tecnica para varrer frequ^encia que permite variar a frequ^encia em dezenas GHz em uma experi^encia de espectroscopia, sem variar a pot^encia de sada do laser principal o qual e alimentado por outro laser de controle com om-primento de onda diferente do principal. Analisamos a din^amica em frequ^encia do laser semicondutor sujeito a realimentac~ao e injec~ao otica ortogonal com uma grade de difrac~ao empregada como ltro espectral. Usando uma grade de difrac~ao como discriminador de frequ^encia nesses sistemas, observamos um comportamento semelhante a uma oscilac~ao na frequ^encia
  • José Fernando Oliveira de Souza
  • Nanoestruturas de grafeno e o problema do confinamento de partículas de Dirac na descrição do contínuo
  • Data: 08/08/2014
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  • Neste trabalho, investigamos paralelamente os aspectos físicos e matemáticos inerentes ao problema do confinamento de férmions de Dirac sem massa em nanoestruturas de grafeno. Em uma abordagem no limite de baixas energias, propomos modelos para descrever sistemas confinantes no âmbito da física do grafeno e estudamos de que modo a escolha das condições de contorno do problema - ou, equivalentemente, dos domínios do operador de Dirac - exercem influência sobre as propriedades físicas de tais sistemas. Neste cenário, concentramo-nos essencialmente no estudo do comportamento físico de nanoanéis e nanofitas de grafeno em resposta a aspectos como topologia, geometria de borda e interface e interações com campos externos. Ao mesmo tempo, também é realizada uma rigorosa investigação acerca dos aspectos formais do problema e do modo como eles se refletem fisicamente. À luz da teoria dos operadores lineares em espaços de Hilbert, analisamos o papel desempenhado pela noção de self-adjointness na modelagem do problema e estabelecemos conjuntos de condições de contorno fisicamente aceitáveis relativamente ao grafeno, o que corresponde matematicamente à definição de extensões auto-adjuntas do Hamiltoniano de Dirac da descrição do contínuo. Conjuntos propostos no tratamento de algumas das configurações estudadas são abordados neste contexto. Além disso, apresentamos um estudo à parte em que abordamos os efeitos topológicos na física de férmions com massa em cones de grafeno na presença de campos de Coulomb e campos magnéticos uniformes.
  • DIBARTOLOMEI ANTONIO PEREIRA DE LIMA
  • Invariantes dinâmicos, estados coerentes e fases geométricas em mecânica quântica
  • Data: 08/08/2014
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  • Na presente tese, estudamos o oscilador harmônico generalizado com massa e frequência dependentes do tempo e submetido a uma força de fricção linear na velocidade cujo coeficiente de fricção depende do tempo. Fizemos isto do ponto de vista clássico e quântico. Obtivemos as soluções da equação clássica desse sistema para alguns casos particulares e derivamos uma equação de movimento que descreve simultaneamente três sistemas diferentes. Em seguida, com a ajuda dos operadores invariantes quadráticos e à luz do método dos invariantes dinâmicos encontramos as soluções exatas da equação de Schrödinger para este sistema. Após isso, construímos estados coerentes para este sistema quantizado e os empregamos para investigar algumas propriedades quânticas tais como flutuações quânticas da coordenada e momento bem como o produto das incertezas. Também derivamos as fases geométricas, dinâmica e de Berry para este sistema não-estacionário. Finalmente, avaliamos as fases dinâmica e de Berry para três casos especiais. Em seguida, utilizamos um operador invariante linear e usando o método dos invariantes dinâmicos para encontrar a solução exata da equação de Schrödinger para um oscilador harmônico amortecido e forçado dependente do tempo. Com as soluções desta equação, construímos soluções na forma de pacotes de onda Gaussianos assim como calculamos as flutuações quânticas da coordenada e momento, bem como as correlações entre ambos. Como destaque, mostramos que a largura das flutuações e correlações do pacote Gaussiano não dependem da força externa.
  • JILVAN LEMOS DE MELO
  • Fases Geométricas de Estados Coerentes e Deslocados para Análogos dos Níveis de Landau
  • Data: 31/07/2014
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  • Nesta tese, fazemos uma revisão dos níveis de Landau, estado coerente e deslocados para o oscilador harmônico, e fase de Berry. Obtemos os auto estados para os níveis análogos de Landau para partículas neutras através do formalismo de operadores que facilitam muito na construção de estados coerentes e deslocados dos sistemas citados. Os níveis análogos são os chamados i) Landau-Aharonov-Casher, partícula neutra com dipolo magnético permanente, ii) Landau-He-McKellar-Wilkens, partícula neutra com dipolo elétrico permanente e iii) Landau-Wei-Han-Wei, partícula neutra com dipolo elétrico induzido. Para tais sistemas foi construído os estados coerentes e também foi feita uma comparação de tais estados com o padrão e discutido as diferenças entre os próprios estados dos sistemas análogos de Landau. Também os estados deslocados dos mesmos três sistemas foi obtido, os quais rederam comparações e discussões relativo ao estado deslocado padrão. Comparações e discussões também feitas sobre as propriedades dos estado deslocados dos níveis análogos e os seus estados coerentes e número. Por fim são calculadas as fases de Berry para os estados deslocados usando como parâmetros de controle, os campos externos ou suas especificações. É discutido a obtenção de fases de Berry abelianas e não abelianas.
  • MAIRA DUTRA VASCONCELOS DOS SANTOS
  • Observáveis de matéria escura como Férmion de Majorana
  • Data: 30/07/2014
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  • A Matéria Escura (ME) é uma peça fundamental para nosso entendimento sobre a evolução do universo. Sua existência foi confirmada pelos efeitos gravitacionais que exerce sobre a matéria que conhecemos e até hoje não sabemos sua constituição. Assumir que ela seja constituída de partículas implica na necessidade de estender o Modelo Padrão das Partículas Elementares (MP). Há vários experimentos buscando partículas neutras, estáveis e pouco interagentes conhecidas como WIMPs, mas até agora nenhum sinal positivo é conclusivo. Em vista disso, propomos um férmion de Majorana como candidato à ME em uma das extensões mais simples do MP, adicionando ao setor escalar um escalar neutro singleto que se mistura com o bóson de Higgs. Em seguida, estudamos outro modelo que acrescenta ao anterior um escalar carregado singleto mediando interações entre as partículas de ME e os léptons. Nos dois modelos, computamos a abundância relíquia, a seção de choque de espalhamento com nucleons (detecção direta) e a taxa de aniquilação de ME em partículas do MP (detecção indireta) usando o pacote numérico micrOMEGAs. Em conclusão, mostramos que esses modelos têm uma interessante região de parâmetros que fornece a abundância relíquia correta estando de acordo com os limites das detecções direta e indireta. Finalmente, investigamos a possibilidade de o majoron que aparece em nossas extensões ser radiação escura, à luz de recentes análises do espectro da radiação CMB.
  • PRISCILA MAYANA TORRES BARBOZA
  • Interação de um laser com um vapor atômico ressonante em uma cavidade ótica de baixa nesse: Estudo sistemático da transmitância e aplicações.
  • Data: 29/07/2014
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  • Nesse trabalho investigamos a transmissão em uma célula ótica contendo um vapor atômico, quando um laser está sintonizado nas asas da linha Doppler, em condições de forte alargamento inomogêneo. A experiência desenvolvida consiste na detecção da transmissão~ ao de um feixe laser através de uma célula de quartzo contendo vapor de _átomos de césio. Devido a sua alta densidade atômica, na ressonância, o feixe laser _e totalmente absorvido na célula de 1 mm de comprimento, porem para dessintonizações de alguns GHz do centro da linha observamos um sinal oscilante em função da frequência, onde a amplitude varia linearmente com a intensidade do laser. Essas \oscilações" apresentam comportamento distinto _à medida que mudamos alguns parâmetros do sistema. O período das oscilações depende da dessintonização da ressonância e da densidade atômica. A fase do sinal de transmissão também _e bastante sensível ao ^angulo de incidência do feixe laser na célula, o que permite variar a forma de linha do sinal de estudo sem modicar os parâmetros do laser (intensidade, frequência,) ou do vapor atômico. Na ausência do vapor atômico, as janelas paralelas da célula _ótica comercial agem como uma cavidade de Fabry-P_erot de baixa _nesse com um faixa espectral livre de 150 GHz. Na presença do vapor atômico, devido _a sua resposta dispersiva, o percurso _ótico da cavidade muda sua dependência em frequência. Nesse estudo, caracterizamos experimentalmente o sinal de transmissão dessa cavidade contendo vapor ressonante como função da intensidade e da frequência do laser, assim como do ^angulo de incidência do feixe. Foi desenvolvido um modelo numérico que permite determinar o alargamento colisional do vapor atômico, através de ajuste das curvas espectrais do sinal de transmissão experimental. Como uma aplicação, explorando as oscilações nas asas da ressonância, pudemos travar a frequência do laser sintonizada a alguns GHz fora da ressonância atômica. O travamento foi particularmente realizado em frequências na faixa entre 0; 8 GHz e 2; 4 GHz do centro da linha D2 do césio. Para caracterização do travamento do laser, foi feito um batimento _ótico entre os sinais de dois experimentos similares, utilizando a mesma técnica de travamento.
  • TONY SILVA ALMEIDA
  • Teoria escalar-tensorial: uma abordagem geométrica
  • Data: 29/07/2014
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  • Esta tese trata de tópicos relacionados às teorias escalares-tensoriais e a geometria de Weyl integrável. Nossa abordagem será no sentido de indicar a geometria de Weyl integrável como sendo um ambiente natural para a introdução de teorias escalares-tensorias. Nossa discussão será em torno da teoria de Brans-Dicke, considerada o protótipo das teorias escalares-tensoriais, no entanto a discussão é facilmente estendida para essas versões mais gerais. Fazemos isso em dois momentos. Primeiro, indicando, no âmbito da teoria de Brans-Dicke, que na estrutura geométrica e de campos adotadas pela teoria existe uma relação estreita com a geometria de Weyl, inclusive associando o efeito descrito na literatura como "quinta força" (que violaria o princípio de equivalência) com o movimento geodésico da geometria de Weyl integrável, reformulando o postulado geodésico e evitanto tal violação. E, num segundo momento, usando o método variacional de Palatini, acabamos por formular uma nova teoria escalar-tensorial, agora com ingredientes completamente geométricos, ambientada numa geometria de Weyl integrável. Estudamos ainda soluções no vazio do problema estático de uma distribuição de massa esfericamente simétrica, onde surgem objetos de interesse astrofísico como singularidades nuas e buracos de minhoca. Também formulamos a teoria conhecida por WIST em (2+1)D, o que resulta numa teoria consistente, não sofrendo das falhas associadas à teoria da relatividade geral nessa dimensionalidade.
  • FELIPE AZEVEDO GOMES
  • DINÂMICA QUÂNTICA DE UMA PARTÍCULA LIVRE NA SUPERFÍCIE DE UM CONE DUPLO
  • Data: 22/07/2014
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  • A física de superfícies tem atraído a atenção de muitos pesquisadores devido a descoberta de materiais que apresentam propriedades surpreendentes e que prometem diversas aplicações tecnológicas, como o grafeno e os isolantes topológicos. O estudo desses novos materiais tem sido feito considerando a equação de Dirac para modelos efetivos. Dentro desse contexto, muitos têm dispensado esforços no estudo de como a forma geométrica desses materiais influencia em suas propriedades físicas, levando a resultados interessantes. Uma das formas geométricas de interesse são as superfícies cônicas. Vários trabalhos já foram feitos considerando superfícies de cones simples de diversos tipos de materiais, no entanto, existem poucos trabalhos publicados considerando cones duplos, isto é, dois cones ligados pelo topo. Neste trabalho, avaliamos o problema de uma partícula livre na superfície de um cone duplo. Mostramos a dinâmica clássica deste sistema segunda o formalismo de Hamilton. Como resultado, encontramos soluções instáveis ao redor de (onde é o momento angular). Neste caso, o vértice do cone acaba funcionando como uma espécie de “filtro” permitindo que apenas partículas com momento angular nulo transitem entre os dois cones. A dinâmica quântica é inicialmente avaliada utilizando a equação de Schroedinger e posteriormente através da equação de Dirac, tendo em vista futuras aplicações no estudo de materiais como o grafeno. Nos dois casos, encontramos as soluções e avaliamos a instabilidade das mesmas ao redor de .
  • ALTEMAR LOBAO DE SOUSA JUNIOR
  • Teorias de campos com dinâmica generalizada
  • Data: 17/07/2014
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  • Esta tese lida com a formação de defeitos topológicos em teorias com dinâmica modicada em quatro e cinco dimensões do espaço-tempo. Veremos que em muitos casos as características físicas do defeito, como densidade de energia e espectro perturbativo, que surge nas teorias com dinâmica modicada são profundamente distintas das que surgem nas teorias com dinâmica padrão. Porém, nos chamados modelos gêmeos essas mesmas características são elegantemente indistinguíveis. Veremos também que podemos utilizar modelos com dinâmica generalizada para descrever estruturas de defeitos em teorias com dimensões extras nos chamados cenários de mundo Brana. Utilizaremos os conhecimentos de modelos gêmeos para encontrar tais características no estudo de Branas. Porém, concluiremos a tese estudando outras generalizações em cenários de Brana, como as obtidas nas chamadas teorias F(R) da gravitação.
  • EDUARDO RAFAEL FIGUEIREDO MEDEIROS
  • Efeitos induzidos por uma corda cósmica na dinâmica relativística e na polarização do vácuo de campos de matéria
  • Data: 07/07/2014
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  • Nesta tese, investigamos aspectos quânticos associados a campos de matéria na vizinhança de uma corda cósmica em dois contextos distintos: a corda cósmica no espaço-tempo plano de Minkowski e a corda cósmica no espaço-tempo maximamente simétrico de anti-de Sitter (AdS). Inicialmente, fazemos uma breve revisão do formalismo utilizado nas nossas contribuições. No contexto da corda em Minkowski, analisamos a dinâmica quântica relativística de partículas carregadas, bosônicas e fermiônicas, na presença de um campo magnético, considerando também a presença de potenciais escalares. Para desenvolvermos esta análise, admitimos que o campo magnético é uniforme e paralelo à corda e que os potenciais escalares apresentam simetria cilíndrica, cujos centros estão sobre a corda cósmica. Duas configurações distintas para o potencial escalar são consideradas: (i) o potencial proporcional ao inverso da distância polar e (ii) o potencial linearmente proporcional à esta distância. Nesse sentido os espectros de energia são obtidos exatamentes em diferentes cenários físicos e sua relação com a intensidade do campo magnético e com as constantes de acoplamento escalares é apresentada. No contexto da corda em AdS, analisamos o comportamento quântico de um campo fermiônico massivo. Especificamente, investigamos o condensado fermiônico, hY¯ Yi, e valor esperado no vácuo (VEV) do tensor energia-momento, hTmn i, induzidos pela presença de uma corda cósmica. Para esta análise, impusemos a condição de contorno da sacola do MIT, na fronteira de AdS. O condensado fermiônico e o VEV do tensor energia-momento são decompostos, respectivamente, em duas contribuições: uma induzida pelo espaço de AdS e outra induzida pela presença da corda. No que se refere ao VEV do tensor energia-momento, a parte induzida pela corda é diagonal e as pressões radial e axial são iguais à densidade de energia. Para pontos próximos à corda, os efeitos da curvatura são subdominantes e o VEV do tensor energia-momento coincide com o correspondente na geometria de Minkowski. Já para grandes distâncias próprias, os VEVs decaem de acordo com uma lei de potência, em contraste com o caso no espaço-tempo de Minkowski onde, para um campo massivo, o termo induzido pela corda decai exponencialmente.
  • GABRIEL FERNANDO BASSO
  • Geração, Manipulação e Caracterização de Campos Óticos Parcialmente Coerentes
  • Data: 22/05/2014
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  • Nesta tese abordamos problemas concernentes às flutuações do campo eletromagnético no domínio ótico, tanto experimentalmente quanto teoricamente e numericamente. Demonstramos experimentalmente a interdependência entre o grau de polarização e o grau de coerência de campos óticos térmicos. Analizamos os resultados e os explicamos à luz de novas teorias unificadoras. Mostramos assim uma forma de controlar a coerência da luz através de manipulações na polarização, concluindo com uma proposta de fonte de luz térmica simples, com grau espectral de coerência eletromagnética sintonizável. Expandimos o conceito de fonte luz sintonizável, propondo uma fonte de luz parcialmente coerente e parcialmente polarizada com completa liberdade de controle dos chamados parâmetros de Stokes generalizados, através da mistura de campos óticos estocásticos polarizados. Obtemos teoricamente as propriedades estatísticas do campo ótico resultante e a dependência destas com as propriedades dos campos primários. Discutimos propriedades fundamentais da mistura de campos estocásticos e apontamos algumas peculiaridades através de exemplos. Demostramos todos os resultados através de simulações numéricas. Sugerimos um método para investigar as propriedades estatísticas espaciais de campos estocásticos gaussianos através do interferômetro de Hanbury Brown-Twiss, um método experimenal reconhecidamente simples. Mostramos teoricamente que é possível medir os parâmetros de Stokes generalizados, permitindo reconstruir a matriz de coerência e a matriz de polarização do campo, caracterizando completamente o campo ótico tanto estatisticamente quanto localmente. Apontamos ainda técnica para a automação do método, além de aplicações. Os diversos estudos realizados acerca das propriedades estatísticas de campos óticos nos levaram a um entendimento profundo dos significados físicos dos parâmetros utilizados para caracterizá-los. A partir deste entendimento, discutimos ainda uma modificação na definição do grau de polarização cruzado e da significância da coerência ótica em termo desta nova definição. Palavras-chave: Grau espectral de coerência eletromagnética, parâmetros de Stokes generalizados, grau de polarização cruzado, campo ótico térmico, intereferômetro HBT.
  • ALEX DE ALBUQUERQUE SILVA
  • GRAVITAÇÃO EM BRANAS COM ESPESSURA: TESTES OBSERVACIONAIS E ALGUNS EFEITOS
  • Data: 30/04/2014
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  • Teorias de dimensões extras têm sido amplamente estudadas nos últimos anos, com o intuito de resolver o problema da hierarquia. Entre os modelos de dimensões extras podemos citar o modelo RSII, que trata o nosso universo como uma parede de domínio (brana) inserida em um espaço ambiente maior (bulk). Neste modelo o campo gravitacional se propaga livremente ao longo de todo o espaço. Sendo assim, a gravidade nos fornece maneiras de se verificar a existência das dimensões extras. Se consideramos um corpo de massa M localizado na brana, de tal maneira que este corpo venha a colapsar sobre si mesmo, teremos, então, um buraco negro na brana. Neste trabalho, encontramos soluções de buracos negros em uma versão regularizada de uma brana do tipo RSII. Nossa brana possui uma espessura (thick brane). Calculamos, então, dois testes da relatividade geral para estas soluções de buracos negros e verificamos a influência do movimento transversal nas órbitas das partículas. Obtivemos um resultado muito interessante neste cenário. É bem conhecido na literatura que em branas deste tipo, elétrons e prótons estão localizados em diferentes hipersuperfícies da brana. Na presença de um campo gravitacional gerado por um corpo massivo, estas partículas irão sentir difentes acelerações. Se consideramos um átomo de hidrogênio orbitando o objeto massivo, a aceleração relativa entre o elétron e o próton dará origem a um momento dipolo entre as partículas, causando assim um tipo de efeito Stark na brana e que é induzido pela gravidade.
  • ANTONIO CARLOS OLIVEIRA SANTOS
  • Análise da abundância e detecção direta num modelo de matéria escura
  • Data: 25/04/2014
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  • Nesta dissertação consideramos uma extensão abeliana mínima local, de carga B-3Le, livre de anomalias, onde foi introduzido um férmion de majorana de mão direita juntamente com um novo bóson escalar, responsável pela quebra espontânea da simetria local, e um escalar carregado conectando a família de léptons ao férmion de majorana. Este modelo tem por objetivo fornecer uma teoria de baixas energias para a matéria escura atribuída a um férmion de majorana. Logo, baseado em alguns experimentos (em particular aqueles cujo principal objetivo é a detecção direta de uma possível nova partícula atribuída à esta matéria), iremos vincular os parâmetros de nosso modelo a fim de verificar sua aplicabilidade neste senário. Com isto, utilizaremos o programa computacional micrOMEGAS (que utiliza o CalcHEP) a fim de calcular alguns observáveis do modelo, tais como a abundância e secção transversal de choque do espalhamento elástico entre a matéria escura e o nucleon e, em seguida, comparamos aos dados experimentais do Planck (abundância) e LUX (seção de choque). Resultados preliminares apontam para a validade do modelo diante das restrições impostas pelas observações, possibilitando a perspectiva de aplicação desta extensão em outros contextos, como os da detecção indireta da matéria escura.
  • LUIS PAULO SILVEIRA MACHADO
  • Cadeia granular quase unidimensional como dispositivo para absorção de impactos
  • Data: 14/04/2014
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  • Cadeias granulares são sistemas unidimensionais onde grãos elásticos enfileirados estão em contato e interagem com os vizinhos. Estes sistemas são excelentes guias de onda não linear capazes de controlar algumas características das ondas através de diferentes arranjos de grãos. Dentre as aplicações de interesse prático, chama a atenção a absorção de impacto. Nesta tese, o que propomos é uma cadeia granular afilada, bastante curta e decorada com grãos posicionados adequadamente para maximizar a absorção de impactos. Nós chamamos este sistema de cadeia quase unidimensional, a qual é uma distribuição tridimensional dos grãos com dinâmica de interesse ao longo de uma direção fixa. Para estudar a dinâmica do sistema, integramos numericamente as equações de movimento. Perturbações causadas por colisão com os grãos nas extremidade da cadeias se espalham rapidamente através do sistema inteiro e não se propagam como ondas solitárias. Os resultados mostram que pulsos de impacto são atenuados quse completamente e combinações de materiais são importantes. Além disso, dissipação, gravidade e velocidades de impacto quase não influenciam a dinâmica do sistema. Os grãos decorados atuam como uma cadeias auxiliar que aprisionam parte da energia e momento linear, impedem a formação de pulsos e tem papel central na atenuação de impactos. Logo, apresentamos uma cadeia granular inovadora onde aumentamos a quantidade de grãos por unidade de comprimento e maximizamos a dispersão do momento linear.
  • HORACIO SANTANA VIEIRA
  • Estudos relativos à influência de campos gravitacionais de buracos negros sobre sistemas quânticos
  • Data: 28/02/2014
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  • Nesta dissertação tratamos da influência do campo gravitacional produzido pelos buracos negros de Kerr-Newman e Kerr-Newman-de Sitter sobre um campo escalar massivo com e sem carga. Obtemos as soluções exatas da parte radial da equação de Klein-Gordon em um espaço-tempo de Kerr-Newman, que são dadas em termos das funções confluentes de Heun. No caso particular correspondente ao buraco negro de Kerr-Newman extremo, a solução é dada em termos das funções duplamente confluentes de Heun. Investigamos, também, as soluções nas proximidades do horizonte de evento exterior e longe do buraco negro. Para um campo escalar massivo carregado, obtemos as soluções exatas para a parte angular da equação de Klein-Gordon em um espaço-tempo de Kerr-Newman-de Sitter, que são dadas em temos das funções de Heun. Utilizando o método de Damour \& Ruffini, estudamos a radiação Hawking para partículas escalares massivas. No buraco negro de Kerr-Newman, obtemos as soluções exatas de ambas as partes radial e angular da equação de Klein-Gordon, que são dadas em termos das funções confluentes de Heun. A partir da solução radial, obtemos as soluções de ondas exatas próximas ao horizonte exterior do buraco negro e discutimos a radiação Hawking para partículas escalares massivas carregadas.
  • JOÃO CARLOS DE AQUINO CARVALHO
  • Voos de Levy em vapores atômicos com espectros de absorção e emissão modificados
  • Data: 21/02/2014
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  • Quando incide-se uma radiacao em um vapor atomico, esta pode sofrer processos de absorcao e emissao varias vezes antes que os fotons saiam do volume da celula que contem o vapor. Por consequencia destes diversos espalhamentos que ocorrem internamente na celula, o per l espectral da radiac~ao incidente sofre uma evoluçao e e regido pelos mecanismos de redistribuic~ao em frequ^encias. Existem dois tipos de redistribuic~ao em frequ^encias, a Redistribuic~ao Parcial em Frequ^encias (PFR) e a Redistribuic~ao Completa em Frequ^encias (CFR). Quando ocorre uma correlac~ao entre as frequ^encias de emiss~ao e absorc~ao, dizemos que ocorreu uma PFR. Caso contrario, quando n~ao ha quaisquer correlac~ao entre as frequ^encias absorvidas e emitidas, dizemos que ocorreu uma CFR. Esta redistribuic~ao em frequ^encias origina-se da inomogeneidade dos per s espectrais. Pode-se notar, tambem, que esta inomogeneidade determina a distribuic~ao dos comprimentos de passos dos fotons no vapor at^omico. Os fotons que propagam-se neste meio executam um passeio aleatorio entre sucessivos processos de absorc~ao e emiss~ao com um comprimento do passo r descrito por uma distribuic~ao de probabilidade de "cauda longa". Contudo, o comportamento superdifusivo destes fotons e caracterizado por um comprimento de passo unico assintoticamente decaindo como uma lei de pot^encia P(r) _ r􀀀 com  < 3. Neste trabalho estamos estudando, em primeira parte, a redistribuic~ao em frequ^encias em duas etapas, sendo a primeira para diversas dessintonizac~oes da radiac~ao em relac~ao ao centro de absorc~ao matendo xa a densidade do vapor e, em uma segunda etapa, deixamos xa a dessintonizac~ao da radiac~ao variando a densidade at^omica. Em nosso modelo simulacional estudamos um atomo de rubdio considerando que ele possui apenas dois nveis de energia e excitado em torno de sua linha D2. Para a segunda parte deste trabalho analisamos, de forma numerica, o expoente  da lei de pot^encia para a distribuic~ao de probabilidade dos comprimentos de passos unicos dos fotons em um vapor at^omico para espectros de absoc~ao e emiss~ao modi cados. Para a ultima parte deste trabalho, desenvolveu-se um modelo experimental para analisar a redistribuic~ao em frequ^encias, onde os fotons emitidos que saem do volume da celula s~ao direcionados atraves de uma bra e, assim, analisado pelo Fabry-Perot. Alem disso, foi desenvolvido um modelo experimental para a distribuic~ao de probabilidade de passos dos fotons onde modi camos os espectros da radiac~ao incidente ou de absorc~ao em que, no caso da radiac~ao incidente, esta e guiada por uma bra e com uma c^amera CCD de elevada sensibilidade permite analisar a distribuic~ao de comprimento de passos unicos dos fotons em uma celula sonda.
  • JONAS ROMERO FONSECA DE LIMA
  • Propriedades eletrônicas da matéria topológica: heteroestruturas e efeitos da rotação
  • Data: 19/02/2014
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  • Nesta tese estudamos as propriedades eletrônicas de diversos sistemas físicos da matéria condensada utilizando dois modelos contínuos distintos, o modelo de massa efetiva e o hamiltoniano de Dirac efetivo. Em vários sistemas existe o aparecimento de uma massa efetiva dependente da posição. Diversos modelos para o hamiltoniano cinético com massa efetiva variável foram propostos, mas não existe uma definição de qual seja o mais adequado. Essa é uma das questões mais antigas em aberto na física do estado sólido. Nós propomos um novo modelo, levando em conta todas as permutações possíveis entre os operadores e mostramos que ele satisfaz os requisitos fundamentais da mecânica quântica. Nós usamos esse modelo para obter a estrutura de minibandas de uma heteroestrutura formada por dois materiais diferentes e comparamos o nosso modelo com outros modelos propostos anteriormente. Também obtemos a equação de Schrödinger para uma partícula confinada a uma superfície curva com massa efetiva dependendo da posição. Seguimos a abordagem de da Costa, onde surge um potencial geométrico. Mostramos que a massa variável não altera a potencial geométrico, contribuindo apenas para a parte cinética. Nós usamos a equação obtida para estudar as propriedades de transporte eletrônico em uma junção de dois cilindros de raios diferentes, com a massa efetiva variando com o raio do cilindro. Utilizando um hamiltoniano de Dirac efetivo nós consideramos o grafeno sobre um substrato formado por uma heteroestrutura com dois materiais diferentes. Cada material induz um gap de energia e uma velocidade de Fermi específica no grafeno, fazendo com que tenhamos um hamiltoniano de Dirac com termo de gap (massa) e velocidade de Fermi dependendo da posição. Nós escrevemos esse operador levando em conta que ele tem que ser hermitiano e obtemos a estrutura de minibandas induzidas na estrutura eletrônica do grafeno pelo substrato. Motivados por resultados experimentais, nós também estudamos os efeitos da rotação na estrutura eletrônica do nanotubo de carbono, fulereno C60 e isolante topológico, utilizando um hamiltoniano de Dirac efetivo. Para o nanotubo de carbono e o C60 a rotação adiciona um deslocamento nos níveis de energia e há uma quebra na degenerescência de spin. No isolante topológico a rotação induz apenas um deslocamento na energia.
  • DANNILO JOSÉ PEREIRA
  • Teoria Gravitacional da Matéria Induzida
  • Data: 14/02/2014
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  • Tratamos o problema da imersão do espaço-tempo em variedades pseudoriemannianas e sua relação com o teorema de Campbell-Magaard. Fazemos, à guisa de introdução e motivação, uma retrospectiva da ideia de dimensões extras na física e, paralelamente, apresentamos uma breve história da teoria de imersões na matemática. Mostramos que a teoria de Kaluza-Klein não pode ser vista como uma teoria de imersão do espaço-tempo. Por fim, mostramos a abordagem da imersão para a teoria de matéria induzida e aplicamos, usando o teorema de Campbell-Magaard, à outras soluções para o espaço-tempo.
2013
Descrição
  • DENIS BARROS BARBOSA
  • Alguns resultados sobre cordas cósmicas em teorias de gravitação
  • Orientador : VALDIR BARBOSA BEZERRA
  • Data: 11/12/2013
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  • Nesta tese obtemos a geometria gerada por cordas cósmicas em dois modelos de gravitação modificada, a saber: teorias f(R) e de Gauss-Bonnet. Determinamos soluções que correspondem ao espaço-tempo gerado pela corda cósmica estática e a corda cósmica com rotação, sem e com estrutura interna,  em f(R) e a corda cósmica estática na teoria de Gauss-Bonnet. Para as soluções estáticas, resolvemos a equação de Dirac, e determinamos a corrente fermiônica. Encontramos, também, no contexto da teoria da relatividade geral, uma solução com rotação,para a nuvem de cordas(Espaço-tempo de Letelier) , usando o método de Newman-Janis.
  • JOAO RAFEAL LUCIO DOS SANTOS
  • Tópicos em Defeitos Deformados e o Movimento Browniano
  • Data: 20/11/2013
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  • A ciência não-linear é tema central de diversas linhas de investigação, cobrindo áreas como a biologia, 
    a química, a física e a matemática. Nossa primeira vertente de trabalho nesta tese, consiste no estudo
    de não-linearidades via abordagem de teoria clássica de campos. As discussões estão baseadas em
    soluções estáticas em
    (1,1) dimensões, com destaque para o chamados defeitos tipo "kink" e "lump".
    Nos procedimentos relatados, discorremos à respeito de diversas técnicas para a determinação de
    novos modelos com suas respectivas soluções analíticas. Um ferramental fundamental para a
    obtenção desses resultados é o chamado método de deformação, o qual também foi parte essencial
    para a criação de um método de extensão de modelos, onde visamos a construção de modelos de
    dois campos reais a partir do acoplamento entre dois modelos de um campo. Tal método também
    será exposto em detalhes, bem como as análises sobre estabilidade linear, cálculo de modos zeros,
    determinação da energia total e dos
    superpotenciais, relativos as novas famílias de potenciais. Já a
    segunda linha de pesquisa, refere-se aos conceitos básicos do movimento browniano, onde analisamos
    as propriedades da solução da equação de
    Langevin, e na introdução de uma abordagem via integrais
    de trajetória para descrevê-lo nos moldes de teoria de quântica de campos.
  • IARLEY PEREIRA LOBO
  • Singularidades do espaço-tempo em variedades de Weyl
  • Data: 25/10/2013
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  • Nesse trabalho, analisamos a existência de singularidades do espaço-tempo sob o ponto de vista intrínseco da incompletude geodésica. Usamos o método presente nos teoremas de Hawking-Penrose para demonstrar o resultado conhecido, desde a década de 1970, que se suposta a inexistência de propriedades exóticas de matéria e energia, o espaço-tempo descrito pela Relatividade Geral (RG) é, necessariamente, singular.

