Banca: Marcelo Morael Guzzi / Banca: José Abdalla Helayel / Banca: Arthur K. Antunes Maciel / Banca: Alvaro de Souza Dutra / Banca: Milton Eije Kayama / Texto Sistemático Crítico - Faculdade de Engenharia - Campus de Guaratinguetá - Universidade Estadual Paulista "Júlio de

Orientador: Alfredo Pio Noronha Rodrigues Galeão / Banca: Diógenes Galetti / Banca: Brett V. Carlson / Resumo: Utilizamos o modelo hidrodinâmico de emissão contínua de partículas para estudar vários dados experimentais do SPS/CERN. Dados sobre razões de partículas estranhas das colaborações WA85 e WA97 são usados para determinar um conjunto de condições iniciais para o fluxo hidrodinâmico. Testamos a autoconsistência do modelo estudando outros dados experimentais com as mesmas condições iniciais que reproduziram as razões de partículas estranhas. Mostramos que os espectros em massa transversal de NA35, WA85, NA49 e WA97 podem ser bem reproduzidas. A grande vantagem dessa abordagem (além de ser corroborada pelos modelos microscópicos) é que ela pode resolver, de um modo natural, alguns dos problemas enfrentados pelo modelo usual de freeze-out: possíveis altas densidades de partículas, pequena abundância de píons e temperatura incorreta do 'ômega' / Abstract: We use the hydrodynamical model of continuous particle emission to study several ex- perimental data from SPS/CERN. Data on strange particle ratios from WA85 and WA97 Collaborations are used to determine a set of initial conditions for the hydrodynamical flow. We test the self-consistency of the model by studying several other experimental data by using the same initial conditions that reproduce strange particle ratios. We show that the transverse mass spectra from WA35, WA85, NA49 and WA97 can be well repro- duced. We also reproduce particle abundances, including the tt one. The big advantage of this approach (in addition to being corroborated by microscopical models) is that it may solve, in a natural way, some of the problems met by the standard hydrodynamical approach with sudden freeze-out: possible too high densities, too small pion abundance and wrong 'ômega' temperature / Mestre

Orientador: Fernando Luiz de Campos Carvalho / Banca: Alvaro de Souza Dutra / Banca: Jose Abdalla Helayel Neto / Resumo: Neste trabalho estudamos aspectos gerais do modelo padrão tendo como principal objetivo o estudo do setor escalar desse modelo. Iniciamos com as teorias de gauge e mecanismo de quebra espontânea de simetria, necessários para a compreensão desse setor do modelo. Posteriormente escrevemos a lagrangiana do modelo padrão, nos concentrando no setor escalar de forma a obter os acoplamento do bóson de Higgs a férmions e bósons de gauge. Determinamos as largura de decaimento e seções de choque para os processos de produção e desintegração do bóson de Higgs. Com o apoio de códigos computacionais obtivemos resultados numéricos e os comparamos com os resultados recentement publicados sobre a possível descoberta do bóson de Higgs. Estudamos a extensão supersimétrica mais simples do modelo padrão, o MSSM, iniciando com o modelo de dois dubletos de Higgs, determinamos os campos de Higgs físicos da teoria. Escrevemos as lagrangianas de interação e extraímos os acoplamento dos campos escalares da teoria. Escrevemos as novas larguras de decaimentos, mencionando sua diferença com relação ao modelo padrão. Por fim, novamente com a utilização dos códigos computacionais e com os resultados obtidos, analisamos os diferentes casos e comparamos os resultados para o setor escalar neutro de ambos os modelos, isto é, modelo padrão e modelo padrão mínimo supersimétrico / Abstract: We have studied general aspects of the Standard Model, focusing on the scalar sectos of this model. We have written the Standard Model lagrangian, obtainde the couplings of the Higgs bosons to fermions and gauge bosons. We have derived the decay width as well as the cross sections for production and decay of Higgs bosons We have obtained numerical results using fortran codes. We have studied the simplest extension of the Standard model, the MSSM, starting with the two Higgs doublet model. We have derived the physical Higgs of the theory and written the interacting lagrangian as wellas their couplings on the theory. The ner decay width of the neutral CP-even scalar is writtenm and the numerical results for this case is used to compare the Higgs boson of the Standard Model with hte neutral CP-even Higgs boson of the MSSM / Mestre

