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Radiação síncrotron coerente em aceleradores de laboratório e sua aplicação na interpretação do duplo espectro em explosões solaresCruz, Wellington Luiz da 20 February 2016 (has links)
Submitted by Rosa Assis (rosa_assis@yahoo.com.br) on 2017-03-24T18:15:07Z
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Previous issue date: 2016-02-20 / Recent observations of solar flares at high-frequencies have provided evidence of a new
spectral component with fluxes increasing with frequency in the sub-THz to THz range.
This new component occurs simultaneously but is separated from the well-known microwave
spectral component that maximizes at frequencies of a few to tens of GHz. The aim of this
work is to study in detail a mechanism recently suggested to describe the double spectrum
observed in solar flares based on the physical process known as microbunching instability,
which occurs with high-energy electron beams in laboratory accelerators. Such a process is
responsible for the production of synchrotron radiation with a double spectrum similar
to that observed in solar flares, showing a broadband coherent synchrotron radiation
component (CSR) and a distinct incoherent synchrotron radiation component (ISR) with
maximum at higher frequencies. / Observações recentes de explosões solares em altas freqüências têm fornecido evidências de
um nova componente espectral com fluxos crescentes com a freqüência na faixa de sub-THz
a THz. Essa nova componente ocorre simultaneamente mas é separada da bem conhecida
componente espectral em microondas que maximiza em freqüências da ordem de dezenas
de GHz. O objetivo deste trabalho é estudar em detalhe um mecanismo recentemente
proposto para descrever o duplo-espectro observado em explosões solares, baseado no
processo físico conhecido como microbunching instability que ocorre com feixes de elétrons
de alta-energia em aceleradores de laboratório. Esse processo é responsável pela produção
de radiação síncrotron com duplo-espectro semelhante ao observado em explosões solares,
exibindo uma componente coerente de banda larga (Coherent Synchrotron Radiation -
CSR) e uma componente incoerente distinta (Incoherent Synchrotron Radiation - ISR)
com máximo em freqüências maiores.
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Processo educacional no ensino de Ci?ncias e Biologia na perspectiva da AstrobiologiaAthayde, Saladina Amoedo 27 August 2015 (has links)
Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2015-10-21T23:19:34Z
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Saladina Amoedo Athayde - Disserta??o de Mestrado.pdf: 1649534 bytes, checksum: bd2a63d306451ca97d675a7b1decb6ab (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-21T23:19:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Saladina Amoedo Athayde - Disserta??o de Mestrado.pdf: 1649534 bytes, checksum: bd2a63d306451ca97d675a7b1decb6ab (MD5)
Previous issue date: 2015-08-27 / This paper presents a proposal of educational process, developed through applied research in order to seek the improvement about teaching Science and Biology in Basic School implementing current themes and concepts, interrelated to cross-cutting issues, going back to the origin of life, living beings, their interaction with the physical environment and the prospects for life elsewhere other than Earth. The project had as target students from elementary and high school from two public schools in the district of Feira de Santana-BA. It is justified by the low rates of our schools PISA (Programme for International Student Assessment) and IDEB (Education Development Index Basic) evaluations. The Vigotsky Knowledge Theory and Ausubel Learning Theory were used to guiding the educational process and pedagogical actions. Questionnaires were used as a data collection tool and the structured work by the construction and application of four activities, developed from the perspective of life on Mars. The choice of this planet is because of its importance for the study and teaching of astronomy through discoveries made since the first civilizations in search of understanding about planetary evolution and pre and post biotic ecosystems. Data analysis showed satisfactory results, it was possible to detect an improvement in the recognition of current concepts as a source of technological knowledge and as a result it expected to occur changes on educational indicators. Due to dissemination among teacher were demand applications in schools out of the winning ones, allowing viewing this proposal as reference in the quest for improving the teaching of Science and Biology. / Este trabalho apresenta uma proposta de processo educacional, elaborado por meio de pesquisa aplicada, no intuito de buscar a melhoria do ensino de Ci?ncias e Biologia da Escola B?sica implementando temas e conceitos atuais, interrelacionados a temas transversais, remontando a origem da vida, seres vivos, sua intera??o com o ambiente f?sico e as perspectivas de vida em outros lugares al?m da Terra. O projeto teve como p?blico alvo estudantes do Ensino Fundamental e M?dio de duas escolas p?blicas do munic?pio de Feira de Santana-BA. Est? justificado