    Para contornar esse problema, consideramos a possibilidade de termos teorias gravitacionais ambientadas em uma geometria de Weyl integrável, como WIST. Generalizamos o teorema de singularidade da RG riemanniana para essa geometria não-riemanniana, fornecendo assim, condições para a inevitabilidade ou provável fuga do destino singular. Também tratamos do tema da mudança de frames nas teorias escalares-tensoriais, fornecendo uma visão geométrica da interpretação de Dicke para a teoria de Brans-Dicke ao unicar os frames em um ambiente weyliano.

  • MARCO AURELIO DOS SANTOS CRUZ
  • Extensão do teorema de Campbell-Magaard em Variedades de Weyl
  • Data: 27/09/2013
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  • Neste trabalho fazemos uma exposic~ao sistematica da geometria de Weyl, e investigamos
    o problema de imers~ao isometrica entre variedades de Weyl, obtendo a
    extens~ao do Teorema de Campbell-Magaard, estabelecendo condic~oes necessarias e
    su cientes para tal imers~ao. A seguir discutimos o resultado, e comentamos sobre
    desenvolvimentos posteriores.

  • REBECA DOURADO GONCALVES
  • PROPRIEDADES ESTRUTURAIS E ELETRÔNICAS DE NANOTUBOS E NANOFITAS BxCyNz: UM ESTUDO POR PRIMEIROS PRINCÍPIOS
  • Data: 20/09/2013
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  • Neste trabalho realizamos um estudo ab-initio da estabilidade energética e da estrutura eletrônica de nanotubos e nanofitas BxCyNz. Primeiramente consideramos o nanotubo de carbono zigzag e armchair puro, e fomos adicionando um anel de BN até a quantidade de dez anéis. Em seguida, partimos do nanotubo de carbono com um anel de BN, e fizemos um estudo em função do diâmetro. Encontramos que a presença do anel de BN pode interferir nas propriedades eletrônicas dos nanotubos, podendo provocar uma abertura ou o fechamento do gap, de acordo com a quiralidade, o número de anéis e o diâmetro do nanotubo. Além da estabilidade e da estrutura eletrônica, também estudamos as propriedades magnéticas de fitas BC2N saturadas com hidrogênio, com diferentes larguras e configurações. Em particular, para BC2N compostas por ilhas de nitreto de boro rodeadas por átomos de carbono com bordas zigzag e armchair. Foi visto que fitas BC2N zigzag e armchair podem ter um pequeno gap semicondutor ou pode ser metálica dependendo da largura da fita. Além disso, um comportamento magnético é observado para as estruturas zigzag, para todas as larguras consideradas, enquanto as armchair não mostram qualquer magnetização.

  • ITALLO COSTA FONSECA
  • Análise de similaridade de sequências genômicas
  • Data: 28/08/2013
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  • Nesta dissertacao, investigamos aspectos da similaridade entre sequencias completas de
    DNA mitocondriais. Esta linha de estudo se insere no ambito da analise de propriedades
    estatsticas de sequencias de DNA baseadas em metodos que buscam entender a informac~ao
    contida nessas sequ^encias, tema de renovado interesse no contexto dos chamados Sistemas
    Complexos. Abordagens anteriores foram utilizadas para obtenc~ao das frequ^encias de
    determinados segmentos de nucleotdeos, considerados como palavras de um dado tamanho,
    contidos nas sequ^encias. Tais metodos, inspirados em estudos dedicados as propriedades
    estatsticas de distribuic~ao de palavras em textos lingusticos e sequ^encias simbolicas, podem
    ser considerados uma alternativa as tecnicas e algoritmos de alinhamento de sequ^encias, e
    t^em sido bem sucedidos na descric~ao de caractersticas que permitem inferir similaridade e
    possveis criterios de agrupamentos de especies, ou seja, a nidade biologica entre sequ^encias
    de DNA. Anteriormente, esta metodologia foi aplicada para avaliar as diferencas entre
    sequ^encias de DNA codi cadas e n~ao codi cadas e para extrair aspectos lingusticos dessas
    sequ^encias atraves da detecc~ao de palavras-chaves que descrevem informac~oes relevantes
    embutidas nas sequ^encias. Nesta dissertac~ao, ampliamos tais estudos, no sentido de
    comparar diretamente o conteudo de pares de sequ^encias completas de DNA mitocondriais,
    de nindo par^ametros que dependem da distribuic~ao de frequ^encias de palavras
    das sequ^encias que ressaltam tanto a relev^ancia de determinadas palavras, bem como a
    possibilidade de agrupamentos de especies estimando a dist^ancia entre essas sequ^encias.
    Nossos resultados mostram que os melhores agrupamentos entre especies distintas s~ao
    obtidos quando calculamos a taxa de aglomerac~ao levando em conta apenas as frequ^encias
    das palavras. Notamos, tambem, que quanto maior o tamanho da palavra mais consistente
    e o agrupamento entre as sequ^encias. A perspectiva de aplicac~ao de nossos resultados,
    para analisar tambem sequ^encias de DNA pertencentes a uma unica especie biologica, pode
    ser relevante na construc~ao de arvores logeneticas que s~ao estruturas adequadas para se
    i
    compreender a historia evolucionaria dos organismos.

  • PAULO ROGERIO DIAS PINHEIRO
  • Modelo 3-4-1 Reduzido
  • Data: 23/08/2013
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  • Construímos um modelo de gauge baseado na simetria SU(3)xSU(4)xU(1), no qual o espectro escalar necessário para gerar as massas dos bósons de gauge e dos férmions é reduzido para um conteúdo menor do que geralmente empregado na literatura. A fim de garantir que tal redução é auto-consistente, primeiramente mostramos que o modelo possui um polo de Landau na escala de poucos TeV. A redução do espectro escalar é possível porque as massas dos férmions que não advêm das interações de Yukawa, podem ser geradas adequadamente por operadores efetivos, suprimidos por uma escala de poucos TeV em vez de uma escala de altas energias (como de Planck ou de Teorias de Grande Unificação usuais). Desta forma, somos capazes de manter apenas três quadrupletos de escalares afora os quatro quadrupletos originais e um decupleto, que são o número correto engendrar a quebra espontânea de simetria do modelo para o Modelo Padrão eletrofraco e, posteriormente, para o grupo de gauge U(1) da Eletrodinâmica Quântica. Este espectro reduzido permite uma estrutura mais simples quando a fenomenologia de tal modelo for desenvolvida.

  • MARCIO DE MOURA CUNHA
  • Influência de campo magnético e rotação no espectro energético de Nanotubos de Carbono
  • Data: 30/07/2013
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  • Atualmente, o estudo de propriedades físicas de nanomateriais têm sido um vasto campo de estudo
    em Física da Matéria Condensada e em Ciência e Engenharia de Materiais. Tais objetos possuem
    diversas aplicações, como a fabricação de dispositivos eletrônicos menores e mais eficientes, por
    exemplo. Nanotubos de Carbono constituem uma classe interessante neste contexto, devido às suas
    possibilidades de síntese experimental e descrição teórica bem estabelecida na literatura. Um
    nanotubo de carbono pode ser visto como uma folha de Grafeno enrolada.
    Em 2002, Kral e Sadeghpoura investigaram a rotação de nanotubos pela aplicação de lasers.
    Motivados por tal realização, neste trabalho nos preocupamos em tentar descrever a dinâmica dos
    portadores de carga num nanotubo girante, mas desta vez considerando também um campo
    magnético..Para tal, partiremos de um hamiltoniano efetivo de Dirac para férmions sem massa,tal
    como feito para o caso do Grafeno, mas neste caso com o uso de coordenadas z e φ. Inserimos o
    campo e a rotação via acoplamento mínimo, utilizando um potencial vetor associado ao campo
    magnético e um potencial vetor associado à rotação. Mostraremos que este último advém da ideia
    do efeito Aharonov-Carmi , um análogo “rotacional” do célebre efeito Aharonov-Bohm.
    Por fim, analisamos a influência da presença do campo e da rotação no espectro de energia.

     

  • ELIAS BRITO ALVES JUNIOR
  • Estudo teórico do efeito do campo elétrico em nanotubos híbridos
  • Data: 26/07/2013
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  • Nanotubos de carbono foram sintetizados inicialmente com várias paredes em 1991 por SumioIijima. Posteriormente, foram sintetizado nanotubos de carbono de parede única, a ser entendido como uma folha de grafeno que é enrolado em forma cilíndrica, formando um tubo. Dependendo de como a folha de grafeno é enrolada, os nanotubos podem mostrar um comportamento eletrônico diferente, dependendo da sua quiralidade. Por outro lado, verificou-se que o nitreto de boro, que são nanoestruturas isolantes com uma diferença de energia de 6,5 eV tem algumas semelhanças com o grafeno. Além disso, existem compostos interessantes que podem exibir propriedades eletrônicas intermediárias entre grafeno e nitreto de boro. Ou seja, os materiais híbridos podem ser bons candidatos para controlar o gap de energia e, portanto, podem ser usados ​​como dispositivos electrônicos. Um estudo recente relatou a síntese e caracterização de camadas atómicas de superfície larga de material de h-BNC, constituídos por hibridação. Os domínios de fases distribuídas aleatoriamente de C e h-BN e com composições que variam de BN puro para grafeno puro. No presente trabalho usamos essas configurações para investigar os nanotubos de parede simples. Nele são estudadas as propriedades eletrônicas e estabilidade de nanotubos híbridos. Além disso, encontramos a dependência do gap de energia com o campo elétrico aplicado.

