|
Dissertações |
|
1
|
-
JONATHAN PESSOA CORREIA
-
Distribuição dos tamanho de DNA humano codificante via teoria de informação
-
Orientador : RAIMUNDO SILVA JUNIOR
-
MEMBROS DA BANCA :
-
RAIMUNDO SILVA JUNIOR
-
DORY HELIO AIRES DE LIMA ANSELMO
-
ANTONIO DE MACEDO FILHO
-
Data: 12/02/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Analisamos a sequência de codificantes do \textit{ Homo Sapiens} por meio de um modelo que naturalmente envolve correlações entre as bases nas sequências de DNA dos organismos vivos. O modelo é baseado na otimização da entropia de Shannon, que é o centro de todos os argumentos estatísticos. Como resultado, propomos a função de distribuição de lei dupla exponencial dos comprimentos do DNA medido em pares de bases (bp). Os resultados mostram que as Correlações de Curto Alcance (SRC), sempre presentes nas sequências de DNA codificantes, são apropriadamente capturadas por meio da distribuição dupla exponencial e descreve adequadamente a distribuição de comprimentos cumulativos dos bases de DNA. Com base neste modelo, usamos uma função de distribuição cumulativa empírica e o banco de dados de proteínas compilado pelo Projeto Ensembl para mostrar consistência com os dados.
-
Mostrar Abstract
-
We analyze the coding sequence for the Homo Sapiens via a model that naturally embraces correlations among the bases in DNA sequences of living organisms. The model is based on the Shannon entropy's optimization, which is the core of all statistical arguments. As a result, we propose the double-exponential law distribution function of the length of DNA measured in base pairs (bp). The results show that the Short-Range-Correlations (SRC), always present in coding DNA sequences, are appropriately captured through the double-exponential distribution and adequately describes the cumulative length distribution of DNA bases. Based on this model, we use an Empirical cumulative distribution function and the database of proteins compiled by the Ensembl Project to show consistency with the data.
|
|
2
|
-
LUCAS RODRIGUES DELGADO DE FREITAS
-
Modos sem gap em materiais de Kitaev com defeitos
-
Orientador : RODRIGO GONCALVES PEREIRA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
EDUARDO MIRANDA
-
LEONARDO DANTAS MACHADO
-
RODRIGO GONCALVES PEREIRA
-
Data: 26/03/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Um líquido quântico de spin é uma fase magnética da matéria que é notável pelo seu emaranhamento de longo alcance nos estados fundamentais e excitações fracionalizadas. Um líquido quântico de spin é realizado no modelo de spin meio de Kitaev na rede hexagonal. Sob aplicação de um campo magnético, tem-se uma transição de fase topológica para uma fase com um gap de energia no interior do material e férmions de Majorana quirais na borda. Entretanto, experimentos recentes de ressonância magnética nuclear indicam a existência de excitações sem gap de energia nessa fase, indicada pela dependência cúbica na temperatura na taxa de relaxação spin-rede em baixas temperaturas. Nesse trabalho, eu proponho um mecanismo para explicar esse resultado experimental. Eu utilizei a localização de modos de Majorana quiral em defeitos para explicar a presença de modos sem gap no interior do material. Tratando a interação entre os modos quirais nos defeitos por meio de aproximação de campo médio, eu encontrei que esses modos continuam sem gap quando a interação mais fraca que um valor crítico dependente do campo magnético. Usei a teoria efetiva de baixas energias para calcular a taxa de relaxação spin-rede e encontrei um valor que concorda com o resultado experimental.
-
Mostrar Abstract
-
A quantum spin liquid is a magnetic phase of matter remarkable for its ground state long-range entanglement and fractional excitations. A quantum spin liquid appears in the well-known Kitaev honeycomb spin-half model. In a magnetic field, there is a phase transition to a topological phase with an energy gap in the bulk and chiral Majorana fermions at the edge However, recent nuclear magnetic resonance experiments suggest excitations without a gap in this phase, signalled by a power-law dependence of the spin-lattice relaxation rate at low temperatures. In this work, I propose a mechanism to account for this experimental result. I use the localization of chiral Majorana modes in defects to explain the presence of gapless modes in the bulk. Treating the weak interaction between the chiral modes in the defects within a mean-field approximation, I find that these modes remain gapless when the interaction is below a critical value that depends on the magnetic field strength. I used the effective low-energy theory to calculate the spin-lattice relaxation rate and found a behavior that agrees with the experimental result.
|
|
3
|
-
LEONARDO DE QUEIROZ DANTAS
-
Poláritons Magnéticos em Meio Giromagnético com Camada de Grafeno
-
Orientador : DORY HELIO AIRES DE LIMA ANSELMO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
DORY HELIO AIRES DE LIMA ANSELMO
-
MANOEL SILVA DE VASCONCELOS
-
NILSON SENA DE ALMEIDA
-
Data: 09/04/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Resumo: Neste trabalho apresentamos o estudo teórico sobre poláritons magnéticos (poláritons de mágnons) em um sistema formado por um meio giromagnético (ferromagnético ou antiferromagnético) semi-infinito, com uma camada de grafeno na interface entre este meio e o vácuo. Dessa forma, fizemos a revisão dos cálculos analíticos e numéricos para os casos em que um campo magnético estático é aplicado paralelamente à interface, e propomos um novo caso, no qual o campo magnético é aplicado perpendicularmente à interface entre os meios. Os resultados encontrados mostram que, para o caso de campo magnético perpendicular, houve a formação de modos de poláritons magnéticos de superfície, caracterizando o acoplamento fóton-mágnon. Neste caso, os resultados numéricos mostraram que estes modos se propagam de forma recíproca, ou seja, independente do sentido do vetor de onda para ambos os meios magnéticos (ferromagnético e antiferromagnético). Em contraste, modos de volume não foram encontrados, caracterizando um comportamento independente entre fóton e mágnon no volume giromagnético. A inclusão da camada de grafeno também possibilitou o controle dos modos de superfície por meio da variação de parâmetros existentes na condutividade óptica no grafeno, tais como o potencial químico e a taxa de espalhamento.
-
Mostrar Abstract
-
In this work we present the theoretical study on magnetic polaritons (magnon-polaritons) in a system formed by a semi-infinite gyromagnetic medium (ferromagnetic or antiferromagnetic), with a layer of graphene at the interface between this medium and the vacuum. Thus, the analytical and numerical calculations were reviewed for cases in which a static magnetic field is applied parallel to the interface, and we propose a new case, in which the magnetic field is applied perpendicularly to the interface between the media. The results found show that, for the case of perpendicular magnetic field, there was the formation of magnetic surface polariton modes, characterizing the photon-magnon coupling. In this case, the numerical results showed that these modes propagate reciprocally, that is, independent of the direction of the wave vector for both magnetic media (ferromagnetic and antiferromagnetic). In contrast, bulk modes were not found, characterizing an independent behavior between photon and magnon in the gyromagnetic bulk. The inclusion of the graphene layer also made it possible to control the surface modes by varying the parameters existing in the optical conductivity in graphene, such as the chemical potential and the scattering rate.
|
|
4
|
-
GABRIEL MORENO CUNHA
-
Acoplamento Efático em Modelo Neuronal Híbrido
-
Orientador : GUSTAVO ZAMPIER DOS SANTOS LIMA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
GILBERTO CORSO
-
GUSTAVO ZAMPIER DOS SANTOS LIMA
-
MADRAS VISWANATHAN GANDHI MOHAN
-
MARCELO DE MEIRA SANTOS LIMA
-
SERGIO R. LOPES
-
Data: 26/07/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Existe um crescente interesse no impacto dos campos elétricos gerados no cérebro. As correntes iônicas transmembranas originam campos elétricos no espaço extracelular e são capazes de afetar neurônios próximos, fenômeno chamado de comunicação efática. No presente trabalho, o modelo Integra-e-Dispara Quadrático foi adaptado para incluir o comportamento de acoplamento efático e seus resultados foram comparados aos resultados empíricos. Para tanto, as ferramentas de análise foram divididas de acordo com o regime de atividade neuronal. Para o regime sublimiar, a estatística circular foi utilizada para descrever as diferenças de fase entre o sinal de estímulo e a resposta da membrana modelada; No regime supralimiar, o Vetor de População e o Spike Field Coherence foram utilizados para estimar preferências de fase e a intensidade do acoplamento entre o estímulo e os Potenciais de Ação do modelo. A diferença de fase sublimiar se mostrou sensível ao tempo característico de resposta da membrana, assim como a frequência do estímulo dado ao modelo. Por outro lado, a intensidade do acoplamento entre Potenciais de Ação e estímulo, se mostrou sensível a intensidade do ruído adicionado no sinal de estímulo e também a frequência de estímulo. Já a fase preferencial dos Potenciais de Ação são sensíveis, segundo o modelo, apenas a frequência de estímulo. Tais resultados são condizentes com os resultados observados em experimentos empíricos de acoplamento efático neuronal. Observou-se que o modelo Integra-e-Dispara Quadrático com acoplamento efático é capaz de modelar com sucesso esta comunicação neuronal. Assim, o modelo possibilita a busca de novos estudos sobre a importância fisiológica do acoplamento efático no cérebro, incluindo implicações significativas em nossa compreensão do processamento cerebral para a neurociência.
-
Mostrar Abstract
-
There is growing interest in the impact of electrical fields generated in the brain. Transmembrane ionic currents originate electric fields in the extracellular space and are capable of affecting nearby neurons, a phenomenon called ephatic communication. In the present work, the Quadratic Integrate-and-Fire model was adapted to include the ephatic coupling behavior and its results were compared to the empirical results. Therefore, the analysis tools were divided according to the neuronal activity regime. For the subthreshold regime, circular statistics were used to describe the phase differences between the stimulus signal and the modeled membrane response; In the suprathreshold regime, the Population Vector and Spike Field Coherence were used to estimate phase preferences and the coupling intensity between the stimulus and the spikes of the model. The subthreshold phase difference was sensitive to the characteristic membrane response time, as well as the frequency of the stimulus given to the model. On the other hand, the intensity of the coupling between spikes and stimulus was sensitive to the intensity of noise added to the stimulus signal and also to the stimulus frequency. The preferential phase of spikes are sensitive, according to the model, only to the stimulus frequency. Such results are consistent with the results observed in empirical experiments on ephatic neuronal coupling. It was observed that the Quadratic Integrate-e-Fire model with ephatic coupling is able to successfully model this neuronal communication. Thus, the model makes it possible to pursue further studies on the physiological importance of ephatic coupling in the brain, including significant implications for our understanding of brain processing for neuroscience.
|
|
5
|
-
CAMILA PEREIRA RAMOS
-
Abundância de Relíquias a partir da Equação de Boltzmann
-
Orientador : FARINALDO DA SILVA QUEIROZ
-
MEMBROS DA BANCA :
-
AION VIANA
-
ALEX GOMES DIAS
-
CLARISSA MARTINS SIQUEIRA
-
FARINALDO DA SILVA QUEIROZ
-
RODRIGO FERNANDES LIRA DE HOLANDA
-
Data: 30/07/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Dados observacionais que suportam a existência de matéria escura (ME) têm sido amplamente documentados, apontando para a presença de uma matéria não barionica, responsável por cerca de 25% da quantidade de energia do Universo. Contudo, tal tipo de matéria não foi detectada até o momento e o modelo padrão de física de partículas (MP) não possui uma explicação para ME. Neste trabalho, as partículas massivas fracamente interagentes (WIMPs) são apresentadas. É, então, o objetivo principal mostrar que estes candidatos à ME geram a abundância necessária para obter a quantidade estimada de ME no Universo. Esse resultado é obtido através da solução da equação de Boltzmann no cenário do Universo primordial.
-
Mostrar Abstract
-
Observational data that support the existence of dark matter (DM) has been largely documented, pointing to the presence of a non-baryonic matter that is responsible for around 25% of the energy budget of the Universe. However, such type of matter has not been detected so far, and the standard model of particle physics (SM) does not have an explanation for DM. In this work, the weakly interacting massive particles (WIMPs), the main candidates for DM, are presented. It is then the main goal to show that this DM candidate generates the abundance required to obtain the estimated amount of DM in the Universe. This result is obtained by solving the Boltzmann equation, in the early Universe scenario.
|
|
6
|
-
HELCIO FELIPPE JUNIOR
-
Matrizes de Pearson como operadores densidade: um teste da hipótese do cérebro entrópico usando a entropia de von Neumann
-
Orientador : MADRAS VISWANATHAN GANDHI MOHAN
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ALINE AMABILE VIOL BARBOSA
-
DRAULIO BARROS DE ARAUJO
-
ERNESTO CARNEIRO PESSOA RAPOSO
-
FERNANDA PALHANO XAVIER DE FONTES
-
MADRAS VISWANATHAN GANDHI MOHAN
-
Data: 30/07/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
A hipótese do cérebro entrópico afirma que importantes parâmetros funcionais devem exibir aumento de entropia durante estados cerebrais induzidos por psicodélicos. Essa hipótese ganhou considerável suporte ao longo dos últimos anos, particularmente via limiarização de matrizes de correlação de Pearson de redes de conectividade funcional. Entretanto, o procedimento de limiarização tem suas desvantagens, principalmente sua arbitrariedade na seleção do valor limiar. Neste trabalho, propomos um método de estimativa de entropia completamente objetivo e independente de limiar. Seja R uma matriz de correlação de Pearson genérica N×N. Definimos ρ = R/N e provamos que ρ satisfaz as condições necessárias para um operador densidade. Portanto, a entropia de von Neumann S = –tr(ρlnρ) pode ser diretamente calculada a partir da matriz de Pearson. Em seguida, calculamos a entropia de correlações funcionais do cérebro humano. Consistente com a hipótese do cérebro entrópico, encontramos que a entropia aumenta durante os efeitos agudos da bebida psicodélica indígena ayahuasca.
