O autômato celular Game of LIFE (GL) exibe comportamento coletivo não-trivial (Classe IV de Wolfram) a partir de regras locais simples. Na década de 1990, conjecturou-se que o autômato seria um exemplo de sistema não-conservativo com criticalidade auto-organizada. Nesse trabalho refutamos essa conjectura verificando que o regime transiente para estados absorventes não escala de forma correta para redes grandes. Usando uma aproximação de campo médio com considerações sobre interfaces para a rede quadrada, definimos um parâmetro de controle sigma0 relacionado com a razão de ramificação da interface da fase absorvente. A partir da análise de um grande número de autômatos celulares (6144), encontramos uma transição de fase descontínua no espaço de regras dos autômatos celulares totalistas. Também encontramos que o GL é um autômato celular quasi-crítico, com sigma0=1.006, ou seja, o GL equivale a um processo de nucleação quasi-crítico. Mostramos que essa quasi-criticalidade é resultado da coexistência e competição entre a fase viva e a fase morta: embora o LIFE esteja destinado à extinção (ao estado absorvente morto), o decaimento é adiado devido a um forte ralentamento crítico. / The cellular automaton Game of LIFE exhibits non-trivial collective behavior (Wolfram Class IV) from local simple rules. In the 1990s, it was conjectured that the automaton would be an example of self-organized criticality in non-conservative systems. In this work we refute this conjecture by verifying that the transient regime to absorbing states does not scale for large lattice sizes. By using a mean-field approximation with considerations about interfaces in square lattices, we define a control parameter sigma0 related to the interfacial absorbing phase branching rate. From the analysis of a large number of cellular automata (6144), we find a discontinuous phase transition in the cellular automata rule space. We also find that LIFE is a quasi-critical cellular automaton, with sigma0=1.006, that is, LIFE is a quasi-critical nucleation process. It is shown that this quasi-criticality is a result of coexistence and competition between the living and dead phases: although LIFE is destined to extinction (to the dead absorbing state), this decay is delayed due to a strong critical slowing down.

Neste trabalho exploramos o uso de sequências de pulsos de Ressonância Magnética Nuclear de Estado Sólido (RMN-ES) que utilizam o acoplamento dipolar magnético heteronuclear para o estudo de reorientações de segmentos moleculares no regime intermediário, testando-as em amostras modelo a fim de verificar suas eficiências. Paralelamente, simulações numéricas foram realizadas juntamente com cálculos analíticos para a melhor compreensão dos efeitos experimentais observados nessas sequências de pulsos. A primeira proposição, baseia-se no uso de Perfis de Hartmann-Hahn obtidos utilizando a Transferência de Polarização Cruzada (CPMAS) sob desacoplamento dipolar homonuclear Lee-Goldburg (LG), usando a interação dipolar heteronuclear como sonda do movimento molecular. A segunda proposição consiste em uma variação das técnicas DIPSHIFT e Time Constant recDIPSHIFT , o T2-recDIPSHIFT, segundo a qual, em condições favoráveis, é possível quantificar parâmetros dinâmicos relacionados aos movimentos moleculares no regime intermediário de sistemas fracamente acoplados pela interação dipolar magnética heteronuclear ou com geometrias de movimento de baixa amplitude. Por fim, propomos um novo método analítico para quantificação de parâmetros dinâmicos em experimentos de Separação de campo locais (SLF), baseado no método de Anderson-Weiss. Demonstramos a precisão do método analítico comparando curvas de Time Constant recDIPSHIFT para diversas taxas e geometrias de movimento obtidas pela aproximação analítica e pelo cálculo exato, além de efetuar um teste experimental em uma amostra modelo. / In the present work we explore the use of Solid State Nuclear Magnetic Resonance (NMR) pulse sequences which use the heteronuclear dipolar magnetic coupling to study local rotations of molecular groups in the intermediate-regime of motion, testing them in standard samples in order to verify their efficiency. Simultaneously, numerical simulations and analytical calculations were performed to understand the experimental artifacts observed in these new pulse sequences. The first proposal, based on using Hartmann-Hahn matching profiles obtained by using the Cross Polarization transfer (CPMAS) under Lee-Goldburg homonuclear decoupling (LG), utilizing the heteronuclear dipolar interaction as probe of the molecular motion. The second proposal consists in a variation of DIPSHIFT and Time Constant recDIPSHIFT pulse sequences, dubbed T2 - recDIPSHIFT, whereby, in favorable conditions, it is possible to quantify molecular dynamic parameters of systems weakly coupled by heteronuclear dipolar interaction or to probe small-amplitude molecular motions. Finally, we proposed a new analytical method to describe Separated Local Field experiments (SLF), based upon the Anderson-Weiss approximation. We demonstrate the accuracy of the method comparing the Time Constant recDIPSHIFT curves for several rates and geometries of motion obtained by the analytical approximation and exact calculation, besides an experimental test has been performed in a model sample.