A produção exclusiva de mésons vetoriais bem como a produção direta de fótons têm sido estudadas recentemente em ambos aspectos, experimental e teoricamente. Neste trabalho, investigamos a fotoprodução exclusiva de mésons vetoriais e os processos de radiação de fótons reais em colisões próton-próton (pp), próton-núcleo (pA) e núcleo-núcleo (AA) nas energias do Large Hadron Collider (LHC), considerando a abordagem de dipolos de cor. As massas dos mésons pesados fornecem uma escala perturbativa para o problema, permitindo testar a Cromodinâmica Quântica (QCD) perturbativa. Por outro lado, os mésons leves não têm uma escala perturbativa associada ao processo e, portanto, possibilitam testar o regime não perturbativo da QCD. A transição entre o tratamento duro perturbativo e o regime suave pode ser abordada através dos modelos de saturação partônica dentro do formalismo de dipolos de cor. Além disso, tratamos da produção de fótons diretos, onde estimamos a correspondente seção de choque em colisões pp e pA no LHC. Os fótons diretos são uma importante prova da dinâmica da QCD, sondando a região de pequenas distâncias e, consequentemente, oferecendo acesso a estrutura hadrônica do próton. Para ambas reações tratadas nesta tese, o objetivo central é analisar as incertezas teóricas referentes aos respectivos modelos físicos na descrição dos observáveis em colisões hadrônicas no regime de altas energias. / The exclusive production of vector mesons as well the prompt photon production have been studied recently, both experimentally and theoretically. In this work, we investigated the exclusive photoproduction of vector mesons and the real photon radiation processes in proton-proton (pp), proton-nucleus (pA) and nucleus-nucleus (AA) collisions at the Large Hadron Collider (LHC) energies, considering the color dipole approach. The masses of heavy mesons provide a perturbative scale for the problem allowing to test the perturbative Quantum Chromodynamics (QCD). On the other hand, the light mesons do not have a perturbative scale associated to the process, so they allow to test the non-perturbative regime of QCD. The transition between the hard perturbative and the soft regimes can be addressed by the parton saturation models within the color dipole formalism. In addition, we investigated the direct photon production, where we estimate the corresponding cross section in pp and pA collisions at the LHC. The prompt photon are an important probe of QCD dynamics, scanning the small distances region and, consequently, providing access to the hadronic structure of the proton. For both reactions treated in this thesis, the main objective is to analyze the theoretical uncertainties related to the phenomenological models in the description of observables in hadronics collisions at high energy regime.

Neste trabalho estudaremos o comportamento de um feixe de partículas carregadas, radialmente simétrico, quando este élançado em um canal solenoidal com campo magnético constante. Se esse feixe for denso e se propagar com uma velocidade muito menor que a da luz, sofrerá um forte efeito de repulsão Coulombiana, a qual competirá com a força magnética externa do canal solenoidal. Em um dado momento, entre o regime de transição do estado inicial para o estado final de relaxação, o feixe ejetará partículas do seu núcleo para a borda e, esse processo se intensificará à medida que o feixe se propaga no canal solenoidal. Analisaremos esse fenômeno de maneira detalhada, tanto para feixes com temperaturas quanto para feixes frios. Para isso, construiremos modelos numéricos e analíticos, onde ambos estabelecerão parâmetros que permitam otimizar o tempo de vida do feixe dentro do canal solenoidal até a primeira ejeção de partículas, [1], [2], [3], [4]. Com o intuito de entendermos a dinâmica do sistema como um todo, também estudaremos o estado estacionário do feixe. Para tanto, utilizaremos técnicas Lagrangeanas e quantidade conservadas, como a energia total, a fim de determinarmos a emitância do estado relaxado [5], [6]. / In this work, we will study the behavior of a charged particle beam, radially symmet- rical, when it is launched in a solenoidal channel with constant magnetic field. If the beam is dense and propagate with speed much slower than the light, it will undergo a strong effect of Coulomb repulsion, which compete with the strength of the external magnetic solenoidal channel. At a certain point, between the transition from initial state to the ultimate state of relaxation, the beam will eject particles from the core to its edge, and this process will intensify as the beam propagates in the channel solenoidal. We will analyze this phenomenon in detail either for cold beams as for beams with temperature. To do this, we will construct analytical and numerical models, which both provide parameters to optimize the lifetime of the beam inside the solenoidal channel until the first ejection of particles, [1], [2], [3], [4]. In order to understand the dynamics of the system as a whole, we will also study the relaxed state of the beam. For this purpose, we will use Lagrangian techniques and conserved quantities, as the total energy, with the purpose of determine the emittance of the relaxed state [5], [6].

