Recentemente, o Observatório Pierre Auger tem medido espectro de energia de Raios Cósmicos Ultra Energéticos (Ultra High Energy Cosmic Rays - UHECR) (E > 1019 eV) com grande acurácia. No entanto, o estudo de raios cósmicos ultra energéticos na Terra tem uma forte dependência do estudo de sua propagação no Universo. Neste trabalho, abordamos o estudo da propagação de raios cósmicos em diferentes aspectos. Núcleos em alta energia interagem com os campos de radiação no caminho da fonte à Terra. A interação mais importante é a fotodesintegração. Na primeira parte, implementamos de maneira analítica e numérica a solução da razão de fotodesintegração e fizemos uso da solução numérica em um programa de Monte Carlo. Mostramos soluções baseadas na parametrização das seções de choque por uma função Gaussiana e por uma função Lorenztiana. Comparamos nossos resultados com trabalhos prévios da literatura. O seguinte estudo mostrou que sob a hipótese de propagação quase-linear e utilizando várias distribuições de fontes no céu, a latitude do observatório: tem influência no fluxo total medido por um observatório; impõe um limite na capacidade de medida de anisotropia e tem um efeito negligenciável na medida do XMax. No terceiro estudo, um limite superior na integral do fluxo de raios gama em GeV-TeV é usado para obter um limite superior na luminosidade total de UHECR de fontes individuais. A correlação entre o limite superior na integral do fluxo de raios gama e o limite superior na luminosidade total de UHECR é estabelecida através do processo de cascatas de partículas geradas durante a propagação de raios cósmicos nos campos de radiação. / Recently, the Pierre Auger Observatory has measured the energy spectrum of Ultra High Energy Cosmic Rays (UHECR) (E > 1019 eV) with an unprecedented accuracy. However, the study of ultra-high energy cosmic rays at Earth depends on the models used to describe the propagation of the particle in the Universe. In this work, we present a study of propagation of cosmic rays on different aspects. Nucleus at this high energy interacts with the radiation fields on the way from the source to Earth. The most important interaction is the photodisintegration. In the first part, we implemented analytical, numerical and Monte Carlo simulation solutions for the photodisintegration rate. We show solutions based on parameterizations of the cross-section using Gaussian and Lorenztian functions. We compare our results with previous works. The following study shows that under the assumption of quasi-linear propagation and using several sources distributions of sky, the latitude of the observatory: has influence on the total flux measured by an observatory; imposes a limitation on the capability of measuring an anisotropic sky and has a negligible efect on the Xmax measurement. In the thirdy study, an upper limit on the integral flux of GeV-TeV gamma-rays is used to extract the upper limit on the total UHECR luminosity of individual sources. The correlation between upper limit on the integral GeV-TeV gamma-rays flux and upper limit on the UHECR luminosity is established through the cascading process that takes place during propagation of the cosmic-rays in the background radiation fields.

Este texto trata do Método dos Elementos de Contorno Dual empregando a solução fundamental anisotrópica. As integrais impróprias que surgem nesta formulação são regularizadas pela técnica da subtração de singularidade. Aplica-se a transformação de coordenadas auto-adaptativa de Telles para a avaliação das integrais quase-singulares. Apresenta-se o programa computacional desenvolvido utilizando os paradigmas da programação orientada a objetos e processamento em paralelo. Foram analisados diversos problemas e os resultados obtidos comparados àqueles da solução analítica. Os resultados alcançados mostraram-se satisfatórios validando a formulação proposta. / This text deals with the Dual Boundary Element Formulation Method using the fundamental solution for anisotropic body. The improper integrals that arise in this formulation are regularized using the singularity subtraction technique. The self-adaptive coordinate transformation developed by Telles is used to evaluate the near-singular integrals. The computer program developed using the paradigms of object-oriented programming and parallel processing is presented. Several problems were analyzed and its results compared with those proposed by analytical solution. The results achieved were satisfactory therefore validating the proposed formulation.