  • SILVINA PAOLA GOMEZ MARTINEZ
  • Torção Escalar e Relatividade Geral
  • Data: 26/07/2013
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  • Nós reformulamos a teoria da relatividade geral em uma geometria de Riemann-Cartan.
    Partimos do pressuposto de que o espaço-tempo pode ser descrito como uma variedade
    não riemanniana, na qual além da métrica, a variedade é dotada de torção. Neste novo
    quadro, o campo gravitacional não é só representado pela métrica, mas também pela
    torção, que resulta completamente determinada por um campo escalar geométrico.
    Mostramos que nesta formulação da relatividade geral temos um novo tipo de
    invariância, cujo grupo de invariância consiste de um conjunto de transformações
    conformes e de gauge, chamadas transformações de Cartan. Estas envolvem tanto o
    tensor métrico quanto a torção, e são compatíveis com as transformações de gauge já
    conhecidas como transformações de Weyl. Ao fazer o uso do conceito de gauge Cartan,
    mostramos que, sob transformações Cartan, o novo formalismo leva a diferentes
    quadros dos mesmos fenômenos gravitacionais. Ilustramos este fato, olhando para a um
    dos testes clássicos da teoria da relatividade geral, isto é o desvio espectral
    gravitacional. Finalmente, estendemos o conceito de simetrias no espaço-tempo de
    Riemann-Cartan com torção escalar e obtemos as leis de conservação para o movimento
    de auto-paralelas em um espaço-tempo vazio esfericamente simétrico de um gauge de
    Cartan, cujas órbitas são idênticas às órbitas de Schwarzschild em relatividade geral.

  • MICHELLE OLIVEIRA DE ARAUJO
  • INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL E MODELO TEÓRICO PARA O ÍNDICE DE REFRAÇÃO NÃO-LINEAR DA LINHA D2 DO CÉSIO
  • Data: 23/07/2013
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  • A resposta de um meio material à radiação incidente pode ser descrita em termos da susceptibilidade ótica desse meio. Em vapores atômicos, essa susceptibilidade depende fortemente da freqüência da radiação e pode variar, em torno da ressonância, por várias ordens de grandeza. Quando um material é iluminado por um feixe de luz cujo campo elétrico é muito intenso, evidencia-se o efeito Kerr, ou seja, o próprio índice de refração do material varia linearmente com a intensidade do feixe laser. Para medir esse efeito não linear da polarização do material, existem varias técnicas na literatura. Uma das mais simples e precisa é a varredura z (z-scan). O z-scan consiste em deslocar o meio a ser estudado ao longo do eixo de um feixe laser focalizado. Mede-se então a transmitância através de uma abertura, em função da posição da célula. A partir dessa curva de transmitância, é possível determinar o índice de refração não linear do material.

    Neste trabalho, investigamos a dependência espectral do índice de refração não linear do vapor atômico de césio. Realizamos experimentos com a técnica z-scan para várias dessintonizações na linha D2 (comprimento de onda de 852 nm). O monitoramento da freqüência do laser é feito através de uma montagem auxiliar de absorção saturada e de uma cavidade Fabry-Pérot. Utilizando relações simples entre n2 e a transmitância na abertura, obtivemos um valor de n2 para cada dessintonização.

    Para interpretar os resultados experimentais, usamos o formalismo de matriz densidade para calcular teoricamente o n2. No cálculo dos elementos da matriz densidade, deve-se levar em consideração a distribuição de velocidades dos átomos. Iniciamos nosso modelo tratando os átomos como sistemas de dois níveis, com o objetivo de compreender os diferentes limites da integração em velocidade. Em seguida passamos para um modelo mais realista para a linha D2 do Cs envolvendo um nível fundamental e três excitados. Mostramos que, para cada transição hiperfina, a coerência fundamental-excitada de terceira ordem depende de efeito de população dos estados excitados e da coerência criada entre eles.

    Nossos resultados experimentais são, até onde sabemos, as primeiras medidas usando z-scan para a obtenção do índice de refração de vapor de césio. Os valores medidos de n2 são condizentes com os nossos cálculos teóricos.

  • MARIA LAURA PUCHEU
  • Teorias da gravitação e geometria de Weyl
  • Data: 28/06/2013
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  • A gravitação tem sido atribuída, desde a aparição da relatividade geral, _a curvatura do espaçotempo. A linguagem geometrodinâmica por esta teoria introduzida representa uma ferramenta conveniente para predizer o comportamento da matéria. Partindo da ideia proposta por Poincare de que a geometria do espaço _e apenas uma convenção, armando que nenhuma geometria _e mais correta que outra, mas mais conveniente, mostramos como certas teorias da gravitação, em particular a teoria geral da relatividade, assim como a teoria de Brans- Dicke, podem ser completamente reformuladas numa geometria que _e uma generalização da geometria riemanniana: a geometria de Weyl integrável. Com esta escolha da linguagem matemática, o movimento das partículas e raios de luz corresponde a geodésicas weylianas, as quais satisfazem uma nova classe de invariância, a invariância por transformações de Weyl. Estas transformações permitem definir os chamados referenciais de Weyl e, no caso da teoria da gravitação criada por Einstein, recuperá-la na sua formulação riemanniana, num gauge particular. Por outro lado, esta modificação na dinâmica dos objetos traz uma nova percepção dos fenômenos físicos que tentaremos explorar.
  • CLAUDIO FERNANDO FERREIRA FARIAS
  • Potencial Efetivo em Modelos com Violação de Lorentz
  • Data: 14/06/2013
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  • Nesta tese, revisamos alguns conceitos básicos relacionados à violação da simetria de Lorentz e a teorias do tipo Horava-Lifshitz. Apresentamos nossa contribuição ao cálculo do potencial efetivo em duas formulações que exibem violação da invariância de Lorentz. Primeiro, calculamos o potencial efetivo para algumas teorias do tipo HL. Obtivemos resultados para o modelo escalar puro, para a QED escalar com expoente crítico z = 2 e z genérico, e para o modelo de Yukawa também com z = 2 e com valores arbitrários de z. Para este último modelo, demonstramos que o potencial efetivo se anula para z par e possui valores não triviais para z ímpar. A segunda formulação é o modelo de Kostelecký-Berger que implementa a quebra da simetria de Lorentz em supersimetria. Desenvolvemos a teoria de supercampos para três e quatro dimensões do espaço-tempo com base neste modelo e mostramos como este desenvolvimento leva a uma teoria de supercampos com violação de Lorentz do tipo-éter. Obtemos também as contribuições de um loop para a ação efetiva e para potencial efetivo para esta teoria. Para ambos os modelos, os cálculos não diferem essencialmente daqueles desenvolvidos nas teorias invariantes de Lorentz correspondentes.

     

  • HERONDY FRANCISCO SANTANA MOTA
  • Contribuicões ao estudo de consequências físicas de cordas cósmicas e do efeito Casimir em contexto cosmológico
  • Data: 29/04/2013
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  • Na presente tese, consideramos a emiss~ao de particulas de Higgs por cordas cosmicas com condensado. Desta forma, s~ao obtidas restric~oes na tens~ao da corda G, considerando os efeitos da emiss~ao de partculas de Higgs na formac~ao de elementos leves durante o periodo da fotodissociac~ao (108s . t . 1012s) e tambem sua contribuic~ao para os raios gama que s~ao observados no universo. As restric~oes s~ao obtidas como func~ao da constante de acoplamento  a corda cosmica. Os resultados obtidos mostram que a produc~ao de partculas de Higgs por lacos de cordas cosmicas e descartada, a menos que G  10􀀀19. Outro efeito que consideramos aqui e o efeito Casimir termico. Neste contexto, calculamos a energia interna total, as densidades totais de energia e press~ao e a energia livre para os campos do neutrino e eletromagnetico, nos modelos cosmologicos de Einstein e Friedmann. As contribuic~oes de Casimir para todas essas quantidades s~ao destacadas. As express~oes assintoticas para a energia interna total, energia livre e para as contribuic~oes de Casimir associadas as mesmas s~ao obtidas nos casos limites de baixas e altas temperaturas. E mostrado que o campo do neutrino n~ao possui um limite classico a altas temperaturas. Por outro lado, para o campo eletromagnetico, demonstramos que a energia interna total tem uma contribuic~ao de origem classica e a energia interna de Casimir tende para o limite classico a altas temperaturas. A energia livre de Casimir possui termos logartmico e linear com relac~ao a temperatura. As entropias total e de Casimir para os campos do neutrino e eletromagnetico a baixas temperaturas s~ao tambem calculadas, com a terceira lei da termodin^amica sendo obedecida. Adicionalmente ao efeito Casimir termico, tambem estudamos o efeito Casimir- Polder. Neste caso, calculamos o potencial de interac~ao de Casimir-Polder para uma micropartcula polarizavel e uma placa condutora no espaco-tempo gerado por uma corda cosmica perpendicular a placa. O caso geral do tensor de polarizac~ao anisotropico para a micropartcula e considerado. A forca correspondente e uma func~ao das dist^ancias entre a micropartcula e a placa e entre a micropartcula e a corda. Dependendo da orientac~ao dos eixos principais do tensor de polarizac~ao, a forca pode ser atrativa ou repulsiva. O comportamento assintotico do potencial de Casimir-Polder e investigado nos casos de pequenas e grandes dist^ancias, comparados com o comprimento de onda das transic~oes at^omicas dominantes. Mostramos tambem que o defeito c^onico pode ser usado para controlar a intensidade e o sinal da forca de Casimir-Polder.
  • JOSE AMARO DA SILVA NETO
  • Anéis quânticos no Grafeno na presença de defeitos topológicos
  • Data: 25/03/2013
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  • O grafeno e um cristal bidimensional semicondutor com \gap"nulo, onde os portadores de
    cargas se comportam como partculas sem massa. Nesta din^amica espec ca, no limite de
    baixas energias, a relac~ao de dispers~ao de energia e linear, sendo que este material pode ser
    descrito, pela equac~ao de Dirac sem massa , contrastando com os semicondutores, cujos
    portadores de cargas t^em massa. Neste quadro, ha uma di culdade em con nar os eletrons
    no grafeno na presenca de um campo magnetico externo, pois os mesmo sofrem tunelamento.
    Para contornar esta di culdade, e proposto um novo modelo de anel qu^antico
    bidimensional baseado no acoplamento conhecido como oscilador de Dirac e nos modelos
    de anes bidimensionais de Tan-Inkson para sistemas qu^anticos e Bakke-Furtado para
    partculas relativsticas de spin 1=2. A partir desse novo acoplamento, e obtido o valor
    do espectro de energia, assim como e investigado o surgimento de correntes persistentes
    no sistema para dois casos: Uma folha perfeitamente plana de grafeno; Uma folha de
    grafeno com o defeito topologico do tipo desclinac~ao positiva. Em ambos casos, tambem,
    foram calculados o spinores referente a energia positiva obtido via equac~ao de Dirac (2+1).

  • Gabriel Queiroz Garcia
  • Fases geométricas para quase partículas em grafeno na presença de deslocações
  • Data: 15/03/2013
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  • Recentemente, Mesaros, Sadri e Zaanen investigaram o aparecimento de fases de
    Berry na din^amica de quasepartculas em grafeno com deslocac~oes tipo edge. Em contraste
    com desclinac~oes, as deslocac~oes requerem apenas energias nitas para serem criadas, de
    modo que e virtualmente impossvel preparar um cristal que n~ao contem deslocac~oes.
    Mesaros, Sadri e Zaanen usaram a teoria da elasticidade classica, para introduzir as informa
    c~oes devido a deslocac~ao, no Hamiltoniano da partcula e usaram metodo tight-binding
    numa aproximac~ao de continuo para descrever o sistema. Eles obtiveram que a din^amica
    da partcula adquire uma fase de Berry e que esta fase pode ser usadas para aplicac~oes em
    computac~ao qu^antica. Neste trabalho, usamos a teoria geometrica de defeitos de Katanaev
    e Volovich para introduzir deslocac~oes em uma folha de grafeno em uma aproximac~ao de
    contnuo. Obtemos a metrica que descreve uma deslocac~ao tipo edge. Obtemos o Hamiltoniano
    que descreve a din^amica das quasepartculas no grafeno neste espaco curvo com
    torc~ao. Escrevemos a equac~ao de Dirac para esse sistemas e investigamos o aparecimento
    de fases de Berry neste sistema. Mostramos que a fase geometrica obtida para o nosso
    sistema depende da intensidade do vetor de Burgers.

  • EDUARDO ANDRE DE FIGUEIREDO BRAGANCA
  • Generalização da Teoria Binária para cadeias granulares decoradas por múltiplos grãos
  • Data: 11/03/2013
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  • Cadeias granulares decoradas podem ser usadas no desenvolvimento de aparelhos que visam
    absorver ondas de choque. Sendo assim, uma das caracter´ısticas deste sistema ´e que eles
    podem ser usados como absorvedores de choque e na protec¸ ˜ao contra impactos. Estudamos
    aqui a propagac¸ ˜ao de um pulso em uma cadeia granular decorada, composta de gr˜aos esf´ericos,
    que inicialmente est˜ao apenas se tocando, fazendo uso de uma descric¸ ˜ao efetiva, onde a cadeia
    original decorada ´e substitu´ıda por uma cadeia n˜ao decorada com massas efetivas onde os
    gr˜aos interagiam atrav´es de um potencial efetivo. Nosso objetivo foi generalizar os resultados
    obtidos em um trabalho anterior, analisando uma cadeia decorada com um n´umero qualquer de
    gr˜aos pequenos entre os maiores, e assim, apresentando uma abordagem anal´ıtica que descreve
    a massa efetiva e a interac¸ ˜ao efetiva entre os gr˜aos em func¸ ˜ao da quantidade de gr˜aos pequenos
    entre os maiores. Neste sistema os gr˜aos interagem atrav´es do potencial de Hertz. Apresentamos
    a comparac¸ ˜ao entre os resultados num´ericos e anal´ıticos, para os perfis de velocidade
    dos gr˜aos grandes da cadeia original com os gr˜aos da cadeia efetiva, al´em da comparac¸ ˜ao do
    tempo de propagac¸ ˜ao do pulso, e a frequˆencia de oscilac¸ ˜ao dos gr˜aos menores na cadeia original.
    Destacamos tamb´em o uso da Teoria Bin´aria, que tem sido bastante aplicada para descrever
    analiticamente as propriedades da propagac¸ ˜ao de um pulso em cadeias granulares.

  • BERTULIO DE LIMA BERNARDO
  • Uma visão moderna de alguns conceitos da teoria quantica
  • Data: 06/03/2013
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  • Nesta tese discutimos alguns aspectos fundamentais da teoria quˆantica de um ponto de
    vista mais contemporˆaneo, onde tamb´em pudemos desenvolver trˆes trabalhos. No primeiro
    analisamos teoricamente um interferˆometro de fenda dupla para ´atomos. Mostramos que
    se os autoestados de energia do ´atomo est˜ao correlacionados com os comportamentos de
    part´ıcula e de onda do mesmo, fenˆomenos complementares podem ser medidos simultaneamente,
    indicando uma reinterpreta¸c˜ao do princ´ıpio da complementaridade. O mesmo
    aparato tamb´em apresentou propriedades de apagador quˆantico. No segundo apresentamos
    um interferˆometro de duas part´ıculas e a maneira como a decoerˆencia afeta o grau de interfer
    ˆencia. Mostramos como os constituintes do ambiente, aqui considerados como f´otons,
    podem destruir a oscila¸c˜ao na taxa de coincidˆencia de detec¸c˜ao das part´ıculas. Devido
    a sua caracter´ıstica temporal, chamamos este processo de decoerˆencia temporal quˆantica.
    No ´ultimo trabalho estudamos a existˆencia de uma nova fam´ılia de solu¸c˜oes ortogonais da
    equa¸c˜ao paraxial da luz. A amplitude complexa desses feixes s˜ao proporcionais `as fun¸c˜oes
    hipergeom´etricas confluentes, que denominamos modos hipergeom´etricos do segundo tipo
    (HyG-II). Demonstramos formalmente que um meio com um perfil hiperb´olico de ´ındice
    de refra¸c˜ao pode gerar e suportar essa classe de feixes. Uma vez que esses modos s˜ao
    autofun¸c˜oes do momento angular orbital do f´oton, conclu´ımos que uma fibra ´otica com
    este perfil de ´ındice, em certas situa¸c˜oes, poderia levar vantagem em rela¸c˜ao a outras fibras
    com ´ındice vari´avel na capacidade de transmiss˜ao de dados.

  • BERTULIO DE LIMA BERNARDO
  • Uma visão moderna de alguns conceitos da teoria quantica
  • Data: 06/03/2013
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  • Nesta tese discutimos alguns aspectos fundamentais da teoria quˆantica de um ponto de
    vista mais contemporˆaneo, onde tamb´em pudemos desenvolver trˆes trabalhos. No primeiro
    analisamos teoricamente um interferˆometro de fenda dupla para ´atomos. Mostramos que
    se os autoestados de energia do ´atomo est˜ao correlacionados com os comportamentos de
    part´ıcula e de onda do mesmo, fenˆomenos complementares podem ser medidos simultaneamente,
    indicando uma reinterpreta¸c˜ao do princ´ıpio da complementaridade. O mesmo
    aparato tamb´em apresentou propriedades de apagador quˆantico. No segundo apresentamos
    um interferˆometro de duas part´ıculas e a maneira como a decoerˆencia afeta o grau de interfer
    ˆencia. Mostramos como os constituintes do ambiente, aqui considerados como f´otons,
    podem destruir a oscila¸c˜ao na taxa de coincidˆencia de detec¸c˜ao das part´ıculas. Devido
    a sua caracter´ıstica temporal, chamamos este processo de decoerˆencia temporal quˆantica.
    No ´ultimo trabalho estudamos a existˆencia de uma nova fam´ılia de solu¸c˜oes ortogonais da
    equa¸c˜ao paraxial da luz. A amplitude complexa desses feixes s˜ao proporcionais `as fun¸c˜oes
    hipergeom´etricas confluentes, que denominamos modos hipergeom´etricos do segundo tipo
    (HyG-II). Demonstramos formalmente que um meio com um perfil hiperb´olico de ´ındice
    de refra¸c˜ao pode gerar e suportar essa classe de feixes. Uma vez que esses modos s˜ao
    autofun¸c˜oes do momento angular orbital do f´oton, conclu´ımos que uma fibra ´otica com
    este perfil de ´ındice, em certas situa¸c˜oes, poderia levar vantagem em rela¸c˜ao a outras fibras
    com ´ındice vari´avel na capacidade de transmiss˜ao de dados.

  • RODRIGO CESAR FONSECA DA SILVA
  • Localização de gravidade 4D em brana SUSY
  • Data: 01/03/2013
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  • No modelo de Randall-Sundrum, a gravidade 5D está acoplada à uma constante cosmológica negativa e uma 3-brana é originado por uma função delta. A solução nesta configuração é simétrica, e dada em termos de duas cópias de espaços AdS5 unidos ao longo da 3-brana. Embora a quinta dimensão seja infinita, o volume formado pelo espaço maior 5D é finito, pois a geometria é deformada e esta, permite termos um modo de zero gráviton responsável pela gravidade 4D na brana. Isso não é necessário verdade para espaços cujo volume diverge, porque nenhum modo de zero emerge mais. Nós investigamos a localização de gravidade 4D, metaestável, em torno de branas mergulhadas em um espaço 5D, que só existe até distâncias suficientemente pequenas em comparação com uma escala de crossover. Longe de tal escala, efeitos 5D desviam fortemente o potencial Newtoniano potencial. Nesta tese, estudamos esse efeito, considerando a localização de gravidade em soluções tipo 3-brana plana assimétrica, e 3-branas curvas dilatônicas, não-BPS e BPS, que se originam de uma supergravidade 5D. No primeiro caso, os parâmetros que controlam a largura da brana assimétrica também controlam o tamanho da escala de crossover. Por outro lado, a constante cosmológica (positiva) na brana curva dilatônica controla o tamanho da escala de crossover no segundo caso. Para uma constante cosmológica suficiente pequena, que está de acordo com as observações atuais, a escala de crossover se torna muito grande. Tal como nos cenários de Gregory-Rubakov-Sibiryakov (GRS) e Dvali-Gabadadze-Porrati (DGP), nosso foco é a interessante característica da gravidade é metaestável 4D, para distâncias muito menores do que a escala de crossover, que surge como uma gravidade 5D para distâncias muito muito maior do que tal escala. Ao fazer isso, vamos encontrar o potencial Newtoniano induzido pelos modos massivos de gravidade oriundos de uma equação tipo Schroedinger para as flutuações da gravidade em torno das soluções tipo branas.
  • Jardson Ricardo de Souza Oliveira
  • Modelo lepto-fóbico com um bóson Z': análise sobre possível evidência de matéria escura
  • Data: 01/03/2013
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  • O Modelo Padrão com sua simetria atual, ainda não está completo, muitos dos
    experimentos realizados apresentam uma acumulação de dados que denotam a existência
    de Matéria Escura, ou seja, apontam para física nova que não pode ser descrita
    somente por ele; em meados de 2009, um excesso na fração do fluxo elétron/pósitron
    medida pelos experimentos do PAMELA[24],FERMI-Lat[22] e HESS[23], que puderam
    ser interpretados como possíveis evidências de aniquilação de matéria escura através
    de interação lepto-fóbica, instigaram os pesquisadores. Portanto, para descrever tal
    cenário, a seguir considerar-se-á a extensão do Modelo Padrão com o grupo de gauge
    ULi􀀀Lj (1)[1], para uma análise de como este pode ajudar a resolver esse problema do
    fluxo excessivo detectado.
    Palavras chave: Modelo Padrão, Extensão do modelo, hipercarga, Matéria Escura,
    aniquilação, bóson Z’.