pelos baixos ?ndices das nossas escolas nas avalia??es do PISA (Programa Internacional de Avalia??o de Estudantes) e do IDEB (?ndice de Desenvolvimento da Educa??o B?sica). O Processo Educacional utilizado est? fundamentado na teoria do conhecimento Vigotsky e da aprendizagem de Ausubel, as quais nortearam as a??es pedag?gicas. Foram usados question?rios como ferramenta de coleta de dados e o trabalho estruturado pela constru??o e aplica??o de quatro atividades,
desenvolvidas a partir da perspectiva de vida em Marte. A escolha deste planeta se deve ao fato da import?ncia dele para o estudo e ensino da Astronomia, mediante descobertas realizadas desde as primeiras civiliza??es em busca do entendimento sobre evolu??o planet?ria e ecossistemas pr? e p?s bi?ticos. A an?lise dos dados mostrou resultados satisfat?rios, foi poss?vel detectar uma melhora no reconhecimento dos conceitos atuais como fonte de conhecimento tecnol?gico e em decorr?ncia disto esperar que ocorra mudan?a dos ?ndices educacionais. Devido a divulga??o entre os professores, foram geradas demandas de aplica??o em escolas n?o contempladas, permitindo visionar esta proposta como refer?ncia na busca pela melhoria do ensino de Ci?ncias e Biologia.
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Aprimoramento das técnicas observacionais e de calibração do telescópio solar para ondas submilimétricas (SST)Silva, Jorge Fernando Valle 20 September 2016 (has links)
Submitted by Rosa Assis (rosa_assis@yahoo.com.br) on 2017-03-24T18:37:23Z
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Previous issue date: 2016-09-20 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo / Improvements in the calibration of the Solar Sub millimeter-waves Telescope (SST) have
been devised and developed to increase the probability of detection in hard pointing
settings and adverse weather conditions. Fixed the restrictions on the size of the beams,
𝐻𝑃𝐵𝑊 = 4.1′ ± 0.1′ in 212 GHz and 5.5′ × 2.9′ ± 0.1′ in 405 GHz and uncertainties
in the quiet sun brightness temperature (≈ 300K) it was possible to recover the flux
density and the location of a source resulting from a type M solar flare. Using models
of atmospheric solar response to flares, along with a code that calculates emission in the
millimeter and sub-millimeter bands we could set the upper limit size of the emission
region in 30”. Another method devised to evaluate the existence of limb brightening
was applied in azimuth scans to set the limb brightening level in 1.2 ± 0.05 of the mean
central brightness temperature for both frequencies. Finally, the measurement of opacities
in CASLEO shows that the ratio < 𝜏405/𝜏212 > has an upper limit of 5, 51 ± 0.28 Np,
it is still a low value considering the pwv, altitude above sea level, and the geographical
latitude of the place. / Aprimoramentos na calibração do Telescópio Solar para Ondas Submilimétricas (SST)
foram formulados e desenvolvidos para aumentar a probabilidade de detecção em configurações
de apontamento difíceis e condições atmosféricas adversas. Estabelecidas as
restrições no tamanho dos feixes, 𝐻𝑃𝐵𝑊 = 4, 1′ ± 0, 1′ em 212 GHz e 5, 5′ × 2, 9′ ± 0, 1′,
em 405 GHz junto as incertezas na temperatura de brilho de Sol calmo (≈ 300 K) foi
possível aplicar os procedimentos aprimorados de calibração para recuperar a densidade
de fluxo e a localização de uma fonte emissora em 212 GHz que resultam de uma explosão
solar tipo M. Usando modelos de perfil atmosférico de explosões solares, junto com um
código que calcula a emissão nas faixas milimétrica e submilimétrica pudemos estabelecer
que o tamanho limite da região emissora é de 30”. Uma outra metodologia de aprimoramento
desenvolvida para avaliar a existência de abrilhantamento na borda do disco solar
a partir de varreduras em azimute permitiu estabelecer o nível de abrilhantamento em
1, 2±0, 05 vezes a temperatura média central do disco para ambas as frequências. Finalmente,
a medição de opacidades em CASLEO mostra que a relação < 𝜏405/𝜏212 > possui
um limite superior de 5, 51 ± 0, 28 Np, considerado um valor baixo para o conteúdo de
vapor de água, a altitude acima do nível de mar, e a latitude geográfica do lugar.