A Faixa Araçuaí foi formada no Neoproterozóico a partir da colisão E-W entre os continentes Sul-Americano e Africano. Sua porção leste compreende uma extensa área migmatítica (~300 km de comprimento por 50-100 km de largura) onde afloram anatexitos e leucogranitos (unidade Carlos Chagas), kinzigitos e granulitos migmatizados, que provavelmente são o registro de uma ampla fusão parcial da crosta intermediária a inferior. Observações de campo associadas com evidências micro-estruturais indicam que a deformação ocorreu quando as rochas estavam incompletamente solidificadas. Estimativas de temperaturas sincinemáticas realizadas a partir do geotermômetro TitaniQ (titânio-em-quartzo) indicam que a temperatura mínima para a cristalização de cristais de quartzo é ~750°C. Tais temperaturas combinadas com composição química de leucossomas dos anatexitos sugerem que a viscosidade das rochas crustais foi reduzida para pelo menos 108 Pa s. Baixo valor de viscosidade associado às evidências de campo e de micro-estruturas são consistentes com a geração de no mínimo 30% de volume de magma durante a orogênese. Grandes quantidades de magma promovem um drástico enfraquecimento da resistência mecânica das rochas à deformação, e atestam que a crosta anatética do extremo leste da Faixa Araçuaí representa um análogo de litosferas quentes (hot orogen), tal como a Himalaiana. Investigação mineralógica detalhada permitiu caracterizar um comportamento dominantemente paramagnético para os anatexitos e ferromagnético para os granulitos. Medidas de orientação preferencial cristalográfica (OPC) a partir da técnica de EBSD (electron backscatter diffraction) revelam que a foliação magnética surge, sobretudo, a partir da orientação preferencial dos eixos [001] da biotita orientados perpendicularmente ao plano de fluxo. Contudo, dada a fraca anisotropia linear desse mineral, apenas uma secundária contribuição de sua subtrama foi observada para a origem da lineação magnética (k1). A correspondência entre os eixos [001] de feldspatos e k1 ocorre devido a OPC de pequenas inclusões de ilmenita que imitam a OPC de seus minerais hospedeiros. Correlação entre k1 da Anisotropia de Remanência Anistéretica (ARA) e k1 da Anisotropia de Suscetibilidade Magnética (ASM) demonstra que, na escala do espécime, a lineação magnética tem uma contribuição da anisotropia dos minerais ferromagnéticos. Assim sendo, a lineação magnética nos anatexitos é o resultado da combinação da trama cristalográfica de feldspatos e de biotita com o alinhamento preferencial de grãos ferromagnéticos. Medidas de ASM realizadas para recuperar a trama mineral e investigar o fluxo nos migmatitos revela um padrão de deformação complexo, no qual, em função das direções de lineação, especialmente, é possível caracterizar três setores estruturais. A porção norte (região estrutural 1) com foliações dominantemente sub-horizontais e lineação fortemente orientada na direção NW-SE representa uma região de escape tectônico que ocorre através de um fluxo horizontal de canal (channel flow). Fluxos de canais possivelmente resultam da atuação de forças gravitacionais (gravity-driven flow). O setor sul (regiões estruturais 2 e 3) com variadas direções de foliação (NE-SW, E-W e NW-SE) e lineações com caimentos para Norte e Oeste, provavelmente refletem um regime de fluxo influenciado, sobretudo, pela tectônica de convergência E-W (collision-driven flow). Ambos os setores sugerem que na escala regional o fluxo crustal registrado pelos migmatitos resulta de um regime de deformação que envolve forças gravitacionais, devido a carga topográfica da crosta superior sobreposta à crosta intermediária parcialmente fundida, com viscosidade baixa, e forças tectônicas, associadas à colisão entre os continentes Sul-Americano e Africano. / The Araçuaí belt was formed by the collision between South American and African protocontinents during the Neoproterozoic. Its eastern part consists of an extensive migmatitic area (~300 km long x 50-100 km wide) where crop out anatexites and leucogranites (Carlos Chagas unit), migmatitic kinzigites and granulites that probably are the record of a widespread partial melting of the middle to lower crust. Field observations associated with microstructural evidences indicate that the deformation occurred when the rocks were incompletely solidified. Synkinematic temperature estimates realized using the TitaniQ (titaniun-in-quartz) geotermomether suggest that the minimum temperature for the quartz crystallization is ~750°C. Such temperatures combined with bulk rock composition of leucosome in the anatexites suggest that the viscosity of crustal rocks was dropped to at least 108 Pa s. Low viscosity values associated with field and microstructural evidences are consistent with the generation of at least 30% volume of melt during the orogeny. The presence of large volumes of melt promotes a drastic weakening of the mechanical strength of rocks and suggests that the anatectic crust of the eastern Araçuaí belt represents an analogue of present day hot orogen such the Himalayas. Detailed mineralogy investigation permitted to characterize the paramagnetic behaviour of the anatexites and the ferromagnetic behaviour of the granulites. Crystallographic preferred orientation (CPO) measurements using the EBSD (Electron Backscatter Diffraction) technique reveal that the magnetic foliation results from the preferred orientation of the biotite [001] oriented normal to the flow plane. However, given the feeble linear anisotropy of this mineral, only a subsidiary contribution of its subfabric to the origin of the magnetic lineation (k1) was observed. Correspondence between [001] of feldspars and k1 is due to the CPO of small inclusions of ilmenite that mimic the CPO of their host minerals. Correlation between k1 of the Anisotropy of Anhysteretic Remanent Magnetization (AARM) and k1 of the Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS) demonstrate that, at the specimen scale, the magnetic lineation has a contribution of the anisotropy of the ferromagnetic minerals. AMS measurements realized to recover the mineral fabric and investigate the migmatitic flow field revealed a complex strain pattern in which, considering the lineation trends, especially, it is possible to characterize three structural sectors. The north region (structural sector 1) with foliations dominantly sub-horizontal and lineation trending NW-SE is interpreted as a region of tectonic escape that may represent a horizontal channel flow. This oblique tectonic escape probably results from gravity forces (gravity-driven flow). The Southern region (structural sectors 2 and 3) with variable trending foliations (NE-SW, E-W and NW-SE) and lineation plunging to North and West, probably reflect a flow regime dominantly influenced by the E-W convergence of the African and South-American continents (collision-driven flow). Altogether, the characteristics of the various domains suggest that the deformation of the partially molten middle crust of the Araçuaí belt was the result of the combination of gravity forces due to the topographic load and tectonic forces due to the convergence between the African and South-American continents.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, we study the magnetic properties of CoFe2O4 nanoparticles dispersed in silica (SiO2) matrix. Samples were produced by the sol-gel method and synthesized at different temperatures. The average distance between the particles and thus the nature of inter-particle interactions were controlled for using different concentrations of iron and cobalt salts and the starting material tetraethylorthosilicate (TEOS). The samples were characterized by thermogravimetry (TG), X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and magnetization as a function of magnetic field and temperature. Thermogravimetric analysis showed that the weight loss increases with increasing concentration of salts in the starting solution. The results of X-ray diffraction combined with the transmission electron microscope images confirmed the presence of CoFe2O4 nanoparticles dispersed into the SiO2 matrix. Magnetization measurements showed a typical behavior generally showed by a magnetic nanoparticles system, that is, the observation of a peak in the curve FC-ZFC with a thermal hysteresis in the low temperature region. In particular, we observed a dependence of the coercive field with temperature of CoFe2O4 nanoparticles that did not follow the predictions of the model Bean-Livingston. We believe that this fact is linked more to the effect of size distribution than the possible effects of interaction between the nanoparticles. In this regard, a model considering a particle size distribution in the coercivity of nanoparticles was used. The model was able to fit the experimental data to wide temperature range. / Neste trabalho, nós estudamos as propriedades magnéticas de nanopartículas de CoFe2O4 dispersas em uma matriz de sílica (SiO2). As amostras foram produzidas através do método sol-gel para diferentes temperaturas de síntese. A distância média entre as partículas e, deste modo, a natureza das interações inter-partículas foram controladas utilizando diferentes concentrações dos sais de ferro e cobalto e do reagente de partida tetraetilortossilicato (TEOS). As amostras foram caracterizadas através de medidas de termogravimetria (TG), fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e magnetização em função do campo magnético e da temperatura. As análises termogravimétricas mostraram que a perda de massa aumenta com o aumento da concentração dos sais de partida na solução. Os resultados de difração de raios X combinados com as imagens de microscopia eletrônica de transmissão confirmaram a presença das nanopartículas de CoFe2O4 dispersas dentro da matriz de SiO2. As medidas de magnetização mostraram um comportamento típico de um sistema de nanopartículas magnéticas, ou seja, o aparecimento de um pico na curva de ZFC-FC com uma histerese térmica na região de baixas temperaturas. Em particular, nós observamos uma dependência do campo coercivo com a temperatura das nanopartículas de CoFe2O4 que não seguiu as previsões do modelo de Bean Livingston. Nós acreditamos que esse fato está ligado muito mais ao efeito da distribuição de tamanhos do que aos possíveis efeitos de interação entre as nanopartículas. Neste sentido, um modelo que considera a distribuição de tamanhos de partículas na coercividade das nanopartículas foi utilizado. O modelo foi capaz de ajustar os dados experimentais para amplo intervalo de temperatura.