  • JULIO ELOISIO BRANDAO DA SILVA
  • Niveis de Landau-Coriolis
  • Data: 27/02/2013
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  • Efeitos inerciais, tais como a força centrífuga e a de Coriolis, desempenham um papel importante
    na mecânica clássica e atualmente têm sido amplamente explorados na mecânica quântica,
    inclusive em analogias com efeitos eletromagnéticos. No entanto, essas analogias entre as
    forças inerciais sobre partículas massivas e as forças electromagnéticas sobre partículas carregadas
    não é nenhuma novidade. Elas foram exploradas por Aharonov e Carmi em 1970 e por
    Tsai e Neilson em 1988 no contexto de uma fase quântica rotacional similar à fase de Aharonov-
    Bohm. Baseados nessa mesma analogia, Dattoli e Quattromini introduziram estados quânticos
    de Coriolis análogos aos níveis de Landau. Em 1915, Barnett já havia publicado um artigo
    sobre magnetização devido à rotação o qual teve recentemente um interesse renovado aplicado
    a nanoestruturas. Um análogo rotacional do efeito Hall clássico foi proposto e os efeitos inerciais
    da rotação foram estudados em spintrônica. Espectros de energia tipo níveis de Landau
    aparecem sob a ação da força de Coriolis quando a força centrífuga agindo nos elétrons livres
    é compensada por um campo elétrico radial. Neste trabalho, vamos demonstrar efeitos devido
    à rotação e ao campo magnético em um disco condutor girante. Estudaremos as interações
    eletromagnéticas e inerciais simultaneamente. Alguns valores para a relação entre o campo
    magnético e a rotação serão escolhidos e resultarão em níveis tipo Landau para um sistema com
    força resultante composta pelas forças de Coriolis e magnética. Um mesmo comportamento
    para o espectro de energia será obtido sem força magnética compondo a força resultante.

  • THIAGO DE SOUSA SILVA
  • Estudo teorico de bicamadas hibridas
  • Data: 26/02/2013
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  • No presente trabalho, usamos cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade, como implementado no código SIESTA, para investigar as modificações na estabilidade e nas propriedades eletrônicas de bicamadas híbridas compostas por duas monocamadas de grafeno com um nanodomínio de B3N3, devido à tensão mecânica. Os cálculos foram realizados com duas aproximações diferentes para o funcional de troca e correlação, a Aproximação de Gradiente Generalizado (GGA) e Funcional da Densidade de Van der Waals (Van der Waals Density Functional) (VDW-DF). Foram feitas bicamadas com seis tipos de configurações: três configurações para o empilhamento da bicamada com os átomos de uma camada sobre os átomos da segunda camada (como h-BN) e três configurações para o empilhamento da bicamada com um átomo de uma camada sobre o centro de um hexágono da segunda camada (como grafite). As três configurações para os dois tipos de empilhamento são: AA, onde os átomos de B e N ficam sobre os átomos de B e N respectivamente, AB, onde os átomos de B e N ficam sobre átomos de N e B respectivamente e AC, onde os átomos de B e N ficam sobre átomos de C. A investigação da estabilidade estrutural das nanoestruturas foi baseada em cálculos da energia de formação, interação e coesão. Os resultados mostram a estrutura de configuração 2 AA como mais estável, e também condutora. Podemos observar que as duas aproximações usadas nos cálculos apresentam os mesmo resultados para as propriedades eletrônicas de todas as estruturas. Os estudos dos efeitos da tensão mecânica foram realizados somente na estrutura que se mostrou mais estável. A tensão mecânica foi representada pela variação da distância entre as monocamadas. Através destes estudos podemos identificar a distâncias interplanar para a qual a estrutura é mais estável. Esta distância se mostrou diferente para as duas aproximações. A abertura do gap de energia devido à tensão mecânica foi possível nos cálculos utilizando a aproximação GGA, mas o mesmo não aconteceu nos cálculos utilizando a aproximação VDWDF.
  • FARINALDO DA SILVA QUEIROZ
  • Detecção direta e indireta de matéria escura em teorias de Gauge
  • Data: 04/02/2013
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  • O problema da mat´eria escura (ME) constitui uma quest˜ao chave na interface entre f´ısica
    de part´ıculas, astrof´ısica e cosmologia. O ac´umulo de dados observacionais nos ´ultimos anos
    apontam para uma enorme quantidade de ME n˜ao bariˆonica. Uma vez que o Modelo Padr˜ao
    (MP), n˜ao fornece um candidato para este tipo de mat´eria, a evidˆencia de ME ´e uma forte
    indicac¸ ˜ao de f´ısica nova, al´em do MP. Estudaremos neste trabalho um dos candidatos `a ME mais
    populares, os chamados WIMPS (part´ıculas massivas que interagem fracamente) sob o ponto
    de vista de detecc¸ ˜ao direta e indireta de ME. Para que possamos abordar os meios de detecc¸ ˜ao
    direta e indireta de ME no contexto de F´ısica de Part´ıculas de forma did´atica, iniciaremos nossa
    discuss˜ao apresentando uma extens˜ao m´ınima do MP. Posteriormente trataremos do assunto
    no contexto de um modelo 3-3-1. Adiante verificaremos qual o papel da ME no cen´ario da
    Nucleoss´ıntese Primordial. Por ´ultimo procuraremos por sinais indiretos de ME, na busca por
    excessos em raios gama observados pelo sat´elite da NASA, chamado Fermi-LAT, no centro da
    nossa gal´axia. Atrav´es de uma an´alise dos eventos observados pelo Fermi-LAT e de alguns
    modelos de background astrof´ısico iremos impor v´ınculos com relac¸ ˜ao `a massa e sec¸ ˜ao de
    choque de aniquilac¸ ˜ao.
    Ao longo desse doutorado foram publicados 9 artigos. Um destes ainda sob o processo de
    publicac¸ ˜ao.

  • WELITON SOARES MARTINS
  • Estudo sistematico do processo de adsorcao induzida por laser de vapor de cesio em superfIcie dieletrica
  • Data: 01/02/2013
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  • A compreens~ao do mecanismo de adsorc~ao tem sua import^ancia tanto do ponto de vista fundamental, no que concerne a identi cac~ao das interac~oes atomo e superf cie, como tambem tem um forte apelo tecnologico. Controlar o processo de adsorc~ao e motivado, por exemplo, pelo controle do crescimento de lmes nos, explorando maneiras de transferir padr~oes espaciais para uma superfcie particularmente visando a litogra a, com aplicac~oes evidentes em microeletr^onica. Com essa motivac~ao geral estudamos nessa tese processos de interac~ao de atomos com superfcies dieletricas na presenca de lasers ressonantes. Uma primeira proposta de um mecanismo para controlar, via laser, o processo de adsorc~ao de atomos alcalinos frios em uma superfcie dieletrica foi apresentado em (De Silans et al. 2006). Em 2007, Balykin e colaboradores (Afanasiev et al. 2007) observaram o processo de adsorc~ao de atomos alcalinos de um vapor termico sobre uma superfcie dieletrica. Eles relataram que incidindo um laser quase ressonante na interface dieletrico vapor alcalino formava-se um lme no metalico e demonstram tambem a possibilidade de usar tal tecnica para litogra a sub-micrometrica. O objetivo desse trabalho e estudar sistematicamente o processo de adsorc~ao induzida por laser de vapor at^omico de cesio termico em uma superfcie dieletrica, para compreender o mecanismo do processo que abre a possibilidade do controle desse processo de litogra a. Desta forma, nos monitoramos a taxa de crescimento do lme em uma superfcie de sa ra para um conjunto de condic~oes experimentais com a nalidade de ser capaz de decifrar, no nvel at^omico, as regras que governam o crescimento do lme, e explorar maneiras de manipular o per l do vi lme. Para sondar o crescimento do lme, nos monitoramos a transmiss~ao de um laser n~ao ressonante. Desta maneira, obtemos a taxa de crescimento do lme em func~ao dos par^ametros experimentais (densidade do vapor, frequ^encia e pot^encia do laser e a temperatura da superfcie). Os dados obtidos foram usados para modelar o processo fsico envolvido, que nos permite descrever de forma bastante completa, as etapas desse processo de adsorc~ao induzida por laser. Alem desse estudo sistematico da adsorc~ao induzida por laser, zemos durante o desenvolvimento desse trabalho uma serie de estudos de tecnicas para a estabilizac~ao de laser semicondutores em uma transic~ao at^omica.
  • WELITON SOARES MARTINS
  • Estudo sistemático do processo de adsorção induzida por lasers de alcalinos em superfícies dielétricas
  • Data: 01/02/2013
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  • .

2012
Descrição
  • FRANCISCO ARTUR PINHEIRO ALVES JUNIOR
  • GERANDO MODELO DE DOIS CAMPOS ESCALARES
  • Data: 28/09/2012
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  • Focamos este trabalho em teoria de campos escalares. Revisamos os aspectos basicos dos modelos contendo um campo, como o __4 e modelos contendo dois campos escalares, como o BNRT. Ainda, revisamos o procedimento de deformacao, para gerar novos modelos soluveis com um campo escalar. Nosso principal resultado e um novo procedimento que possibilita a geracao de modelos soluveis de dois campos escalares.
  • SAMUEL BEZERRA ALVES
  • Dinâmica em frequência de laser semicondutor sob realimentação ortogonal filtrada
  • Data: 20/08/2012
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  • Lasers semicondutores, quando submetidos a uma perturbacao externa, sao sistemas bastante convenientes para estudos de dinamica em amplitude ou frequencia. Dinamica na amplitude do campo eletromagnetico de dispositivos semicondutores tem sido estudada em um grande numero de trabalhos teoricos e experimentais nas ultimas decadas, particularmente para lasers submetidos a um retorno otico coerente. Novas caracteristicas na operacao de lasers semicondutores podem ser exploradas quando estes sao submetidos a uma realimentacao otica ortogonal. Neste trabalho apresentamos um estudo sistematico da dinamica em frequencia observada em lasers semicondutores quando submetidos a uma realimentacao ortogonal ou ortogonal filtrada. Analisamos o deslocamento em frequencia que ocorre quando re-injetamos parte do feixe laser com polarizacao cruzada na cavidade semicondutora. Estudamos a resposta dinamica do laser semicondutor quando utilizamos realimentacao otica ortogonal filtrada, considerando dois filtros espectrais diferentes: uma transicao atomica e uma grade de difracao. A realimentacao ortogonal filtrada por uma linha atomica pode ser usada como tecnica para estabilizacao da frequencia do laser. Aqui determinamos sob quais condicoes esta estabilizacao e otimizada e medimos o tempo de resposta do semicondutor quando submetido a realimentacao ortogonal. Quando fazemos uso de uma grade de difracao para realimentar o semicondutor, observamos um comportamento novo: oscilacoes na frequencia de emissao. Mostramos que a amplitude dessas oscilacoes depende da potencia de realimentacao na cavidade laser e tentamos medir a taxa com que a frequencia de emissao laser oscila sob estas condicoes.
  • GILSON F DE OLIVEIRA JUNIOR
  • CAOS E SINCRONIZAÇÃO EM CIRCUITOS ELETRÔNICOS COM REALIMENTAÇÃO ATRASADA
  • Data: 22/06/2012
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  • Neste trabalho estudamos a dinâmica de circuitos eletrônicos regidos por equações não-lineares. Reproduzimos alguns resultados da literatura para geração de caos em circuitos eletrônicos de baixa frequência e obtivemos sincronismo com o acoplamento de dois circuitos de primeira ordem com atraso. Em etapa seguinte, construímos um sistema original de um oscilador de segunda ordem, tipo LRC, com auto-realimentação atrasada. Caracterizamos os sinais desse sistema para diversos parâmetros e utilizando técnicas de análise de sinais e sistemas, pudemos identificar uma variedade de estados do oscilador, entre estados periódicos e caóticos. Reproduzimos todos os cenários observados através de simulações numéricas. Estudamos como dois osciladores caóticos equivalentes se comportam ao serem acoplados unidirecionalmente, ou seja, o segundo oscilador tem sua dinâmica dirigida através do sinal do primeiro. Utilizando a função de correlação mostramos que o sistema pode sincronizar. Estudamos ainda fenômenos transientes no sinal de erro do acoplamento de dois desses circuitos de segunda ordem. Ou seja, analisando a diferença entre as respostas dos dois osciladores percebemos escapes do estado sincronizado, quando o sinal de erro, por breves momentos, afasta-se muito de seu valor médio. Buscamos caracterizar a frequência desses escapes em função do acoplamento entre os osciladores e com a introdução ruído no sistema.
  • CARLOS EDUARDO DA HORA SANTOS
  • Vórtices em teorias k-generalizadas
  • Data: 22/06/2012
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  • Neste trabalho, apresentamos alguns resultados novos sobre congurações de topologia
    não-trivial obtidas no âmbito de algumas teorias clássicas de campo generalizadas. Em
    particular, nos concentramos em vórtices estáticos possuidores de energia nita. Tais
    congurações surgem quando há a violação espontânea da invariância de gauge local U(1)
    no âmbito de alguns modelos Higgs-Abelianos.
    Primeiro, fazemos uma breve revisão sobre os vórtices usuais. As estruturas usuais
    surgem em três cenários diferentes: a eletrodinâmica de Maxwell-Higgs, a eletrodinâmica
    de Chern-Simons-Higgs e a eletrodinâmica de Maxwell-Chern-Simons-Higgs. Em todos
    estes casos, ocorrem vórtices BPS topológicos: congurações com simetria rotacional e
    energeticamente estáveis que satisfazem um conjunto de equações de primeira ordem, sua
    energia sendo proporcional à sua carga topológica. Resolvemos as equações BPS explicitamente
    para diferentes valores da vorticidade n, e enunciamos as principais características
    que as soluções numéricas resultantes engendram.
    A posteriori, introduzimos um modelo generalizado descrito por uma função arbitrária
    K (X), onde X = |Dϕ|2 determina a dinâmica do campo escalar complexo. Especicamente,
    escolhemos K (X) = X − αX2, da qual resultam apenas vórtices não-BPS generalizados
    (o modelo assim obtido não engendra vórtices BPS). Estes vórtices engendram
    campo elétrico nulo (tal como aqueles obtidos no âmbito da eletrodinâmica de Maxwell-
    Higgs usual), além de carga topológica não trivial (dado serem topológicos). Em seguida,
    resolvemos as equações de Euler-Lagrange (diferenciais de segunda ordem) e enunciamos
    as principais características que as soluções generalizadas resultantes engendram.
    Em seguida, apresentamos um segundo modelo generalizado. O novo modelo é determinado
    por duas funções adimensionais do campo escalar, G(|ϕ|) e w (|ϕ|). Estas funções
    são supostas obedecerem um vínculo que relaciona-as ao potencial de Higgs, V (|ϕ|). Neste
    iv
    contexto, vórtices BPS topológicos também existem, e as suas características numéricas
    podem ser muito semelhantes, ou muito diferentes, daquelas vericadas no contexto usual.
    Finalmente, adaptamos o segundo modelo generalizado ao estudo das teorias gêmeas,
    i.e., teorias diferentes com exatamente as mesmas soluções, além de exatamente a mesma
    energia. Neste caso, G(|ϕ|), w (|ϕ|) e V (|ϕ|) são supostas obedecerem dois novos vínculos.
    Aqui, existem vórtices BPS gêmeos caracterizados por diferentes densidades de energia,
    todas elas resultando na mesma energia total.

  • CARLOS EDUARDO DA HORA SANTOS
  • Vortices em teorias k-generalizadas
  • Data: 22/06/2012
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  • Neste trabalho, apresentamos alguns resultados novos sobre con_gurações de topologia

    não-trivial obtidas no âmbito de algumas teorias clássicas de campo generalizadas. Em

    particular, nos concentramos em vórtices estáticos possuidores de energia _nita. Tais

    con_gurações surgem quando há a violação espontânea da invariância de gauge local U(1) no âmbito de alguns modelos Higgs-Abelianos. Primeiro, fazemos uma breve revisão sobre os vórtices usuais. As estruturas usuaissurgem em três cenários diferentes: a eletrodinâmica de Maxwell-Higgs, a eletrodinâmica de Chern-Simons-Higgs e a eletrodinâmica de Maxwell-Chern-Simons-Higgs. Em todos estes casos, ocorrem vórtices BPS topológicos: con_gurações com simetria rotacional e energeticamente estáveis que satisfazem um conjunto de equações de primeira ordem, sua energia sendo proporcional à sua carga topológica. Resolvemos as equações BPS explicitamente para diferentes valores da vorticidade n, e enunciamos as principais características que as soluções numéricas resultantes engendram. A posteriori, introduzimos um modelo generalizado descrito por uma função arbitrária K (X), onde X = |D_ϕ|2 determina a dinâmica do campo escalar complexo. Especi_camente, escolhemos K (X) = X αX2, da qual resultam apenas vórtices não-BPS generalizados (o modelo assim obtido não engendra vórtices BPS). Estes vórtices engendram campo elétrico nulo (tal como aqueles obtidos no âmbito da eletrodinâmica de Maxwell- Higgs usual), além de carga topológica não trivial (dado serem topológicos). Em seguida, resolvemos as equações de Euler-Lagrange (diferenciais de segunda ordem) e enunciamos as principais características que as soluções generalizadas resultantes engendram. Em seguida, apresentamos um segundo modelo generalizado. O novo modelo é determinado por duas funções adimensionais do campo escalar, G(|ϕ|) e w (|ϕ|). Estas funções são supostas obedecerem um vínculo que relaciona-as ao potencial de Higgs, V (|ϕ|). Neste

    contexto, vórtices BPS topológicos também existem, e as suas características numéricas podem ser muito semelhantes, ou muito diferentes, daquelas veri_cadas no contexto usual. Finalmente, adaptamos o segundo modelo generalizado ao estudo das teorias gêmeas, i.e., teorias diferentes com exatamente as mesmas soluções, além de exatamente a mesma energia. Neste caso, G(|ϕ|), w (|ϕ|) e V (|ϕ|) são supostas obedecerem dois novos vínculos. Aqui, existem vórtices BPS gêmeos caracterizados por diferentes densidades de energia, todas elas resultando na mesma energia total.

