Este trabalho teve como objetivo analisar os efeitos comportamentais e morfológicos da exposição ao campo magnético contínuo em um modelo experimental de doença de Huntington. Foram utilizados 68 ratos Wistar, machos, divididos em 6 grupos: GC (controle, n=12), GS (sham, n=12), GSM (sham magnético, n=8), GL (lesão, n=12), GEPS (polo sul, n=12) e GEPN (polo norte, n=12). O animais passaram por habituação ao Rota Rod durante 3 dias pré-cirúrgicos e por habituação ao monitor de atividade 24 horas antes da cirurgia. Após procedimentos cirúrgicos adequados, os GL, GEPS e GEPN receberam administração de ácido quinolínico (120nmol/2L) no núcleo estriado esquerdo. Os GS e GSM receberam administração de 2L de salina na mesma região. Ainda, nos GEPS e GEPN foi implantado no crânio de cada animal um magneto circular de neodímio (8x3mm) com potência de 3200 Gauss e no GSM foi realizado implante do mesmo material, sem estar magnetizado. No 7º dia pós-cirúrgico, os animais foram avaliados em relação à atividade motora espontânea no monitor de atividades, após 5 minutos da injeção subcutânea de apomorfina (2,5 mg/Kg), sendo que os animais do GC não receberam esta injeção, e atividade motora forçada no Rota Rod. Posteriormente aos experimentos os animais foram perfundidos e os encéfalos retirados para histologia. Os resultados da avaliação comportamental espontânea evidenciaram, para o comportamento de distância percorrida, um aumento significativo do GEPS em relação aos GC, GL e GEPN, e também do GSM e GS em relação ao GC, GL e GEPN. Observamos também uma diminuição significativa do GEPN em relação aos GS, GSM, GL e GEPS [F(5,62) = 3,19; p0,05]. Para o tempo de atividade, um aumento significativo do GEPS em relação aos GC e GEPN, e também do GSM e GS em relação ao GC, GL e GEPN. Observamos também uma diminuição significativa do GEPN em relação aos GS, GSM, GL e GEPS [F(5,62) = 5,46; p0,05]. Para o comportamento de cruzamentos, um aumento significativo do GEPS em relação aos GC e GEPN e também do GSM e GS em relação ao GC, GL e GEPN. Observamos também uma diminuição significativa do GEPN em relação aos GS, GSM, GL, e GEPS [F(5,62) = 3,31; p0,05]. E para o comportamento de giros anti-horários (ipsilaterais a lesão) um aumento significativo dos GL, GEPS e GEPN em relação aos GC, GS e GSM. Observamos também uma diminuição significativa dos GEPN e GEPS em relação ao GL e ainda uma diminuição do GEPN em relação ao GEPS [F(5,62) = 16,01; p0,05]. Os resultados referentes ao Rota Rod (atividade motora forçada) revelaram diminuição significativa do tempo de permanência no aparato do GL em relação aos demais GC, GS, GSM, GEPS e GEPN [(F(5,62) = 5,46; p0,05)]. A análise histológica revelou uma perda significativa de neurônios no núcleo estriado esquerdo do GL em relação aos demais GC, GS, GSM, GEPS e GEPN [(F(5,66) = 5,13; p0,05)]. Dessa forma, os resultados obtidos sugerem que a estimulação magnética exerce efeito neuroprotetor, com reversão das alterações comportamentais e morfológicas promovidas pelo ácido quinolínico. / The aim of this study was to analyze the behavioral and morphologic effects of the static magnetic field exposition in an animal model of Huntingtons disease. Sixty- eight male Wistar rats were used, placed in 6 groups: GC (control group, n=12), GS (sham group, n=12), GSM (sham magnetic group, n=8), GL (lesion group, n=12), GEPS (south pole stimulated group, n=12) and GEPN (north pole stimulated group, n=12). The animals passed through habituation to Rota Rod, during the 3 days pre-surgical, and to habituation to the activity monitor, 24 hours before surgery. After appropriate surgical procedures GL, GEPS and GEPN received administration of quinolinic acid (120nmol/ 2L) in the left striatum. The GS and GSM received administration of 2L of saline in the same region. Also, in GEPS and GEPN was implanted, on the skull of each animal, a circular neodymium magnet (8x3mm) with a power of 3200 gauss, the GSM was performed the implant of the same material, without being magnetized. On the seventh after surgery day, the animals were evaluated referring to spontaneous motor activity in the activity monitor, 5 minutes after subcutaneous injection of apomorphine (2.5 mg / kg), whereas the animals of the CG did not receive this injection, and forced motor activity in Rota Rod. Subsequently the experiments the animals were perfused and their brains removed for histology. The results showed to spontaneous behavioral assessment, related to the behavior of distance travelled, significant increase in GEPS compared to GC, GL e GEPN, and also in GSM and GS compared to GC, GL, and GEPN, and a decrease in GEPN compared to GC, GS, GSM, GL e GEPS [F (5,62) = 3.19, p 0.05]; for time of activity, a significant increase in GEPS compared to GC and GEPN, and also in GSM and GS compared to GC, GL and GEPN, and a decrease in GEPN compared to GS, GSM, GL e GEPS [F (5,62) = 5.46, p 0.05]; for the behavior of crossings, a