Cromodinâmica quântica, Espalhamento / Highly inelastic scattering proton electron in quantum chromodynamics

Neste trabalho estudamos aspectos algorítmicos do Problema da Cobertura por Sensores. Em linhas gerais, este problema a entrada consiste em uma região a ser monitorada por um conjunto de sensores previamente posicionados, cada qual dotado de bateria com duração limitada, e o objetivo é atribuir a cada sensor um tempo de início, de modo que toda a região seja coberta o maior tempo possível. Focamos nosso estudo no caso unidimensional do problema, chamado Problema da Cobertura de Faixa Restrita, no qual a região a ser monitorada é um intervalo (da reta real). Estudamos diversas variantes, de acordo com os subintervalos que os sensores cobrem (se de tamanhos fixos ou variados), e de acordo com a duração das baterias (se uniformes ou não). Estudamos também o caso preemptivo: quando os sensores podem ser ligados mais de uma vez. Para este último caso, projetamos um algoritmo polinomial bem simples. O Problema da Cobertura de Faixa Restrita é NP-difícil no caso não-preemptivo em que os sensores têm bateria de duração variável. Para este caso, em 2009 Gibson e Varadarajan apresentaram um algoritmo polinomial que provaram ser uma 5-aproximação. Provamos que este algoritmo tem fator de aproximação 4, e mostramos que este fator é justo. Apresentamos também formulações lineares inteiras para este caso, e os resultados computacionais obtidos. / We study the algorithmic aspects of the Sensor Cover Problem. Broadly speaking, in this problem the input consists of a region to be covered by a set of sensors previously positioned, each one powered with a battery of limited duration, and the objective is to assign to each sensor an initial time, so as to cover the given region for as long as possible. We focus our study on the one-dimensional case of the problem, called Restricted Strip Cover Problem, in which the region to be covered is an interval (of the real line). We study several variants, according to the type of the subintervals the sensors cover (if they have fixed length or not), to the duration of the batteries (if uniform or not). We also study the preemptive case: when the sensors can be turned on and off more than once. For this case, we designed a simple polynomial-time algorithm. The Restricted Strip Cover Problem is NP-hard in the non-preemptive case in which the sensors have non-uniform duration batteries. For this case, in 2009 Gibson and Varadarajan designed a polynomial-time algorithm which they proved to be a 5-aproximation. We prove that this algorithm has approximation ratio 4, and show that this ratio is tight. We also present two integer linear formulations for this case, and report on the computational results obtained with this approach.