  • EVANDRO ALVES TORQUATO FILHO
  • Modelo Padrão Supersimétrico Mínimo
  • Data: 23/03/2012
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  • O modelo padr~ao das partculas elementares, baseado na invari^ancia de Lorentz e na simetria de gauge SU(3)C SU(2)L U(1)Y , foi con rmado por todos os testes experimentais ate o momento. No entanto, nada nos garante que e este o modelo nal das interac~oes fundamentais. Problemas teoricos como a hierarquia, o numero de gerac~oes de partculas e a assimetria bari^onica e alguns dados experimentais (neutrinos massivos, materia e energia escura) sugerem a necessidade de fsica alem do Modelo Padr~ao (MP). Alguns destes problemas s~ao resolvidos em uma importante classe de modelos, que assumem a exist^encia de simetrias espaciais adicionais, chamada de supersimetria. A proposta deste projeto e estudar a ideia de supersimetria e sua possvel relev^ancia para a fsica alem do Modelo Padr~ao. Para entendermos o princpio da supersimetria, iremos construir o Modelo Padr~ao Supersimetrico Mnimo (MSSM) e apresentar algumas de suas consequ^encias fenomenologicas.
  • JOSE GEILSON FERREIRA JUNIOR
  • Modelo 331 Mínimo Reduzido
  • Data: 15/03/2012
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  • O modelo padrão das partículas elementares foi verificado por todos os testes experimentais até o momento. No entanto, evidências teóricas e experimentais nos garantem que ele não é o modelo final das interações fundamentais. Assim, a proposta desta dissertação é desenvolver um modelo baseado no grupo de simetria 𝑆𝑈(3)𝐶 ⊗𝑆𝑈(3)𝐿⊗𝑈()𝑋 (modelo 331), uma simples extensão do grupo de simetria do modelo padrão que soluciona alguns questionamentos não atacados por ele. Existem versões desse modelo bem fundamentadas, uma delas é a versão mínima do modelo 331, cujo conteúdo leptônico é idêntico ao do modelo padrão. Nessa versão do modelo, o setor escalar contém três tripletos e um sexteto de escalares, gerando uma grande quantidades de interações e assim, dificultando a fenomenologia do setor escalar. Neste trabalho, mostraremos que a estrutura da versão mínima do modelo 331 pode ser construída com apenas dois tripletos de escalares. Comparado ao anterior, o nosso modelo apresenta algumas vantagens, sendo que uma delas é tornar a fenomenologia do setor escalar mais tratável. Palavras-chaves: Modelo Padrão, Simetria, Modelo 331, Fenomenologia, Setor Escalar.
  • JOSECLECIO DUTRA DANTAS
  • MODELOS GÊMEOS EM TEORIAS DE CAMPOS ESCALARES

  • Orientador : DIONISIO BAZEIA FILHO
  • Data: 13/03/2012
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  • No presente trabalho fIzemos uma investigação de novas características dos chamados k-defeitos, que são defeitos topológicos com termo cinético não-canônico. Especificamente, estudamos uma classe de k-defeitos em modelos de teorias de campos escalares distintos da teoria padrão mas que descrevem, caso a caso, o mesmo defeito com a mesma densidade de energia daquele descrito pela teoria governada pela densidade lagrangeana padrão. Em teorias que apresentam tais relações, modelos distintos suportam a mesma estrutura topológica; daí chamá-los de modelos gêmeos. Construímos, então, um modelo de teoria gêmea, que denominamos modelo ALTW, e encontramos as relações existentes entre eles, incluindo as relações entre os potenciais de ambos, que, embora distintos, apresentam mínimos conectados pelo mesmo campo solução, para o caso de configurações estáticas e estáveis. Os resultados são ilustrados com vários exemplos. Com a finalidade de distinguir as teorias, analisamos a situação em que a componente T11 do tensor energia-momento é não-nula, o que é equivalente a quebrar a condição de pressão nula necessária para garantir a estabilidade das soluções estáticas. Com o mesmo objetivo de distinção, fizemos um estudo da estabilidade linear dos defeitos e obtivemos que, embora representem o mesmo defeito, caso a caso, uma teoria não é uma simples reparametrização da outra. Fizemos ainda uma extensão da natureza gêmea entre modelos mais gerais de teorias de campo escalar real e uma aplicação ao cenário de brana. Investigamos também o comportamento gêmeo entre os modelos padrão e taquiônico em cosmologia FRW, onde o campo escalar evolui com o tempo.

  • ADRIANO RODRIGUES SAMPIERI
  • O Seesaw Inverso como Mecanismo de Geração de Pequenas Massas para os Neutrinos
  • Data: 09/03/2012
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  • Sabemos há vários anos que os neutrinos possuem massa, bem como oscilam entre seus estados de sabor. No entanto, o Modelo Padrão contém apenas neutrinos sem massa, o que nos leva a crer, juntamente com outros problemas conhecidos da teoria, que ele não ´e a teoria final. Se quisermos explicar as massas dos neutrinos, devemos estender o Modelo Padrão de tal forma a acomodar estas pequenas massas naturalmente. Muitos mecanismos com este fim surgiram e o Mecanismo Seesaw Canônico se destacou por sua simplicidade e beleza. Simples por exigir a menor modificação possível do Modelo Padrão para que ele seja realizado. Belo pois requer a quebra explícita do número leptônico em uma escala de energia da ordem da escala das Teorias de Grande Unificação, trazendo efeitos de teorias a altas energias para teorias a baixas energias. Contudo, sua beleza tem um preço. Em experimentos recentes e futuros é impossível que o Mecanismo Seesaw Canônico seja testado, consequentemente novos mecanismos surgiram com a possibilidade de que os experimentos possam comprová-los. Nossa proposta é baseada no Mecanismo Seesaw Inverso, cujo objetivo é gerar a massa dos neutrinos da ordem de sub-eV através de uma pequena escala de quebra do número leptônico μ ∼ KeV. O Seesaw Inverso não é capaz de explicar de uma forma natural a pequenez do parâmetro μ e ´e neste ponto que nossas modificações surgem. Com a introdução de novos campos escalares e assumindo uma simetria Z5 ⊗ Z2 é possível explicar dinamicamente a pequenez de μ e também recuperar a fórmula para as massas dos neutrinos obtidas no Seesaw Canônico. Juntamente com isso, os neutrinos de mão-direita podem ter massas até da ordem da escala Eletrofraca, portanto passa a ser possível que este modelo seja testado em experimentos atuais.
  • THIAGO FERREIRA DO NASCIMENTO
  • Métodos perturbativos para obtenção de aproximações analíticas em modelos de campos escalares
  • Data: 05/03/2012
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  • Desenvolvemos um formalismo geral para os modelos descritos por um campo escalar real, em duas dimensoes do espaco-tempo, perturbado por uma funcao que molda o padrao da dinamica podendo tambem deformar o potencial. Consideramos inicialmente modelos que possuam solucoes estaveis estatica. Nosso formalismo torna possivel obter solucoes estaticas perturbada, a sua densidade de energia e energia, e para examinar a estabilidade linear correspondente. Trabalhamos com tres formas distintas de perturbacao: uma modicando a dinamica, outras deformando o potencial, e outro como um produto atuando em ambos os meios. Particularmente, se temos perturbacao apenas no potencial, vamos mostrar que as solucoes perturbada estatica sao sempre estaveis. Caso contrario, podemos estabilizar a solucao perturbada escolhendo o sinal do parametro , de forma adequada. Consideramos algumas formas especicas da funcao de perturbacao ilustrando com varios exemplos.
  • JOAO PAULO MORAIS GRACA
  • Estudo de algumas soluções obtidas em teorias f(R)
  • Data: 02/03/2012
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  • O fato de que o universo est´a se expandindo de modo acelerado e de que apenas 5% de sua composic˜ao ´e de mat´eria bariˆonica conhecida sugerem, em princ´ıpio, a possibilidade de alternativas `a gravita¸c˜ao de Einstein, conforme foram propostas nos ´ultimos anos. Dentre as quais, receberam maior aten¸c˜ao as chamadas teorias f(R). Nesta disserta¸c˜ao iremos apresentar estas teorias em suas duas principais formula¸c˜oes e estudar algumas de suas solu¸c˜oes, em especial as solu¸c˜oes esfericamente e axialmente sim´etricas. Nosso objetivo ´e mostrar que tais teorias f(R) n˜ao satisfazem os principais v´ınculos observacionais relativos ao sistema solar, e em consequˆencia disso n˜ao s˜ao boas candidatas para substituir a teoria da gravita¸c˜ao de Einstein, ainda que seus resultados sejam importantes para aumentar nosso atual conhecimento acerca das teorias alternativas `a gravita¸c˜ao. Iremos considerar tamb´em a solu¸c˜ao que corresponde ao monopolo global em f(R), e aplicar o m´etodo de Newman-Janis para construir a solu¸c˜ao correspondente, com rota¸c˜ao.
  • BRENO FERRAZ DE OLIVEIRA
  • Estudos numericos da formaçao e dinamica de defeitos topologicos em cristais liquidos nematicos
  • Data: 02/03/2012
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  • Neste trabalho estudamos numericamente a formação e dinâmica de defeitos topológicos
    em cristais líquidos nemáticos. Nosso estudo é baseado no modelo de Ginzburg-
    Landau, o qual descreve a evolução da ordem orientacional de um cristal líquido em termos
    de um tensor de segunda ordem simétrico e com traço nulo. Este modelo fenomenológico
    permite estudar a fase nemática em escalas que vão de poucos nanômetros até poucos micrômetros
    (escala mesoscópica). Para tal estudo numérico, desenvolvemos um programa
    de computador que denominamos de LICRA (Liquid CRystal Algotithm). Este programa
    combina o algoritmo de diferença finita para calcular derivadas espaciais com a integração
    temporal de Runge-Kutta para resolver a equação de relaxação da nematodinâmica, sem
    a presença de flutuações térmicas e fluxos hidrodinâmicos.
    Usando este programa de computador investigamos a dinâmica de coalescência em
    duas e três dimensões em um cristal líquido nemático uniaxial. Tanto o fator de estrutura
    quando a escala de comprimento característico foram calculadas no tempo. Espera-se
    que esta escala cresça como uma lei de potências do tempo, L ∝ tα, onde, a partir de
    uma análise dimensional, α = 1/2. Encontramos os valores de α = 0.45 ± 0.01 em duas
    dimensões e α = 0.35±0.003 em três dimensões. Além disso, em todos os casos verificamos
    que a lei de Porod é satisfeita para número de ondas k de grandes valores.
    Utilizando LICRA, investigamos também a dinâmica de coalescência de um cristais
    líquidos nemáticos em duas dimensões submetidos a um campo elétrico externo. Consideramos
    a anisotropia dielétrica positiva e negativa e duas diferentes possibilidades de
    orientação do campo elétrico: paralelo e perpendicular ao plano da rede bidimensional.
    Determinamos os efeitos de um pulso de campo elétrico na evolução da escala do comprimento
    característico e as alterações nas texturas dos cristais líquidos. Em particular,
    mostramos que os diferentes tipos de defeitos que são produzidos após o campo elétrico
    ser ligado dependem da orientação do campo elétrico e do sinal da anisotropia dielétrica.
    Finalmente, apresentamos os efeitos da rotação de um campo elétrico externo na dinâmica
    de uma rede de defeitos semi-inteiros em cristais líquidos nemáticos em duas e três
    dimensões com anisotropia dielétrica negativa. Mostramos que, girando o campo elétrico
    por um ângulo π ao redor de um eixo pertencente a plano da rede, ocorre uma transformação
    contínua de todas as desclinações semi-inteiras da rede em desclinações com
    sinal oposto. Esta transformação é intermediada por desclinações do tipo torção. Além
    disso, determinamos a evolução da escala de comprimento característico quantificando o
    impacto do campo elétrico externo na dinâmica de coalescimento da rede.

  • ALILIANE ALMEIDA DE FREITAS
  • ESTUDO TEÓRICO DE NANOTUBOS DE BN COM DUAS E TRÊS PAREDES: EFEITO DO CAMPO ELÉTRICO E IMPUREZAS
  • Data: 29/02/2012
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  • No presente trabalho, usamos cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade, como implementado no código SIESTA, para investigar as modificações nas propriedades eletrônicas de nanotubos de nitreto de boro com duas (DWBNNT’s) e três paredes (TWBNNT’s), produzidas pela aplicação de campos elétricos externos, incorporação de impurezas de carbono e de antisítios. A investigação da estabilidade estrutural das nanoestruturas sob a ação de campos elétricos foi baseada em cálculos da energia de formação. Os resultados indicaram que o campo não interfere significativamente na estabilidade. A partir do estudo das propriedades eletrônicas, foi possível concluir que existe um índice crítico nc, esperado para ser um inteiro entre 5 e 13, de tal forma que nós podemos resumir as nossas descobertas até o momento como: (i) para (n,0)@(n + 8,0) DWBNNT’s, o gap de energia só será alterado pela aplicação de campos elétricos externos se o índice do vetor quiral n, que define o tubo mais interno (n,0), for menor do que o índice crítico nc, caso contrário, n > nc, o gap do tubo não sofrerá nenhuma alteração. (ii) Para (n,0)@(n + 8,0)@(n + 16,0) TWBNNT’s e conseqüentemente todos os outros MWBNNT’s que tenham mais de 3 paredes (N > 3), o gap de energia não sofrerá alterações pela aplicação de campos elétricos. Encontramos que os (5,0)@(13,0) DWBNNT’s com defeitos do tipo impurezas de carbono são mais factíveis de serem sintetizados sob condições de ambiente rico em nitrogênio e nos casos mais estáveis as impurezas foram incorporadas na parede interna. No que diz respeito às propriedades eletrônicas, a introdução de defeitos CB transforma o tubo, que antes era isolante, em semicondutor do tipo n, e os defeitos CN transformam o tubo em um semicondutor do tipo p. Os defeitos CB[PI]&CN[PE] ou CN[PI]&CB[PE] criam no (5,0)@(13,0) DWBNNT’s uma junção p-n. Além disso, realizamos cálculos com polarização de spin e verificamos a ocorrência de magnetização espontânea em algumas das estruturas, dentre todas as investigadas. A energia de formação para os (5,0)@(13,0) DWBNNT com antisítios NB e BN revela que, em qualquer ambiente químico, estes defeitos preferem ser incorporados na parede externa. Aqueles com defeitos NB ou BN na parede externa tiveram suas propriedades eletrônicas drasticamente alteradas, onde o gap foi bastante reduzido.
  • LUCIO FABIO PEREIRA DA SILVA
  • Estruturas Não-riemannianas e a Imersão do Espaço-tempo em Dimensões Superiores  
  • Data: 28/02/2012
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  • Revisamos a geometria de uma conexão afim e abordamos como exemplos as
    geometria de Weyl e Rimann-Cartan, está ultima adotando o caso da
    torção ser semi-simétrica. Após uma exposição moderna das propriedades
    destas geometrias, abordamos o problema de imersões isométricas em
    espaços de Weyl e de torção semi-simétrica. Introduzimos o roteiro de
    obtenção da curvatura extrínseca, operador de Weingartem e das
    equações de Gauss-Codazzi para tais espaços. Em seguida analisamos as
    propriedades de uma Weyl-estrutura em um espaço produto distorcidas
    (EPD), analisamos as geodésicas das folhas em tal espaço. Consideramos
    também o caso particular quando o espaço de imersão for um EPD  com
    uma geometria de Rimann-Cartan. Mostramos como o confinamento e as
    propriedades de estabilidade de geodésicas próximas a Brana-mundo
    podem ser afetadas pela torção da variedade de imersão. Deste modo
    construímos um análogo clássico do confinamento quântico inspirado em
    modelos de campo teórico, substituindo um campo escalar por um campo
    de torção.
    Palavras-chave: 
    Riemann: geometria afim, imersão, confinamento,
    Rieman–Cartan; Warped space.
2011
Descrição
  • MARCOS ALEXANDRE CAVALCANTE DE ARAUJO
  • Medidas Interferométricas do Índice de Refração de Líquidos
  • Data: 09/12/2011
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  • Esta dissertação de mestrado é o resultado do projeto para o desenvolvimento e automação de refratômetros de alta precisão, que tem como objetivo a obtenção do índice de refração de líquidos com precisão de uma parte em 106. Durante o desenvolvimento do projeto foram estudadas algumas técnicas de medidas interferométricas, assim como métodos de controle e medição de deslocamento. Foi utilizada a água deionizada como líquido objeto de estudo. Existem mais fontes bibliográficas com medições em água destilada, no entanto a água deionizada é também considerada pura, e as propriedades são bastante similares, apesar de possuírem aplicações específicas distintas. A análise termo-ótica da água pura, com alta precisão, permite a observação do comportamento anômalo na curva do índice de refração em temperaturas acima de 36 C, e tal comportamento pode ser observado com poucas medições utilizando o equipamento que será descrito.
  • EDINELSON PEREIRA DOS SANTOS
  • VARIÁVEIS DE CONTORNO E LOOP DE WILSON PARA UMA CLASSE DE ESPAÇOS-TEMPO
  • Data: 25/11/2011
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  • Neste trabalho,investigamosumaclassedeespacos-tempoatravesdocalculodasva- riaveis decontornoparadiferentescurvas,quenocasoparticular,emqueoscaminhosto- mados saofechados(circulos),obtem-seasdenominadastransformacoesdeholonomias, do qualotracodamatrizobtidanosforneceoloopdeWilsongravitacional.Primeiro abordamos ocasoemqueocampogravitacionalegeradoporumacascacilindrica,sem rotacao,naaproximacaodecampofraco.Emseguida,estudamososespacos-tempode Godel eodeFriedman-Robertson-Walker.Tambeminvestigamosocenariogeradopor uma cordacosmicacomestruturainterna.Porfim,abordamosoespaco-tempodeKottle e algunsmodelosdewormholes.Paraocalculodasvariaveisdecontornoutilizamosa tecnica daexpansaoperturbativa,oqualdenominamosde metodo perturbativo, eatec- nica viatransformacaodecoordenadasdeLorentzlocal,oqualdenominamosde metodo exato. Osresultadosnosmostramdequemaneiraessasvariaveisdecontornodetectam as caracteristicasgeometricasetopologicasdecadaumdessesespacos-tempo.
  • EDINELSON PEREIRA DOS SANTOS
  • Data: 25/11/2011

  • VALDECI MESTRE DA SILVA JUNIOR
  • Data: 13/10/2011

  • MARIO CESAR SOARES XAVIER
  • Orientador : MARCOS CESAR SANTOS ORIA
  • Data: 16/09/2011

  • LINCOANDERSON OLIVEIRA DANTAS
  • Quantização de Landau para partículas neutras em aneis quânticos
  • Data: 19/08/2011
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  • Neste trabalho, mostramos que uma quantizacao tpica de Landau e possivel para particulas neutras em aneis quanticos bidimensionais. Para tanto, utilizamos o modelo de Tan e Inkson para descrever o potencial de con namento e como particulas neutras, utilizamos atomos neutros com momento de dipolo eletrico induzido. Procedemos os calculos utilizando duas con figuracoes de campos diferentes para induzir o momento de dipolo sobre a particula. Tambem fizemos uma revisao de fases topologicas e de quantizacao de Landau para particulas neutras e carregadas.
  • LINCOANDERSON OLIVEIRA DANTAS
  • Data: 19/08/2011

  • MARIA JANNAIRA BUENO
  • Propriedades Eletrônicas de Grafeno com Defeitos
  • Data: 12/08/2011
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  • No limite de baixas energias, o grafeno pode ser descrito por uma teoria de férmions livres sem massa. Neste trabalho, escrevemos uma métrica não-Euclidiana que representa o grafeno e introduzimos um campo de gauge não-Abeliano devido a presença de defeitos topológicos (desclinações). Neste pano de fundo, estudamos o espalhamento elástico de férmions por esses defeitos. Depois, obtemos o ângulo de mudança de fase e a amplitude de espalhamento. Discutimos também a influência destes resultados em propriedades de transporte. Nesta abordagem, aplicamos um campo magnético uniforme e perpendicular a folha de grafeno. Assim, o sistema também passa a ser descrito por um campo de gauge Abeliano e observamos que ocorre a quebra da degenerescência dos níveis de Landau com possíveis implicações físicas para o estudo do efeito Hall quântico no grafeno. Além disso, estudamos a dinâmica dos spinores de Dirac na presença de um potencial confinante, como o Oscilador de Dirac, e o confinamento espacial dos elétrons em uma estrutura de grafeno no formato de um anel com defeito topológico. Finalmente, encontramos que a dinâmica dos spinores é afetada por esta geometria e pelas desclinações.
  • DANIEL DE PAULA FARIAS RODRIGUES
  • ASPECTOS CLÁSSICOS DA COSMOLOGIA INFLACIONÁRIA
  • Data: 08/08/2011
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  • As últimas décadas têm sido de grandes desenvolvimentos na cosmologia desde
    o advento da inflação cosmológica como solução aos problemas do modelo cosmológico
    padrão. Sendo um dos principais paradigmas da cosmologia moderna, estudar
    os aspectos clássicos da teoria inflacionária é o principal objetivo deste trabalho. Antes
    apresentamos as principais evidências da expansão universal e uma revisão da relatividade
    geral e do modelo cosmológico padrão, conhecido como a teoria do big bang.
    Em seguida, analisamos os problemas deste modelo como motivação para a posterior
    introdução da inflação. Modelamos a teoria inflacionária em termos de um campo escalar,
    encontrando suas equações dinâmicas, e formalizamos a aproximação slow-roll,
    a qual permite encontrar soluções analíticas para as equações do movimento. Discutimos
    alguns potenciais inflacionários: potenciais caótico, híbrido e natural, relacionando
    alguns destes com a física de partículas. Concluímos o trabalho apresentando
    um modelo inflacionário cuja solução é exata.