-
Mostrar Abstract
-
The entropic brain hypothesis states that key functional parameters should exhibit increased entropy during psychedelic induced altered brain states. This hypothesis has gained significant support over the years, particularly via thresholding Pearson correlation matrices of functional connectivity networks. However, the thresholding procedure is known to have drawbacks, mainly its arbitrariness in the threshold value selection. In this work, we propose an entirely objective, threshold independent method of entropy estimation. Let R be a generic N×N Pearson correlation matrix. We define ρ = R/N and prove that ρ satisfies the necessary conditions for a density operator. Therefore, the von Neumann entropy S = –tr(ρlnρ ) can be directly calculated from the Pearson matrix. We then calculate the entropy of functional correlations of the human brain. Consistent with the entropic brain hypothesis, we find that entropy increases during the acute effects of the psychedelic indigenous beverage ayahuasca.
|
|
7
|
-
LUÍS FELIPE MARTINS DE ALMEIDA MORENA REIS
-
Emissão de Ondas Gravitacionais em Teorias de Gravitação Quadrática
-
Orientador : LEO GOUVEA MEDEIROS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
LEO GOUVEA MEDEIROS
-
RICCARDO STURANI
-
RODRIGO ROCHA CUZINATTO
-
Data: 23/09/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Apesar do sucesso inquestionável da Relatividade Geral (RG) em conseguir descrever e prever diversos fenômenos atrelados a gravitação, esta teoria ainda possui algumas dificuldades estruturais de interesse para a cosmologia e a física de altas energias, e.g. singularidades, energia escura, cosmologia do universo primordial, gravitação quântica, etc. Teorias estendidas de gravitação, que consistem em modificações da RG, têm se mostrado uma possível solução para esses problemas. Portanto, neste trabalho iremos estudar uma teoria de gravitação quadrática, onde os termos 𝛼𝑅 2 e 𝛾𝑅 𝜈𝜉 𝑅 𝜈𝜉 são adicionados a ação de Einstein- Hilbert com 𝛼 e 𝛾 sendo constantes de acoplamento adimensionais. Esta teoria está muito presente na literatura estando atrelada a questões de renormalização da gravitação. Primeiro, iremos fazer um estudo dos principais aspectos da teoria quadrática, focando principalmente nas propriedades dos novos campos que se manifestam na teoria através da solução das equações de campo linearizadas. Com isso, analisaremos o papel que estes campos desempenham na evolução orbital de um sistema de massas pontuais em _orbita circular devido a emissão de ondas gravitacionais .
-
Mostrar Abstract
-
Despite the unquestionable success of General Relativity (GR) in being able to describe and predict several gravitational phenomena, this theory still has some internal issues of interest for cosmology and high energy physics, e.g. singularities, dark energy, cosmology of the early universe, quantum gravity, etc. Extended theories of gravity, which consist of modifications in GR, have been shown to be a possible solution to these problems. Therefore, in this work we will study a quadratic theory of gravity, where the terms 𝛼𝑅 2 and 𝛾𝑅 𝜈𝜉 𝑅 𝜈𝜉 are added to the Einstein-Hilbert action with 𝛼 and 𝛾 being dimensionless coupling constants. This theory is usually present\ in several works being linked to the renormalization issues of gravity. In this work we will study the main aspects of this quadratic theory, focusing mainly on the properties of new fields that manifest themselves in the theory through the solution of linearized field equations. Thus, we will analyze the role that these fields play in the orbital evolution of a point mass system in a circular orbit due to the emission of gravitational waves.
|
|
|
Teses |
|
1
|
-
SERGIO LUIZ EDUARDO FERREIRA DA SILVA
-
Inversão da Forma de Onda Completa Baseada em Mecânicas Estatísticas Generalizadas
-
Orientador : GILBERTO CORSO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
GILBERTO CORSO
-
JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
-
RAIMUNDO SILVA JUNIOR
-
JORGE LUIS LOPEZ
-
WAGNER MOREIRA LUPINACCI
-
Data: 29/01/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
O imageamento da subsuperfície é um tema central na exploração sísmica e, consequentemente, um tópico de grande interesse econômico. Em geral, o processo de inversão de dados sísmicos é empregado para estimar os parâmetros físicos da subsuperfície. Em aplicações geofísicas, a inversão sísmica é geralmente formulada como um problema de otimização que visa minimizar a diferença entre os dados modelados e observados através da lei Gaussiana dos erros, que está intimamente ligada à mecânica estatística de Boltzmann-Gibbs. Nesta abordagem, os erros são assumidos a serem distribuídos de acordo com uma distribuição Gaussiana. No entanto, na prática, especialmente em problemas não-lineares, os erros raramente são Gaussianos e, portanto, esta abordagem pode falhar na reconstrução de modelos físicos, especialmente quando há valores discrepantes (outliers) no conjunto de dados. Portanto, as leis de erros determinadas por estatísticas não-Gaussianas são essenciais para uma inversão sísmica robusta. Desta forma, apresentamos neste trabalho novas metodologias para execução de inversões sísmicas baseadas em estatísticas não-Gaussianas. Em particular, as estatísticas generalizadas de Tsallis e Kaniadakis são consideradas para solucionar um problema desafiador de inversão sísmica, denominado, Inversão da Forma de Onda Completa (conhecido pela sigla em inglês, FWI). Neste trabalho, apresentamos os fundamentos e formalismo da FWI baseada nas mecânicas estatísticas generalizadas, assim como os resultados de diversos testes numéricos realizados em dois modelos diferentes de subsuperfície: (i) consideramos uma geometria de aquisição sísmica bastante densa em um estudo de caso com modelo Marmousi; (ii) empregamos uma aquisição do tipo OBN em um estudo de caso com um modelo representativo do campo do pré-sal brasileiro. Ao final, comparamos a FWI convencional com a FWI baseada nas estatísticas de Tsallis e Kaniadakis. Os resultados sugerem que a FWI baseada em mecânicas estatísticas generalizadas é uma metodologia poderosa, principalmente m ambientes ruidosos. Além da metodologia proposta fornecer melhor reconstrução dos modelos de subsuperfície, nenhum custo computacional é adicionado em comparação com a abordagem convencional.
-
Mostrar Abstract
-
The subsurface imaging is a central procedure in seismic exploration and, consequently, a topic of great economic interest. In general, the seismic data inversion process is employed to estimate the physical parameters of the subsurface. In geophysical applications, seismic inversion is usually formulated as an optimization problem that aims to minimize the difference between the modeled data and the observed data through the Gauss' law of error, which is closely linked to the Boltzmann-Gibbs statistical mechanics. In this approach, errors are assumed to be distributed according to a Gaussian distribution. However, in practice, especially in non-linear problems, errors are seldom Gaussian and, therefore, this approach may fail to reconstruct physical models, especially when there are outliers in the data set. Thus, the error laws determined by non-Gaussian statistics are essential for a robust seismic inversion. In this way, we present in this work new methodologies for the execution of seismic inversions based on non-Gaussian statistics. In particular, the generalized statistics in the sense of Tsallis and Kaniadakis are considered to solve a challenging problem of seismic inversion, called, Full-Waveform Inversion. In this work, we present the foundation and formalism of the FWI based on generalized statistical mechanics, as well as the results of several numerical tests carried out on two different subsurface models: (i) we consider a very dense seismic acquisition geometry in a Marmousi case study; and then, (ii) we employ an OBN acquisition in a case study with a representative model of the Brazilian pre-salt field. At the end, we compare the conventional FWI with the FWI based on Tsallis and Kaniadakis statistics. The results suggest that the FWI based on generalized statistical mechanics is a powerful methodology, especially in noisy environments. In addition to the proposed methodology to provide better reconstruction of the subsurface models, no computational cost is added compared to the conventional approach.
|
|
2
|
-
ASNAKEW BEWKETU BELETE
-
As propriedades de variabilidade da galáxia ativa núcleos e suas intrações com o hospedeiro galáxias
-
Orientador : JOSE RENAN DE MEDEIROS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
JOSE RENAN DE MEDEIROS
-
BRUNO LEONARDO CANTO MARTINS
-
IZAN DE CASTRO LEÃO
-
JAILSON SOUZA DE ALCANIZ
-
ZULEMA ABRAHAM
-
Data: 29/01/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Núcleos galácticos ativos (AGNs), regiões compactas que consistem em um supermassivo buraco negro rodeado por um disco de acreção no centro de galáxias massivas, há muito tempo são conhecidos em suas propriedades observacionais. A fintensa variabilidade identificada em tais propriedades pode ser usada para sondar o interior de tais sistemas. Além disso, a maioria dos objetos astrofísicos, como AGNs, está possivelmente associada com sistemas estocásticos não lineares contínuos devido à sua complexidade na natureza. Os quasares, uma subclasse de AGN, estão entre os sistemas complexos que têm séries temporais não lineares caracterizadas por comportamento fractal e também por um amplo espectro de amplitude, indicando que a evolução dinâmica de tais objetos é não linear (ou seja, descrito por equações diferenciais estocásticas não lineares). Além disso, observa-se que as fontes de rádio extragalácticas são intermitentes em escalas de tempo de 104 -105 anos. Apesar da natureza complexa dos AGNs, astrônomos têm tentado investigar suas propriedades usando técnicas lineares, entre as quais análise de Fourier. No entanto, a informação mais valiosa em um sinal de sistema complexo é contida em suas estruturas e fenômenos transitórios chamados singularidades. Assim, particularmente em física, é importante analisar estruturas irregulares em um sinal para deduzir propriedades sobre os fenômenos físicos subjacentes. Além disso, entre outras evidências, a correlação, recentemente descoberta, entre a massa de um buraco negro supermassivo e as propriedades da protuberância da galáxia hospedeira revelaram o fato de que os AGNs não são objetos isolados -eles interagem e coevoluem com suas galáxias hospedeiras. Os mecanismos de interação, supostos terem origem no feedback e alimentação do AGN, são conhecidos por afetar tanto as propriedades observacionais de AGNs, quanto as propriedades e cinemática do gás no ambiente circundante, regulando assim a coevolução do sistema AGN-galáxia hospedeira. Nesse contexto, compreender os tipos de variabilidades junto com os mecanismos físicos e a física por trás da interação AGN-galáxia hospedeira (feedback e alimentação AGN) pode fornecer informações potencialmente significativas sobre a natureza dos AGNs, oferecendo um cenário completo para o desenvolvimento de modelos para estudo da coevolução dos dois sistemas fisicamente conectados. A interação da galáxia e do AGN pode ser facilmente estudada modelando a cinemática do gás (em todas as formas) nas regiões nucleares e circumnucleares da galáxia hospedeira.
Nesta tese efetuamos um estudo sobre a presença de assinaturas não lineares (multifractal) em curvas de luz de diferentes classes de AGNs, sua correlação com diferentes parâmetros observacionais, tentando entender, em particular, se a multifractalidade é um comportamento intrínseco de AGNs e pode ser afetada por variações extrínsecas (por exemplo, lentes gravitacional ). Além disso, também é efetuada uma análise da cinemática do gás molecular CNO nas regiões nuclear e circumnuclear de três regiões próximas a galáxias do tipo Seyfert, NGC 4968, NGC 4845 e MCG-06-30-15, usando a linha de emissão de CO (2-1) como base.
Como resultados principais, mostramos que os AGNs são sistemas fortemente não lineares e intermitentes, onde o grau de não linearidade não muda com o redshift cosmológico. Mostramos também que comportamento não linear dos AGNs é afetado por variações extrínsecas, como por exemplo por lentes gravitacionais, e que o grau de não linearidade é inversamente correlacionado com o comprimento de onda analisado. Também, não encontramos nenhuma correlação significativa entre o grau de não linearidade e parâmetros de AGN, como massa do buraco negro, tamanho da região de linha larga (BLR) e luminosidade do contínuo. No entanto, uma correlação importante é observada entre o grau de não linearidade e a razão de Eddington.