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Contribuição de pósitrons e elétrons secundários para o espectro em rádio de explosões solaresSerra, Jordi Tuneu 27 January 2017 (has links)
Submitted by Rosa Assis (rosa_assis@yahoo.com.br) on 2017-03-24T16:09:25Z
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Previous issue date: 2017-01-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Recent observations of solar flares at high-frequencies in radio and in the
medium infrared have provided evidence of a new spectral component with fluxes
increasing with frequency in the sub-𝑇𝐻𝑧 to 𝑇𝐻𝑧 range. This new component occurs
simultaneously but is separated from the well-known microwave spectral component
that has a maximum at frequencies of order of tens of 𝐺𝐻𝑧, resulting in a doublespectrum
structure. Several mechanisms based on different emission processes have
been proposed to interpret the new 𝑇𝐻𝑧 spectral component but its origin still
remains unknown. The aim of this work is to study the mechanisms of production of
secondary electrons and positrons in high-energy nuclear processes (∼ 𝐺𝑒𝑉 ) which
occur in solar flares and its possible contribution to the 𝑇𝐻𝑧 spectral component via
the emission of gyrosynchrotron/synchrotron radiation. We also discuss the possible
contribution of low-energy secondary electrons (∼ 0.1 − 10 𝑀𝑒𝑉 ) to the microwave
spectrum of intense events. Using the package FLUKA, a Monte Carlo simulator for
calculations of particle transport and interactions in matter, we obtain the energy
distributions for secondary electrons and positrons generated by collisions between
accelerated protons or 𝛼-particles and nuclei from the ambient solar atmosphere. We
consider a simple model for the ambient solar atmosphere and beams of accelerated
protons or 𝛼-particles with power-law energy distribution and different angular
distributions. The emission spectrum of gyrosynchrotron/synchrotron radiation is
obtained by summing the contributions to the total flux density from the secondary
electrons and positrons, calculated using a code based on Ramaty’s algorithm from
the respective distributions of energy obtained with FLUKA. / Observações recentes de explosões solares em altas frequências de rádio e no
infravermelho médio têm fornecido evidências de uma nova componente espectral
com fluxos crescentes com a frequência na faixa de sub-𝑇𝐻𝑧 a 𝑇𝐻𝑧. Essa nova
componente ocorre simultaneamente mas é separada da bem conhecida componente
espectral em micro-ondas que exibe fluxos com máximo em frequências da ordem de
dezenas de 𝐺𝐻𝑧, resultando em uma estrutura de duplo-espectro. Vários mecanismos
baseados em diferentes processos de emissão têm sido propostos para interpretar
a nova componente espectral 𝑇𝐻𝑧 mas sua origem continua ainda desconhecida.