Nesta dissertação de mestrado nós trabalhamos com o processo de Cox-Ingersoll- Ross, que foi originalmente proposto por John C. Cox, Jonathan E. Ingersoll Jr. e Stephen A. Ross em 1985. Este processo é amplamente utilizado em modelagem financeira, por exemplo, para descrever a evolução de taxas de juros ou como o processo de volatilidade no modelo de Heston. A equação diferencial estocástica que define este processo não possui solução fechada, logo faz-se necessária a aproximação do processo via algum método numérico. Na literatura diversos trabalhos propõem aproximações baseadas em esquemas de discretização intervalar. Nós aproximamos o processo de Cox-Ingersoll-Ross através de um método numérico do tipo Euler- Maruyama baseado na discretização aleatória proposta por Leão e Ohashi (2013) sob a condição de Feller. Neste contexto, mostramos que esta aproximação possui uma ordem de convergência exponencial e utilizamos técnicas de simulação Monte Carlo para comparar resultados numéricos com valores teóricos. / In this master\'s thesis we work with Cox-Ingersoll-Ross (CIR) process. This process was originally proposed by John C. Cox, Jonathan E. Ingersoll Jr. and Stephen A. Ross in 1985. Nowadays, this process is widely used in financial modeling, e.g. as a model for short-time interest rates or as volatility process in the Heston model. The stochastic differential equation (SDE) which defines this model does not have closed form solution, so we need to approximate the process by some numerical method. In the literature, several numerical approximations has been proposed based in interval discretization. We approximate the CIR process by Euler-Maruyama-type method based in random discretization proposed by Leão e Ohashi (2013) under Feller condition. In this context, we obtain an exponential convergence order for this approximation and we use Monte Carlo techniques to compare the numerical results with theoretical values.

Made available in DSpace on 2016-04-28T20:56:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marina Lopes Pedrosa Poladian.pdf: 1293286 bytes, checksum: cc310e9c3a8d9b05c2c84a8df458b094 (MD5) Previous issue date: 2014-05-23 / The presented research aimed to examine how a process of bringing together University and School was designed and implemented in the context of the Teaching Resindency Program (TRP) developed by UNIFESP, Guarulhos Campus. The study attempted to identify which foundations characterize this experience, methodologies and strategies chosen to foster University and School proximity, the concept of initial qualification and how theory and practical experience are merged through TRP actions. Theoretical framework was elaborated taking into account an overview of most recent studies of teachers initial qualification by several authors (Imbernón 2009, 2010; Nóvoa, 2009; Zeichner 2010; Vaillant 2010; Roldão 2005, 2007; Pimenta e Lima 2012; Calderano 2012) and related researches (Gatti e Nunes, 2009; Gatti, Barreto e André, 2011) concerning 4 issues: Initial Qualification on Education Course, Education Initial Qualification Curriculum, University and School Proximity and School and Internship. Analytical work was conducted through the analysis of documentation elaborated by UNIFESP Education Course Project. Interviews with university mentor teachers were also conducted getting knowledge of their evaluations and views on the TRP. The following analysis categories were stablished through the careful reading of interviews: Exceeding Traditional Supervised Internship Model on TRP; TRP and Teachers Continuing Education in the City of Guarulhos; School fostering qualification and proximity between University and School: qualification hybrid spaces. Interviews analysis was built upon references from several authors who argue about the importance of practice and theory combination to teacher initial education, such as Imbernón (2009, 2010), Nóvoa (2009), Zeichner (2010), Marcelo (1992) e Canário (1998). As a result, it was found that the experience presents itself as successful in stablishing a closer relationship between university and school, favored by a Joint Mutual Cooperation Agreement between Guarulhos Education Department and UNIFESP. As reciprocity, schools that choose to participate in the Program are offered continuos education experiences. Therefore, professorship initial and ongoing training practices are aligned. Superior methodologies