-
Mostrar Abstract
-
Active galactic nuclei (AGNs), a compact regions that consist of a super-massive black hole surrounded by an accretion disk in the center of massive galaxies, have long been known in their unique observational properties. Strong variability has been identified as one of those properties that can be used to probe the interior of the system. Also, most astrophysical objects, like AGNs, are possibly associated with continuous nonlinear stochastic systems due to their complexity in nature. It has been indicated that quasars, a sub-class of AGN, are among complex systems that have nonlinear time series characterized by fractal behavior and also by sudden bursts of very large amplitude, implying that the dynamical evolution of quasars is nonlinear (i.e., described by nonlinear stochastic differential equations). Addi- tionally, there is a suggestion that extragalactic radio sources are intermittent on timescales of ∼ 10 4 - 10 5 yr. Despite the complex nature of AGNs, astronomers have been trying to investigate the variability properties of AGNs using linear tech- niques, such as structure function, periodogram, Fourier analysis, etc. However, most valuable information in a complex system signal is contained by its irregu- lar structures and transient phenomena called singularities. Thus, particularly in physics, it is important to analyze irregular structures in a signal to deduce proper- ties about the underlying physical phenomena. Moreover, among other evidences, the recently discovered tight correlation between super-massive black hole mass and the host galaxy bulge properties revealed the fact that AGNs are not isolated objects -they interact and co-evolve with their host galaxies. The interaction mechanisms are thought to be through AGN feedback and feeding, and have been known to af- fect both the observational properties of AGNs, and the properties and kinematics of the gas in the surrounding environment, thereby regulating AGN- host galaxy co-evolution. Thus, understanding the types of variabilities along with their driv- ing physical mechanisms and the physics behind the AGN-host galaxy interaction mechanisms(AGNfeedbackandfeeding)providesapotentiallysignificantinforma- tion to constrain the nature of AGNs and get a full picture to construct a universal model to study the co-evolution of the two physically connected systems. The AGN- host galaxy interaction can easily be studied by modelling the kinematics of gas (in all form) in the nuclear/circumnuclear regions of the host galaxy. In this thesis I studied the nonlinear (multifractal) signature printed in the long- term light curves of different classes of AGNs and its correlation with different AGN and other observational parameters, and whether multifractality is an intrinsic be- haviour of AGNs and it can be affected by extrinsic variations (e.g., gravitational lensing). I applied the one-dimensional multifractal detrended moving average and the wavelet transform modulus maxima approachs to characterize the nonlinearity presented in the light curves. In addition, I also present the analysis of the kinemat- ics of CO molecular gas in the nuclear and circumnuclear regions of three nearby Seyfert galaxies, NGC 4968, NGC 4845, and MCG-06-30-15, by using their bright CO(2-1) emission line as a tracer. I used two different softwares, the 3D-Based Anal- ysis of Rotating Object via Line Observations (3 D BAROLO) and DiskFit, to model the kinematics of cold CO molecular gas in these three galaxies. I found that AGNs are strongly nonlinear and intermitent systems, and nonlinearity is an intrinsic behaviour of AGNs (i.e., the degree of nonlinearity does not change with cosmological redshift), indicating that AGNs are really complex systems, and the information contained in their light curves cannot be fully captured by linear analysis techniques. The nonlinear behaviour of AGNs is found to be affected by extrinsic variation (gravitational lensing). Moreover, the degree of nonlinearity is found to be inversly correlated with wavelength, the shorter the wavelength the vii stronger the nonlinearity, and strongly correlated with fractaional variability ampli- tude. I did not find any significant correlation between the degree of nonlinearity and AGN parameters such as black hole mass, the size of the Broad-Line Region (BLR), and continuum luminostiy. However, an important correlation is observed between the degree of nonlinearity and the Eddington ratio. I also found that re- processing in the BLR introduces additional nonlinearity, i.e., the reprocessing in the BLR increases the nonlinearity of the ionizing continuum. Circular motion is found to be the dominant kinematics of the CO molecular gas in the inner molecular disk of the three nearby Seyfert galaxies, NGC 4968, NGC 4845 and MCG-06-30-15, mainly in NGC 4845 and MCG-06-30-15. However, there is a clear evidence for the presence of non-circular motions in the central regions of NGC 4968 and NGC 4845. The strongest non-circular motion is detected in the nu- clear region of NGC 4968, mainly in the minor kinematic axis, with velocity ∼ 115 km s − 1 . For NGC 4968, the Ω b pattern speed for the bar put corotation at 3.5 kpc and inner Lindblad resonance (ILR) ring at R = 300pc, which corresponds to the CO ring. Moreover, of all DiskFit models, bisymmetric model is found to be the best- fit model, indicating that the observed non-circular motions, mainly in NGC 4968, could be due the molecular gas in the disk of the galaxy being perturbed by the nu- clear barred structure. Considering the CO-to-H 2 conversion factor α in the interval [0.8, 3.2], the molecular mass in the molecular disk of each galaxy is estimated to be ∼ 2.8 × 10 9 (α= 0.8) and ∼ 11 × 10 9 (α=3.2) for NGC 4968, ∼ 4 × 10 9 (α= 0.8) and ∼ 16 × 10 9 (α= 3.2) for NGC 4845, and ∼ 0.3 × 10 9 (α= 0.8) and ∼ 1.2 × 10 9 (α= 3.2) for MCG-06-30-15. For the galaxy NGC 4968, the computation of the torques exerted by the stellar bar on the gas are positive inside the molecular ring, and negative inside, revealing that the gas is accumulating in the inner Lindblad resonance.
|
|
3
|
-
LESSANDRO JORGE DE LIMA
-
Modelos Computacionais para Estudos de Efeitos Termoelétricos em Filmes Finos e o Modelo de Potts de Médio Alcance (q=3)
-
Orientador : JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
FELIPE BOHN
-
JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
-
LÚCIO STRAZZABOSCO DORNELES
-
MADRAS VISWANATHAN GANDHI MOHAN
-
MARCIO ASSOLIN CORREA
-
SERGIO ANDRÉ FONTES AZEVEDO
-
Data: 25/02/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Nesta tese apresentamos os resultados de dois trabalhos em física computacional sobre os efeitos termoelétricos em filmes finos e o modelo de Potts de médio alcance (q = 3). No primeiro, buscamos obter o comportamento magnético e a resposta termoelétrica dos filmes Co2FeAl/W a partir de cálculos numéricos, comparamos experimento e teoria, exploramos a possibilidade de obter evolução da resposta magnética e da tensão termoelétrica com a magnitude e a direção do campo magnético. Mostramos que as curvas de tensão termoelétrica podem ser obtidas a partir de uma de uma alteração no modelo de Stoner-Wohlfarth pela associação e parâmetros experimentais empregados no experimento efeito Seebeck de spin longitudinal. No segundo, buscamos encontrar os chamados expoentes X e Y , para o modelo de Potts de médio alcance, que descreve a passagem de uma classe de universalidade para outra a medida que o alcance das interações aumenta. Tal efeito é chamado de fenômeno de crossover. Apresentamos os resultados obtidos até o momento para o modelo de Potts de médio alcance. Usamos o algoritmo de Metropolis para realizar simulações numéricas de Monte Carlo do modelo de Potts do estado q = 3. Com esse algoritmo simulamos sistemas com tamanhos de redes, L, iguais a 32, 46, 64, 92, 128, 182 e 256. Verificamos que a medida em que o alcance das interação, Rm aumenta, os expoentes críticos α/ν, β/ν e γ/ν variam. Portanto, neste trabalho procurar-se usar dois algoritmos em duas aplicações envolvendo filmes finos e modelo de Potts (q = 3).
-
Mostrar Abstract
-
In this thesis we present the results of two works in computational physics on the thermoelectric effects in thin films and the medium-range Potts model (q = 3). In the first, we seek to obtain the magnetic behavior and thermoelectric response of Co2FeAl/W films from numerical calculations, we compare experiment and theory, we explore the possibility of obtaining evolution of the magnetic response and the thermoelectric voltage with the magnitude and direction of the magnetic field. We show that the thermoelectric voltage curves can be obtained from a change in the Stoner-Wohlfarth model by the association and experimental parameters used in the longitudinal spin Seebeck effect experiment. In the second, we seek to find the so-called X and Y exponents, for the medium-range Potts model, which describes the transition from one universality class to another as the range of interactions increases. Such an effect is called a crossover phenomenon. We present the results obtained so far for the medium-range Potts model. We use the Metropolis algorithm to perform numerical Monte Carlo simulations of the Potts model of the state q = 3. With this algorithm we simulate systems with network sizes, L, equal to 32, 46, 64, 92, 128, 182 and 256. We found that as the range of interactions, Rm increases, the critical exponents α/ν, β/ν and γ/ν vary. Therefore, in this work we try to use two algorithms in two applications involving thin films and the Potts model (q = 3).
|
|
4
|
-
LEANDRO DE ALMEIDA
-
Aplicação de Microlentes Gravitacionais na Busca de Exoplanetas de Baixa Massa
-
Orientador : JOSE DIAS DO NASCIMENTO JUNIOR
-
MEMBROS DA BANCA :
-
EDER MARTIOLI
-
FRANCISCO JOSÉ JABLONSKI
-
JEFFERSON SOARES DA COSTA
-
JOAO RODRIGO SOUZA LEAO
-
JOSE DIAS DO NASCIMENTO JUNIOR
-
Data: 18/03/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
As lentes gravitacionais foram propostas por Albert Einstein no percurso da elaboração da teoria da relatividade geral. Einstein observou que os objetos massivos curvam o espaço-tempo e desta forma o caminho da luz que passa próximo desses objetos sofre efeitos de deflexão e a luz é desviada nestas proximidades. O regime das lentes gravitacionais pode ser dividido em três regimes básicos: lentes fortes, lentes fracas e microlentes. Esta tese é focada nesta última, as microlentes gravitacionais. Estes eventos de Microlentes Gravitacionais (MG) acontecem quando, a partir da perspectiva do observador, há um alinhamento entre duas estrelas, uma mais ao fundo (fonte) e outra no meio do caminho (lente). Esse alinhamento faz com que a luz da fonte sofra um desvio do seu caminho original. Este desvio da luz gera uma magnificação do brilho da estrela do fundo e se as duas estrelas possuem movimentos relativos, uma curva de luz característica é produzida. Se a estrela lente possui um planeta, podemos inferir a sua presença através da análise cuidadosa dessa curva de luz e determinar as frações de massa do sistema e também o semi-eixo maior aparente. Esta técnica se diferencia das outras pois, é a única que consegue detectar planetas pequenos além da linha do gelo de suas estrelas. Esses planetas são essenciais para o preenchimento do censo de exoplanetas que temos em nossa galáxia. Neste trabalho nos focamos em buscar planetas de baixa massa em estrelas do tipo solar. Para isso, utilizamos o método semi-analítico de resolução da equação da lente e propomos a parametrização da menor distância entre o trajeto da estrela fonte e a lente principal (parâmetro de impacto $\mu_0$) e o ângulo que o caminho da fonte faz com o eixo relativo do sistema (ângulo de impacto $\alpha$). Esta parametrização força o caminho da fonte a passar pela região de interesse do evento em que seria possível a detecção de planetas de baixa massa, aumentando a probabilidade de detecção de planetas com a massa da Terra. Aplicamos nossa parametrização em eventos de MG disponíveis na literatura e também em curvas de luz de eventos observados no Observatório Pico dos Dias (OPD) nas campanhas observacionais de 2018, 2019 e 2020, que fizeram parte deste doutorado em conjunto da colaboração MicroFun da "Ohio State University". Nesta tese, apresentamos uma discussão detalhada sobre as curvas de cáusticas planetárias em eventos de MG e os efeitos na formação das curvas de luz de um evento envolvendo um planeta com a massa similar à da Terra. Apresentamos também detalhadamente a metodologia de observação fotométrica de eventos de microlentes gravitacionais acompanhados no OPD. Apresentamos ainda uma possível detecção de 3 candidatos à exoplanetas, um deles utilizando dados observados no OPD durante o doutorado. Neste trabalho analisamos a topologia de eventos de MG que produzem curvas de luz em que a detecção de planetas com a massa similar à da Terra é possível.
-
Mostrar Abstract
-
Gravitational lenses were proposed by Albert Einstein in the course of developing the theory of general relativity. Einstein observed that massive objects curve space-time and thus the path of light that passes close to these objects undergo deflection effects and the light is then deflected in these vicinities. The gravitational lens regime can be divided into three categories: strong lenses, weak lenses, and microlensing. This thesis is focused on the latter, the gravitational microlensing. Gravitational Microlensing (GM) events happen when, from the observer's perspective, there is an alignment between two stars, one in the background (source) and another in the foreground (lens). This alignment causes the light from the source to deviate from its original path. This deviation of light generates a magnification of the brightness of the background star and if the two stars have relative movements, a characteristic light curve is then produced. If the lens star has a planet, we can infer its presence by carefully analyzing this light curve and determining the mass fractions of the system and also the apparent major semi-axis. This technique differs from the others because it is the only one that can detect small planets beyond the snow line of its stars. These planets are essential for filling the census of exoplanets that we have in our galaxy. In this work, we focus on finding low-mass planets in solar-type stars. For this, we use the semi-analytical method of solving the lens equation and we propose the parameterization of the shortest distance between the path of the source star and the main lens (impact parameter $\mu_0 $) and the angle that the source path makes with the relative axis of the system (angle of impact $\alpha$). This parameterization forces the source path to pass through the region of interest of the event in which it would be possible to detect low mass planets, increasing the probability of detecting planets with the mass of the Earth. We applied our parameterization in GM events available in the literature and also in light curves of events observed at the Pico dos Dias Observatory (OPD) in the observational campaigns of 2018, 2019, and 2020, which were part of this doctorate together with the MicroFun collaboration from "Ohio State University ". In this thesis, we present a detailed discussion of planetary caustic in GM events and the effects on the formation of light curves in an event involving a planet with a mass similar to that of Earth. We present in detail the methodology for photometric observation of GM events monitored at the OPD. We also present a possible detection of 3 candidates for exoplanets, one of them using data observed in the OPD during this doctorate. In this work, we analyze the topology of GM events that produce light curves in which the detection of planets with a mass similar to that of Earth is possible.
|
|
5
|
-
GABRIEL CAMPELO DE MELO FERRAZ
-
Construção de Líquidos de Spin Quirais por Junções de Cadeias de Spin
-
Orientador : RODRIGO GONCALVES PEREIRA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
AMIR ORDACGI CALDEIRA
-
MARIANA MALARD SALES
-
RAFAEL CHAVES SOUTO ARAUJO
-
RODRIGO GONCALVES PEREIRA
-
TOMMASO MACRI
-
Data: 26/03/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Nesse trabalho de tese, buscou-se apresentar um novo método de construção de um líquido quântico de spin quiral (CSL) formado a partir de cadeias de spin de Heisenberg. As cadeias de spin, reunidas inicialmente em trios, eram acopladas na forma de junções Y. Em cada junção Y foi adicionada uma interação quiral entre os três spins das bordas de cada cadeia, além da interação de troca entre os spins vizinhos no bulk das cadeias. Através do estudo anterior de uma junção Y isolada investigou-se aqui sua extensão, estabelecendo o conjunto dessas junções na forma de uma rede hexagonal de cadeias de spin. A análise teórica foi baseada em baixas energias, através da técnica de bosonização e aplicando-se condições de contorno conforme invariantes aos modos bosônicos ou correntes de spin das cadeias. Concluiu-se que o CSL é do tipo de Kalmeyer-Laughlin, com suas excitações elementares correspondendo a spinons, excitações magnéticas fracionárias de estatística semiônica. O líquido de spin quiral encontrado também é acompanhado de uma condutância de spin de Hall quantizada e modos de borda nas fronteiras da rede. Estudou-se o espectro (com gap ) dos spinons e a estabilidade do líquido quiral através da perturbação de backscattering entre os campos bosônicos quirais de hexágonos vizinhos, e de um modelo de tight-binding efetivo para spinons. A teoria foi capaz de prever uma transição de fase quando o gap de spinons se fecha, resultando na condensação dos spinons ou formação de um CSL estável. Como perspectiva, o método desenvolvido neste trabalho pode ser estendido para outras fases topológicas da matéria e eventualmente ser útil na aplicação de computação quântica topológica.