Neste trabalho estudaremos o comportamento de um feixe de partículas carregadas, radialmente simétrico, quando este élançado em um canal solenoidal com campo magnético constante. Se esse feixe for denso e se propagar com uma velocidade muito menor que a da luz, sofrerá um forte efeito de repulsão Coulombiana, a qual competirá com a força magnética externa do canal solenoidal. Em um dado momento, entre o regime de transição do estado inicial para o estado final de relaxação, o feixe ejetará partículas do seu núcleo para a borda e, esse processo se intensificará à medida que o feixe se propaga no canal solenoidal. Analisaremos esse fenômeno de maneira detalhada, tanto para feixes com temperaturas quanto para feixes frios. Para isso, construiremos modelos numéricos e analíticos, onde ambos estabelecerão parâmetros que permitam otimizar o tempo de vida do feixe dentro do canal solenoidal até a primeira ejeção de partículas, [1], [2], [3], [4]. Com o intuito de entendermos a dinâmica do sistema como um todo, também estudaremos o estado estacionário do feixe. Para tanto, utilizaremos técnicas Lagrangeanas e quantidade conservadas, como a energia total, a fim de determinarmos a emitância do estado relaxado [5], [6]. / In this work, we will study the behavior of a charged particle beam, radially symmet- rical, when it is launched in a solenoidal channel with constant magnetic field. If the beam is dense and propagate with speed much slower than the light, it will undergo a strong effect of Coulomb repulsion, which compete with the strength of the external magnetic solenoidal channel. At a certain point, between the transition from initial state to the ultimate state of relaxation, the beam will eject particles from the core to its edge, and this process will intensify as the beam propagates in the channel solenoidal. We will analyze this phenomenon in detail either for cold beams as for beams with temperature. To do this, we will construct analytical and numerical models, which both provide parameters to optimize the lifetime of the beam inside the solenoidal channel until the first ejection of particles, [1], [2], [3], [4]. In order to understand the dynamics of the system as a whole, we will also study the relaxed state of the beam. For this purpose, we will use Lagrangian techniques and conserved quantities, as the total energy, with the purpose of determine the emittance of the relaxed state [5], [6].

Esta tese analisa a dinâmica combinada do envelope e da centróide de feixes intensos de partículas carregadas envoltos por paredes condutoras. Similarmente ao caso onde as paredes condutoras estão ausentes, nós mostramos que a dinâmica do envelope e da centróide são independentes. Envelopes descasados decaem ao estado de equilíbrio com simultâneo crescimento de emitância, mas a centróide se mantém oscilando sem perda signi cativa de energia. São mostradas estimativas analíticas para obtenção de algumas características de formação de halo vista nas simulações completas. / This thesis analyses the combined envelope-centroid dynamics of high intensity charged beams surrounded by conducting walls. Similarly to the case were conducting walls are absent, we show that the envelope and centroid dynamics decouples from each other. Mismatched envelopes still decay into equilibrium with simultaneous emittance growth, but the centroid keeps oscillating with no appreciable energy loss. Some estimates are performed to analytically obtain some characteristics of halo formation seen in the full simulations.