The magnetic properties of materials are primarily dictated by its ion ordering which occurs by means of electrostatic exchange interaction. Many other factors are also involved such as the lattice geometry, non-magnetic ions, anisotropy, external fields, and so forth. In this work, we investigate the ferromagnetic spin 1=2 Heisenberg model within the mean field approximation as well as in the effective field framework in two distinct structures, namely, the kagome and simple cubic lattices. For the kagome structure, we applied the mean field approximation including Dzyaloshinkii-Moriya (DM) anisotropy and an external field. Then, we worked out its phase diagram on the temperature-interaction manifold and analyzed some fundamental thermodynamics properties such as magnetization and magnetic susceptibility for varying (exchange interaction parameter), anisotropy (DM), and temperature. For the simple cubic lattice, we rely on the effective-field approximation by means of the differential operator technique. In this case, we assumed the external field to follow a trimodal distribution and also added a term that accounts for the bond distribution. We then explored the resulting behavior of the phase diagrams. Our findings provide an accurate description of the magnetic behavior of real systems featuring anisotropy and similar topologies. / O magnetismo exibido pelos materiais tem como um dos requisitos físicos o ordenamento dos seus íons magnéticos que ocorre por meio de uma interação denominada de interação de troca de origem eletrostática. Muitos outros fatores influenciam fortemente no surgimento do magnetismo como a geometria da rede, presença de íons não magnéticos no cristal, presença de anisotropia, fatores externos ao material, como campos aplicados ao mesmo. Neste trabalho, obtivemos propriedades magnéticas do modelo de Heisenberg ferromagnético de spin 1=2 nas aproximações de campo médio, e de campo efetivo via operador diferencial em duas redes distintas: kagomé e cúbica simples. Para a rede tipo kagomé, a aproximação utilizada foi a de campo médio e adicionamos os termos de anisotropia de Dzyaloshinkii-Moriya (DM) e de campo externo. Nessa parte foi analisado o diagrama de fases no plano Temperatura versus interação (DM) e o comportamento das grandezas termodinâmicas como magnetização e susceptibilidade magnética sob a flutuação dos parâmetros (definido como parâmetro de troca), do termo de anisotropia (DM) e da temperatura. Para a rede cúbica simples, a abordagem foi realizada na aproximação de campo efetivo por meio da técnica do operador diferencial. Nesse contexto, adicionamos ao formalismo um termo de distribuição das ligações e uma distribuição trimodal para o campo externo e estudamos os efeitos dessas distribuições nos diagramas de fases temperatura versus campo externo e temperatura versus ligação. Com isso, obtivemos resultados que podemos considerá-los como uma boa estimativa do comportamento magnético de sistemas reais, ao quais possuem os tipos de redes considerados e que estão sob a influência dos parâmetros anisotrópicos e das distribuições consideradas.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Uma nova metodologia para a medida absoluta da fração efetiva de nêutrons atrasados βeff, baseada em técnicas de análise de ruído microscópico e no modelo de Duas- Regiões, foi desenvolvida no reator IPEN/MB-01. Diferentemente das demais técnicas, tais como o Método de Bennet Modificado, o Método do Número de Nelson e o Método da fonte de 252Cf, a principal vantagem da metodologia proposta é a obtenção de βeff de um modo puramente experimental, sem a necessidade de quaisquer outros parâmetros, sejam estes calculados ou provenientes de outros experimentos. Com a finalidade de validar este novo método, uma série de experimentos Rossi-α e Feynman-α foram realizados no reator IPEN/MB-01. De acordo com a metodologia proposta, βeff foi estimado com uma incerteza de 0.67%, a qual atende aos requisitos de precisão almejados. Além disso, o tempo de geração de nêutrons prontos , dentre outros parâmetros, também foi obtido experimentalmente via esta metodologia. Em geral, os parâmetros medidos estão em acordo com resultados provenientes de experimentos de análise de ruído macroscópico. Nas comparações teoria-experimento, os valores de βeff medidos neste trabalho mostram que a biblioteca JENDL3.3 apresenta a melhor performance (dentro de 1%). Esta concordância justifica a redução no yield de fissão do 235U proposta por Sakurai e Okajima. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:03/01261-0