significant increase in GEPS compared to GC and GEPN, and also in GSM and GS compared to GC, GL and GEPN, and a decrease in GEPN compared to GS, GSM, GL, e GEPS [F (5,62) = 3.31, p 0.05]; and to the behavior of anti hourly rotations, significant increase in GL, GEPS and GEPN compared to GC, GS, GSM, significant decrease in GEPN and GEPS compared to GL and also a decrease in GEPN compared to GEPS [F (5 , 62) = 16.01, p 0.05]. The results for the Rota Rod indicated a significant decrease in the permanency time on apparatus to GL compared to GC, GS, GSM, GEPS and GEPN [(F (5, 62) = 5.46, p 0.05)]. The histological analysis revealed a significant reduction in the number of neurons in the animals of GL compared to the others groups [F (5, 66) = 5, 13, p 0.05]. Therefore, the results suggest that magnetic stimulation exerts neuroprotective effect, with reversal of behavioral and morphological changes caused by quinolinic acid.

Recentemente, uma implementação de um conjunto universal de portas lógicas de um e dois qubits para computação quântica usando estados de spin de pontos quânticos de um único elétron foi proposta. Estes resultados nos motivaram a desenvolver um estudo teórico formal do correspondente modelo de dois spins colocados em um campo magnético externo e acoplados por uma interação mútua de Heisenberg dependente do tempo. Nós então consideramos a assim chamada equação de dois spins, a qual descreve sistemas quânticos de quatro níveis de energia. Uma útil propriedade dessa equação é que o correspondente problema para o caso de campos magnéticos externos paralelos pode ser reduzido ao problema de um único spin em um campo externo efetivo. Isso nos permite gerar uma série de soluções exatas para a equação de dois spins a partir de soluções exatas já conhecidas da equação de um spin. Com base neste fato, nós construímos e apresentamos neste estudo uma lista de novas soluções exatas para a equação de dois spins para diferentes configurações de campos externos e de interação entre as partículas. Utilizando algumas destas soluções obtidas, estudamos a dinâmica da entropia de emaranhamento dos respectivos sistemas considerando diferentes estados de spins inicialmente separáveis. / Recently, an implementation of a universal set of one- and two-qubit logic gates for quantum computing using spin states of single-electron quantum dots was proposed. These results motivated us to develop a formal theoretical study of the corresponding model of two spins placed in an external magnetic field and coupled by a time-dependent mutual interaction of Heisenberg. We then consider the so-called two-spin equation, which describes four-level quantum systems. A useful property of this equation is that the corresponding problem for the case of parallel external magnetic fields can be reduced to the problem of a single spin in an effective external field. This allows us to generate a series of exact solutions for the two-spin equation from the already known exact solutions of the one-spin equation. Based on this fact, we construct and present in this study a list of new exact solutions for the two-spin equation for different configurations of external fields and interaction between particles. Using some of these solutions obtained, we study the dynamics of the entropy of entanglement of the respective systems considering different initially separable spins states.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-08-21T20:48:50Z No. of bitstreams: 1 erikamagestedealmeidacandido.pdf: 1656149 bytes, checksum: cb85adffa4639a0d053da59c714be89a (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-25T11:43:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 erikamagestedealmeidacandido.pdf: 1656149 bytes, checksum: cb85adffa4639a0d053da59c714be89a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-25T11:43:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 erikamagestedealmeidacandido.pdf: 1656149 bytes, checksum: cb85adffa4639a0d053da59c714be89a (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / O armazenamento celular e tecidual para uso em terapia regenerativa e desenvolvimento de pesquisas, torna-se uma questão importante à medida que a expectativa de vida aumenta. Este trabalho se propôs avaliar os efeitos de campos magnéticos estáticos unidirecionais durante o processo de criopreservação inicial de células e de tecido pulpar de dentes terceiros molares humanos hígidos. Foram obtidas polpas dentárias (n=39) de terceiros molares extraídos, que foram divididas para avaliação celular (n=3) de viabilidade e avaliação tecidual (n=36) para obtenção de células do tecido pulpar. Para avaliação celular, células isoladas e expandidas, compuseram os grupos: Grupo I: controle, células submetidas à criopreservação inicial por método convencional; Grupo II: controle, células submetidas à criopreservação inicial lenta; Grupo III: células submetidas à criopreservação inicial lenta, associado a 150mT; Grupo