-
Mostrar Abstract
-
In this thesis work, it was sought to present a new construction method of a chiral spin quantum liquid formed from Heisenberg spin chains. The spin chains, initially assembled in trios, were coupled in the form of Y junctions. In each Y junction, a chiral interaction was added between the three spins at the edges of each chain, in addition to the exchange interaction between neighbouring spins in the bulk of the chains. Through the previous study of an isolated Y junction its extension was investigated here by establishing the set of these junctions in the form of a hexagonal network of spin chains. The theoretical analysis was based on low energies using the bosonization technique and applying invariant boundary conditions to the bosonic modes or the chains' spin currents. It was concluded, with the established chiral spin liquid, that the CSL is of the Kalmeyer-Laughlin type, which its elementary excitations correspond to spinons, fractional magnetic excitations of semonic statistics. The chiral spin liquid found is also accompanied by a quantized spin Hall conductance and edge modes at the network boundaries. The (gapped)spectrum of the spinons and the stability of the chiral liquid were studied through the backscattering perturbation between the chiral bosonic fields of neighboring hexagons and an effective tight-binding model for spinons. The theory was able to predict a phase transition when the spinon gap closes, resulting in the condensation of the spinons or the formation of a stable CSL. As a perspective, the method developed in this work can be extended to other topological phases of matter and eventually be useful in the application of topological quantum computing.
|
|
6
|
-
MÁRCIO ASSUNÇÃO TEIXEIRA
-
SIMUTOOLS: Uma ferramenta para simulação de espectros do NIRPS
-
Orientador : BRUNO LEONARDO CANTO MARTINS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
BRUNO LEONARDO CANTO MARTINS
-
EDUARDO JANOT PACHECO
-
HELOISA MARIA BOECHAT-ROBERTY
-
IZAN DE CASTRO LEÃO
-
JOSE RENAN DE MEDEIROS
-
Data: 07/04/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Com a possibilidade da utilização da variação da velocidade radial para encontrar exoplanetas, iniciado com a descoberta do 51 Pegasi b, o cenário da exoplanetologia é alvo de grande interesse. Dessa descoberta pionera até os dias atuais, vários espectrômetros foram e têm sido construídos com o intuito específico de buscar por exoplanetas. Nesse contexto, insere-se o NIRPS (Near Infra-Red Planet Searcher), um espectrômetro que será montado juntamente ao HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), no Chile, e irá operar na faixa do infravermelho próximo, com o intuito de buscar exoplanetas orbitando estrelas de baixa massa. Nesse trabalho, apresentamos um programa desenvolvido para o NIRPS, o SIMUTOOLS, que simula o espectro que chega no detector (H4RG). Essas simulações tem como objetivos: antecipar qualquer particularidade que possa haver no instrumento, ou no detector, de modo que possa ser corrigido de antemão, antes do funcionamento do NIRPS; como também no teste e calibração do programa de redução de dados (DRS). O programa foi bem sucedido nas simulações, mostrando as particularidades de cada tipo de observação, apresentando efeitos intrínsecos ao instrumento, a diferença no modo de observação de alta precisão e de alta eficiência, e, por último, a simulação de espectros de diferentes estrelas tipo M, onde podemos também observar como a absorção atmosférica influencia na observação.
-
Mostrar Abstract
-
With the possibility of using the variation in radial velocity to find exoplanets, that has begun with the discovery of 51 Pegasi b, the exoplanet scene has been a target of great interest. From this pioneer discovery up to now, various spectrometers were and have been built with the purpose of searching for exoplanets. In this context, NIRPS (Near Infra-Red Planet Searcher) is included, a spectrometer which will be mounted jointly to HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), in Chile, and will operate in the near infrared range, with the goal of searching for explanets orbiting low mass stars. In this work, we present a program developed for NIRPS, SIMUTOOLS, which will simulate the specter that reachs the detector (H4RG). These simulations expect to: anticipate any particularity that may happen to the instrument, or the detector, so that it may be corrected beforehand, prior to NIRPS’ functioning; and also test and calibrate the data reduction software (DRS). This code was successful in its simulations, presenting the particularities of each type of observation, showing intrinsic effects due to the instrument, the difference between high accuracy and high efficiency modes and, lastly, the simulation of specters from different M stars, in which we may also realize the influence from atmospheric absorption in the observation.
|
|
7
|
-
DESIANE MAIARA GOMES DOS SANTOS
-
Comportamento livre de escala nas sequências de hailstone usando o mapa de Collatz
-
Orientador : MADRAS VISWANATHAN GANDHI MOHAN
-
MEMBROS DA BANCA :
-
DORY HELIO AIRES DE LIMA ANSELMO
-
ERNESTO CARNEIRO PESSOA RAPOSO
-
MADRAS VISWANATHAN GANDHI MOHAN
-
MARCIO ASSOLIN CORREA
-
MARCOS GOMES ELEUTERIO DA LUZ
-
RICARDO VIANA
-
Data: 23/04/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
A conjectura de Collatz, possivelmente o problema mais elementar na matemática ainda não resolvido, afirma que para todos os inteiros positivos $n$, o mapa $n\mapsto n/2$ ($n$ par) e $n \mapsto 3n+1$ ($n$ ímpar) atinge 1 após um número finito de iterações. As órbitas do mapa de Collatz que aqui consideramos, também conhecidas como sequências de granizo, foram observadas do ponto de vista se apresentam comportamento invariante de escala, em analogia com certos processos observados em sistemas físicos reais. Desenvolvemos uma maneira eficiente de gerar órbitas para $n$'s extremamente grandes (por exemplo, maior do que $n \approx 10^{3,000}$), permitindo analisar estatisticamente sequências muito longas. Com essa maneira eficiente, encontramos evidência muito forte de uma lei de potência sem escala para o mapa de Collatz. Derivamos analiticamente os expoentes de escala, apresentando excelente concordância com as estimativas numéricas. As sequências sem escala vistas na dinâmica de Collatz são consistentes com o Movimento Browniano Geométrico com \textit{Drift}, que é compatível com a validade da conjectura de Collatz. Nossos resultados levam a outra conjectura (concebivelmente testável por meio de simulações numéricas diretas, embora demoradas): dado uma inicial $n$, o número médio de iterações necessárias para chegar a $1$ é proporcional, para a ordem mais baixa, a $log[n]$.
-
Mostrar Abstract
-
The Collatz conjecture, perhaps the most elementary unsolved problem in mathematics, claims that for all positive integers $n$, the map $n\mapsto n/2$ for even $n$ and $n \mapsto 3n+1$ for odd $n$ reaches 1 after a finite number of iterations. We examine the Collatz map's orbits, known as hailstone sequences, and ask whether or not they exhibit scale-invariant behavior, in analogy with certain processes observed in real physical systems. We develop an efficient way to generate orbits for extremely large $n$'s (e.g., higher than $n \approx 10^{3,000}$), allowing to statistically analyze very long sequences. We find strong evidence of a scale-free power law for the Collatz map. We analytically derive the scaling exponents, displaying excellent agreement with the numerical estimations. The scale-free sequences seen in the Collatz dynamics are consistent with geometric Brownian motion with drift, which is compatible with the validity of the Collatz conjecture. Our results lead to another conjecture (conceivably testable through direct, nonetheless very time consuming, numerical simulations): given an initial $n$, the average number of iterations needed to reach $1$ is proportional, to lowest order, to $log[n]$.
|
|
8
|
-
MARCUS VINÍCIUS PINHEIRO LOPES
-
Efeitos termoelétricos em bicamadas de Co2FeAl/W com anisotropias uniaxial e cúbica
-
Orientador : MARCIO ASSOLIN CORREA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
THIAGO JOSÉ DE ALMEIDA MORI
-
FELIPE BOHN
-
MARCIO ASSOLIN CORREA
-
MAURICIO ROBERTO BOMIO DELMONTE
-
MÁRCIO MEDEIROS SOARES
-
Data: 26/04/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
A conversão de gradientes de temperatura aplicados em materiais magnéticos vem sendo tema de estudo pela sua importância na possibilidade de construção de dispositivos que se aproveitem da mesma. A aplicação dessas variações de temperatura geram respostas elétricas devido à produção de correntes de spin e de carga que deram origem a uma área da spintrônica, a caloritrônica de spin. A partir dessas correntes é possível medir a tensão termoelétrica em materiais magnéticos, produzida pela conversão direta do gradiente de temperatura em tensão elétrica. Neste trabalho, essa termovoltagem está associada principalmente a dois fenômenos, os efeitos Seebeck de spin (SSE) e anômalo Nernst (ANE). Ambos são investigados em amostras de Co2FeAl/W (CFA/W) crescidas sobre substratos de silício (Si) e arseneto de gálio (GaAs). As amostras foram preparadas via técnica de magnetron sputtering com o substrato sob condições distintas de temperatura durante a deposição, de 300 K até 773 K. Aqui, as bicamadas foram depositadas em substratos orientados com o intuito de induzir anisotropia magnetocristalina, permitindo assim a obtenção de sistemas com uma sobreposição de anisotropias tais como uniaxial e cúbica. As amostras foram caracterizadas do ponto de vista estrutural e magnético. Especificamente, a caracterização estrutural foi realizada por difratometria de Raios-X (XRD), enquanto o comportamento magnético quase-estático foi estudado através de curvas de magnetização medidas por um Magnetômetro de Amostra Vibrante (VSM). A resposta termoelétrica foi explorada através do efeito longitudinal Seebeck de spin (LSSE) juntamente com o ANE. Nesta configuração, o gradiente de temperatura é normal ao plano do filme, e o campo magnético externo é aplicado paralelamente ao plano. Então, a tensão termoelétrica é medida com contatos elétricos fixados no plano do filme. Foram realizadas também simulações computacionais utilizando o modelo de Stoner-Wohlfarth adaptado que juntamente com os dados experimentais mostram que a resposta termoelétrica das amostras é resultado da interação entre as contribuições uniaxial e cúbica da anisotropia magnetocristalina. Os resultados colocam a bicamada de CFA/W crescida no substrato de GaAs como um candidato promissor para elementos ativos em dispositivos spintrônicos.
-
Mostrar Abstract
-
The conversion of temperature gradients applied to magnetic materials has been the subject of study for its importance in the possibility of building devices that take advantage of it. The application of these temperature variations generate electrical responses due to the production of spin and charge currents that gave rise to an area of spintronics, the spin caloritronics. From these currents it is possible to measure the thermoelectric voltage in magnetic materials, produced by the direct conversion of the temperature gradient into electrical voltage. In this work, this thermovoltage is mainly associated with two phenomena, the Seebeck spin (SSE) and anomalous Nernst (ANE) effects. Both are investigated in samples of Co2FeAl/W (CFA/W) grown on silicon (Si) and gallium arsenide (GaAs) substrates. The samples were prepared by magnetron sputtering with the substrate under to distinct temperature conditions during deposition, from 300 K up to 773 K. Here, the bilayers were deposited onto oriented substrates in order to induce magnetocrystalline anisotropy, thus allowing the obtainment of systems with an overlap of anisotropies such as uniaxial and cubic. The samples were characterized from the structural and magnetic point of views. Specifically, the structural characterization was performed by X-ray diffractometry (XRD), while the quasi-static magnetic behavior was obtained through magnetization curves measured using a Vibrating Sample Magnetometer (VSM). Thermoelectric response was explored via longitudinal Spin Seebeck effect (LSSE). In this configuration, the temperature gradient is normal to the plane of the film, and the external magnetic field lies in the plane. Then, the thermoelectric voltage is measured with electrical contacts fixed in the film plane. Computer simulations were also carried out using the adapted Stoner-Wohlfarth model, which together with the experimental data show that the thermoelectric response of the samples is the result of the interaction between the uniaxial and cubic contributions of magnetocrystalline anisotropy. The results place CFA grown onto GaAs substrate as a promising candidate for active elements in spintronic devices.
|
|
9
|
-
REBECCA DE MOURA BRAZ DINIZ
-
TRANSIÇÃO DE FASE NO MODELO DO GRUPO VOTANTE DILUÍDO COM APLICAÇÕES SOCIOFÍSICAS E BIOFÍSICAS
-
Orientador : JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ALEXANDRE DA SILVA ROSAS
-
CLAUDIONOR GOMES BEZERRA
-
JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
-
MADRAS VISWANATHAN GANDHI MOHAN
-
RAIMUNDO NOGUEIRA DA COSTA FILHO
-
Data: 26/05/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Propomos o Modelo do Grupo Votante Diluído e sugerimos uma interpretação biofísica de uma transição de fase contínua em um sistema de rede magnética, também sugerimos alguns insights sobre o contexto socio físico das eleições. No Modelo do Grupo Votante Diluído, simulamos uma rede regular quadrada de N spins variáveis com dois estados σi = ±1 e rede de lado L = . O estado de cada sítio pode ser modificado devido a influência vizinha do persuasive cluster spins NPCS, um bloco quadrado escolhido aleatoriamente. Esse spin, adjacente ao PCS, possui resistência q a aceitar esse fluxo de influência externa, logo, ele rejeita a influência dos PCS com probabilidade q e concorda com a maioria dos PCS com probabilidade (1-q). A diluição do sistema se dá pela fração f de sítios que não possuem resistência alguma (q = 0). Complementariamente, 1-f possuem efetivamente a resistência q, sendo qc seu valor crítico onde ocorre transição de fase. Nossos parâmetros de interesse são qc, f e NPCS. Calculamos a magnetização, susceptibilidade e o cumulante de Binder do sistema para mapear a transição de fase mostrando que determinada configuração dos parâmetros leva a uma região de magnetização nula. Comparamos os resultados de grandes grupos de influência com a teoria de campo médio e utilizamos teoria de escala de tamanho finito. Em termos biofísicos, em algumas configurações de eficiência da vacina q, grupo de contágio NPCS e ausências de campanha f, temos uma fase ordenada (magnetização > 0) onde há uma propagação epidêmica. Em termos sociais, para determinadas configurações de q(temperatura social), NPCS (pressão social) e f (descaso social), temos a fase desordenada(Magnetização nula) onde não ocorre consenso.