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-06-22T14:06:41Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-06-22T14:06:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As expectativas da Organização Mundial de Saúde para o ano de 2030 são que o número de mortes por câncer seja de aproximadamente 13,2 milhões, evidenciando a elevada parcela desta doença no problema de saúde mundial. Com relação ao câncer de próstata, de acordo com o Instituto Nacional do Câncer, o número de casos diagnosticados no mundo em 2012 foi de aproximadamente 1,1 milhão, enquanto que no Brasil os dados indicam a incidência de 68 mil novos casos. O tratamento deste tipo de neoplasia pode ser realizado com cirurgia (prostatectomia) ou radioterapia. Dentre a radioterapia, podemos destacar a técnica de braquiterapia, a qual consiste na introdução (implante) de pequenas fontes radioativas (sementes) no interior da próstata, onde será entregue um valor elevado de dose no volume de tratamento e baixa dose nos tecidos ao redor. No Brasil, a classe médica estima uma demanda de aproximadamente 8000 sementes/mês, sendo o custo unitário de cada semente de pelo menos U$ 26,00. A Associação Americana de Físicos na Medicina publicou alguns documentos descrevendo quais parâmetros e análises devem ser realizadas para avaliações da distribuição de dose, como por exemplo, os parâmetros Constante de taxa de dose, Função radial e Função de anisotropia. Estes parâmetros podem ser obtidos através de medidas experimentais da distribuição de dose ou por simulações computacionais. Neste trabalho foram determinados os parâmetros dosimétricos da semente OncoSeed-6711 da empresa Oncura-GEHealthcare e da semente desenvolvida pelo Grupo de Dosimetria de Fontes de Braquiterapia do Centro de Tecnologia das Radiações (CTR IPEN-CNEN/SP) por simulação computacional da distribuição de dose utilizando o código MCNP5, baseado no Método de Monte Carlo. A semente 6711 foi modelada, assim como um sistema dosimétrico constituído por um objeto simulador cúbico de 30x30x30 cm3 preenchido com água. Os valores obtidos da semente 6711 foram comparados com alguns apresentados na literatura, onde o parâmetro Constante de taxa de dose apresentou erro relativo em relação ao valor publicado no TG- 43 de 0,1%, sendo que os outros parâmetros analisados também apresentaram boa concordância com os valores publicados na literatura. Deste modo, pode-se considerar que os parâmetros utilizados nas simulações (espectro, modelagem geométrica e avaliação de resultados) estão compatíveis com outros estudos, sendo estes parâmetros também utilizados nas simulações da semente do IPEN. Considerando as análises de incerteza estatística, os valores obtidos da semente do IPEN são semelhantes aos valores da semente 6711. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Carlos Ourivio Escobar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-11T18:57:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Peixoto_CarlosJoseTodero_D.pdf: 15351567 bytes, checksum: 33b4f282f53a5669d23f8170b3bbf392 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Desde os primeiros Raios Cósmicos de alta energia detectados por Pierre Auger na década de 30, toda a comunidade de Física de Radiação Cósmica procura técnicas matemáticas e métodos estatísticos mais adequados para analisar estes eventos. Estes processos de análise são imprescindíveis na estimativa da energia da partícula primária, bem como no cálculo do ângulo de chegada q . A estimativa desta energia e do ângulo q é o final de toda uma rede de trabalho e o começo de uma nova linha de pesquisa na busca pelas possíveis fontes que produziram tais eventos. Ao longo deste trabalho refizemos o princípio de reconstrução dos "chuveiros de Auger", os chamados "Chuveiros Atmosféricos Extensos" ( C.A.E.), utilizando um conceito relativamente novo de estatística, hoje denominada Estatística Robusta. O Método dos Mínimos Quadrados ou Least Square -LS, apresentado por Gauss e Legendre, possuía limitações que eles próprios já reconheciam e tentaram resolver, sem sucesso. Desde fins do século XVIII e come¸ co do século XIX, os métodos estritamente paramétricos, em especial o Método dos Mínimos Quadrados e a média aritmética, foram questionados quando utilizados para descrever distribuições pouco comportadas ou com grandes utuações. Algumas das principais questões estavam relacionadas a como tratar pontos muito distantes da distribuição principal (os chamados outliers) e como estes influenciavam a própria distribuição. A saída convencional mais utilizada foi a rejeição dos outliers e de pontos que apresentassem grandes desvios em relação a média. Porém, a perda de informações sobre a própria distribuição tornava-se inevitável. O modelo paramétrico mostrou-se apenas uma aproximação da realidade, uma vez que as flutuações, apesar de serem consideradas, não são "bem-vindas"; são vistas apenas como um erro inerente à observação. Então, no fim do século XIX apareceram as primeiras tentativas de extrair informação das flutuações, classificando-as e as considerando parte integral da descrição da distribuição. Se um método estatístico for capaz de descrever os dados observados, incluindo e classificando as flutuações inerentes, este passa a ser conhecido como "Método Robusto" ou "Estatística Robusta", onde a nomenclatura "Robusta" está relacionada à capacidade do método ou modelo de "resistir" às flutuações fornecendo uma descrição da realidade com razoável independência destas mesmas flutuações. Com base em dois métodos robustos, Mínima Mediana Quadrada (Least Median Square - LMS) e Mínimos Quadrados "Aparados" (Least Trimmed Square - LTS), aplicamos estes nos ajustes da Função Distribuição Lateral de Chuveiros (Lateral Distribution Function - LDF) extraindo o valor de S 1000, parâmetro necessário para estimar a energia da partícula primária. Os valores para S1000 calculados a partir de estatística convencional (Mínimos Quadrados) e estatística robusta (LMS e LTS) são comparados. O valor de S1000, para chuveiros de mesma energia, depende do ângulo q dos primários, já que o CAE sofre atenuação na atmosfera, atenuação esta tanto maior