O objetivo deste trabalho é estudar os mecanismos de produção de elétrons e
pósitrons secundários em processos nucleares de alta energia (∼ 𝐺𝑒𝑉 ) que ocorrem
em explosões solares e sua possível contribuição para a componente espectral 𝑇𝐻𝑧 por
meio da emissão de radiação girossincrotrônica/sincrotrônica. Também discutimos
a possível contribuição de elétrons secundários de baixa energia (∼ 0.1 − 10 𝑀𝑒𝑉 )
para o espectro em micro-ondas de eventos intensos. Utilizando o pacote FLUKA,
um simulador Monte Carlo para cálculos do transporte e das interações de partículas
na matéria, obtemos as distribuições de energia de elétrons e pósitrons secundários
gerados por colisões entre prótons ou partículas-𝛼 acelerados e núcleos da atmosfera
solar ambiente. Consideramos um modelo simples para a atmosfera solar ambiente e
feixes de prótons ou partículas-𝛼 acelerados com distribuição de energia do tipo lei
de potência e diferentes distribuições angulares. O espectro de emissão de radiação
girosincrotrônica/sincrotrônica é obtido somando-se as contribuições para a densidade
de fluxo total devidas a elétrons e pósitrons secundários, calculadas utilizando-se
um código baseado no algoritmo de Ramaty a partir das respectivas distribuições de
energia obtidas com o FLUKA.
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Proposta de material paradid?tico sobre as origens do universo e da vidaNascimento, Jociene Oliveira Vit?ria 27 August 2015 (has links)
Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2015-10-21T23:51:27Z
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Proposta de material paradid?tico sobre as origens do Universo e da vida -Jociene Oliveria Vit?ria Nascimento.pdf: 12914128 bytes, checksum: 943c18fc8a4048089a11fdba32735688 (MD5)
Previous issue date: 2015-08-27 / Natural science fields of research, especially Astronomy, have been expanded with a lot of information produced from technological advances. The study of the origins of the universe and life attracts men throughout their existence on Earth. So far, life has been not detected in other universe system apart from our solar one, but we already know that there are many planetary systems with good possibilities for that existence. This information come to school and must be worked on, in order to generate knowledge. The Brazilian education, especially in public schools, presents numerous problems related to learning, avoidance, lack of motivation for learners and teachers and little credibility as to the capacity of that educational structure to form citizens. From astronomy topics listed in Elementary Education curriculum and finding that there is deficiency in teacher?s training on basic knowledge of this science, it is proposed to draw up a paradidactic grounded in scientific conceptions, to be used in Basic Education. The paradidactic material was thought to be developed in comic format (HQ) in view of the official documents governing the Brazilian education when it is proposed the use of different languages in teaching. We have consulted the bibliography and have used the methods of qualitative and quantitative research. For the preparation of the paradidactic, there was a concern to support it at assumptions of the Theory of Meaningful Learning. We justified the preparation of the paradidactic and themes chosen from finding that there is little use of this science, which is interdisciplinary in basic education, since their subjects are part of the Basic Education curriculum, so they are attractive and offer possibilities to change the way education is conceived, pointing to the development of transdisciplinary proposals. / As ?reas das ci?ncias da natureza, especialmente a Astronomia, v?m sendo enriquecidas com muitas informa??es produzidas a partir do avan?o tecnol?gico. O estudo das origens do Universo e da vida atrai o homem ao longo de sua exist?ncia sobre a Terra. At? o momento, n?o foi detectada vida em outros astros do Universo, mas j? sabemos que existem v?rios sistemas planet?rios com boas possibilidades. Estas informa??es chegam ? escola e devem ser trabalhadas a fim de gerarem conhecimento. A educa??o brasileira, especialmente na escola p?blica, apresenta in?meros problemas relacionados com aprendizagem, evas?o, desmotiva??o de discentes e docentes e pouca credibilidade quanto a capacidade de formar cidad?os. A partir dos temas de Astronomia que constam no curr?culo do Ensino Fundamental e da constata??o de que existe defici?ncia na forma??o docente sobre conhecimentos b?sicos desta ci?ncia, prop?e-se a elabora??o de um paradid?tico embasado em concep??es cient?ficas, a ser utilizado na Educa??o B?sica. O paradid?tico foi pensado no formato de hist?ria em quadrinhos atendendo aos documentos oficiais que regulam a educa??o brasileira quando estes prop?em o uso de diferentes linguagens no ensino. Utilizou-se a consulta bibliogr?fica e os m?todos da pesquisa quali e quantitativa. Para a elabora??o do paradid?tico, houve a preocupa??o em apoi?-lo em pressupostos da Teoria da Aprendizagem Significativa. A elabora??o do paradid?tico e os temas escolhidos s?o justificados a partir da constata??o da pouca utiliza??o da Astronomia enquanto ci?ncia com um potencial muito grande para o desenvolvimento de a??es interdisciplinares, uma vez que seus temas fazem parte do curr?culo da Educa??o B?sica e oferecem possibilidades de transformar a maneira como se concebe a educa??o, favorecendo o letramento cient?fico e apontando para o desenvolvimento de propostas transdisciplinares.