IV: células submetidas à criopreservação inicial lenta, associado a 290mT; Grupo V: células submetidas à criopreservação inicial lenta, associado a 360mT. Durante a criopreservação as células foram suspensas em meios de congelamento contento 0, 3 e 10% de DMSO (dimetilsulfóxido): GI-II III-IV-V 0%, GI-II-III-IV-V 3% e GI-II-III-IV-V 10%. Para avaliação tecidual as amostras criopreservadas inicialmente em método convencional, formaram os grupos: Grupo I: polpas submetidas à criopreservação inicial sem campo magnético (GI); Grupo II: polpas submetidas à criopreservação inicial associada a 150mT (GII); Grupo III: polpas submetidas à criopreservação inicial associada a 290mT (GIII); Grupo IV: polpas submetidas à criopreservação inicial associada a 360mT (GIV). Amostras das avaliações celular e tecidual, após criopreservação inicial, foram armazenadas em nitrogênio líquido por 7 dias. Após o processo de descongelamento a viabilidade celular foi mensurada por trypan blue e a eficiência de obtenção de células a partir da polpa criopreservada, por observação óptica diária. Os resultados foram semelhantes para as taxas de viabilidade imediatamente após descongelamento celular para GI-II-III-IV-V 0%, GI-II-III-IV-V 3% e GI-II-III-IV-V 10% (p>0.05). Enquanto a viabilidade após 96h de subcultivo celular, os valores de GI-II-III-IV-V 0% foram inferiores aos de GI-II-III-IV-V 3% e GI-II-III-IV-V 10% (p<0.05). As células de polpa dentária expostas ao campo magnético durante a criopreservação tiveram um efeito positivo nas taxas de viabilidade após 96h de subcultivo, quando o meio de congelamento foi de 0% DMSO (p<0.05). Foi possível obter células da polpa dos quatro grupos da avaliação tecidual, sendo que o GIV apresentou maior taxa de eficiência. Pode-se concluir que a intensidade do campo magnético e a concentração de DMSO testados não influenciaram na taxa de viabilidade mensurada por trypan blue, imediatamente após o descongelamento. Entretanto, promoveu diferença estatística nos valores de GI-II-III-IV-V 0% após 96h de subcultivo celular. A intensidade do campo magnético foi diretamente proporcional à eficiência de obtenção de células a partir de polpa criopreservada. / Cell and tissue banking for use in regenerative therapy and research development becomes an important issue as life expectancy increases. This work aimed to evaluate the effects of unidirectional static magnetic fields during the initial cryopreservation process of cells and pulp tissue of healthy human third molar teeth. Dental pulps (n = 39) were obtained from third molars extracted, which were divided for cellular evaluation (n = 3) of viability and tissue evaluation (n = 36) to isolate dental pulp cells. For cell evaluation, isolated and expanded cells comprised the following groups: Group I: control, cells submitted to initial cryopreservation by conventional method; Group II: control, cells submitted to initial slow freezing; Group III: cells submitted to initial slow freezing with 150mT; Group IV: cells submitted to initial slow freezing with 290mT; Group V: cells submitted to initial slow freezing with 360mT. During cryopreservation the cells were suspended in freezing medium containing 0, 3 and 10% DMSO (dimethylsulfoxide): GI-II-III-IV-V 0%, GI-II-III-IV-V 3% and GI- II-III-IV-V 10%. For tissue evaluation, samples initially freezing in a conventional method comprised the following groups: Group I: pulps submitted to initial freezing without magnetic field (GI); Group II: pulps submitted to the initial freezing with 150mT (GII); Group III: pulps submitted to initial freezing with 290mT (GIII); Group IV: pulps submitted to the initial freezing with 360mT (GIV). Samples from cellular and tissue evaluations, after initial cryopreservation were stored in liquid nitrogen for 7 days. After the thawing process the cellular viability was measured by trypan blue and the efficiency of obtaining cells from the cryopreserved pulp by daily microscopic observation. The results showed that cell survival rates were similar between control groups and experimental groups at concentrations of 0%, 3% and 10% DMSO (p>0.05). After 96h of culture, the proliferation rate was higher for the groups exposed to the freezing medium with 3% and 10% DMSO, than DMSO free groups (p<0.05). Dental pulp cells exposed to magnetic field during freezing had a positive effect on the proliferating rate when the freezing medium was DMSO free (p<0.05). It was possible to obtain cells from all groups of the tissue analysis, and the GIV exhibited the highest efficiency rate. In conclusion, the magnetic field strength and the DMSO concentration tested, did not influence the viability rate measured by trypan blue immediately after thawing. But that promoted difference in the values of GI-II-III-IV-V 0% after 96h of cellular culture. The increase of magnetic field was directly proportional to the efficiency rate of dental pulp cell isolation from cryopreserved tissue.