for monitoring residents during the immersion period are used by the university, such as having only a few students per teacher, the elaboration of field journal shared among students and internship group reports. It reveals advances in comparison to supervised internships commonly performed by universities. The study of this experiment and its advances in the design and implementation of process of bringing together university and school can be seen as a basis for formulating innovative experiences in the initial qualification of elementary school teachers / A presente pesquisa teve como objetivo analisar como é concebida e concretizada a aproximação entre Universidade e Escola no Programa de Residência Pedagógica (PRP) desenvolvido pela UNIFESP, Campus Guarulhos. Neste estudo buscou-se identificar quais fundamentos caracterizam essa experiência, que metodologias e estratégias são utilizadas para a aproximação entre Universidade e Escola, qual a concepção de formação docente embasa a formação inicial e como a articulação entre a teoria e a prática se concretiza nas ações do PRP. Nos referenciais teóricos buscou-se criar um panorama do que vem sendo estudado acerca da formação inicial de professores por diversos autores (Imbernón 2009, 2010; Nóvoa, 2009; Zeichner 2010; Vaillant 2010; Roldão 2005, 2007; Pimenta e Lima 2012; Calderano 2012) e pesquisas correlatas (Gatti e Nunes, 2009; Gatti, Barreto e André, 2011) em torno de 4 aspectos: Formação Inicial no Curso de Pedagogia, Currículo da Formação Inicial de Pedagogia, Aproximação entre Universidade e Escola e Estágio Curricular. Para atingir os objetivos dessa pesquisa foi realizada análise documental do Projeto Pedagógico do curso de Pedagogia da UNIFESP. Foram também realizadas entrevistas com professores preceptores da universidade, de modo a conhecer suas avaliações e pontos de vista acerca do PRP. Na leitura flutuante das entrevistas, chegou-se as seguintes categorias de análise: Superação do Tradicional Modelo de Estágio Supervisionado pelo PRP; O PRP e a Formação Continuada de professores do município de Guarulhos; a Escola como espaço de formação e Aproximação entre a Universidade e a Escola: espaços híbridos de formação. Para análise das entrevistas utilizou-se como referências autores que postulam sobre a importância da articulação entre práticas e teorias para a formação inicial de professores, tais como Imbernón (2009, 2010), Nóvoa (2009), Zeichner (2010), Marcelo (1992) e Canário (1998). Como resultado, verificou-se que a experiência apresenta-se como bem-sucedida na aproximação entre a Universidade e Escola, sendo esta articulação favorecida por um Acordo de Cooperação Mútua entre a UNIFESP e a Secretaria de Educação de Guarulhos. Como contrapartida às escolas que optam por participar do Programa são oferecidas experiências de formação continuada. Deste modo, há uma aproximação das práticas de formação inicial e permanente do professorado. A escolha de metodologias diferenciadas para acompanhamento dos residentes durante o período de imersão, por parte da universidade, tais como o número reduzido de alunos a serem acompanhados por cada professor, a elaboração de diários de campo compartilhados entre os estudantes e relatórios coletivos, revela avanços em relação aos estágios supervisionados comumente realizados. O estudo desta iniciativa pode servir de base para formulação de experiências inovadoras na formação inicial de professores da escola básica

O objetivo desta dissertação é fornecer primeiramente o arcabouço necessário para o entendimento do derivativo opções, muito utilizado nos mercados financeiros mundiais, e posteriormente executar precificações de opções americanas a partir dos modelos dos mínimos quadrados de Monte Carlo (LSM), o modelo de árvore binomial com extrapolação de Richardson e a aproximação analítica de Bjerksund e Stensland (B&S), aplicando duas plataformas de processamento paralelo computacional, a TPL (Task Parallel Library) nativa no .NET framework 4.5 e a plataforma CUDA (Compute Unified Device Architecture), demonstrando o comparativo dos resultados obtidos a cada modelo diante de cada plataforma. / The objective of this dissertation is to provide first the necessary framework for the understanding of the derivative options, widely used in the world financial markets, and later to execute the American option pricing from Monte Carlo least squares models (LSM), the binomial tree model with Richardson extrapolation and the Bjerksund and Stensland analytic approach (BJS) by applying two parallel computational processing platforms, the native TPL (Task Parallel Library) in the .NET framework 4.5 and the CUDA platform (Compute Unified Device Architecture), demonstrating the comparison of the obtained results to each model before each platform.