  • JANSEN BRASILEIRO FORMIGA
  • Confinamento clássico e quântico de partículas indizidos pela geometria
  • Data: 08/08/2011
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  • Levando em consideração o interesse visível que muitos modelos da física têm em manter usual confinada em uma certa região do espaço-tempo, como por exemplo o modelo de Rubakov e o de Randall-Sundrum, exibimos a possibilidade da utilização de campos com origem geométrica para realizar este confinamento. Antes, porém, preparamos o leitor com todo aparato geométrico necessário para a compreensão do que é feito nos últimos capítulos desta tese. Tornou-se impossível fugir de questões polêmicas envolvendo geometrias mais gerais que a riemanniana como por exemplo a polêmica sobre a equação de movimento de partícula, o uso  do acoplamento mínimo e a aplicação do princípio variacional. Entretanto, tentamos adotar uma postura imparcial e fizemos a análisedo confinamento seguindo duas vertentes distintas. Uma das vertentes definidas como Kleinert, consiste em postular que partículas seguem atropeladas. A outra vertente a mais comum na literatura segue a linha de Hehl, Gasperini e outros.

     

  • DANIEL DE PAULA FARIAS RODRIGUES
  • Data: 08/08/2011

  • JANSEN BRASILEIRO FORMIGA
  • Data: 08/08/2011

  • ANTONIO LEOCADIO MARTINS FERREIRA
  • Teoria da Gravitação em Espaços-tempos de Weyl e os Testes do Sistema Solar
  • Data: 29/07/2011
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  • Considerando o espaço-tempo dotado de uma geometria não-Riemanniana dado por
    uma variedade de Weyl integrável, formulamos uma teoria da gravitação que generaliza a
    Relatividade Geral e que apresenta invariância sob transformações de Weyl. Em primeiro
    lugar, formulamos as equações do campo gravitacional em um espaço-tempo de Weyl
    integrável a partir de um principio variacional. Em segundo lugar, generalizamos os postulados
    da geodésica e do relógio abordando o movimento de partículas de teste e de raios
    de luz que seguem auto-paralelas do espaço-tempo de Weyl, denominadas de geodésicas
    de Weyl. Em terceiro lugar, discutimos a questão da invariância sob transformações de
    Weyl e introduzimos os conceitos de representações do campo gravitacional e as noções
    de gauge ou frame de Weyl e de Einstein. Em quarto lugar, obtemos o limite newtoniano
    da teoria. Em quinto lugar, discutimos as simetrias do espaço-tempo de Weyl integrável e
    determinando as constantes do movimento associadas as geodésicas de Weyl. Finalmente,
    apresentamos uma solução das equações de campo para um campo gravitacional estático
    e esfericamente simétrico em um frame de Weyl e calculamos os mesmos efeitos do campo
    gravitacional utilizados como testes da Relatividade Geral no Sistema Solar, onde obtemos
    os mesmos resultados da Relatividade Geral, mas agora dependentes tanto com a métrica
    quanto com o campo escalar de Weyl.

  • LUIS PAULO SILVEIRA MACHADO
  • Propagac¸ ˜ao do momento linear e energia cin´etica em cadeias granulares afiladas
  • Data: 29/07/2011
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  • Recentemente, cadeias granulares afiladas tˆem sido objeto de estudo para o desenvolvimento de
    dispositivos “absorvedores” de impacto (ondas de choque). A caracter´ıstica deste sistema em
    atenuar ondas de choque (pulsos de momento linear), torna este material um excelente candidato
    para tais absorvedores. Assim, v´arios estudos neste sentido foram realizados, por´em a maioria
    s˜ao de car´ater num´erico e, alguns, anal´ıticos. Todavia, as aproximac¸ ˜oes anal´ıticas apresentadas
    n˜ao demonstram bons ajustes com soluc¸ ˜oes num´ericas. Neste trabalho estudamos analiticamente
    a propagac¸ ˜ao do momento linear e energia cin´etica em cadeias afiladas unidimensionais
    de gr˜aos esf´ericos que interagem segundo o potencial de Hertz. Aplicamos a aproximac¸ ˜ao
    bin´aria, baseada na suposic¸ ˜ao que a energia transferida ao longo da cadeia ocorre atrav´es de
    colis˜oes sucessivas entre duas part´ıculas. Estudamos quatro configurac¸ ˜oes de afilamento: linear
    para frente, exponencial para frente, linear para tr´as e exponencial para tr´as. Com a Teoria
    Bin´aria, prevemos corretamente as tendˆencias de aumento e diminuic¸ ˜ao das propagac¸ ˜oes do momento
    linear e energia cin´etica. Contudo, para capturarmos os valores corretos das amplitudes
    dos pulsos dessas grandezas desenvolvemos uma correc¸ ˜ao num´erico-anal´ıtica para as velocidades
    das part´ıculas. Confrontamos os resultados com soluc¸ ˜oes num´ericas das equac¸ ˜oes de movimento,
    onde utilizamos o m´etodo de Runge-Kutta de quarta ordem. Os resultados demonstram:
    bom acordo entre as teorias anal´ıtica e num´erica; as cadeias afiladas exponencialmente para
    frente s˜ao as mais indicadas nos projetos de absorvedores (apresentam decaimento exponencial
    do momento linear); um cen´ario mais fraco para a propagac¸ ˜ao da energia cin´etica (devido a
    dependˆencia quadr´atica com a velocidade), por´em o momento linear ´e a grandeza relevante no
    contexto de impactos. Al´em disso, obtivemos bom acordo com resultados experimentais apresentados
    por F. Melo e colaboradores (2006). Dessa forma, apresentamos express˜oes anal´ıticas
    que capturam corretamente as propagac¸ ˜oes de momento linear e energia cin´etica em cadeias
    granulares afiladas. Estes sistemas, realmente demonstram serem excelentes para absorver ondas
    de choque, atenuando pulsos de momento linear e saturando pulsos de energia cin´etica.
    Uma extens˜ao deste trabalho ser´a estudar cadeias decoradas afiladas com pr´e-compress˜ao, que
    permitem a absorc¸ ˜ao de ondas de choque com n´umero menor de gr˜aos nas cadeias (cadeias
    curtas).

  • LUIS PAULO SILVEIRA MACHADO
  • Propagacão do momento linear e energia cinética em cadeias granulares afiladas
  • Data: 29/07/2011
  • Mostrar Resumo
  • Recentemente, cadeias granulares afiladas tˆem sido objeto de estudo para o desenvolvimento de
    dispositivos “absorvedores” de impacto (ondas de choque). A caracter´ıstica deste sistema em
    atenuar ondas de choque (pulsos de momento linear), torna este material um excelente candidato
    para tais absorvedores. Assim, v´arios estudos neste sentido foram realizados, por´em a maioria
    s˜ao de car´ater num´erico e, alguns, anal´ıticos. Todavia, as aproximac¸ ˜oes anal´ıticas apresentadas
    n˜ao demonstram bons ajustes com soluc¸ ˜oes num´ericas. Neste trabalho estudamos analiticamente
    a propagac¸ ˜ao do momento linear e energia cin´etica em cadeias afiladas unidimensionais
    de gr˜aos esf´ericos que interagem segundo o potencial de Hertz. Aplicamos a aproximac¸ ˜ao
    bin´aria, baseada na suposic¸ ˜ao que a energia transferida ao longo da cadeia ocorre atrav´es de
    colis˜oes sucessivas entre duas part´ıculas. Estudamos quatro configurac¸ ˜oes de afilamento: linear
    para frente, exponencial para frente, linear para tr´as e exponencial para tr´as. Com a Teoria
    Bin´aria, prevemos corretamente as tendˆencias de aumento e diminuic¸ ˜ao das propagac¸ ˜oes do momento
    linear e energia cin´etica. Contudo, para capturarmos os valores corretos das amplitudes
    dos pulsos dessas grandezas desenvolvemos uma correc¸ ˜ao num´erico-anal´ıtica para as velocidades
    das part´ıculas. Confrontamos os resultados com soluc¸ ˜oes num´ericas das equac¸ ˜oes de movimento,
    onde utilizamos o m´etodo de Runge-Kutta de quarta ordem. Os resultados demonstram:
    bom acordo entre as teorias anal´ıtica e num´erica; as cadeias afiladas exponencialmente para
    frente s˜ao as mais indicadas nos projetos de absorvedores (apresentam decaimento exponencial
    do momento linear); um cen´ario mais fraco para a propagac¸ ˜ao da energia cin´etica (devido a
    dependˆencia quadr´atica com a velocidade), por´em o momento linear ´e a grandeza relevante no
    contexto de impactos. Al´em disso, obtivemos bom acordo com resultados experimentais apresentados
    por F. Melo e colaboradores (2006). Dessa forma, apresentamos express˜oes anal´ıticas
    que capturam corretamente as propagac¸ ˜oes de momento linear e energia cin´etica em cadeias
    granulares afiladas. Estes sistemas, realmente demonstram serem excelentes para absorver ondas
    de choque, atenuando pulsos de momento linear e saturando pulsos de energia cin´etica.
    Uma extens˜ao deste trabalho ser´a estudar cadeias decoradas afiladas com pr´e-compress˜ao, que
    permitem a absorc¸ ˜ao de ondas de choque com n´umero menor de gr˜aos nas cadeias (cadeias
    curtas).

  • ANDERSON PEREIRA PINHEIRO
  • Dinâmica Quântica de um circuito RLC mesoscópico
  • Data: 30/06/2011
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Nesta dissertação, apresentamos uma descrição quântica de um circuito RLC mesoscópico
    sem fonte. Com esta finalidade, modelamos este sistema para aquele de um oscilador harmônico
    amortecido, que é descrito pelo Hamiltoniano de Caldirola-Kanai. Então, com a ajuda do
    método de invariantes quânticos, resolvemos a equação de Schrödinger para este Hamiltoniano
    e escrevemos as funções de onda correspondentes em termos da solução particular da equação
    de Milne-Pinney. Também construímos estados coerentes para o circuito RLC quantizado,
    e calculamos as flutuações quânticas da carga e do fluxo magnético, bem como o produto de
    incerteza correspondente.

  • ANDERSON PEREIRA PINHEIRO
  • Data: 30/06/2011

  • JOSE JAMILTON RODRIGUES DOS SANTOS
  • Tópicos em Cosmologia com Campos Escalares
  • Data: 20/05/2011
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Modelos cosmológicos envolvendo campos escalares permitem a descrição de uma fase de expansão cósmica acelerada e, portanto, se apresentam como uma alternativa promissora no estudo da inflação cósmica e da energia escura. Estamos aqui interessados em analisar esses modelos cosmológicos; em especial, vamos explorar soluções cosmológicas baseadas no formalismo de primeira ordem. A inclusão desse método favorece a busca por soluções analíticas na cosmologia com campos escalares e isso é particularmente interessante no caso em que consideramos o componente de matéria não relativística (poeira) na presença da energia escura, afim de construir um modelo cosmológico capaz de explicar, em bom acordo com os dados observacionais, a atual fase de aceleração cósmica. Considerando um regime de violação de Lorentz, a utilização desse método nos permitiu verificar que novas considerações devem ser implementadas, para que o regime inflacionário possa resolver o problema das condições iniciais. Outra questão de interesse, que pode ser analisada com auxílio do formalismo de primeira ordem, leva em conta a possibilidade da equação de estado da energia escura ser um constante qualquer diferente de -1 e, nesse caso, obtemos que uma grande quantidade de ajuste fino é necessária, o que deve ser interpretado como uma forte evidência em favor de um modelo dinâmico de energia escura. Também introduzimos o chamado método de deformação a modelos inflacionários sob o regime de rolagem lenta e exploramos essa ferramenta em aplicações de corrente interesse na literatura.
  • JOSE JAMILTON RODRIGUES DOS SANTOS
  • Data: 20/05/2011

  • FABRICIO DOS SANTOS GAMA
  • POTENCIAL EFETIVO EM TEORIAS SUPERSIMÉTRICAS COM ALTAS DERIVADAS
  • Data: 06/05/2011
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Teorias com altas derivadas foram introduzidas muito cedo numa tentativa de regularizar
    as divergências ultravioletas das teorias quânticas de campos. Infelizmente, teorias com altas
    derivadas têm uma energia que não é limitada por baixo e parecem levar aos fantasmas, estados
    com norma negativa, que violam a unitariedade. Apesar disso, teorias com altas derivadas
    têm melhores propriedades de renormalização do que as teorias convencionais e assim tem sido
    estudadas à fundo. Recentemente, no contexto de teorias supersimétricas o interesse neste assunto
    tem sido estimulado por estudos sobre, por exemplo, o método de regularização de altas
    derivadas, o modelo de supergravidade de altas derivadas, os aspectos clássicos de modelos de
    supercampo quiral com altas derivadas, etc. Em 2009, Gomes, Nascimento, Petrov e da Silva
    calcularam o superpotencial efetivo para duas versões de modelos de supercampo quiral com
    altas derivadas. Até o momento, nenhum cálculo foi realizado para determinar o superpotencial
    efetivo para algum tipo de versão de teoria de calibre supersimétrica com altas derivadas.
    Preenchemos esta lacuna com a construção de uma teoria de calibre supersimétrica com altas
    derivadas consistente e com o cálculo de contribuições kählerianas para o superpotencial efetivo
    de um laço. Usamos as técnicas de supergráficos de Feynman padrão para obter tais contribuições.
    No presente estudo, mostramos que o superpotencial efetivo kähleriano para a teoria de
    calibre abeliana supersimétrica com altas derivadas não exibe nenhuma divergência, diferente
    das teorias de calibre usuais.

  • FABRICIO DOS SANTOS GAMA
  • Data: 06/05/2011

  • WELLINGTON DE LIMA CAETANO
  • Data: 06/05/2011

  • DANIELLE LIMA DE LOIOLA
  • Orientador : VALDIR BARBOSA BEZERRA
  • Data: 25/04/2011

  • ERMS RODRIGUES PEREIRA
  • Física dos Cristais Líquidos e Gravitação: Pontos de Encontro
  • Data: 14/04/2011
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Aspectos da fisica dos cristais liquidos nematicos sao estudados nesta tese do ponto de vista da geometria riemannina, por meio de modelos analogos de gravitacao. Os topicos escolhidos para estudo foram: optica geometrica e ondulatoria, ondas elasticas, hidrodinamica e conducao de calor. O principal modelo analogo empregado baseia-se na interpretacao do principio de Fermat como um processo de obtencao de geodesicas nulas, onde o material liquido-cristalino e visto como sendo uma variedade riemanniana. Esta abordagem preve que a metrica efetivamente sentida pelo raio luminoso dependa da configuracao das moleculas dentro do cristal liquido e dos indices de refracao paralelo e perpendicular ao eixo de simetria da molecula liquido-cristalina. E sabido que, para o caso especial da existencia de defeitos topologicos dentro do material, metricas efetivas semelhantes as de defeitos cosmologicos (como monopolos globais e cordas cosmicas) sao obtidas. Esta tese desenrola-se sobre a situacao onde existem defeitos topologicos do tipo ourico e do tipo desclinacao (k = 1, c = 0) na fase nematica do material liquido-cristalino. O primeiro problema estudado, em carater de revisao, trata da optica ondulatoria, no que concerne a difracao de luz pelos defeitos citados. Uma vez que ondas planas de comprimento de onda pequeno possuem trajetorias identicas aos raios luminosos, o emprego do modelo analogo e justificado. Assim, mostramos que a luz espalhada por esses defeitos gera padroes de difracao bem caracteristicos, sendo a localizacao dada por expressao algebrica dependente dos indices de refracao paralelo e perpendicular ao eixo de simetria da molecula liquido-cristalina. Tambem mostramos de que forma esses padroes dependem da temperatura do material. O segundo problema estudado trata da optica geometrica e da hidrodinamica dos cristais liquidos nematicos. A partir de uma configuracao de moleculas semelhantes a de uma desclinacao (k = 1, c = 0), permitimos que o material flua radialmente na direcao do eixo do defeito. Em seguida, fazendo uso do fato hidrodinamico de que gradientes de velocidade no material modificam localmente os indices de refracao da molecula, encontramos o perfil de velocidade que deve existir em torno do defeito para que a metrica efetivamente sentida pela luz, que viaja no plano perpendicular ao eixo do defeito, seja a de Schwarzschild no plano equatorial, com raio de Schwarzschild interior ao objeto. Encontramos que os valores absolutos da velocidade de fluido liquido-cristalino podem ser da ordem de alguns metros por segundo, diferindo enormemente dos valores obtidos pela metrica de Gordon para um fluido isotropico em condicoes identicas. O terceiro problema estudado aborda as oscilacoes elasticas na presenca de defeitos. Semelhantemente ao primeiro problema, a trajetoria do som e obtida por uma versao elastica do principio de Fermat e, entao, comparada com uma geodesica nula. Mostramos como defeitos topologicos influenciam nas trajetorias sonoras, assim como no som difratado por eles. O quarto problema trata da conducao de calor na vizinhanca de defeitos. Considerando que os defeitos sao resultantes de uma adicao ou remocao de porcao de material, dando-se seguimento a uma relaxacao elastica do meio, metricas efetivas do espaco perturbado pelo defeito sao encontradas, com expressoes semelhantes as obtidas pelo modelo analogo baseado no principio de Fermat. Essas metricas geram um tensor condutividade termica modificado, dando cabo ao estudo do campo de temperatura nessa situacao. Mostramos que, dependendo dos valores da condutividade termica perpendicular e paralela ao eixo de simetria da molecula liquido-cristalina e do defeito em questao, o gradiente de temperatura pode ser acentuado ou atenuado sobre o defeito, permitindo o controle da resposta termica do material a temperatura, de acordo com a presenca de defeitos. Suscitar um entendimento maior da fisica dos cristais liquidos e de seu emprego como background em modelos analogos de gravitacao e o tema principal de cada um dos problemas analisados.
  • ERMS RODRIGUES PEREIRA
  • Física dos Cristais Líquidos e Gravitação: Pontos de Encontro
  • Data: 14/04/2011
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Aspectos da fisica dos cristais liquidos nematicos sao estudados nesta tese do ponto de vista da geometria riemannina, por meio de modelos analogos de gravitacao. Os topicos escolhidos para estudo foram: optica geometrica e ondulatoria, ondas elasticas, hidrodinamica e conducao de calor. O principal modelo analogo empregado baseia-se na interpretacao do principio de Fermat como um processo de obtencao de geodesicas nulas, onde o material liquido-cristalino e visto como sendo uma variedade riemanniana. Esta abordagem preve que a metrica efetivamente sentida pelo raio luminoso dependa da configuracao das moleculas dentro do cristal liquido e dos indices de refracao paralelo e perpendicular ao eixo de simetria da molecula liquido-cristalina. E sabido que, para o caso especial da existencia de defeitos topologicos dentro do material, metricas efetivas semelhantes as de defeitos cosmologicos (como monopolos globais e cordas cosmicas) sao obtidas. Esta tese desenrola-se sobre a situacao onde existem defeitos topologicos do tipo ourico e do tipo desclinacao (k = 1, c = 0) na fase nematica do material liquido-cristalino. O primeiro problema estudado, em carater de revisao, trata da optica ondulatoria, no que concerne a difracao de luz pelos defeitos citados. Uma vez que ondas planas de comprimento de onda pequeno possuem trajetorias identicas aos raios luminosos, o emprego do modelo analogo e justificado. Assim, mostramos que a luz espalhada por esses defeitos gera padroes de difracao bem caracteristicos, sendo a localizacao dada por expressao algebrica dependente dos indices de refracao paralelo e perpendicular ao eixo de simetria da molecula liquido-cristalina. Tambem mostramos de que forma esses padroes dependem da temperatura do material. O segundo problema estudado trata da optica geometrica e da hidrodinamica dos cristais liquidos nematicos. A partir de uma configuracao de moleculas semelhantes a de uma desclinacao (k = 1, c = 0), permitimos que o material flua radialmente na direcao do eixo do defeito. Em seguida, fazendo uso do fato hidrodinamico de que gradientes de velocidade no material modificam localmente os indices de refracao da molecula, encontramos o perfil de velocidade que deve existir em torno do defeito para que a metrica efetivamente sentida pela luz, que viaja no plano perpendicular ao eixo do defeito, seja a de Schwarzschild no plano equatorial, com raio de Schwarzschild interior ao objeto. Encontramos que os valores absolutos da velocidade de fluido liquido-cristalino podem ser da ordem de alguns metros por segundo, diferindo enormemente dos valores obtidos pela metrica de Gordon para um fluido isotropico em condicoes identicas. O terceiro problema estudado aborda as oscilacoes elasticas na presenca de defeitos. Semelhantemente ao primeiro problema, a trajetoria do som e obtida por uma versao elastica do principio de Fermat e, entao, comparada com uma geodesica nula. Mostramos como defeitos topologicos influenciam nas trajetorias sonoras, assim como no som difratado por eles. O quarto problema trata da conducao de calor na vizinhanca de defeitos. Considerando que os defeitos sao resultantes de uma adicao ou remocao de porcao de material, dando-se seguimento a uma relaxacao elastica do meio, metricas efetivas do espaco perturbado pelo defeito sao encontradas, com expressoes semelhantes as obtidas pelo modelo analogo baseado no principio de Fermat. Essas metricas geram um tensor condutividade termica modificado, dando cabo ao estudo do campo de temperatura nessa situacao. Mostramos que, dependendo dos valores da condutividade termica perpendicular e paralela ao eixo de simetria da molecula liquido-cristalina e do defeito em questao, o gradiente de temperatura pode ser acentuado ou atenuado sobre o defeito, permitindo o controle da resposta termica do material a temperatura, de acordo com a presenca de defeitos. Suscitar um entendimento maior da fisica dos cristais liquidos e de seu emprego como background em modelos analogos de gravitacao e o tema principal de cada um dos problemas analisados.
  • ERMS RODRIGUES PEREIRA
  • Data: 14/04/2011

  • EVERTON CAVALCANTE
  • DECAIMENTO DO PRÓTON E MASSA DOS LÉPTONS NUMA EXTENSÃO DE GAUGE DO MODELO PADRÃO
  • Orientador : PAULO SERGIO RODRIGUES DA SILVA
  • Data: 30/03/2011
  • Mostrar Resumo
  • Nesta dissertação abordaremos as simetrias de número bariônico e leptônico do modelo
    padrão como manifestações em baixas energias de teorias mais fundamentais. Por meio de
    operadores efetivos, estudaremos termos de massa para léptons e modos de decaimento para
    o próton. Também estudaremos a predição quanto ao tempo de decaimento do próton num
    modelo de grande unificação específico (modelo SU(5) mínimo), comparando com o limite experimental
    do Super-Kamiokande. Por último apontaremos alguns problemas numa extensão
    de gauge do modelo padrão (modelo SUC(3)
    SUL(3)
    UN(1) mínimo), diminuindo seu conteúdo
    de campos escalares, onde os operadores efetivos para massa dos léptons e decaimento
    do próton serão manipulados através da introdução de certas simetrias discretas.