-
Mostrar Abstract
-
The Diluted Block Voter Model gives a biophysical interpretation of a continuous phase transition in a magnetic network system, we also give some insights into the sociophysical context of elections. We simulated a regular square lattice of N spins variable with two states σi = ±1, and edge L = √N . Each spin can receive the outflow influence of the persuasive cluster spins (NPCS), a randomly chosen square block. This chosen adjacente spin have q resistance to accept the outflow influence. So, it rejects the PCS influence with probability q and agrees with the majority of PCS with probability (1 - q). The dilution is due to the fraction f of sites with no resistance q = 0 while the complementary 1 - f sites effective have q resistance, named qc its critical value when phase transition occurs. Our parameters of interests are qc, f and NPCS. We calculate the magnetization, susceptibility and Binder’s cumulant of the system to map the phase transition showing that some configuration of parameters lead us to a null magnetization region. We compare the results of large groups of influence with the mean-field theory and we use the finite scale size theory. In biophysical terms, in some configurations of vaccine efficiency q, contagion group NPCS, and campaign absences f, we have an ordered phase (magnetization > 0) Where there is an epidemic propagation. In social terms, for some configuration of social temperature q, Social pressure NPCS and social neglect f, we have a disordered phase (null magnetization)where there is no consensus.
|
|
10
|
-
ACÁCIO SILVEIRA DE MELO
-
Efeito Nernst Anômalo em Fílmes magnetostrictivos sobre substratos Flexíveis
-
Orientador : MARCIO ASSOLIN CORREA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
CLAUDIONOR GOMES BEZERRA
-
FELIPE BOHN
-
JOAO PAULO SINNECKER
-
JULIAN PENKOV GESHEV
-
MARCIO ASSOLIN CORREA
-
MATHEUS GAMINO GOMES
-
Data: 04/06/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
O efeito Nersnt anômalo (ANE) em materiais magnéticos nanoestruturados é um fenômeno chave para otimizar o controle e empregar a energia interna em dispositivos eletrônicos. Neste trabalho, vamos explorar as propriedades magnéticas e o ANE em filmes magnetostrictivos flexíveis com anisotropia uniaxial induzida e submetidos a um estresse mecânico. Além disso, vamos promover uma integração entre o ANE e os fenômenos magnetostrictivos, que por sua vez, influenciam na anisotropia magnética efetiva dos filmes. Sendo assim, será apresentado um estudo teórico do comportamento da magnetização nesse sistema, de modo que possamos entender como esta influenciará na resposta da tensão termoelétrica. Ao mesmo tempo, vamos integrar esse estudo aos dados experimentais obtidos, desse modo podemos manipular o ANE através do campo magnético e do estresse mecânico aplicado. Teoricamente, calculamos o comportamento da magnetização e a resposta da tensão termoelétrica para uma geometria planar, com densidade de energia livre magnética, que leva em consideração as contribuições induzidas de anisotropia uniaxial e magnetoelástica. Experimentalmente, verificamos modificações na anisotropia magnética efetiva, alterando o estresse aplicado, e exploramos a resposta do efeito Nernst anômalo como uma ferramenta poderosa para investigar as propriedades magnéticas de materiais magnetostrictivos. Encontramos concordância entre o experimento e os cálculos numéricos, elucidando assim o comportamento magnético e a resposta da tensão termoelétrica. Por fim, foram fornecidas evidências que confirmam a validade da abordagem teórica para descrever as propriedades magnéticas e o efeito Nernst anômalo em filmes magnetostritivos ferromagnéticos com anisotropia magnética uniaxial e submetidos a estresse mecânico.
-
Mostrar Abstract
-
The anomalous Nersnt effect (ANE) in nanostructured magnetic materials is a key phenomenon for optimizing control and using internal energy in electronic devices. In this work, we will explore the magnetic properties and ANE in a flexible magnetostrictive film with uniaxial anisotropy induced and subjected to mechanical stress, in addition, we will promote an integration between the ANE effect and the magnetostrictive phenomena, which in turn, in_uences the effective anisotropy of Films. Therefore, a theoretical study of the behavior of magnetization in this system will be presented, so that we can understand how it will influence the thermoelectric voltage response. At the same time, we will integrate this study with the experimental data obtained, in this way we can manipulate the ANE through the magnetic field and the applied mechanical stress. Theoretically, we calculate the magnetization behavior and the thermoelectric voltage response from the theoretical approach to planar geometry, with magnetic free energy density that takes into account the induced contributions of uniaxial and magnetoelastic anisotropy. Experimentally, we verified changes in the effective magnetic anisotropy, changing the applied stress, and explored the anomalous Nernst effect, as a powerful tool to investigate the magnetic properties of magnetostrictive materials. We found agreement between the experiment and the numerical calculations, thus elucidating the magnetic behavior and the thermoelectric voltage response. Finally, evidence was provided to confirm the validity of the theoretical approach to describe the magnetic properties and the anomalous Nernst effect in ferromagnetic magnetostrictive films with uniaxial magnetic anisotropy and subjected to external stresses.
|
|
11
|
-
ANA CAROLINA MATTIUCI FIGUEIREDO
-
Um estudo da rotação de sistemas binários e sua relação com os parâmetros estelares e orbitais
-
Orientador : JOSE DIAS DO NASCIMENTO JUNIOR
-
MEMBROS DA BANCA :
-
GABRIEL ARMANDO PELLEGATTI FRANCO
-
JOSE DIAS DO NASCIMENTO JUNIOR
-
MARCELO EMÍLIO
-
MATTHIEU SEBASTIEN CASTRO
-
SILVIA HELENA PAIXAO ALENCAR
-
Data: 10/06/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
A rotação estelar é um parâmetro importante a ser considerado no estudo de evolução e estrutura estelar, uma vez que ela se relaciona com diversos parâmetros igualmente relevantes como massa e temperatura e influencia na composição química da estrela. Em sistemas binários o estudo da rotação nos permite compreender os efeitos de maré que um sistema pode sofrer e o processo que faz com que o sistema alcance a sincronização e a circularização. Para entender como a rotação se comporta e se relaciona com outros parâmetros estelares em sistemas binários, utilizamos um método de análise de curvas de luz e medição do período de rotação. Aplicamos esse método em curvas de luz das missões espaciais CoRoT e TESS em estrelas pertencentes a sistemas binários eclipsantes e espectroscópicos. Além disso, analisamos as relações entre outros parâmetros como, período orbital e excentricidade, velocidade rotacional projetada e temperatura efetiva, entre outros. Fizemos medidas espectroscópicas para três sistemas binários eclipsantes no intuito de obter a quantidade de lítio e reconfirmar parâmetros como temperatura efetiva e gravidade superficial. Finalizamos este estudo com diagramas de correlação para ter uma visão geral entre os diferentes grupos de binárias . Obtivemos ótimos resultados na determinação do período de rotação para 70 sistemas binários eclipsantes, 26 sistemas binários espectroscópicos e 15 sistemas pertencentes à região de Taurus-Auriga. Reafirmamosos valores das excentricidades para 18 sistemas binários eclipsantes e encontramos 38 sistemas sincronizados dos quais 12 se encontram sincronizados e circularizados. Já para os sistemas espectroscópicos, constatamos que para as estrelas da sequênciaprincipal, quanto menor o período orbital maior a probabilidade do sistema estar sincronizado, no entanto, é possível encontrar gigantes vermelhas de longo período sincronizadas. Os espectros dos três sistemas binários eclipsantes mostraram divergências nos valores de temperatura efetiva encontrados na literatura, além disso, conseguimos fornecer os valores da metalicidade e da abundância superficial de lítio para as componentes primárias destes sistemas. Verificamos ainda que as correlações entre rotação, parâmetros orbitais, massa e temperatura mudam de acordo com os diferentes tipos de sistemas binários.
-
Mostrar Abstract
-
Stellar rotation is an important parameter to be considered in the study of stellar evolution and structure, as it relates to several equally relevant parameters such as mass and temperature and influences the chemical composition of the star. In binary systems the study of rotation allows us to understand the tidal effects that a system can suffer and the process that makes the system achieve synchronization and circularization. To understand how rotation behaves and relates to other stellar parameters in binary systems, we use a method of analyzing light curves and measuring the rotation period. We apply this method to light curves of the CoRoT and TESS space missions in stars belonging to eclipsing and spectroscopic binary systems. In addition, we analyzed the relationships between other parameters such as orbital period and eccentricity, projected rotational velocity and effective temperature, among others. We finished this study with correlation diagrams to have an overview between the different groups of binaries. We obtained excellent results in determining the rotation period for 70 eclipsing binary systems, 26 spectroscopic binary systems and 15 systems belonging to the Taurus-Auriga region. We reaffirm the values of the eccentricities for 18 eclipsing binary systems and found 38 synchronized systems of which 12 are synchronized and circularized. For the spectroscopic systems, we found that for the stars of the main sequence, the shorter the orbital period, the greater the probability of the system being synchronized, however, it is possible to find red giants of long period synchronized. We also found that the correlations between rotation, orbital parameters, mass and temperature change according to the different types of binary systems.
|
|
12
|
-
RAFAEL RAMON FERREIRA
-
ESTUDO ESPECTROSCÓPICO DA ATIVIDADE CROMOSFÉRICA EM ESTRELAS DO TIPO SOLAR: A busca por caracterizar estrelas análogas em mínimo de Maunder
-
Orientador : MATTHIEU SEBASTIEN CASTRO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
ADRIANA BENETTI MARQUES VALIO
-
GUSTAVO FREDERICO PORTO DE MELLO
-
JOSE DIAS DO NASCIMENTO JUNIOR
-
MATTHIEU SEBASTIEN CASTRO
-
SILVIA HELENA PAIXAO ALENCAR
-
Data: 11/06/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Desde as primeiras observações das manchas solares realizadas por Thomas Harriot e subsequentemente por Galileu e diversos outros cientistas, os astrônomos buscam métodos para se compreender melhor os fenômenos magnéticos no Sol e em estrelas do tipo solar. Os primeiros indicadores usados para caracterizar a atividade foram as manchas solares. Também vale a pena destacar um dos mais intrigantes fenômenos da evolução do magnetismo solar conhecido como mínimo de Maunder, que ocorreu especificamente entre 1645 e 1715. O que faz este mínimo de atividade ser enigmático é o registro de pouquíssimas manchas solares e praticamente nenhuma variabilidade ao longo de 70 anos, permanecendo até hoje sem explicação consolidada. No século XX, com o avanço das técnicas observacionais referentes à espectroscopia, os astrônomos passaram realizar observações da atividade solar/estelar também através dos espectros. A atividade cromosférica solar/estelar, tem sido assunto tratado exaustivamente ao longo das últimas seis décadas na literatura. Os principais indicadores espectroscópicos são oriundos das linhas ressonantes do Ca II H&K, particularmente os indicadores SMW e o índice com correção fotosférica RHK são os principais. Medidas espectroscópicas de atividade das estrelas do tipo solar vem sendo realizadas desde 1960, em busca de responder a questão de quão singular é a evolução magnética do Sol em relação as outras estrelas do tipo solar. Todo este plano de fundo tem permitido determinar que estrelas do tipo solar possuem ciclos de atividade, no caso do Sol é bem estabelecido um ciclo primário de 11 anos e um possível ciclo secundário de 88 anos. Em nosso trabalho obtivemos como principais resultados: 1) A caracterização e determinação do ciclo de atividade da análoga solar HD43587, bem como estimativas de seu período rotacional e caracterização do campo magnético; 2) Desenvolvimento de ferramentas teóricas para se estimar as observações de manchas estelares globalmente em outras estrelas do tipo solar; 3) Análise e determinação do ciclo de atividade de 30 estrelas do tipo solar indicadas na literatura como em estado de Mínimo de Maunder; 4) Calibração dos índices de atividade baseados nas linhas do Ca II H\&K utilizando o espectrógrafo Coudé localizado no Observatório do Pico dos Dias.