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-02-12T12:25:51Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Francisco de Oliveira Neto - 2015.pdf: 6608686 bytes, checksum: 00be4069bc90036c589c6c3fa9131408 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-16T06:42:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Francisco de Oliveira Neto - 2015.pdf: 6608686 bytes, checksum: 00be4069bc90036c589c6c3fa9131408 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-16T06:42:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Francisco de Oliveira Neto - 2015.pdf: 6608686 bytes, checksum: 00be4069bc90036c589c6c3fa9131408 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-08-12 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Multiferroic materials that simultaneously exhibit two or more physical properties have increasingly raised the interest of the scientific and technological community to develop new multifunctional materials. The discuss all stages of manufacturing, morphological, structural and magnetic characterization of a multifunctional composite containing zinc oxide and cobalt ferrite. Thus, studies of ZnO, and the CoFe2O4 composite (0,80ZnO+0,20 CoFe2O4) initiated by the synthesis of nanosized powders by combustion reaction phases were performed. The compounds studied were sintered at different temperatures (1100 to 1250°C) to obtain relative density near to 90% of the theoretical density. Analysis by scanning electron microscopy, spectroscopy energy dispersive, vibrating sample magnometry and diffraction ray-X were made. Measurements of magnetic properties were conducted at room temperature (22°C) and high temperature (22°C to 700°C). In the samples, formation of ceramic structures was verified, the stoichiometry of the proposed chemical compounds was maintained and possibly the formation of a mixed zinc and cobalt ferrite to composite samples. In the sample of the composite sintered at 1250°C there was the formation of cubic zinc oxide. The magnetic behavior and magnetic anisotropy of the samples were similar, however, significant differences were observed in the values of the Curie temperature, coercive field, can assume different origins for the magnetic CoFe2O4 and the composite (0,80ZnO+0,20CoFe2O4) due, perhaps to the formation of a mixed ferrite. / Materiais multiferróicos que exibem simultaneamente duas ou mais propriedades físicas têm cada vez mais suscitado o interesse da comunidade científica e tecnológica para o desenvolvimento de novos materiais multifuncionais. Objetivou-se discutir todas as etapas de fabricação e caracterização morfológica, estrutural e magnética de um compósito multifuncional contendo óxido de zinco e ferrita de cobalto. Assim, foram realizados estudos sobre as fases das amostras de ZnO, CoFe2O4 e o compósito (0,80ZnO+0,20CoFe2O4) iniciados pela síntese de pós nanométricos por via de reação de combustão. Os compostos estudados foram sinterizados em diferentes temperaturas (1100 e 1250°C) obtendo densidades relativas próximas a 90% das densidades teóricas. Foram efetuadas análises por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, difratometria de raio-X e magnometria de amostra vibrante. As medidas de propriedades magnéticas foram realizadas à temperatura ambiente (22°C) e em função da temperaturas (22°C à 700°C) (altas temperaturas). Em todas as amostras estudadas foi verificada a formação de estruturas cerâmicas, mantendo a estequiometria dos compostos químicos propostos e possivelmente a formação de uma ferrita mista de zinco e cobalto para as amostras do compósito. Para a amostra do compósito sinterizada a 1250°C verificou-se também a formação de óxido de zinco cúbico. O comportamento magnético e a anisotropia magnética das amostras foram similares, entretanto diferenças significativas foram observadas nos valores obtidos da temperatura de Curie, do campo coercitivo e do momento magnético total, podendo supor origens magnéticas diferentes para o CoFe2O4 e o compósito de 0,80ZnO+0,20CoFe2O4 devido a formação de uma ferrita mista.