Estudamos a estabilidade de um feixe relativístico continuo e intenso de partículas carregadas que se propaga no interior de um tubo condutor cilíndrico. As equações de movimento para o centróide e o envelope de um feixe, cujo eixo de propagação esta levemente desalinhado com relação ao eixo do tubo condutor, são obtidas e utilizadas na determinação das condições de equilíbrio e estabilidade para o transporte do feixe. Nosso estudo mostra que, dependendo dos parâmetros principais que definem o sistema, a propagação do feixe ao longo do eixo de simetria do tubo pode se tornar instável devido à presença da parede condutora, o que define um limite fundamental na fração de área efetiva que um feixe em equilíbrio pode ocupar dentro do tubo. / We study the stability of a continuous and intense relativistic beam of charged particles that propagates inside a cylindrical conducting pipe. The equations of motion for the centroid and the envelope of a beam, whose axis of propagation is slightly misaligned with the axis of the transport channel, are obtained and used in determining the conditions of equilibrium and stability for the transport of the beam. Our study shows that, depending on main parameters that define the system, the transport of the beam along the axis of symmetry of the pipe may become unstable due to the presence of the conducting wall. This defines a fundamental limit on the fraction of the effective area that an stable beam can occupy inside the pipe.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-08T15:48:18Z No. of bitstreams: 1 tiagomendesrodrigues.pdf: 26298830 bytes, checksum: e08297ee7d81cba04e862c003211e4ad (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-26T19:06:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tiagomendesrodrigues.pdf: 26298830 bytes, checksum: e08297ee7d81cba04e862c003211e4ad (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-26T19:06:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tiagomendesrodrigues.pdf: 26298830 bytes, checksum: e08297ee7d81cba04e862c003211e4ad (MD5) Previous issue date: 2012-07-02 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A construção de um acelerador de baixa energia no Departamento de Física da Universidade Federal de Juiz de Fora tem como objetivo estabelecer neste departamento uma linha de pesquisa experimental em Colisões Atômicas e Física de Superfície, ampliando o espectro de investigação teórico e experimental pois possibilitará a implantação de técnicas de análise de superfície por impacto de íons e estudo de colisões íon/átomo/molécula através da espectroscopia de massa. Uma máquina como esta é composta basicamente de uma fonte de íons, um estágio de aceleração e outro estágio de focalização do feixe. Durante esses estágios, os íons são submetidos a diferentes potenciais, que os acelera em direção à câmara de detecção, passando por um conjunto de lentes eletrostáticas para focalizar o feixe, otimizando o número de íons que são detectados. Estes íons detectados serão posteriormente utilizados em estudos de seções de choque e análise de superfícies. / The construction of a low energy particle accelerator at the Physics Department of Federal University of Juiz de Fora has the aim of establishing at this department an experimental research line on atomic collisions and surface physics, increasing the theoretical and experimental investigation spectrum because it will enable the implantation of techniques in analysis of surface by impact of ions and the ion/atom/molecule study through mass spectroscopy. A machine like this one is basically composed by an ion source, an acceleration stage and another stage of beam focusing. During these stages, the ions are subjected to different potentials, that accelerates them towards the detection chamber, through a set of electrostatic lenses to focus the beam, optimizing the number of ions that are detected. These detected ions will be later used in studies of cross-sections and surface analysis studies.

Orientador: Dirceu Martins Vizeu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T11:38:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_JoseCarlosFerrazde_M.pdf: 1485679 bytes, checksum: ebe768908a6d6789b5c57af5b3acf0d7 (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo principal investigar as características principais de dosimetria e monitoração de feixes finos de raios-x, e sua aplicação a um Acelerador Linear de Partículas de 4 MV, para seu emprego na Radiocirurgia. Com esta finalidade, construiu-se um sistema de colimação adicional, composto de 3 colimadores de Chumbo, que permite, a partir do campo mínimo protocolar produzido pelo acelerador, obter os feixes finos de 6, 10 e 15 mm de diâmetros. Um sistema de estereotaxia, juntamente com as modificações desenvolvidas nos dispositivos de localização da unidade, fornecem a exatidão requerida na localização do volume-alvo. As informações dosimétricas dos feixes finos, necessárias na intervenção radiocirúrgica, tais como: a relação tecido-ar (RTA), o fator de campo (C), o rendimento e a planura foram determinadas com o detetor de Silício inserido a um simulador de água especial. As curvas de isodose de cada feixe, bem como suas isodoses totais simulando o tratamento, foram estabelecidas com emulsões radiográficas em condições que reproduzem satisfatoriamente as circunstâncias reais de irradiação do paciente. Os resultados nos permitem afirmar que é totalmente exeqüível usar-se um Acelerador Linear de Partículas convencional para a técnica de radiocirurgia estereotáxica / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física