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Raio solar em frequências subterahertz e sua relação com a atividade solarMenezes, Fabian Marcel 01 August 2017 (has links)
Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-02-16T22:26:44Z
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Previous issue date: 2017-08-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Sun emits radiation at several wavelengths of the electromagnetic spectrum. In the
optical band, the solar radius is 696,000 km and this is what defines the photosphere, the
visible surface of the Sun. However, as the altitude increases, the dominant electromagnetic
radiation is produced at other frequencies, causing the solar radius to change as function
of wavelength. We measure the solar radius at the subterahertz frequencies of 0,212 and
0,405 THz – i.e., the altitude where these emissions are generated – and also analyse the
radius variation over the 11-year solar activity cycle. These measurements enable a better
understanding of the solar atmosphere and the radius dependence on the solar cycle, is
a good indicator of the changes that occur in the atmospheric structure. For this, we
used radio maps of the solar disk for the period between 1999 and 2016, reconstructed
from daily scans made by the Solar Submillimeter-wave Telescope (SST), installed at El
Leoncito Astronomical Complex (CASLEO), at Argentinean Andes. At both frequencies
our measurements yield a radius of 966,′′5 with dispersion of ±2,′′8 for 0,212 THz and
±2,′′7 for 0,405 THz. This implies a height of 5.0 ± 2.0 × 106 m above the photosphere.
Furthermore, we also observed strong anti-correlation between radius variation and solar
activity at both frequencies. / Na banda visível, seu raio é de 696.000 km e isto é o que define a fotosfera, a superfície
visível do Sol. Contudo, à medida que a altitude aumenta, a radiação eletromagnética
dominante é produzida em outras frequências, fazendo com que o raio solar mude em
função do comprimento de onda. Nosso objetivo é medir o raio solar em frequências de
subterahertz de 0,212 e 0,405 THz, isto é, a altitude onde são geradas estas emissões e,
além disso, a variação do raio ao longo do ciclo de atividade solar de 11 anos. A importância
desta pesquisa é a possibilidade de se compreender mais sobre atmosfera solar e qual a
dependência do raio com o ciclo solar, o que pode ser um bom indicador das mudanças
que ocorrem nesta estrutura. Para isso, utilizamos mapas em rádio do disco solar de
1999 a 2016 que foram reconstruídos a partir de varreduras diárias feitas pelo Telescópio
Solar para Ondas Submilimétricas (SST), instalado no Complexo Astronômico El Leoncito
(CASLEO), nos Andes argentinos. O valor de raio obtido para ambas as frequências é
966,′′5 com dispersão de ±2,′′8 para 0,212 THz e ±2,′′7 para 0,405 THz, o que significa uma
altitude de 5, 0 ± 2, 0 × 106 m. Além disso, observou-se uma forte anti-correlação entre a
variação temporal do raio e a atividade solar em ambas as frequências.