-
Mostrar Abstract
-
Since the first observations of sunspots made by Thomas Harriot and subsequently by Galileo and several other scientists, astronomers looking for methods to better understand the magnetic phenomena in the Sun and in solar-type stars. It is well established that the first indicators used to characterize magnetic activity were sunspots. It is also worth highlighting one of the most intriguing phenomena of the evolution of solar magnetism known as Maunder's minimum, which occurred specifically between 1645 and 1715. What makes this minimum of activity is enigmatic is the registration of very few sunspots and practically no variability in the area. over 70 years, remaining to this day without a consolidated explanation. In the twentieth century, with the advancement of observational techniques related to spectroscopy, astronomers began to make observations of solar/stellar activity also through the spectra. The solar/stellar chromospheric activity, has been the subject of exhaustive treatment over the last six decades in the literature. The main spectroscopic indicators come from the Ca II H\&K resonant lines, particularly the indicators SMW and the index with photosphere correction RHK are the main ones. Spectroscopic measurements of the activity of solar-type stars have been carried out since 1960, in an attempt to answer the question of how unique the magnetic evolution of the Sun is in relation to other solar-type stars. All this background has allowed to determine that stars of the solar type have activity cycles, in the case of the Sun a primary cycle of 11 years is well established and a possible secondary cycle of 88 years. In our work we obtained as main results: 1) The characterization and determination of the activity cycle of the solar analog HD43587, as well as estimates of its rotational period and characterization of the magnetic field; 2) Development of theoretical tools to estimate the observations of stellar spots globally in other stars of the solar type; 3) Analysis and determination of the activity cycle of 30 stars of the solar type indicated in the literature as in the state of Maunder Minimum; 4) Calibration of activity indexes based on the Ca II H&K lines using the Coudé spectrograph located at the Pico dos Dias Observatory.
|
|
13
|
-
ANDRÉ CHAVES DE BRITO
-
Sobre o Excesso no Infravermelho Médio em Sistemas Binários Espectroscópicos
-
Orientador : BRUNO LEONARDO CANTO MARTINS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
BRUNO LEONARDO CANTO MARTINS
-
EDUARDO JANOT PACHECO
-
IZAN DE CASTRO LEÃO
-
JOSE RENAN DE MEDEIROS
-
MARCOS PEREZ DIAZ
-
Data: 30/06/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
A presença de material circunstelar é vista como um poderoso indicativo para a formação de
sistemas planetários semelhantes ao nosso Sistema Solar. Sabe-se que estrelas binárias próximas
têm zona de habitabilidade mais extensa quando comparadas às estrelas individuais, tornando-as
alvo de diversas pesquisas, no entanto, estudos sobre discos de detritos em sistemas dessa natureza
ainda são incipientes. Diante dessa conjuntura, busca-se através desta tese, discos de detritos em
sistemas binários espectroscópicos. A amostra foi obtida do banco de dados WEBDA, contendo
inicialmente 25 aglomerados abertos com as maiores populações de estrelas binárias espectros-
cópicas disponíveis, totalizando 1033 candidatas. A busca por excesso no infravermelho ocorreu
nas bandas 3,4 μm, 4,6 μm, 12 μm e 22 μm do WISE e foi realizada através de um comparativo
a partir das SEDs (Spectral Energy Distribution) obtidas pelos dados fotométricos oriundos das
missões GAIA, 2MASS e WISE e da curva sintetizada gerada pelo modelo BT-Settl, disponível na
plataforma virtual VOSA (Observatory Sed Analyzer). As estrelas com excesso no infravermelho
passaram por inspeção visual e tiveram suas latitudes galácticas verificadas, resultando em uma
amostra final com 6 sistemas binários espectroscópicos com presença de disco confirmadas. Após
esses procedimentos, foram calculados os principais parâmetros que caracterizam os discos de de-
tritos e, dentre outros resultados, foi possível verificar que sistemas binários espectroscópicos não
evoluídos, pertencentes a aglomerados abertos, podem abrigar discos circumbinários estáveis.
-
Mostrar Abstract
-
The presence of circumstellar material is seen as a powerful indicator for the formation of
planetary systems similar to our Solar System. It is known that nearby binary stars have a more extensive
habitability zone when compared to individual stars, making them the target of several researches,
however, studies on debris discs in systems of this nature are still incipient. Faced with this con-
juncture, it is sought through this thesis, debris discs in spectroscopic binary systems. The sample
was obtained from the WEBDA database, initially containing 25 open agglomerates with the lar-
gest populations of spectroscopic binary stars available, totaling 1033 candidates. The search for
excess in the infrared occurred in the 3.4 μm, 4.6 μm, 12 μm and 22 μm bands of WISE and was
performed through a comparison from the SEDs (Spectral Energy Distribution) obtained by the
photometric data from the GAIA missions, 2MASS and WISE and the synthesized curve genera-
ted by the BT-Settl model, available on the virtual platform VOSA (Observatory Sed Analyzer).
The stars with excess in the infrared have passed through visual inspection and had their galactic
latitudes checked, resulting in a final sample with 6 confirmed spectroscopic binary systems with
disc presence. After these procedures, the main parameters that characterize the debris discs were
calculated and, among other results, it was possible to verify that non-evolved binary spectroscopic
systems, belonging and open agglomerates, can house stable circumbinary debris discs.
|
|
14
|
-
EVERSON FRAZÃO DA SILVA
-
Absorção em Quasi-Cristais Fotônicos
-
Orientador : MANOEL SILVA DE VASCONCELOS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
DORY HELIO AIRES DE LIMA ANSELMO
-
EUDENILSON LINS DE ALBUQUERQUE
-
JOAO MILTON PEREIRA JUNIOR
-
MANOEL SILVA DE VASCONCELOS
-
RAIMUNDO NOGUEIRA DA COSTA FILHO
-
Data: 27/07/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Depois do trabalho pioneiro de Yablonovitch (em 1987) sobre cristais fotônicos, houve um interesse crescente nos estudos sobre a propagação de ondas eletromagnéticas em multicamadas periódicas, principalmente pela possibilidade de guiar, permitir ou proibir a propagação da luz em determinadas faixas de frequência com o uso dos band gaps. Por outro lado, após os trabalhos pioneiros de Kohmoto (também em 1987), o estudo dos quasi-cristais fotônicos vem recebendo bastante destaque. Os quasi-cristais fotônicos exibem ordem de longo alcance, simetria não translacional e uma característica nos espectros ópticos de auto-similaridade, uma propriedade bastante interessante nos estudos dos fractais. Nesta tese de doutorado, abordaremos um estudo sobre o espectro de absorção e transmissão óptica em multicamadas, utilizando a teoria dos quasi-cristais fotônicos. A técnica que utilizamos para o cálculo do espectro óptico é a técnica da matriz transferência. Os quasi-cristais fotônicos que estudamos são formados pelas sequências de Octonacci e Dodecanacci. Também, os grafenos são materiais que receberam bastante atenção por suas propriedades optoeletrônicas, mesmo com ausência de band gap. Nesta tese usamos o Grafeno nas interfaces entre as camadas para obtenção dos espectros e comparamos os resultados com o caso sem grafenos. Investigamos também o efeito do potencial químico para o controle dos band gaps nessas estruturas, bem como a influência da incidência oblíqua. O estudo da absorção coerente perfeita tem recebido também bastante destaque nos últimos anos, sobretudo por diversas aplicações tecnológicas, como moduladores, refletores de Bragg, estruturas plasmônicas, entre outras. Por outro lado, sistemas hermitianos, anteriormente presentes apenas na mecânica quântica, tiveram seus estudos se expandindo para sistemas- acústicos e eletrônicos. Os sistemas não hermitianos, tiveram seu equivalente em sistemas ópticos onde ocorre o que chamamos de simetria de paridade-tempo (simetria PT), onde os índices de refração do material satisfazem a condição n(x) = n * (-x). Nesta tese calculamos ainda o espectro de transmissão em um cristal fotônico com simetria PT que são formados por sequências quasi-periódicas bastante conhecidas na literatura, a saber: Fibonacci, Thue Morse e Duplo Período. Em nossos resultados mostramos a existência de picos de alta transmissão em conseqüência da definição da simetria PT nos quasi-cristais fotônicos.
-
Mostrar Abstract
-
After Yablonovitch's pioneering work (in 1987) on photonic crystals, there was a growing interest in studies on the propagation of electromagnetic waves in periodic multilayers, mainly because of the possibility of guiding, allowing or prohibiting the propagation of light in certain frequency bands with the use of band gaps. On the other hand, after Kohmoto's pioneering work (also in 1987), the study of photonic quasi-crystals has been receiving a lot of attention. Photonic quasi-crystals exhibit long- range order, non-translational symmetry and a characteristic in the auto-similarity optical spectra, a very interesting property in fractal studies. In this doctoral thesis, we have study absorption and optical transmission spectra in multilayers, by using the theory of photonic quasi-crystals. The technique that we use for the calculation of the optical spectrum is the technique of the transfer matrix. The photonic quasi-crystals we studied are formed by the sequences of Octonacci and Dodecanacci. Also, Graphenes are materials that have received a lot of attention for their optoelectronic properties, even in the absence of a band gap. In this thesis we use graphene at the interfaces between the layers to obtain the spectra and compare the results with the case without Graphenes. We also investigated the effect of the chemical potential for the control of band gaps in these structures, as well as the influence of the oblique incidence. The study of coherent perfect absorption has been quite highlighted also in recent years, mainly for several technological applications, such as modulators, Bragg reflectors, plasmon structures, among others. On the other hand, Hermitian systems, previously present only in quantum mechanics, had their studies expanded to acoustic and electronic systems. Non-Hermitian systems had their equivalent in optical systems where what we call parity-time symmetry (PT symmetry) occurs, where the refractive indices of the material satisfy the condition n (x) = n * (- x). In this thesis, we also calculated the transmission spectrum in a photonic crystal with PT symmetry, which are formed by quasi-periodic sequences well known in the literature, namely: Fibonacci, Thue Morse and Double Period. In our results, we have shown the existence of high transmission peaks as a result of the definition of PT symmetry in photonic quasi- crystals.
|
|
15
|
-
ALINE NASCIMENTO LINS
-
Short distance tests of General Relativity From Astronomy
-
Orientador : RICCARDO STURANI
-
MEMBROS DA BANCA :
-
DMITRY MELNIKOV
-
FRANCISCO DE ASSIS DE BRITO
-
GEORGE EMANUEL AVRAAM MATSAS
-
RAISSA FERNANDES PESSOA MENDES
-
RICCARDO STURANI
-
Data: 25/08/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
As recentes detecções de ondas gravitacionais, juntamente com o aumento da precisão das observações eletromagnéticas de estrelas de nêutrons e buracos negros, ampliaram a possibilidade de testar a teoria da relatividade geral. Neste trabalho, parametrizamos extensões da Relatividade Geral (RG), adicionando termos de alta curvatura, construídos a partir das quartas potências do tensor de Riemann, portanto, partindo de GR em ultravioleta (UV). A presença desses operadores modifica o potencial gravitacional entre objetos compactos, bem como seus momentos de multipolo. Através de uma abordagem da Teoria do Campo Efetivo, calculamos as correções para potencial gravitacional e multipolo com a aproximação pós-Newtoniana da RG, e obtemos também as equações de movimento para o spin, essas grandezas são diretamente comparáveis com as observações
-
Mostrar Abstract
-
Recent detections of gravitational waves, together with the increasing precision of electromagnetic observations of neutron stars and black holes, have expanded the possibility of testing the theory of General Relativity. In this work, we parameterize extensions of General Relativity (GR), adding terms of high curvature, built from the fourth powers of the Riemann tensor, therefore, departing from GR in the ultraviolet (UV). The presence of these operators modifies the gravitational potential between compact objects, as well as their multipole moments. Through an Effective Field Theory approach, we calculate the corrections to the gravitational potential and radiative multipole within the post-Newtonian approximation to GR and obtain also the equations of motion for the spin and these quantities are directly comparable with astronomical observations.
|
|
16
|
-
HEBERTT LEANDRO SILVA
-
Fundamentos das Ondas Gravitacionais: Aplicações em Astrofísica e Cosmologia
-
Orientador : RICCARDO STURANI
-
MEMBROS DA BANCA :
-
RICCARDO STURANI
-
LEO GOUVEA MEDEIROS
-
RAIMUNDO SILVA JUNIOR
-
JAILSON SOUZA DE ALCANIZ
-
VALERIO MARRA
-
Data: 16/09/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
A detecção de ondas gravitacionais prevista pela Relatividade Geral, abriu possibilidades para o estudo de uma Física até então inexplorada. Com base nesta afirmação, o presente trabalho está dividido em duas partes. Primeiramente, analisamos um efeito derivado na equação do desvio geodésico, denominado efeitos de memória. Propomos um modelo que representa uma descrição simplificada da fonte astrofísica que emite radiação e analisamos seu efeito no detector muito longe da fonte após a passagem da radiação. O efeito de memória particular que investigamos é devido a mudança nos modos longitudinais, ao invés do efeito de memória considerado na literatura. O modelo proposto assume simetria esférica em que toda a fonte inicialmente em repouso é convertida em radiação. Os modos longitudinal e transversal(radiativo) contribuem no tensor de Riemann e interagem com o detector e a possibilidade de detectar modos longitudinais variáveis no tempo é estudada. Na segunda parte desta tese, propomos uma forma de medir a constante de Hubble que entra na relação entre o redshift e a distância de luminosidade $d_L$, e é um parâmetro crucial na Cosmologia que fornece uma medida da taxa de expansão do Universo. A aplicacação consiste em medir $H_0$ usando as detecções de ondas gravitacionais de coalescências de binárias de buracos negros cuja amplitude depende inversamente da distância de luminosidade $d_L$ sem a contraparte eletromagnética permitindo uma medida do {\it{redshift}}. O método consiste em quebrar a degenerescência entre $H_0$ e o redshift usando as informações estatísticas proveniente da população de binárias de buracos negros astrofísicos usando a distribuição da fonte em função do redshift.
-
Mostrar Abstract
-
The detection of gravitational waves, predicted by General Relativity, opened up possibilities to study physics previously unexplored. Based on affirmation, the present work is divided into two parts. First, we analyze an effect derived from geodesic deviation equation, called memory effects. We propose a model, representing a simplified description of astrophysical source emitting radiation and analyse its effect on detector a far away from the source after the radiation has passed. The particular memory effect we investigate is due to the change in longitudinal modes, rather than the well-study memory effect in radiative modes. The toy model proposed assumes spherical symmetry in which the entire source initially at rest is converted into radiation. Both longitudinal and transverse(radiative) modes contribute to the Riemann tensor and interact with the detector and the possibility of detecting time varying longitudinal modes is studied. In the second part of the thesis, we propose a way to measure the Hubble constant,which enters the relationship between the redshift z and luminosity distance $d_L$, and it is a crucial parameter in Cosmology that provides a measure of the Universe expansion rate. The application consists of measuring $ H_0 $ using the gravitational wave detections from binary black hole coalescences whose amplitude depends inversely on the luminosity distance $d_L$ without electromagnetic counterparts enabling a measure of the {\it{redshift}}. The method consists of breaking the degeneracy between $H_0$ and the redshift by using the statistical information on the astrophysical binary black hole population using the source distribution as a function of redshift.
|
|
17
|
-
JOSÉ CARLOS DE SOUZA CARNEIRO
-
Sínteses de Nanopartículas de Magnetita Superparamagnéticas: revestidas com PVP e dopadas com Neodímio e Gadolínio.