quanto maior, for q . Para levar em conta a atenuação no cálculo do espectro de energia, em que todos os ângulos de chegada são considerados (até 60 graus), é introduzido o parâmetro S38, onde 38 graus é a mediana dos dados do Auger. A atenuação é calculada usando-se o método do Constant Intensity Cut (CIC) o qual depende da validade de várias hipóteses. As três hipóteses supostas pela Colaboração Auger são apresentadas neste trabalho. Correlacionamos, assim, todos os novos valores de S38 com os valores da chamada "Energia Híbrida", obtida diretamente do programa de análise da Colaboração Auger. Esta correlação nos permite recorrigir a energia com base em detecção híbrida, que é a grande vantagem do Observatório Pierre Auger. Esta correlação nos permite estabelecer a escala de energia ou calibração do detector de superfície com base na determinação calorimétrica da energia feita pelo detector de flurescência, que é o grande avançoo trazido para o campo pelo Obvservatório Pierre Auger. Com os novos resultados de energia, refizemos os cálculos de minimização para a correlação de radiação cósmica com fontes extra-galácticas obtendo correlações que não estão em correspondência biunívoca com aquelas obtidas pelo método convencional de análise. Por fim fazemos uma análise das próprias estações outliers tentando extrair alguma informação relacionada à performance do detector de superfície. Os apêndices incluídos após as conclusões foram colocados neste trabalho apenas por motivos didáticos como consulta rápida para o leitor leigo em métodos de detecção de radiação cósmica / Abstract: Since the first ultra high-energy cosmic rays detected by Pierre Auger (the 30s) the entire community of Physics of Cosmic Rays search for mathematical techniques and more appropriate statistical methods to analyze these events. These analysis processes are essential for the estimate of the energy of the primary particle as well as in the calculation of the angle of arrival q . The estimate of the energy and the angle q is the end of a long chain of analysis and the beginning of a new line of research in the search for the possible sources that produced such events. Throughout this work we re-analysed the reconstruction chain of the "Auger showers", the socalled "Extensive Air Showers - EAS", using a relatively new concept of statistics, known as Robust Statistics. The Least Square Method - LS, presented by Gauss and Legendre had limitations already recognized by themselves who tried to overcome them without success. Since the end of the eighteenth century and beginning of the nineteenth century, strictly parametric methods, especially the Least Squares and the arithmetic average, were questioned when used to describe distributions with bad behavior or with large uctuations. Some of the main issues were related to how to deal with points far way from the main distribution (the so-called outliers) and how it in uenced the main distribution. The more conventional way out used was the rejection of the outliers and points that produced large deviations from average. But the loss of information about the distribution was inevitable. The parametric model proved to be only an approximation of reality, since uctuations, despite being considered, are not "welcome"; are seen only as an error inherent in observation. Then, at the end of the nineteenth century there appeared the first attempts to extract information from uctuations sorting them out and considering them as an integral part of the description of the distribution. Whether a statistical method is able to describe observed data, including and sorting the uctuations inherent, then becomes known as "Robust Method" or "Robust Statistic", where the nomenclature "Robust" is related the ability of the method or model to "Resist" the uctuations by providing a description of reality with reasonable independence these same uctuations. Based on two robust methods: Least Median Square - LMS and Least Trimmed Square - LTS; we apply these to adjust the Lateral Distribution Function - LDF extracting the value of S1000, parameter needed to estimate the energy of the primary particle. The values for S1000 calculated from conventional statistic (Least Square) and robust statistic (LMS and LTS) are compared. The parameter S1000 is dependent on the angle of arrival of the shower, then we apply a correction factor called S38. This correlates S1000 and and, currently, there are several ways to calculate this factor. The three hypotheses most used by Auger Collaboration are presented in this work. We then correlate all new values of S38 with the values of the so-called "Hybrid Energy", obtained directly from analysis software of the Auger Collaboration. This relationship allows us to correct the energy based on hybrid detection that is great advantage of the Pierre Auger Observatory. This relationship allows us to establish the energy scale or calibration of the surface detector on the basis of the calorimetric determination of the energy done by the uorescence detector which is the great advancement brought to the field by the Pierre Auger Observatory. With the new results for the energy we reanalysed the the correlation with extra-galactic sources of cosmic ray getting new correlations, which are absent in the conventional methods of analysis. Finally we make an analysis of the surface stations outliers by themselves trying to extract some information relevant for their performance. Appendices included after the conclusions were placed in this work only for a rapid consultation by lay readers in methods of detection of cosmic rays / Doutorado / Teorias Especificas e Modelos de Interação ; Sistematica de Particulas ; Raios Cosmicos / Doutor em Ciências