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Determinação da opacidade atmosférica em comprimentos de ondas submilimétricasEspinoza, Deysi Veronica Cornejo 28 July 2017 (has links)
Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-02-16T22:45:56Z
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Previous issue date: 2017-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / To understand the nature of the solar explosive radiation mechanisms at
high frequency radio waves, which depends on the interpretation of the flux density
spectrum (S), it is necessary to have a good estimate of the accuracy of S . For this
reason, the atmospheric opacity determination is essential, to correct the observed
solar radiation flux from radio telescopes in the ground. For high frequencies (e.g. in
the sub-millimeter and infrared wavelength), the water vapor is mainly responsible
of the atmospheric opacity. Thus, the solar radiation collected by the radio telescope
can be strongly attenuated up to a factor of 1000 (e.g. at 405 GHz). Therefore, it
is necessary to have a reliable estimate of the atmospheric opacity. The main aim
of this work is to determine the atmospheric opacity at 212 and 405 GHz using the
solar brightness method. Comparing with the characteristics of other methods in
the literature, we find that this one allows to determine the atmospheric opacity
up to considerably high values, and only depends on one parameter. Namely, the
product 𝑃 = 𝜂𝑇, where 𝑇 is the brightness temperature of the Sun measured at 212
and 405 GHz and 𝜂 is the beam efficiency; we assume that the 𝑃 value is constant
even though 𝑇 and 𝜂 are not well known individually. For the development of the
present work, we were used approximately 18 thousand solar scans recorded by the
Submillimetric Solar Telescope (SST, CASLEO, 2552 m altitude), for the period
between 2002 and 2015, where only clear days with low opacity were considered.
Using the solar brightness method, the 𝑃 value was calculated at 212 and 405
GHz. For the four beam at 212 GHz, we obtained: ¯ 𝑃 = 2446 ± 149 K (beam 1);
¯ 𝑃 = 2489±184 K (beam 2); ¯ 𝑃 = 2541±223 K (beam 3); ¯ 𝑃 = 2361±199 K (beam
4) and for the two beams at 405 GHz we obtained: ¯ 𝑃 = 3241±331 K (beam 5) and
¯ 𝑃 = 3299 ± 276 K (beam 6). Using the mean values ¯ 𝑃, the atmospheric opacities
𝜏212 and 𝜏405 were determined at 212 and 405 GHz, respectively. The correlation
between the opacities 𝜏212 and 𝜏405, show that the opacity at 405 GHz ∼ 7 times
more than that at 212 GHz. In addition, we also find that the atmospheric opacities
determined with the method proposed in this work show an excellent correlation
with the water vapor content, when this is measured simultaneously. / Para compreender a natureza dos mecanismos de radiação explosiva solar
em ondas de rádio de alta frequência, que depende da interpretação do espectro
da densidade de fluxo (S), é necessário ter uma boa estimativa da precisão de S.
Por essa razão, a determinação da opacidade atmosférica é essencial, para corrigir
o fluxo de radiação solar observado pelos radiotelescópios no solo. Para altas
frequências (como por exemplo, na faixa submilimétrica e infravermelha), o vapor
de água é a principal responsável da opacidade atmosférica. Assim, a radiação solar
coletada pelo radiotelescópio pode ser fortemente atenuada até um fator de 1000
(como por exemplo, em 405 GHz). Portanto, é necessário ter uma estimativa confiável
da opacidade atmosférica. O principal objetivo deste trabalho é determinar
a opacidade atmosférica em 212 e 405 GHz usando o método da brilhância do Sol.
Comparando com as características de outros métodos na literatura, encontramos
que este método permite estimar a atenuação atmosférica até valores consideravelmente
altos, e somente depende de um único parâmetro, conhecido como o produto,
𝑃 = 𝜂𝑇. Onde 𝑇 é a temperatura de brilho do Sol medida em 212 e 405 GHz e 𝜂 é a
eficiência do feixe. Embora, estas duas quantidades não serem bem conhecidas individualmente,
nos assumimos, que o valor de 𝑃 é constante. Para o desenvolvimento
do presente trabalho foram utilizados aproximadamente 18 mil varreduras solares
medidas pelo Telescópio Solar Submilimétrico (SST, CASLEO, 2552 m de altitude),
para o período entre 2002 e 2015, considerando dias de observação de céu aberto,
com baixa opacidade. Utilizando o método da brilhância do Sol, foram calculados
os valores de 𝑃 em 212 e 405 GHz. Para os quatro feixes em 212 GHz obtivemos
os seguintes valores médios: ¯ 𝑃 = 2446 ± 149 K (feixe 1); ¯ 𝑃 = 2489 ± 184 K (feixe
2); ¯ 𝑃 = 2541 ± 223 K (feixe 3); ¯ 𝑃 = 2361 ± 199 K (feixe 4) e para os dois feixes
em 405 GHz obtivemos: ¯ 𝑃 = 3241 ± 331 K (feixe 5) e ¯ 𝑃 = 3299 ± 276 K (feixe 6).