  • EVERTON CAVALCANTE
  • Orientador : PAULO SERGIO RODRIGUES DA SILVA
  • Data: 30/03/2011

  • LUCIO FABIO PEREIRA DA SILVA
  • Estruturas não riemannianas e a inserção do espaço-tempo em dimensões superiores
  • Data: 28/02/2011
  • Mostrar Resumo
  • Consideramos a geometria de uma conexão a…m e abordamos como exemplos, as geome-
    trias de Weyl e Riemann-Cartan, esta ultima considerando o caso em que a torção é semi-
    simétrica. Após uma exposição moderna das propriedades destas geometrias, abordamos o
    problema de imersões isométricas em espaços de Weyl e de torção semi-simétrica. Intro-
    duzimos um roteiro para a obtenção da curvatura extrínseca, operador de Weingarten e das
    equações de Gauss-Codazzi para tais espaços. Em seguida, analisamos as propriedades de
    uma estrutura de Weyl em um espaço produto distorcido (EPD) e analisamos as geodési-
    cas das folhas em tal espaço. Consideramos, também, o caso particular quando o espaço
    ambiente para um (EPD) com uma geometria de Riemann-Cartan. Mostramos como o con-
    …namento e as propriedades de estabilidade de geodésicas próximas ao mundo-brana podem
    ser afetadas pela torção do bulk. Deste modo, construímos um análogo clássico do con…na-
    mento quântico inspirado em modelos de teoria de campo, substituindo um campo escalar
    por um campo de torção.

  • DORILSON SILVA CAMBUI
  • Dinâmica de Partículas Auto-Propelidas

  • Data: 28/02/2011
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  • LAZARO LUIZ FRATONI RODRIGUES
  • TRANSMISSÃO VERTICAL E HORIZONTAL DE PARASITAS USANDO AUTÔMATOS CELULARES PROBABILÍSTICOS
  • Data: 28/02/2011
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Uma ampla faixa de patógenos são propagados por uma combinação de transmissão horizontal
    e vertical, dentre os quais podemos destacar: microesporídeos, helmintos, bactérias, fungos
    e vírus de plantas e animais, incluindo importantes microorganismos parasitas de humanos
    como o HIV, HTLV-1, cytomgalovírus, vários tipos de hepatite e herpes simples [Proc. R. Soc.
    Lond. B 260: 321-327]. Neste trabalho, o espalhamento vertical (infecção de mãe pra filhos) e
    a transmissão horizontal (infecção por contágio) numa população de indivíduos em movimento
    são discutidos usando um autômato celular probabilístico implementado numa rede quadrada.
    Em tal modelo, generalizamos o autômato encontrado em [J. Phys. A : Math. Gen. 27: 1585-
    1597] para incluir a transmissão vertical. A regra local consiste de duas sub-regras: a primeira,
    aplicada sincronadamente, modela nascimentos, mortes e infecções; a segunda, aplicada sequencialmente,
    descreve o movimento dos indivíduos. Este modelo contem sete parâmetros: as
    probabilidades b para um suscetível tornar-se infectado pelo contato com infecçiosos; o coeficiente
    de natalidade by de infectados nascidos de um infectado; os respectivos coeficientes de
    natalidade bx e e de suscetíveis nascidos de um suscetível ou de um infectado; os respectivos
    coeficientes de mortalidade ux e uy de suscetíveis e infectados; e um parâmetro m caracterizando
    o movimento dos indivíduos. Neste sistema é possível um estado endêmico (suscetíveis
    coexistindo com infectados) ou um estado livre de doenças (sem infectados). Salienta-se que
    um estado em que toda a população torna-se infectada é possível no caso de transmissão vertical
    perfeita, i.e. pais infectados possuem apenas descendentes infectados.

  • LAZARO LUIZ FRATONI RODRIGUES
  • TRANSMISSÃO VERTICAL E HORIZONTAL DE PARASITAS USANDO AUTÔMATOS CELULARES PROBABILÍSTICOS
  • Data: 28/02/2011
  • Mostrar Resumo
  • Uma ampla faixa de patógenos são propagados por uma combinação de transmissão horizontal
    e vertical, dentre os quais podemos destacar: microesporídeos, helmintos, bactérias, fungos
    e vírus de plantas e animais, incluindo importantes microorganismos parasitas de humanos
    como o HIV, HTLV-1, cytomgalovírus, vários tipos de hepatite e herpes simples [Proc. R. Soc.
    Lond. B 260: 321-327]. Neste trabalho, o espalhamento vertical (infecção de mãe pra filhos) e
    a transmissão horizontal (infecção por contágio) numa população de indivíduos em movimento
    são discutidos usando um autômato celular probabilístico implementado numa rede quadrada.
    Em tal modelo, generalizamos o autômato encontrado em [J. Phys. A : Math. Gen. 27: 1585-
    1597] para incluir a transmissão vertical. A regra local consiste de duas sub-regras: a primeira,
    aplicada sincronadamente, modela nascimentos, mortes e infecções; a segunda, aplicada sequencialmente,
    descreve o movimento dos indivíduos. Este modelo contem sete parâmetros: as
    probabilidades b para um suscetível tornar-se infectado pelo contato com infecçiosos; o coeficiente
    de natalidade by de infectados nascidos de um infectado; os respectivos coeficientes de
    natalidade bx e e de suscetíveis nascidos de um suscetível ou de um infectado; os respectivos
    coeficientes de mortalidade ux e uy de suscetíveis e infectados; e um parâmetro m caracterizando
    o movimento dos indivíduos. Neste sistema é possível um estado endêmico (suscetíveis
    coexistindo com infectados) ou um estado livre de doenças (sem infectados). Salienta-se que
    um estado em que toda a população torna-se infectada é possível no caso de transmissão vertical
    perfeita, i.e. pais infectados possuem apenas descendentes infectados.

  • ITALO'IVO LIMA DIAS PINTO
  • Propriedades de transporte em meios granulares unidimensionais
  • Data: 25/02/2011
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Estudamos dois problemas envolvendo meios granulares, o transporte de calor em gases
    granulares viscosos e a propagac¸ ˜ao de pulsos mecˆanicos em cadeias granulares de an´eis
    tor´oidais. Para estudar o transporte de calor em gases granulares, consideramos dois mecanismos
    de dissipac¸˜ao viscosa durante as colis˜oes entre gr˜aos. No primeiro mecanismo, a forc¸a
    dissipativa ´e proporcional `a velocidade do gr˜ao e dissipa n˜ao apenas energia mas tamb´em
    momentum. No outro, a forc¸a dissipativa ´e proporcional a velocidade relativa dos gr˜aos e
    portanto conserva momento mesmo quando dissipa energia. Isso nos permite explorar o papel
    da conservac¸ ˜ao do momento nas propriedades de transporte de calor desse sistema n˜aolinear
    unidimensional. Encontramos uma condutividade t´ermica n˜ao divergente com ou sem
    conservac¸ ˜ao de momento. Para o sistema onde n˜ao h´a conservac¸ ˜ao do momento obtemos que o fluxo de calor decresce mais rapidamente do que a perda de energia por dissipac¸ ˜ao devido
    aos choques inel´asticos, diferente do que ocorre no sistema com momento conservado, indicando
    que a conservac¸ ˜ao de momento apresenta um papel relevante. Tamb´em implementamos
    uma aproximac¸ ˜ao de colis˜oes bin´arias para estudar a propagac¸ ˜ao de pulsos em uma cadeia deunidimensional de an´eis toroidais (O-rings). Em particular, chegamos a resultados anal´ıticos a
    partir dos quais a velocidade do pulso ´e obtida por quadratura simples. A velocidade do pulso
    assim calculada ´e comparada com a velocidade obtida por integrac¸ ˜ao num´erica das equac¸ ˜oes
    de movimento. Estudamos cadeias com e sem precompress˜ao, cadeias precomprimidas por
    uma forc¸a constante nas duas extremidades, (precompress˜ao constante) e cadeias precomprimidaspela gravidade (precompress˜ao vari´avel). A aplicac¸ ˜ao da aproximac¸ ˜ao de colis˜oes bin´ariaspara cadeias precomprimidas nos d´a uma importante generalizac¸ ˜ao de uma teoria que at´e ent˜aos´o havia sido desenvolvida para cadeias sem precompress˜ao, ou seja, para cadeias em v´acuosˆonico. As velocidades calculadas usando a aproximac¸ ˜ao de colis˜oes bin´arias apresentaramuma boa concordˆancia com os resultados obtidos a partir das simulac¸ ˜oes num´ericas, com erros relativos inferiores a 8%.

2010
Descrição
  • José Fernando Oliveira de Souza
  • Aneis quânticos em superfícies não orientáveis
  • Data: 22/12/2010
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Neste trabalho, exploramos o elo entre geometria e propriedades físicas no caso de anéis quânticos
    bidimensionais. Com o foco nas estruturas mesoscópicas não-orientáveis, resolvemos o problema da
    faixa de Möbius quântica, um anel quântico cuja superfície de confinamento é uma faixa de Möbius, e
    investigamos de que maneira as propriedades físicas de tais estruturas respondem à variação geométrica
    característica dessa particular configuração de confinamento. Mais precisamente, investigamos o modo
    pelo qual a adoção de condições de contorno associadas a essa configuração geométrica específica, em
    particular, pode interferir nas propriedades gerais dos anéis quânticos bidimensionais. Além disso,
    ainda estudamos a versão generalizada do problema, em que a faixa de Möbius apresenta um número
    finito n de torções.

  • José Fernando Oliveira de Souza
  • Data: 22/12/2010

  • MARCELO DA SILVA VIEIRA
  • DINÂMICA DE PARTÍCULAS EM MEIOS PERIÓDICOS
  • Orientador : CLAUDIO BENEDITO SILVA FURTADO
  • Data: 22/12/2010
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  • Não Informado

  • MIRLEIDE DANTAS LOPES
  • Teorema do índice em superfícies curvas de grafeno e fases de Berry
  • Data: 02/12/2010
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  • O grafeno consiste em uma estrutura bidimensional hexagonal constituída apenas
    por átomos de carbono. Trata-se de uma molécula bastante peculiar, pois em
    baixas energias o seu hamiltoniano pode ser descrito pelo operador de Dirac e
    isso lhe confere características incomuns. Neste trabalho o teorema do índice será
    aplicado ao grafeno. Teorema que permite estimar o número de modos zero das
    variantes geométricas do grafeno por meio das características topológicas destas
    moléculas. Por fim, observa-se que o índice do hamiltoniano deste sistema pode ser
    descrito em termos das fases de Berry. E dessa forma, investiga-se a possibilidade
    de fazer computação quântica holonômica, a partir da topologia de tais moléculas

  • MIRLEIDE DANTAS LOPES
  • Data: 02/12/2010

  • DIBARTOLOMEI ANTONIO PEREIRA DE LIMA
  • Orientador : PAULO SERGIO RODRIGUES DA SILVA
  • Data: 19/11/2010

  • JILVAN LEMOS DE MELO
  • Quantização de Landau para Quadrupolos Elétricos
  • Data: 22/10/2010
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Neste trabalho discutimos a importância das fases quânticas usando o Efeito Aharonov-
    Bohm para partículas carregadas e partículas neutras com momento de dipolo magnético (Efeito
    Aharonov-Casher) e momento de dipolo elétrico (Efeito He-McKellar-Wilkens), e átomos com
    momento de quadrupolo elétrico. Tira-se vantagem do estudo inicial de tais sistemas para
    mostrar a emersão de níveis de Landau na dinâmica de uma partícula em duas situações: quando
    a partícula está carregada e quando ela é neutra. No caso de uma partícula neutra é considerado
    que esta possui momento de dipolo elétrico. Além disso é a primeira vez que é abordado um
    átomo neutro com momento de quadrupolo elétrico.

  • JILVAN LEMOS DE MELO
  • Data: 22/10/2010

  • TONY SILVA ALMEIDA
  • Geometria de Weyl e a teoria gravitacional de Nordström
  • Data: 20/08/2010
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Nesse dissertação descrevemos a teoria da gravitação escalar de Norsdtröm em diferentes formalismos. Iniciamos tratando esta teoria em sua formulação original, que ficou conhecida por manter a estrutura geométrica da relatividade especial. A seguir revisamos a formulação métrica da teoria de Nordström, devido à Einstein e Fokker, que descreve a gravitação como manifestação da curvatura do espaço-tempo. Nessa formulação, descrevemos as predições da teoria de Nordström para alguns efeitos gravitacionais observados, tais comoo movimento do periélio de Mercúrio e o atraso gravitacional da luz. Finalmente introduzimos a geometria de Weyl juntamente com o conceito das transformações de calibre para fazer a transição da formulação métrica em Einstein-Fokker (referencial de Riemann) para o espaço-tempo de Minkowski (referencial de Weyl), onde o campo gravitacional fica codificado pela conexão afim de Weyl. Mostramos também que a estrutura geodésica nessas três formulações é idêntica.
  • TONY SILVA ALMEIDA
  • Geometria de Weyl e a teoria gravitacional de Nordström
  • Data: 20/08/2010
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  • Nesse dissertação descrevemos a teoria da gravitação escalar de Norsdtröm em diferentes formalismos. Iniciamos tratando esta teoria em sua formulação original, que ficou conhecida por manter a estrutura geométrica da relatividade especial. A seguir revisamos a formulação métrica da teoria de Nordström, devido à Einstein e Fokker, que descreve a gravitação como manifestação da curvatura do espaço-tempo. Nessa formulação, descrevemos as predições da teoria de Nordström para alguns efeitos gravitacionais observados, tais comoo movimento do periélio de Mercúrio e o atraso gravitacional da luz. Finalmente introduzimos a geometria de Weyl juntamente com o conceito das transformaçõesde calibre para fazer a transição da formulação métrica em Einstein-Fokker (referencial de Riemann) para o espaço-tempo de Minkowski (referencial de Weyl), onde o campo gravitacional fica codificado pela conexão afim de Weyl. Mostramos também que a estrutura geodésica nessas três formulações é idêntica. Palavras chaves: Relatividade especial, geometria de Weyl, gravitação escalar, teoria de Nordströmiii
  • ALTEMAR LOBAO DE SOUSA JUNIOR
  • Data: 13/08/2010

  • RUBENS SILVA
  • Data: 23/07/2010

  • TACIANO AMARAL SORRENTINO
  • Data: 30/06/2010

  • EMERSON DE LIMA
  • Data: 26/05/2010

  • EDUARDO RAFAEL FIGUEIREDO MEDEIROS
  • Análise do Movimento Quântico de Partículas Relativísticas sob Ação de Potenciais Vetoriais e Escalares
  • Data: 15/04/2010
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  • Apresentamos uma revisao sobre a origem e a natureza dos defeitos topologicos, que surgem a partir de transicoes de fase que podem ter ocorrido no inicio do processo de formacao do universo; sobre a mecanica quantica nao-relativistica e relativistica; e sobre as auto-forcas gravitacional e eletrostatica que emergem da topologia conica do espaco-tempo gerado pela corda cosmica. Utilizando estas ferramentas, estudamos o movimento de uma particula carregada na presenca de uma corda cosmica, paralela a um campo magnetico uniforme, de magnitude constante, que poderia servir de modelo para um campo magnetico primordial. Tambem consideramos a geometria anti-conica de uma desclinacao negativa, defeito topologico analogo a corda cosmica estudado em materia condensada. Calculamos, exatamente, a influencia da topologia e do campo magnetico no espectro de energia da particula e encontramos o angulo de mudanca de fase para seus estados espalhados. No espaco-tempo plano, estudamos sistemas com simetria esferica e investigamos a dinamica de uma particula escalar, resolvendo, exatamente, as equacoes de Klein-Gordon e Dirac, considerando potenciais centrais.
  • EDUARDO RAFAEL FIGUEIREDO MEDEIROS
  • Análise do Movimento Quântico de Partículas Relativísticas sob Ação de Potenciais Vetoriais e Escalares
  • Data: 15/04/2010
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  • Apresentamos uma revisao sobre a origem e a natureza dos defeitos topologicos, que surgem a partir de transicoes de fase que podem ter ocorrido no inicio do processo de formacao do universo; sobre a mecanica quantica nao-relativistica e relativistica; e sobre as auto-forcas gravitacional e eletrostatica que emergem da topologia conica do espaco-tempo gerado pela corda cosmica. Utilizando estas ferramentas, estudamos o movimento de uma particula carregada na presenca de uma corda cosmica, paralela a um campo magnetico uniforme, de magnitude constante, que poderia servir de modelo para um campo magnetico primordial. Tambem consideramos a geometria anti-conica de uma desclinacao negativa, defeito topologico analogo a corda cosmica estudado em materia condensada. Calculamos, exatamente, a influencia da topologia e do campo magnetico no espectro de energia da particula e encontramos o angulo de mudanca de fase para seus estados espalhados. No espaco-tempo plano, estudamos sistemas com simetria esferica e investigamos a dinamica de uma particula escalar, resolvendo, exatamente, as equacoes de Klein-Gordon e Dirac, considerando potenciais centrais.
  • EDUARDO RAFAEL FIGUEIREDO MEDEIROS
  • Data: 15/04/2010

  • ALESANDRO FERREIRA DOS SANTOS
  • Data: 12/03/2010

  • ANDRE ALENCAR DA COSTA
  • Data: 24/02/2010

  • ANIBAL LIVRAMENTO DA SILVA NETTO
  • Data: 24/02/2010

2009
Descrição
  • JOSE CARLOS JUSTINO DA SILVA
  • Data: 18/12/2009

  • CLEVERSON FILGUEIRAS
  • Data: 27/11/2009

  • KNUT BAKKE FILHO
  • Data: 06/11/2009

  • HERMES MANGUEIRA DINIZ FILHO
  • Data: 02/10/2009

  • SIMONE VICENTE DE OLIVEIRA
  • Data: 04/09/2009

  • DIEGO ALEJANDRO COGOLLO APONTE
  • Data: 28/08/2009

  • DANIEL PALHETA PEREIRA
  • Data: 14/08/2009

  • THIERRY MARCELINO PASSERAT DE SILANS
  • Data: 26/06/2009

  • FARINALDO DA SILVA QUEIROZ
  • Data: 06/04/2009

  • HERONDY FRANCISCO SANTANA MOTA
  • Estudos sobre o comportamento de sistemas quanticos no espaco-tempo de Safko-Witten
  • Data: 19/03/2009
  • Mostrar Resumo
  • Nesta disserta¸c˜ao obtemos as solu¸c˜oes das equa¸c˜oes de Einstein-Maxwell gerada
    por uma fonte constitu´ıda por um tubo de mat´eria, em cujo interior existe um campo
    magn´etico axial, e no exterior, um campo magn´etico circular. Estas solu¸c˜oes s˜ao
    particularizadas, de tal modo que o campo magn´etico externo ´e tomado como sendo
    nulo e o interior ´e pouco intenso (espa¸co-tempo de Safko-Witten).
    Encontramos as solu¸c˜oes das equa¸c˜oes de Klein-Gordon e Dirac bem como o desvio
    de fase e a amplitude de espalhamento no espa¸co-tempo de Safko-Witten e mostramos
    como essas quantidades dependem da estrutura cˆonica do espa¸co-tempo exterior ao
    tubo de mat´eria e da geometria do campo gravitacional na regi˜ao interior.
    Consideramos um campo escalar com massa, no caso particular em que a solu¸c˜ao
    interior n˜ao ´e levada em conta. Calculamos a energia de ponto zero e mostramos o
    efeito da conicidade da geometria do espa¸co-tempo exterior sobre o resultado obtido.