-
Orientador : JOSE HUMBERTO DE ARAUJO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
EDIMILSON FÉLIX DA SILVA
-
IGOR FROTA DE VASCONCELOS
-
JOSE HUMBERTO DE ARAUJO
-
JOÃO MARIA SOARES
-
SUZANA NOBREGA DE MEDEIROS
-
Data: 24/09/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
A síntese de nanopartículas de magnetita superparamagnéticas têm sido tema pujante na pesquisa devido a sua aplicabilidade em biomedicina dentre outras tecnologias. Neste trabalho relatamos a síntese de nanopartículas de magnetita pura, magnetita revestida com PVP, e magnetita revestida com PVP e dopadas com neodímio e gadolínio. As propriedades magnéticas e estruturais foram estudadas por difração de raios-X (DRX), medidas de magnetização (VSM), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e espectroscopia Mössbauer. As nanopartículas apresentaram comportamento superparamagnético à temperatura ambiente. Os valores obtidos de magnetização de saturação, coercividade e remanência indicaram a natureza superparamagnética das amostras obtidas. A abordagem apresentada fornece uma rota fácil para preparar nanopartículas de magnetita revestidas com PVP e dopadas com neodímio e gadolínio.
-
Mostrar Abstract
-
The synthesis of superparamagnetic magnetite nanoparticles has been a prominent topic in the field of condensed matter research due to its applicability in biomedicine and other technologies. In this work, we describe the synthesis of nanoparticles of pure magnetite, magnetite coated with polyvinylpyrrolidone polymer (PVP), and PVP-coated magnetite doped with neodymium and gadolinium. We studied the structural and magnetic properties by X-ray diffraction (XRD), magnetization measurements (VSM), transmission electron microscopy (MET), and Mössbauer spectroscopy. The nanoparticles showed superparamagnetic behavior at room temperature. The values obtained for saturation magnetization, coercivity, and remanence indicated the superparamagnetic nature of the samples obtained. The presented approach provides an easy route to prepare PVP-coated magnetite nanoparticles, as well as ones doped with neodymium and gadolinium.
|
|
18
|
-
MICHELLE QUEIROZ DA SILVA
-
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL E MAGNÉTICA DE COMPÓSITOS DO TIPO xTiO2-(1-x)Fe3O4
-
Orientador : FELIPE BOHN
-
MEMBROS DA BANCA :
-
EDIMILSON FÉLIX DA SILVA
-
FELIPE BOHN
-
JOÃO MARIA SOARES
-
RODOLFO BEZERRA DA SILVA
-
SERGIO ANDRÉ FONTES AZEVEDO
-
SUZANA ARAÚJO BARBOSA
-
SUZANA NOBREGA DE MEDEIROS
-
Data: 30/09/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Óxidos de ferro e de titânio são de grande importância científica devido às suas propriedades magnéticas, elétricas, morfológicas e físico-químicas, as quais possibilitam diversas aplicações em processos catalíticos, obtenção de semicondutores, spintrônica, dentre outras. Dentre os óxidos mistos binários, sistemas do tipo Fe2-yTiyO3, uma série de soluções sólidas com composições entre a hematita (α-Fe2O3) e a ilmenita (FeTiO3) vêm despertando o interesse de estudos teóricos e experimentais devido às suas características magnéticas (antiferromagnética com “weak ferro”). Neste trabalho, sintetizamos, por meio de moagem mecânica de alta energia, compósitos do tipo xTiO2-(1-x)Fe3O4, com x = 0,2; 0,4; 0,6 e 0,8, sendo selecionada a concentração x = 0,2 para uma análise mais detalhada. Para a síntese dos compósitos, utilizamos os pós precursores de TiO2 (anatase) e Fe3O4 (magnetita), esta última sintetizada por meio do método de coprecipitação, os quais foram estequiometricamente misturados e moídos em moinho de bolas por 24 h. Posteriormente, as amostras resultantes passaram por tratamento térmico nas temperaturas de 700°C, 900°C e 1100°C por um intervalo de 3 h. Os compósitos obtidos foram caracterizados estruturalmente através das técnicas de difratometria de raios X (DRX) e espectroscopia Mössbauer. Na caracterização magnética, foram obtidas curvas ZFC/FC, de susceptibilidade magnética AC, de magnetização em diferentes temperaturas e de magnetização em temperatura ambiente usando um sistema de medidas físicas (Physical Properties Measurements System – PPMS). Os perfis por difração de raios-X das amostras moídas não indicaram a formação de novas fases cristalinas. Para a amostra moída submetida a tratamento térmico, observou-se a presença da ilmenita (FeTiO3) e da hematita (α-Fe2O3), com a primeira apresentando concentração de fase de 100% na temperatura de 1100°C. As análises magnéticas e a espectroscopia Mössbauer revelaram a presença dos íons Fe2+ e Fe3+. O sistema combinado FeTiO3 - α-Fe2O3 é caracterizado como titanohematita. A amostra calcinada na temperatura de 700°C também apresentou comportamento compatível com a dinâmica de vidros de spin. Os resultados encontrados apontam a obtenção de compósitos de FeTiO3-αFe2O3 e FeTiO3 de alta qualidade a partir de sínteses e tratamentos térmicos acessíveis com diversas aplicações na área de estudo de Física da Matéria Condensada.
-
Mostrar Abstract
-
Iron oxides and titanium oxides are of great scientific importance due to their magnetic, electrical, morphological, and physical-chemical properties, all of which enable various applications such as catalytic processes, semiconductors, spintronics, among others. Among the mixed binary oxides, systems of the type Fe2-yTiO3, a series of solid solutions with compositions between hematite (α-Fe2O3) and Ilmenite (FeTiO3), have attracted the interest of theoretical and experimental areas due to their magnetic characteristics (antiferromagnetic with weak ferromagnetism). In this work, we synthesized compounds of the type xTiO2-(1-x) Fe3O4 by means of high-energy ball milling, with x = 0.2; 0.4; 0.6; 0.8, of which we selected the concentration x = 0.2 for a more detailed analysis. For the synthesis of the composites, we used the precursor powders TiO2 (anatase) and Fe3O4 (synthesized here by means of co-precipitation), and both were stoichiometrically mixed and milled in a ball mill for 24 hours. Subsequently, we submitted he resulting samples to heat treatment at temperatures of 700°C, 900°C and 1100°C for 3 h. After that, the composites were characterized through X-ray diffraction, vibrant sample magnetometry, and Mössbauer spectroscopy. We used the Physical Properties Measurements System – PPMS to obtain ZFC/FC curves, magnetic susceptibility, and magnetization by different treatment temperatures. For just milled samples, the X-ray diffraction analysis did not show the formation of new crystalline phases. For the milled sample submitted to heat treatment, the presence of ilmenite (FeTiO3) and hematite (α-Fe2O3) was observed, with the former presenting phase concentration of 100% at the temperature of 1100°C. Magnetic analysis and Mössbauer spectroscopy revealed the presence of Fe2+ and Fe3+ ions. The combined system FeTiO3 - α-Fe2O3 is characterized as titanohematites. The sample calcined at a temperature of 700°C also showed behavior compatible with the dynamics of spin glasses. The results found suggest to the obtainment of high-quality FeTiO3-αFe2O3 and FeTiO3 composites from syntheses and accessible thermal treatments with several applications in the field of Condensed Matter Physics.
|
|
19
|
-
EDWIN HUMBERTO FAGUA DUARTE
-
Métodos otimizados para inversão completa das formas de onda em 3D
-
Orientador : JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
-
MEMBROS DA BANCA :
-
CLAUDIONOR GOMES BEZERRA
-
GILBERTO CORSO
-
JESSÉ CARVALHO COSTA
-
JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
-
JORGE LUIS LOPEZ
-
REYNAM DA CRUZ PESTANA
-
Data: 21/10/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
A inversão de forma de onda completa (FWI) é uma das técnicas mais estudadas na atualidade para recuperar parâmetros do subsolo que afetam a propagação da onda. Uma das principais dificuldades da aplicação da FWI em levantamentos sísmicos 3D é o alto custo computacional desta. Este problema tem sido contornado com o avanço da tecnologia computacional mas ainda existem dificuldades para aplicar a FWI em dados reais 3D. Neste trabalho são estudadas estratégias para otimizar a FWI, as quais são baseadas nas propriedades físicas das ondas. Com este fim, este trabalho foi feito em duas partes. Na primeira parte foi usada a técnica de fontes simultâneas codificadas, na qual o cálculo do gradiente da FWI é feito propagando simultaneamente a informação de várias fontes agrupadas em um ou vários subgrupos aproveitando o princípio de superposição da equação da onda. Para reduzir o ruído de conversa cruzada ou ”crosstalk" que aparece no cálculo do gradiente usando fontes simultâneas, foram propostos dois esquemas de codificação, por rotação de fase e por estática limitada a um período da frequência dominante. Na codificação por rotação de fase é aplicada uma rotação de fase em cada tiro onde o ângulo de rotação é escolhido aleatoriamente para cada tiro. No caso da codificação por estática os traços de cada tiro são deslocados temporalmente e o valor deste deslocamento é escolhido aleatoriamente para cada tiro tendo um valor máximo de um período da frequência dominante do dado. Com ajuda de testes numéricos em dados sintéticos 2D foi demonstrado que os esquemas propostos apresentam uma convergência mais rápida que as codificações por polarização (multiplicar por +1 ou -1 aleatoriamente cada tiro) e por estática sem ser limitada. Na segunda parte foi desenvolvido um fluxograma para aplicar a FWI em um dado real adquirido na região do pré-sal brasileiro. Este dado foi obtido com aquisição tipo OBN 3D, onde os receptores são espalhados no assoalho oceânico. No fluxograma desenvolvido, são combinadas várias técnicas existentes para otimizar o uso de memória e de processamento, as quais aproveitam propriedades da propagação das ondas. Sobre o dado OBN foram feitas inversões usando estratégias de dizimação de fontes e receptores para reduzir o custo computacional. Também foram testados os esquemas de fontes codificadas estudadas na primeira parte. Esses testes foram feitos também usando várias funções objetivo com a intenção de melhor a resolução das inversões. Foi verificado que as inversões recuperaram informação relacionada ao reservatório pré-sal e que tanto as estratégias de dizimação como de codificação de fontes reduziram o custo computacional da FWI sem comprometer a qualidade da inversão.
-
Mostrar Abstract
-
Full waveform inversion (FWI) is one of the most studied techniques today to recover subsurface parameters that affect wave propagation. One of the main difficulties in applying FWI in 3D seismic surveys is its high computational cost. This problem has been solved with the advancement of computational technology, but there are still difficulties to apply a FWI to real 3D data. In this work are studied implemented to optimize a FWI, as which are based on the physical properties of waves. To this end, this work was done in two parts. In the first part, the encoded simultaneous sources technique was used, in which the FWI gradient is calculated by simultaneously propagating information from several sources grouped in one or several subgroups, taking advantage of the superposition principle of the wave equation. In order to reduce the crosstalk noise that appears in the gradient calculation using simultaneous sources, two encoding schemes have been proposed, by phase rotation and by static limited to a period of the dominant frequency. In phase rotation encoding a phase rotation is applied to each shot where the rotation angle is chosen randomly for each shot. In static coding the traces of each shot are temporally shifted and the value of this shift is chosen randomly for each shot having a maximum value of one period of the dominant frequency of the data. With the help of numerical tests on synthetic 2D data to demonstrate that the proposed schemes have a faster convergence than encodings by polarization (multiply by +1 or -1 randomly each shot) and by static without being limited. In the second part, a workflow was developed to apply a FWI to real data acquired in the Brazilian pre-salt region. This data was obtained with an Ocean Bottom Node (OBN) 3D acquisition, where the receivers are spread at the ocean bottom. In the developed workflow, several existing techniques are combined to optimize the use of memory and processing, which take advantage of wave propagation properties. On the OBN data for inversions made using sources and receivers decimation strategies to reduce computational cost. The encoded source schemes studied in the first part were also tested. These testicles also use various functions with the objective of an intention of melody and a resolution of inversions. It was verified that the inversions recovered information related to the pre-salt reservoir and that both decimation and source coding strategies reduced the computational cost of FWI without compromising the quality of the inversion.
|
|
20
|
-
FRANCISCO ALEXANDRE DE OLIVEIRA FEITOSA
-
Propagação de ondas eletromagnéticas em quasicristais de Kolakoski com grafeno
-
Orientador : CLAUDIONOR GOMES BEZERRA
-
MEMBROS DA BANCA :
-
CARLOS HUMBERTO OLIVEIRA COSTA
-
CLAUDIONOR GOMES BEZERRA
-
DORY HELIO AIRES DE LIMA ANSELMO
-
MANOEL SILVA DE VASCONCELOS
-
SERGIO ANDRÉ FONTES AZEVEDO
-
VAMBERTO DIAS DE MELLO
-
Data: 22/10/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Neste trabalho simulamos a incidência de ondas eletromagnéticas em quasicristais fotônicos unidimensionais segundo a sequencia de Kolakoski com grafeno na interface. O sistema é formado pela superposição de dois blocos dielétricos, A e B, sendo A o dióxido de silício (SiO2) e B o dióxido de titânio (T iO2). Entre os blocos A e B inserimos uma camada de grafeno. Utilizamos o método da Matriz Transferência na geração dos dados analisados neste trabalho, pois esta metodologia simplifica o aparato algébrico e oferece excelentes resultados. Nesse trabalho temos três objetivos principais. Primeiro, vamos construir e analisar os espectros de transmissão e reflexão da onda eletromagnética através do quasicristal de Kolakoski com e sem grafeno. Segundo, vamos analisar os efeitos específicos da presença do grafeno no sistema. Terceiro, vamos analisar as consequências próprias da quasiperiodicidade de Kolakoski sobre o sistema. Para atingir os objetivos, analisamos vários cenários. Inicialmente, montamos dez gerações de Kolakoski, analisamos os modos de propagação, T E e TM, ambos com e sem grafeno. Em seguida, utilizamos quatro ângulos de incidência e quatro potenciais químicos diferentes do grafeno. Os resultados obtidos revelam que a presença do grafeno reduz a transmissividade por toda escala de frequência e ainda induz um band gap na transmissão em baixa frequência. Além disso, observamos que o band gap produzido pelo grafeno é omnidirecional e que sua largura cresce com o aumento do potencial químico que pode ser ajustado pela aplicação de uma tensão elétrica. Além disto, identificamos intervalos de frequência que apresentam gap de Bragg
-
Mostrar Abstract
-
In this work, we simulate the incidence of electromagnetic waves in an one-dimensional photonic quasicrystal composed of multilayers following the Kolakoski sequence with graphene embedded at the interfaces. The system is formed by the juxtaposition of two blocks of different dielectric materials, A and B, with A being silicon dioxide, (SiO2) and B being titanium dioxide, (T iO2). Between the blocks A and B we insert layers of graphene. We used the Transfer Matrix Method, which simplifies the algebra involved, to perform the numerical calculation that generated the data analyzed in this work. Next, we present the objectives of this work: generate the necessary data to establish the transmission and reflection spectra, investigate the effects of the graphene monolayer and evaluate the effects of the quasiperiodicity on the physical behavior of the system. To do so, we impose variations on the following parameters of the system: angle of incidence, chemical potential of graphene, Kolakoski generation index and the type of electromagnetic propagation mode. The results obtained reveal that the presence of graphene reduces the transmissivity across the entire frequency range and also induces a band gap in the low frequency transmission. Furthermore, we observe that the band gap produced by graphene is omnidirectional and that its thickness increases with the increase of graphene’s chemical potential, which can be adjusted by the value of the electrical voltage. Furthermore, we identified frequency ranges that present a Bragg gap
|
|
21
|
-
NIZOMAR DE SOUSA GONÇALVES
-
Busca por discos circunstelares em torno de estrelas cromosfericamente ativas.