Utilizando o valor médio ¯ 𝑃 foram determinadas as opacidades atmosféricas 𝜏212 e
𝜏405, em 212 e 405 GHz, respectivamente. A correlação entre as opacidades 𝜏212 e
𝜏405, aponta para uma opacidade em 405 GHz de ∼ 7,0 vezes maior do que em 212
GHz. Além disso, encontramos também que as opacidades atmosféricas determinadas
pelo método proposto nesta dissertação, mostram uma excelente correlação com
o conteúdo de vapor de água, quando este é medido simultaneamente.
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Modelagem de processos nucleares de alta energia em explosões solares utilizando o pacote FLUKATusnski, Daneele Saraçol 16 August 2018 (has links)
Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-10-09T18:14:36Z
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Previous issue date: 2018-08-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundo Mackenzie de Pesquisa / The emission of 𝛾-rays in solar flares is produced by interactions of primary electrons and
ions accelerated to high energies with nuclei in the ambient solar atmosphere. The analysis
of the 𝛾-ray spectra observed during solar flares provides important diagnostics on the
mechanisms of primary particle acceleration and on the structure and evolution of the
ambient plasma. In this work we investigate the high energy nuclear processes that occur in
solar flares using FLUKA, a package of general purpose integrated routines for Monte Carlo
calculations of particle transport and interactions in matter. Our main aim is to validate
FLUKA as an effective tool for the modeling of nuclear processes in the context of solar
flares. In order to accomplish that, we have performed simulations of the 𝛾-ray spectrum
considering realistic models for the ambient solar atmosphere and beams of accelerated ions
(protons, 𝛼-particles and heavier nuclei) with different energy and angular distributions.
From the results obtained in the simulations with FLUKA, we have built templates for
the nuclear de-excitation lines emission spectrum and for the full 𝛾-ray emission spectrum,
which were incorporated to the program OSPEX for the fitting of spectra from observed
events. Using these templates in combination with standard-functions avaiable in the
programa OSPEX we have obtained statistically reasonable fittings for the 𝛾-ray spectra
of the July 23, 2002 and June 12, 2010 solar flares, similar to the fittings obtained with
templates built from nuclear de-excitation lines emission spectra calculated with the code
developed by Murphy et al. (2009). To the best of our knowledge, the fittings carried out
with the FLUKA templates for the full 𝛾-ray emission spectrum can be regarded as the
first attempt to use a single code to implement a self-consistent treatment of the several
spectral components in the energy range from ∼ 100’s keV to ∼ 100’s MeV. / A emissão de raios-𝛾 em explosões solares é produzida por interações de elétrons e íons
primários acelerados a altas energias com núcleos na atmosfera solar ambiente. A análise
dos espectros de raios-𝛾 observados durante as explosões solares fornece diagnósticos
importantes sobre os mecanismos de aceleração das partículas primárias e sobre a estrutura
e evolução do plasma ambiente. Neste trabalho investigamos os processos nucleares de
alta energia que ocorrem em explosões solares utilizando o FLUKA, um pacote de rotinas
integradas de uso geral para o cálculo Monte Carlo do transporte e das interações de
partículas na matéria. Nosso principal objetivo é validar o FLUKA como ferramenta
efetiva para a modelagem de processos nucleares no contexto de explosões solares. Para
tanto, realizamos simulações do espectro de raios-𝛾 considerando modelos realísticos para
a atmosfera solar ambiente e feixes de íons acelerados (prótons, partículas-𝛼 e núcleos
mais pesados) com diferentes distribuições energéticas e angulares. A partir dos resultados
obtidos nas simulações com o FLUKA, construímos templates para o espectro de emissão
de linhas de desexcitação nuclear e para o espectro completo de emissão de raios-𝛾, os
quais foram incorporados ao programa OSPEX para o ajuste de espectros de eventos
observados. Utilizando esses templates em combinação com funções-padrão disponíveis
no programa OSPEX obtivemos ajustes estatisticamente razoáveis para os espectros de
raios-𝛾 das explosões solares de 23 de julho de 2002 e 12 de junho de 2010, semelhantes aos
ajustes obtidos com templates construídos a partir de espectros de emissão de linhas de
desexcitação nuclear calculados com o código desenvolvido por Murphy et al. (2009). Até
onde sabemos, os ajustes realizados com os templates FLUKA para o espectro completo
de emissão de raios-𝛾 podem ser considerados como a primeira tentativa de utilizar um
único código para implementar um tratamento auto-consistente das várias componentes
espectrais na faixa de energia de ∼ 100’s keV a ∼ 100’s MeV.