Este trabalho apresenta os avanços no desenvolvimento de um novo método de ensaio não-destrutivo magnético. O método está baseado na técnica do Ruído Magnético de Barkhausen (RMB), particularmente em uma variante denominada Barkhausen Contínuo. O RMB é gerado devido à ação de um campo magnético variável magnetizante que produz mudanças abruptas e irreversíveis na estrutura magnética do material. Essas mudanças são influenciadas pela microestrutura e a distribuição de tensões dentro do mesmo. As medições podem ser usadas para construir uma distribuição bidimensional do RMB ao redor de um ponto fixo, cujo resultado irá refletir o nível de anisotropia magnética, usualmente indicando um eixo de fácil magnetização, parâmetro relevante dado que o comportamento da grande maioria de materiais ferromagnéticos de engenharia é usualmente anisotrópico. As mudanças no eixo de fácil magnetização podem indicar a presença de anomalias mecânicas ou abnormalidades no processo de fabricação e no caso da aplicação de uma tensão externa, podem refletir a magnitude e a direção da mesma. O presente trabalho descreve uma metodologia que faz uso de um campo magnético rotacional para obter sinais RMB relacionados ao angulo de giro, possibilitando a identificação da direção do eixo de fácil magnetização, ultrapassando as capacidades oferecidas pela técnica RMB convencional mediante o fornecimento de informação em tempo real, que permite a obtenção de um conjunto de parâmetros que quantificam a anisotropia magnética de uma amostra. A técnica foi usada para a detecção do eixo de fácil magnetização e o nível de anisotropia magnética em materiais diferentes devida aos efeitos do processo de fabricação. Posteriormente foi demonstrado que a técnica é capaz de monitorar a evolução da tensão uniaxial aplicada, obtendo curvas de calibração, sensíveis ao sentido de aplicação da tensão. Para o caso pouco estudado de amostras submetidas a tensões biaxiais, o uso da técnica do Barkhausen contínuo rotacional fez possível de verificar que as características morfológicas das medições de anisotropia magnética obtidas, guardam relação com a direção das tensões principais. Foi realizada uma avaliação do método aplicado para a medição dinâmica de anisotropia magnética em juntas soldadas, indicando estados de tensão e características microestruturais coerentes com as esperadas. O método tem a possibilidade de ser implementado para medições anisotropia magnética em alta resolução/alta velocidade. / This works presents the current advances on the development of a new method of magnetic non-destructive testing. The method is based on the magnetic Barkhausen noise (MBN), more specifically in one branch known as Continuous Barkhausen. MBN is produced due to the effect of a variable magnetic field, which causes abrupt and irreversible changes to the magnetic structure of the material. These changes are influenced by the microstructure of the material and the stress distributions within. Measurements can be used to construct a bi dimensional MBN distribution around a fixed point, which in turn will be a reflect of its magnetic anisotropy level, usually characterized by an easy axis of magnetization, an important parameter given that more often than not, the behavior of most engineering ferromagnetic materials is anisotropic. Variations of the easy axis could be the indication of mechanical anomalies or abnormalities that appear as a result of the fabrication process. If there is an external stress applied to the sample, it can provide information about its magnitude and direction. The present work describes a methodology which uses a precise rotating magnetic field in order to obtain MBN signals related to a given magnetization angle, making possible the finding of the easy axis, exceeding the limits of conventional MBN measurements by providing real time data which in turn will allow to infer a set of parameters that quantify the magnetic anisotropy of the sample. The proposed technique was successfully used to find both the easy axis and a quantitative level of magnetic anisotropy between different materials, consequence of the fabrication process. Subsequently, it was shown that the technique was able to perform a monitoring of the evolution of both uniaxial and biaxial applied stress, obtaining linear relationships (uniaxial case), sensitive to the direction of loading. In not so much studied case of biaxial loading, the use of the continuous rotational Barkhausen method made possible to observe that the morphologic characteristics of the magnetic anisotropy measurements bear a close resemblance to the direction of the principal stress field. An evaluation of the technique as a tool for the dynamic measurement of magnetic anisotropy on welded joints, indicating stress states and microstructural features coherent with the ones expected in this scenario. The method has the possibility of being implemented as a technique for high speed/high resolution measurements of magnetic anisotropy.