-
Orientador : BRUNO LEONARDO CANTO MARTINS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
BRUNO LEONARDO CANTO MARTINS
-
EDUARDO JANOT PACHECO
-
IZAN DE CASTRO LEÃO
-
JOSE RENAN DE MEDEIROS
-
MARCELO BORGES FERNANDES
-
Data: 22/11/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
Os discos circunstelares são componentes da formação de sistemas planetários e, ao mesmo tempo, um produto destes processos. Por outro lado, os discos de detritos são vestígios do processo de formação planetária, indicando a formação de sistemas planetários. Nota-se que os estágios mais importantes dos discos circunstelares são: o disco protoplanetário e o disco secundário (ou disco de detritos), os quais podem ser associados às idades estelares. O índice de atividade cromosférica, logR’ HK , é utilizado como um traçador de idade estelar. Dessa forma, é razoável buscar uma relação entre a atividade cromosférica e a presença de um disco circunstelar, contudo, estudos dessa natureza ainda são raros. Nesse cenário, buscamos por discos circunstelares em uma amostra de 2845 estrelas de campo com atividades cromosféricas conhecidas. Buscamos excesso no infravermelho, foram utilizados dados do WISE nas bandas 3, 4 μm, 4, 6 μm, 12 μm e 22 μm. Esses dados, por sua vez, foram combinados com dados das missões 2MASS e GAIA para gerar uma Distribuição Espectral de Energia (SED) na plataforma virtual VOSA e as curvas das SEDs foram sintetizadas pelo modelo BT-Settl. O excesso no infravermelho foi caracterizado pela significância do excesso e as estrelas candidatas a hospedar discos circunstelares passaram por inspeção visual das imagens, bem como foram verificadas suas latitudes galácticas. Ao final deste processo, foram confirmadas quatro estrelas com discos circunstelares, classificados como discos de detritos. Os parâmetros que caracterizam os discos detritos (temperatura, fração de luminosidade, raio e massa) foram calculados e comparados com os resultados da literatura. Observamos que a fração de luminosidade e a massa dos discos de detritos decrescem com a idade dos sistemas estelares. Por fim, constatamos que os discos de detritos da nossa amostra foram encontrados em torno de estrelas cromosfericamente mais ativas. Em comparação com os resultados da literatura, parece haver anticorrelação entre a fração de luminosidade dos discos de detritos e o índice de atividade cromosférica.
-
Mostrar Abstract
-
Circumstellar disks are components of the formation of planetary systems and, at the same time, a product of these processes. On the other hand, debris disks are vestiges of the planetary formation process, indicating the formation of planetary systems. Note that the most important stages of circumstellar disks are: the protoplanetary disk and the secondary disk (or debris disk), which can be associated with stellar ages. The chromospheric activity index, logR’HK, is used as a star age tracer. Thus, it is reasonable to seek a relationship between chromospheric activity index and the presence of a circumstellar disc, however, studies of this nature are still rare. In this scenario, we look for circumstellar disks in a sample of 2845 field stars with known chromospheric activities. We searched for infrared excess, using WISE data in the bands 3.4 μm, 4.6 μm, 12 μm and 22 μm. These data, in turn, were combined with data from the 2MASS and GAIA missions to generate a Spectral Energy Distribution (SED) on the VOSA virtual platform and the SED curves were synthesized by the BT-Settl model. The infrared excess was characterized by the excess significance and the stars that were candidates to host circumstellar disks underwent visual inspection of the images, as well as their galactic latitudes were verified. At the end of this process, four stars were confirmed with circumstellar disks, classified as debris disks. The parameters that characterize the debris disks (temperature, luminosity fraction, radius and mass) were calculated and compared with the results in the literature. We observe that the luminosity fraction and mass of debris disks decrease with the age of the star systems. Finally, we found that the debris disks in our sample were found around more chromospherically active stars. In comparison with the results in the literature, there seems to be an anti-correlation between the luminosity fraction of the debris disks and the chromospheric activity index.
|
|
22
|
-
FRANCISCO DE ASSIS CHAVES DE BRITO
-
Excesso Infravermelho e Discos de Detritos em Estrelas do Aglomerado M67
-
Orientador : JOSE RENAN DE MEDEIROS
-
MEMBROS DA BANCA :
-
HELIO JAQUES ROCHA PINTO
-
BRUNO LEONARDO CANTO MARTINS
-
HELOISA MARIA BOECHAT-ROBERTY
-
IZAN DE CASTRO LEÃO
-
JOSE RENAN DE MEDEIROS
-
Data: 21/12/2021
-
-
Mostrar Resumo
-
A busca por material circunstelar, orbitando diferentes famílias de estrelas é hoje um dos tópicos mais estudados em Astronomia Estelar, sobretudo porque a presença desse material é um sólido indicativo da existência de exoplanetas. Além disso, suas propriedades físicas podem informar o quanto um sistema planetário pode se parecer com o Sistema Solar, indicando como este sistema pode evoluir. A literatura atual mostra a presença de material circunstelar com temperaturas pró- ximas àquelas encontradas no cinturão de asteroides do Sistema Solar, porém com dimensões e composições bastante variadas. Enquanto a maioria dos estudos sobre poeira e discos circunstelares revela que tal material tende a desaparecer para idades estelares superiores a 300-400 milhões de anos, algumas pesquisas mostram que discos de detritos podem ser encontrados orbitando estrelas com idades da ordem da idade solar, ou seja, 4 a 5 bilhões de anos. O objetivo central desta Tese é a busca por discos de detritos orbitando estrelas do aglomerado estelar aberto M67, que tem idade próxima à idade do Sol. Nessa perspectiva, o aglomerado M67 pode conter estrelas em diferentes estágios evolutivos e oferecer condições únicas para a busca por discos de detritos. Frise-se que tal aspecto nos oferecerá condições para melhor entendermos como discos de detri- tos circunstelares evoluem com a idade. A estratégia do presente trabalho consistiu na busca de excesso no infravermelho em estrelas de M67, usando observações coletadas pela missão WISE, que oferece fluxos nos comprimentos de onda 3,3 - 4,7 - 12 e 22 μm. O diagnóstico para identificação do excesso consistiu na comparação entre distribuições espectrais de energia, m. O diagnóstico para identificação do excesso consistiu na comparação entre distribuições espectrais de energia, construídas a partir de modelos teóricos, e fluxos observacionais obtidos em diferentes comprimentos de onda, estendendo-se de 0,5 a 22 μm. O diagnóstico para identificação do excesso consistiu na comparação entre distribuições espectrais de energia, m, cobrindo observações feitas pela missão Gaia, projeto 2MASS e missão WISE. A partir de uma amostra inicial de 1520 estrelas, consideradas membros de M67, foram identificadas 1380 estrelas, apresentando-se observações nos comprimentos de onda WISE 3,3 - 4,7 - 12 e 22 μm. O diagnóstico para identificação do excesso consistiu na comparação entre distribuições espectrais de energia, m, definidas como bandas W1, W2, W3 e W4, respectivamente. As referidas estrelas com medidas WISE também apresentaram observações nas bandas G, G RP e G BP do Gaia, bem como nas bandas J, H e K do 2MASS. Da amostra de 1380 estrelas, três objetos, quais sejam, J085103.24+114547.3, J085202.94+105932.7 e J085116.70+114529.6, mostram excessos com sentido físico (SNR > 3), ausência de contaminação por outras fontes ou artefatos e imagens circulares. Esses resultados apontam para uma fração de 0,2% de estrelas de M67 com excesso em 22 μm. O diagnóstico para identificação do excesso consistiu na comparação entre distribuições espectrais de energia, m, um valor bem abaixo daquele citado na literatura para estrelas com idades da ordem ou superiores à idade solar, cerca de 4%. Considerando que tal excesso é associado à presença de material circunstelar, definido como disco de detritos, usamos modelos padrões para estimar os seguintes parâmetros físicos associados aos discos: fração de luminosidade, raio, massa e temperatura. Apesar das temperaturas do material, entre 225 e 300 K, serem da ordem das temperaturas conhecidas para a Nuvem Zodiacal solar, os valores obtidos para a fração de luminosidade e a massa, respectivamente, 10 4 e 10 5 vezes superiores aos valores da Nuvem Zodiacal, mostram que o material em torno das estrelas J085103.24+114547.3, J085202.94+105932 .7 e J085116.70+114529.6 é bem mais luminoso e denso do que aquilo esperado na idade de M67. Tal material observado deve também ser composto por poeira e detritos de segunda-geração, e não mais por material proveniente da fase de formação planetária. Esta característica incomum, ou seja material muito denso e luminoso, parece indicar a presença de um ou mais mecanismos de reabastecimento de material, nessas regiões, através de colisões violentas entre asteroides, planetesimais e planetas.
-
Mostrar Abstract
-
The search for circumstellar material orbiting different star families is one of the most studied topics in Stellar Astronomy, mainly because the presence of this material indicates the existence of exoplanets. In addition, their physical properties can tell us how much a planetary system may resemble the Solar System, indicating how this system may evolve. Current studies show the presence of circumstellar material with temperatures close to those found in the asteroid belt of the Solar System, but with widely varying dimensions and compositions. Although most studies of circumstellar dust and disks reveal that this material tends to disappear for stellar ages exceeding 300-400 million years, there are research showing that debris disks can be found orbiting stars with ages on the order of the solar age, i.e., 4 to 5 billion years. The main objective of this doctoral thesis is to search for debris disks that orbit stars of the Open Cluster M67, which is close to the age of the Sun. From this point of view M67 Cluster may contain stars at different evolutionary stages and may offer unique conditions to search for debris disks. It should be noted that this aspect will offer conditions to better understand how circumstellar debris disks evolve with age. This study adopted the strategy of searching for infrared excess in M67 stars, using observations collected by the WISE Mission, which provides fluxes at wavelengths corresponding to the bands 3.3 - 4.7 - 12 and 22 μm. O diagnóstico para identificação do excesso consistiu na comparação entre distribuições espectrais de energia, m. The diagnostics to identify the excess in M67 stars compared the spectral distributions of energy, built from theoretical models, and observational fluxes obtained at different wavelengths, extending from about 0.5 to 22 μm. O diagnóstico para identificação do excesso consistiu na comparação entre distribuições espectrais de energia, m, covering observations made by the Gaia Mission, 2MASS Project and WISE Mission. From an initial sample of 1520 stars, members of M67, 1380 stars were identified, presenting observations at WISE wavelengths 3.3 - 4.7 - 12 and 22 μm. O diagnóstico para identificação do excesso consistiu na comparação entre distribuições espectrais de energia, m, defined as bands W1, W2, W3 and W4 respectively. These stars with WISE measurements also showed observations in the G, G RP and G BP bands of Gaia, as well as in the J, H and K bands of 2MASS. From the sample of 1380 stars, three objects designated J085103.24+114547.3, J085202.94+105932.7 and J085116.70+114529.6 show excesses with physical meaning (SNR > 3), absence of contamination by other sources or artifacts and circular images. These results point to a fraction of 0.2% of M67 stars with an excess at 22 μm. O diagnóstico para identificação do excesso consistiu na comparação entre distribuições espectrais de energia, m, a value far below that cited in the literature for stars on the order of or with greater ages than the solar age, which is about 4%. Considering that this excess is associated with the presence of circumstellar material, defined as debris disk, we used standard models to estimate the physical parameters associated with the disks: luminosity fraction, radius, mass and temperature. Although the temperatures of the material, between 225 and 300 K, are on the order of the temperatures known for the solar Zodiacal Cloud, the values obtained for the luminosity fraction and the mass, respectively 10 4 and 10 5 times higher than the Zodiacal Cloud values, show that the material around the stars J085103.24+114547.3, J085202.94+105932.7 and J085116.70+114529.6 is brighter and denser than what is expected at the age of M67. Such material must also be composed of second-generation dust and debris and no longer be composed of material from the planetary formation phase. This unusual characteristic, that is, brighter and denser material, seems to indicate the presence of one or more replenishment mechanisms in these regions, through violent collisions between asteroids, planetesimals and planets.
|
|