  • HERONDY FRANCISCO SANTANA MOTA
  • Estudos sobre o comportamento de sistemas quânticos no espaço-tempo de Safko-Witten
  • Data: 19/03/2009
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  • Nesta disserta¸c˜ao obtemos as solu¸c˜oes das equa¸c˜oes de Einstein-Maxwell gerada
    por uma fonte constitu´ıda por um tubo de mat´eria, em cujo interior existe um campo
    magn´etico axial, e no exterior, um campo magn´etico circular. Estas solu¸c˜oes s˜ao
    particularizadas, de tal modo que o campo magn´etico externo ´e tomado como sendo
    nulo e o interior ´e pouco intenso (espa¸co-tempo de Safko-Witten).
    Encontramos as solu¸c˜oes das equa¸c˜oes de Klein-Gordon e Dirac bem como o desvio
    de fase e a amplitude de espalhamento no espa¸co-tempo de Safko-Witten e mostramos
    como essas quantidades dependem da estrutura cˆonica do espa¸co-tempo exterior ao
    tubo de mat´eria e da geometria do campo gravitacional na regi˜ao interior.
    Consideramos um campo escalar com massa, no caso particular em que a solu¸c˜ao
    interior n˜ao ´e levada em conta. Calculamos a energia de ponto zero e mostramos o
    efeito da conicidade da geometria do espa¸co-tempo exterior sobre o resultado obtido.

  • BERTULIO DE LIMA BERNARDO
  • Data: 13/03/2009

  • THIAGO ROBERTO DA POSSA CARAMES
  • Data: 11/03/2009

  • CARLOS EDUARDO FERREIRA LOPES
  • Data: 06/03/2009

  • FRANCISCO GERALDO DA COSTA FILHO
  • Data: 06/03/2009

  • CARLOS HEITOR GOMES BÉSSA
  • Algumas Contribuicoes ao Estudo de Sistemas Classicos e Quanticos em Espacos Curvos
  • Data: 05/03/2009
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Nesta tese discutimos diversos aspectos das teorias classica e qu^antica dos campos em espacos-tempo curvos. Comecamos com o estudo do movimento Browniano de partculas no espaco-tempo de Robertson-Walker devido as utuac~oes do vacuo de um campo eletromagnetico. Encontramos que a velocidade quadratica media das partculas depende do fator de escala do universo. Esse movimento Browniano pode ser interpretado devido ao fato das partculas adquirirem energia da geometria dependente do tempo desse espaco-tempo, um fen^omeno que n~ao ocorre num espaco-tempo estatico. Estudamos diversos tipos de acoplamentos entre o campo eletromagnetico e as partculas e diferentes modelos de universo. Tambem consideramos dois tipos diferentes de sistemas, a saber: partculas livres, as quais se movem ao longo de geodesicas, e partculas em sistemas ligados. Existem algumas diferencas signi cantes entre os dois casos, o qual ilustra que o movimento n~aogeod esico altera os efeitos das utuac~oes do vacuo. Em seguida, discutimos o efeito Casimir, que e outro efeito bastante estudado em teoria qu^antica dos campos. Aqui, investigamos o efeito da geometria do espacotempo de de Sitter e de uma topologia do tipo S1 sobre um sistema de duas placas paralelas submetidas, na regi~ao entre elas, a condic~oes de contorno de Robin. Vimos que tanto a topologia como a constante cosmologica podem atuar como fonte de atrac~ao ou repuls~ao entre as placas. No caso da topologia e mostrado que, a depender da condic~ao de contorno ser periodica ou anti-periodica podemos ter uma atrac~ao, no caso da primeira, ou uma repuls~ao, no caso da segunda. Ja do ponto de vista da geometria, se considerarmos diferentes vacuos, ou diferentes constantes cosmologicas, nas regi~oes entre as placas e fora delas, os mesmos efeitos de atrac~ao ou repuls~ao podem ocorrer. Discutimos que tanto a topologia como a constante cosmologica podem vir a ser fontes de uma energia escura. iv Investigamos ainda um problema de eletromagnetostatica no espaco-tempo de Schwarzschild-de Sitter (SdS), calculando, primeiramente, o potencial eletrostatico de uma carga pontual nesse espaco-tempo. Assumimos que a constante cosmologica possui o valor,  = 1=9m2 , que equivale ao caso extremo. Neste caso, n~ao existe regi~ao estacionaria para esse espaco-tempo, sendo assim, o potencial eletrostatico funciona como um potencial auxiliar para o estudo do potencial magnetostatico de uma corrente que cai radialmente em direc~ao a esse espaco-tempo.
  • CARLOS HEITOR GOMES BÉSSA
  • Data: 05/03/2009

  • MARCOS ANTONIO MATOS SOUZA
  • Data: 27/02/2009

  • RODRIGO CESAR FONSECA DA SILVA
  • Data: 27/02/2009

  • EDILBERTO OLIVEIRA SILVA
  • Data: 20/02/2009

  • WHASHINGTON DE LIMA
  • Data: 20/02/2009

  • KELLY CHRISTIAN TOLENTINO DOMINGUEZ
  • Emissão laser em meios espalhadores com ganho: estudos experimentais em soluções etanóicas e aquosas
  • Data: 22/01/2009
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • A emissão de luz tipo laser a partir de meios altamente espalhadores com ganho
    com realimentação incoerente é a abordagem desta tese. Estes meios são altamente
    desordenados e divergem do conceito tradicional do laser convencional, pois eles podem
    emitir luz muito intensa e monocromática sem a necessidade de uma cavidade.
    Ao longo dessa tese, detalhamos diversos estudos experimentais onde temos usado
    diversos corantes lasers da família das rodaminas em solução, às soluções temos
    adicionado nanopartículas de TiO2, tais nanopartículas realizam o papel de meio
    espalhador. O regime de espalhamento nesse sistema é difusivo pelo que a probabilidade
    do fóton confinado retornar ao ponto inicial de incidência é pouco provável, por tanto
    qualquer efeito de interferência das ondas associadas aos fótons podem ser
    negligenciadas.
    No capítulo 1 é feita uma apresentação rápida dos conceitos fundamentais sobre
    lasers e detalhando a física dos lasers de corante, logo falamos sobre o processo de
    espalhamento múltiplo de fótons.
    Iniciamos o capítulo 2 fazendo uma revisão histórica do laser aleatório com
    realimentação incoerente e discutimos alguns mecanismos que podem estar envolvidos no
    processo de geração de luz com características laser.
    No capítulo 4 apresentamos resultados de um estudo meticuloso sobre o limiar em
    lasers aleatórios considerando a influência tanto da densidade de espalhadores como da
    concentração de corante
    xviii
    O capítulo 5 é dedicado ao estudo da influencia da agregação molecular e da
    emissão bicromática nas propriedades da emissão de um laser aleatório quando a
    concentração do meio de ganho é relativamente alta.
    No capítulo 6 apresentamos um novo método baseado na emissão de sistemas
    laser aleatório para determinar a energia de ligação entre moléculas individuais que se
    juntaram para formar agregados. Essa agregação sempre acontece entre as de moléculas
    de corante em solução, formando assim dímeros, trímeros, etc. Em primeira aproximação
    podemos falar de dimerização que é a formação de unicamente dímeros no processo
    global da agregação. Para descrever teoricamente essa nova técnica, utilizamos um
    modelo excitônico baseado na teoria quântica que explica como devido á dimerização a
    banda de absorção do monômero se desdobra em duas novas bandas: uma a altas energias
    (banda H) e outra a baixas energias (banda J). Os nossos resultados concordam muito bem
    com aqueles obtidos através de técnicas de absorção que são um tanto mais complicadas
    de se realizar experimentalmente. Usando nossa técnica determinamos a energia de
    ligação entre dímeros formados em diversos tipos de corantes da família das rodaminas.
    Finalmente, no capítulo 7 mostramos que possível se obter um laser aleatório com
    alta eficiência a partir de soluções aquosas contendo rodamina 6G. Nós adicionamos
    Dodecil Sulfato de Sódio (SDS, sigla em inglês), um surfactante aniônico, a uma solução de
    rodamina 6G (catiônica). Ambos os componentes foram preparados em diferentes
    concentrações. A ação do SDS sobre a rodamina 6G é inibir a agregação molecular e
    reorientar as moléculas agregadas remanescentes na solução a fim de formar agregados
    fluorescentes. Mostramos também que a eficiência deste tipo de sistemas atinge seu
    máximo para concentrações pouco acima da concentração micelar critica do SDS.

2008
Descrição
  • MAURO JOSE DOS SANTOS
  • Data: 18/12/2008

  • MARCO AURELIO DOS SANTOS CRUZ
  • Data: 15/12/2008

  • JOSEVI DE SOUZA CARVALHO
  • Data: 14/11/2008

  • LINCOLN RODRIGUES RIBEIRO FILHO
  • Dinâmica de uma partícula neutra em mecânica quântica não comutativa e em um regime de quebra da simetria de Lorentz
  • Data: 13/11/2008
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Investigamos alguns fenômenos quânticos, como fases topológicas e quantização de Landau, em um contexto não relativístico da mecânica quântica não comutativa e em regime de quebra da simetria de Lorentz. Apresentamos esses efeitos como o estudo da mecânica quântica do movimentos de partículas neutras na presença de campos eletromagnéticos. Por isso usamos a denominação "efeitos análogos". Sob certas condições para configuração dos campos, podemos encontrar níveis de energia quantizados para o sistema formado por partículas neutras acopladas ao campo eletromagnético. Outros efeitos análogos podem ser obtidos através de transformações de dualidade, como as transformações de dualidade de Heaviside por exemplo. No contexto de violação da simetria de Lorentz, encontramos alguns efeitos relacionado ao background que controla a quebra da isotropia do vácuo. Contribuições interessantes para a fase de Anandan são obtidas. Nesse mesmo cenário, construímos níveis de energia de Landau para partículas neutras num ambiente de quebra da invariância de Lorentz. Como outra maneira de quebra da invariância de Lorentz, estudamos fases topológicas para partículas neutras levando em conta a não-comutatividade das coordenadas do espaço e do espaço de fase. Também analisamos um análogo da quantização de Landau para partículas neutras no cenário não-comutativo. De posse das funções de onda relacionadas aos níveis de Landau, investigamos um análogo da quantização do efeito Hall para partículas neutras na presença de campos eletromagnéticos. Consideramos também um análogo do efeito Hall quântico para uma partícula neutra na presença de um background que determina a violação da simetria de Lorentz
  • DENIS BARROS BARBOSA
  • Data: 10/10/2008

  • ALEX DA SILVA
  • Data: 08/09/2008

  • REBECA DOURADO GONCALVES
  • Data: 21/08/2008

  • ALBERES LOPES DE LIMA
  • SOBRE APLICACOES DA TEORIA QUANTICA DE INVARIANTES A SISTEMAS HAMILTONIANOS DEPENDENTES DO TEMPO
  • Data: 20/06/2008
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Na presente tese, usamos operadores invariantes lineares `a luz do m´etodo de invariantes dinˆamicos para encontrar as solu¸c˜oes exatas da equa¸c˜ao de Schr¨odinger para um oscilador harmˆonico for¸cado generalizado dependente do tempo em termos das solu¸c˜oes de uma equa¸c˜ao diferencial de segunda ordem que descreve a amplitude de um oscilador harmˆonico amortecido n˜ao-for¸cado. Construimos as solu¸c˜oes do tipo pacotes de ondas gaussianos e calculamos as flutua¸c˜oes quˆanticas das coordenadas e momentos, bem como da correla¸c˜ao entre ambos. Como destaque, mostramos que a largura das flutua¸c˜oes e as correla¸c˜oes do pacote gaussiano n˜ao dependem da for¸ca externa. Como caso particular, aplicamos nosso formalismo ao conhecido oscilador for¸cado de Caldirola-Kanai. Depois, fazemos uma descri¸c˜ao quˆantica da propaga¸c˜ao da luz num meio condutor, homogˆeneo, linear e com densidade de carga nula, usando o modelo de oscilador harmˆonico dependente de tempo numa abordagem fenomenol´ogica usando o gauge de Coulomb, invariantes lineares e o m´etodo do invariante dinˆamico. Obtemos as fun¸c˜oes de onda exatas para este problema em termos de solu¸c˜oes de uma equa¸c˜ao diferencial de segunda ordem que descreve a amplitude do oscilador amortecido cl´assico. Al´em disso, construimos solu¸c˜oes do tipo pacotes de onda gaussianos e calculamos as flutua¸c˜oes e as correla¸c˜oes quˆanticas para cada modo do campo eletromagn´etico quantizado. Em seguida, estendemos nossa investiga ¸c˜ao utilizando tamb´em um operador invariante quadr´atico. Encontramos as fun¸c˜oes de onda exatas para a equa¸c˜ao de Schr¨odinger para a luz num meio condutor com freq¨uˆencia dependente do tempo. Conclu´ımos a presente tese abordando o problema de encontrar fun¸c˜oes de onda (solu¸c˜oes da equa¸c˜ao de Schr¨odinger) exatas, com dependˆencia temporal, para uma part´ıcula aprisionada por campos oscilantes.
  • VICTOR IGNACIO AFONSO
  • Data: 28/03/2008

  • RENILTON CORREIA DA COSTA
  • Data: 14/03/2008

  • RODRIGO JOSE DA SILVA LIMA
  • Data: 14/03/2008

  • JOSECLECIO DUTRA DANTAS
  • Data: 27/02/2008

  • LUCIO FABIO PEREIRA DA SILVA
  • Data: 20/02/2008

2007
Descrição
  • FERDINANDE DA CONCEICAO SOUSA
  • Data: 23/11/2007

  • JANSEN BRASILEIRO FORMIGA
  • Data: 13/08/2007

  • EDUARDO MARCOS RODRIGUES DOS PASSOS
  • Data: 22/06/2007

  • EDUARDO MARCOS RODRIGUES DOS PASSOS
  • Data: 02/06/2007

  • JOSE JAMILTON RODRIGUES DOS SANTOS
  • Data: 28/03/2007

  • CAIO VELOSO SATIRO
  • Data: 07/03/2007

  • TIAGO HOMERO MARIZ DO NASCIMENTO
  • Data: 28/02/2007

  • ERMS RODRIGUES PEREIRA
  • Data: 27/02/2007

  • ROBERTO MENEZES DA SILVA
  • Defeitos Globais em teoria de campo e aplicações
  • Orientador : DIONISIO BAZEIA FILHO
  • Data: 27/02/2007
  • Mostrar Resumo
  • Defeitos Globais em teoria de campo e aplicacoes
  • ANDRE GONCALVES DE LIMA
  • Data: 14/02/2007

2006
Descrição
  • ALYSON PAULO SANTOS
  • Data: 20/10/2006

  • MARCELO DA SILVA VIEIRA
  • Interação Geométrica de Defeitos Topológicos em Sistemas Bidimensionais
  • Data: 22/09/2006
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • O objetivo principal deste trabalho é a caracterização termodinâmica de sistemas bidimensionais em geometrias não euclidianas tais como modelos XY, filmes de Hélio superfluido, filmes finos de cristal líquido. E como em duas dimensões estes sistemas apresentam apenas ordem local, então neles surgem naturalmente os defeitos topológicos. A contribuição significativa para a energia deve-se ao defeitos topológicos, então uma boa caracterização destes sistemas se dá pelo entendimento da física dos defeitos topológicos. Sendo assim desenvolvemos o conteúdo deste trabalho de tal forma que ao final podemos entender como os sistemas descritos aqui se comportam em geometrias não euclidianas, bem como contribuições destas geometrias para transições de fase sofridas por estes, como fazemos no caso da esfera, do cone e do hiperbolóide.

  • ALBERTO GERMAN LENCINA
  • Data: 24/08/2006

  • EMERSON DE LIMA
  • Data: 11/08/2006

  • MARLON NUNES BARRETO DA SILVA
  • Data: 07/07/2006

  • ANIBAL LIVRAMENTO DA SILVA NETTO
  • Data: 06/07/2006

  • ALESSIO TONY BATISTA CELESTE
  • O ESTUDO DO DECAIMENTO BETA DUPLO INVERSO SEM NEUTRINO
  • Data: 17/03/2006
  • Visualizar Dissertação/Tese   Mostrar Resumo
  • Nesta disserta¸c˜ao estudaremos o decaimento beta duplo inverso sem neutrino.
    A importˆancia de se estudar este processo ´e que ele requer uma extens˜ao
    do modelo padr˜ao, uma vez que nele os neutrinos s˜ao part´ıculas massivas de
    Majorana. No entanto, veremos no cap´ıtulo 3 que o termo de massa de Majorana
    para os neutrinos leva `a viola¸c˜ao da unitariedade. Nos dois cap´ıtulos
    posteriores analisaremos duas solu¸c˜oes para o problema da viola¸c˜ao da unitariedade.

     

  • KNUT BAKKE FILHO
  • Data: 03/03/2006

2005
Descrição
  • PEDRO CHAVES DE SOUZA SEGUNDO
  • Data: 24/11/2005

  • HERMES MANGUEIRA DINIZ FILHO
  • Data: 21/10/2005

  • ADALTO RODRIGUES GOMES DOS SANTOS FILHO
  • Data: 17/06/2005

  • SANDRO GUEDES FERNANDES
  • Data: 19/05/2005

  • BRUNO FARIAS DA SILVA
  • Data: 06/04/2005

  • THIERRY MARCELINO PASSERAT DE SILANS
  • Data: 15/03/2005

2004
Descrição
  • KELLY CHRISTIAN TOLENTINO DOMINGUEZ
  • Data: 19/11/2004

  • JOSEVI DE SOUZA CARVALHO
  • Data: 21/10/2004

  • LINCOLN RODRIGUES RIBEIRO FILHO
  • Data: 21/10/2004

  • WILSON HUGO CAVALCANTE FREIRE
  • Data: 23/07/2004

  • WILSON HUGO CAVALCANTE FREIRE
  • Data: 23/07/2004

  • CARLOS ALBERTO GOMES DE ALMEIDA
  • Data: 22/07/2004

  • TELIO NOBRE LEITE
  • Data: 17/02/2004

2003
Descrição
  • JEAN PAULO SPINELLY DA SILVA
  • Data: 22/12/2003

  • IVANICE ZAFALAN
  • Orientador : LAERCIO LOSANO
  • Data: 21/11/2003

  • ANA ALICE RODRIGUES SOBREIRA
  • Data: 29/08/2003

  • JOSINALDO MENEZES DA SILVA
  • Data: 28/08/2003

  • ANTONIO DA SILVA INACIO
  • Data: 31/07/2003

  • GEUSA DE ARAÚJO MARQUES
  • Data: 28/02/2003

  • ROBERTO MENEZES DA SILVA
  • Dualidade em Teoria de Campos
  • Data: 26/02/2003
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  • Este trabalho de disserta¸c˜ao tem como objetivo principal o assunto de dualidade em teorias topol´ogicas. Discutiremos o m´etodo de imers˜ao calibre que ser´a usado para o mapeamento dual. Abordaremos dualidade com teorias B ! F, em 3 + 1, livres, com a presen¸ca de mat´eria e de n˜ao linearidade. Finalizando, estudaremos as teorias de ordens derivativas superiores.
  • ROBERTO MENEZES DA SILVA
  • Data: 26/02/2003

2002
Descrição
  • EDUARDO MARCOS RODRIGUES DOS PASSOS
  • Data: 04/10/2002

  • ALESSANDRO LUCIO CAVALCANTI DE OLIVEIRA
  • Data: 30/09/2002

2000
Descrição
  • JOSE GOMES DE ASSIS
  • Fatores de Fase Geométricos e Topológicos Em Gravitação
  • Data: 08/09/2000
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  • Os fatores de fase geométricos e topológicos têm sido objeto de grande interesse em diferentes áreas da f´sica. Nas teorias de gauge não-Abelianas, essas quantidades foram usadas no estudo de propriedades, como, por exemplo, o confinamento de quarks na cromodinâmica quântica. No contexto da mecânica quântica, a fase geométrica aparece na evolução de um sistema cuja Hamiltoniana é dependente do tempo, e é de fundamental importância no contexto da gravitação. Os fatores de fase também foram usados para se obter uma descrição da teoria independente de gauge. Nesta tese usamos o fator de fase nas teorias da gravitação de Einstein e Kaluza-Klein para investigar o efeito Aharonov-Bohm, caracterizar globalmente alguns espaços-tempos e estudar o aparecimento da fase de Berry e suas relações com os parâmetros que caracterizam os espaços-tempos considerados. Investigamos também, como o fator de fase no espaço-tempo de Kerr-Newman com defeito cônico, depende da rotação e da presença do defeito.