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Desenvolvimento de metodologias para o reconhecimento de estruturas quiescentes em mapas solares observados pelo Telescópio Solar para Ondas Submilimétricas (SST)Pereira, André Luiz Garcia 20 August 2018 (has links)
Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-10-09T18:48:03Z
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Previous issue date: 2018-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Submillimeter Solar Telescope (SST) operates simultaneously and independently with a
multibeam focal array at 212 and 405 GHz. Since 1999, the SST daily monitors in different
modes of observation the solar activity generating binary files from which solar maps can be
extracted. The identification of Active Regions in these maps is affected by the strong
atmospheric attenuation and inaccuracies of the telescope's pointing, therefore, maps are
visually inspected to manually extract the Active Regions. This is a lengthy process for
performing a statistical analysis over the 20-year data set already recorded. To automatize the
process artificial intelligence techniques of machine learning and computer vision were
proposed. A Convolutional Neural Network was created within the Keras framework for the
classification of the SST maps and then, a computer vision algorithm in the OpenCV framework
was used for the automatic detection of ARs. This hybrid approach allowed the identification
of more than 400 active regions between January 2002 and December 2017 and their physical
properties were statistically analysed. The results were validated comparing with previous
works which were carried out with a visual identification and manual extraction procedure, and
a good agreement was found. Moreover, we present for the first time, evidence of a positive
correlation between the brightness temperature at 212 GHz and the flux density at 2.8 GHz (the
S component) along the solar cycle. / O Telescópio Solar Submilimétrico (SST) opera simultaneamente e de forma independente,
com uma matriz focal multifeixe em 212 e 405 GHz. Desde 1999, o SST monitora diariamente
em diferentes modos de observação a atividade solar gerando arquivos binários dos quais mapas
solares podem ser extraídos. A identificação de Regiões Ativas nesses mapas é afetada pela
forte atenuação atmosférica e imprecisões dos apontamentos do telescópio, portanto, os mapas
são visualmente inspecionados para extração manual as Regiões Ativas. Este é um processo
demorado para a realização de uma análise estatística ao longo do conjunto de dados de 20 anos
já registrado. Para automatizar o processo, foram propostas técnicas de inteligência artificial de
aprendizado de máquina e de visão computacional. Uma Rede Neural Convolucional foi criada
dentro do framework Keras para a classificação dos mapas SST e, em seguida, um algoritmo
de visão computacional no framework OpenCV para a detecção automática das Regiões Ativas.
Esta abordagem híbrida permitiu a identificação de mais de 400 Regiões Ativas entre janeiro
de 2002 e dezembro de 2017 e a análise estatística de suas propriedades físicas. Os resultados
foram validados a partir da comparação com trabalhos anteriores, que foram realizados com um
procedimento de identificação visual e extração manual, e foi encontrada boa concordância.
Além destes resultados, mostramos pela primeira vez evidências de uma correlação positiva
entre a temperatura de brilho em 212 GHz e o fluxo em 2.8 GHz (componente S).
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