A maioria dos modelos matemáticos desenvolvidos para eventos raros são baseados em modelos probabilísticos para extremos. Embora as ferramentas para modelagem estatística de extremos univariados e multivariados estejam bem desenvolvidas, a extensão dessas ferramentas para modelar extremos espaciais integra uma área de pesquisa em desenvolvimento muito ativa atualmente. A modelagem de máximos sob o domínio espacial, aplicados a dados meteorológicos é importante para a gestão adequada de riscos e catástrofes ambientais nos países que tem a sua economia profundamente dependente do agronegócio. Uma abordagem natural para tal modelagem é a teoria de extremos espaciais e o processo max-stable, caracterizando-se pela extensão de dimensões infinitas da teoria de valores extremos multivariados, podendo-se então incorporar as funções de correlação existentes na geoestatística e consequentemente, verificar a dependência extrema por meio do coeficiente extremo e o madograma. Neste trabalho descreve-se a aplicação de tais processos na modelagem da dependência de máximos espaciais de precipitação máxima mensal do estado do Paraná, com base em séries históricas observadas em estações meteorológicas. Os modelos propostos consideram o espaço euclidiano e uma transformação denominada espaço climático, que permite explicar a presença de efeitos direcionais, resultantes de padrões meteorológicos sinóticos. Essa metodologia baseia-se no teorema proposto por De Haan (1984) e nos modelos de Smith (1990) e de Schlather (2002), verifica-se também o comportamento isotrópico e anisotrópico desses modelos via simulação Monte Carlo. Estimativas são realizadas através da máxima verossimilhança pareada e os modelos são comparados usando-se o Critério de Informação Takeuchi. O algoritmo utilizado no ajuste é bastante rápido e robusto, permitindo-se uma boa eficiência computacional e estatística na modelagem da precipitação máxima mensal, possibilitando-se a modelagem dos efeitos direcionais resultantes de fenômenos ambientais. / The most mathematical models developed for rare events are based on probabilistic models for extremes. Although the tools for statistical modeling of univariate and multivariate extremes are well-developed, the extension of these tools to model spatial extremes data is currently a very active area of research. Modeling of maximum values under the spatial domain, applied to meteorological data is important for the proper management of risks and environmental disasters in the countries where the agricultural sector has great influence on the economy. A natural approach for such modeling is the theory of extreme spatial and max-stable process, characterized by infinite dimensional extension of multivariate extreme value theory, and we can then incorporate the current correlation functions in geostatistics and thus, check the extreme dependence through the extreme coefficient and the madogram. This thesis describes the application of such procedures in the modeling of spatial maximum dependency of monthly maximum rainfall of Paraná State, historical series based on observed meteorological stations. The proposed models consider the Euclidean space and a transformation called climatic space, which makes it possible to explain the presence of directional effects resulting from synoptic weather patterns. This methodology is based on the theorem proposed by De Haan (1984) and Smith (1990) models and Schlather (2002), checking the isotropic and anisotropic behavior these models through Monte Carlo simulation. Estimates are performed using maximum pairwise likelihood and the models are compared using the Takeuchi information criterion. The algorithm used in the fit is very fast and robust, allowing a good statistical and computational efficiency in monthly maximum rainfall modeling, allowing the modeling of directional effects resulting from environmental phenomena.