Neste trabalho estudamos aspectos algorítmicos do Problema da Cobertura por Sensores. Em linhas gerais, este problema a entrada consiste em uma região a ser monitorada por um conjunto de sensores previamente posicionados, cada qual dotado de bateria com duração limitada, e o objetivo é atribuir a cada sensor um tempo de início, de modo que toda a região seja coberta o maior tempo possível. Focamos nosso estudo no caso unidimensional do problema, chamado Problema da Cobertura de Faixa Restrita, no qual a região a ser monitorada é um intervalo (da reta real). Estudamos diversas variantes, de acordo com os subintervalos que os sensores cobrem (se de tamanhos fixos ou variados), e de acordo com a duração das baterias (se uniformes ou não). Estudamos também o caso preemptivo: quando os sensores podem ser ligados mais de uma vez. Para este último caso, projetamos um algoritmo polinomial bem simples. O Problema da Cobertura de Faixa Restrita é NP-difícil no caso não-preemptivo em que os sensores têm bateria de duração variável. Para este caso, em 2009 Gibson e Varadarajan apresentaram um algoritmo polinomial que provaram ser uma 5-aproximação. Provamos que este algoritmo tem fator de aproximação 4, e mostramos que este fator é justo. Apresentamos também formulações lineares inteiras para este caso, e os resultados computacionais obtidos. / We study the algorithmic aspects of the Sensor Cover Problem. Broadly speaking, in this problem the input consists of a region to be covered by a set of sensors previously positioned, each one powered with a battery of limited duration, and the objective is to assign to each sensor an initial time, so as to cover the given region for as long as possible. We focus our study on the one-dimensional case of the problem, called Restricted Strip Cover Problem, in which the region to be covered is an interval (of the real line). We study several variants, according to the type of the subintervals the sensors cover (if they have fixed length or not), to the duration of the batteries (if uniform or not). We also study the preemptive case: when the sensors can be turned on and off more than once. For this case, we designed a simple polynomial-time algorithm. The Restricted Strip Cover Problem is NP-hard in the non-preemptive case in which the sensors have non-uniform duration batteries. For this case, in 2009 Gibson and Varadarajan designed a polynomial-time algorithm which they proved to be a 5-aproximation. We prove that this algorithm has approximation ratio 4, and show that this ratio is tight. We also present two integer linear formulations for this case, and report on the computational results obtained with this approach.

Imageamento acústico é um problema computacionalmente caro e mal-condicionado, que envolve estimar distribuições de fontes com grandes arranjos de microfones. O método clássico para imageamento acústico utiliza beamforming, e produz a distribuição de fontes de interesse convoluída com a função de espalhamento do arranjo. Esta convolução borra a imagem ideal, significativamente diminuindo sua resolução. Convoluções podem ser evitadas com técnicas de ajuste de covariância, que produzem estimativas de alta resolução. Porém, estas têm sido evitadas devido ao seu alto custo computacional. Nesta tese, admitimos um arranjo bidimensional com geometria separável, e desenvolvemos transformadas rápidas para acelerar imagens acústicas em várias ordens de grandeza. Estas transformadas são genéricas, e podem ser aplicadas para acelerar beamforming, algoritmos de deconvolução e métodos de mínimos quadrados regularizados. Assim, obtemos imagens de alta resolução com algoritmos estado-da-arte, mantendo baixo custo computacional. Mostramos que arranjos separáveis produzem estimativas competitivas com as de geometrias espirais logaritmicas, mas com enormes vantagens computacionais. Finalmente, mostramos como estender este método para incorporar calibração, um modelo para propagação em campo próximo e superfícies focais arbitrárias, abrindo novas possibilidades para imagens acústicas. / Acoustic imaging is a computationally intensive and ill-conditioned inverse problem, which involves estimating high resolution source distributions with large microphone arrays. The classical method for acoustic imaging consists of beamforming, and produces the source distribution of interest convolved with the array point spread function. This convolution smears the image of interest, significantly reducing its effective resolution. Convolutions can be avoided with covariance fitting methods, which have been known to produce robust high-resolution estimates. However, these have been avoided due to prohibitive computational costs. In this thesis, we assume a 2D separable array geometry, and develop fast transforms to accelerate acoustic imaging by several orders of magnitude with respect to previous methods. These transforms are very generic, and can be applied to accelerate beamforming, deconvolution algorithms and regularized least-squares solvers. Thus, one can obtain high-resolution images with state-of-the-art algorithms, while maintaining low computational cost. We show that separable arrays deliver accuracy competitive with multi-arm spiral geometries, while producing huge computational benefits. Finally, we show how to extend this approach with array calibration, a near-field propagation model and arbitrary focal surfaces, opening new and exciting possibilities for acoustic imaging.