[EN] The set of applications and technological systems created to improve safety and efficiency in land transport (road and rail), that facilitate the control, management and monitoring are known as Intelligent Transport Systems (ITS). ITS systems incorporate the new technologies for traffic control and management, which integrate information and communication systems between users and infrastructure, vehicles and others (pedestrians, authorities, concessionaire's service ...). To move efficiently through any mode of land communication one needs an integrated system. This system requires ton identify the type of vehicles which are on the road and to share information between these vehicles and infrastructure. To establish communication between vehicles and infrastructure, wireless communication is required. But incorporating a mobile communication system is expensive. Another possibility is using a dedicated short-range communication system, which is exempted from service payment but requires a high initial investment for the installation. This thesis presents a communication system between infrastructure and vehicles, using magnetic coils as antennas. Magnetic coils are world-wide used devices for vehicles detection due to its low maintenance and high durability. In the first part of this work the study of the magnetic field generated by rectangular coils and their validation with experimental data is proposed. For this analysis a simulating software was developed. It allows to know the distribution of the magnetic field generated by a magnetic loop. The second part consists in analyzing and proposing a model to calculate the voltage level that could be transmitted between two coils; the first coil is a transmitter and the other coil is a receiver. The simulation results were compared with experimental values. The mentioned results are used for the design of coils. This tool allows handling variables such as size, number of turns, supply current, separation distance between coils and signal frequency. This tool also helps to predict the level of the sensed signal and to build the receiver circuit design. In the third stage and based on the simulation results, a system of short-range communication was designed. For this purpose, magnetic induction, as a medium for transferring information between two magnetic loops was used. By this means it was noticed that the short-range communication, in a restricted area and without emitting radio signals that could interfere with other systems, is possible. Magnetic loops are devices that are installed on many highways, so a short-range communication using these devices do not require further investment in its installation, except the communication circuit, which is currently added in magnetic loops controllers. In this thesis, the use of magnetic coils made of flat cable is also discussed, which opens the possibility of using mobile coils. Short-range communication using magnetic loops proposes a low-cost solution for communication between vehicles and infrastructure. This feature is easy to implement in a greater number of points. Also, because the communication is achieved by means of magnetic fields coupling, the weather conditions would not have a significant effect on the transmission. / [ES] El conjunto de aplicaciones informáticas y sistemas tecnológicos creados para mejorar la seguridad y eficiencia en el transporte terrestre (carreteras y ferrocarriles), facilitando la labor de control, gestión y seguimiento por parte de los responsables se conoce como Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS por sus siglas en inglés). Los sistemas ITS incorporan las nuevas tecnologías para el control y la gestión de la circulación, que integran los sistemas de información y comunicación de los usuarios con la infraestructura, con los vehículos y con el resto los actores del tráfico (peatones, autoridades, empresas concesionarias de servicios,¿). Para poder desplazarse de manera eficiente a través de cualquier vía de comunicación terrestre, es necesario un sistema integral. Este sistema requiere identificar el tipo de vehículos que se encuentran sobre la vía y compartir información entre dichos vehículos y la infraestructura. Para establecer la comunicación entre vehículos e infraestructura, es necesaria una comunicación inalámbrica. Incorporar como medio de comunicación los sistemas móviles, implica un coste relativamente alto debido al cobro del tiempo aire. La otra posibilidad es la utilización de sistemas de comunicación de corto alcance dedicados, que están exentos del cobro de tiempo aire, pero que requieren una inversión inicial relativamente alta en la instalación del sistema. Este trabajo de tesis plantea una alternativa de comunicación entre infraestructura y vehículos, utilizando como antenas las espiras magnéticas. Las espiras magnéticas son dispositivos ampliamente utilizados en el mundo para la detección de vehículos, debido a su bajo coste de mantenimiento y su gran durabilidad. La primera etapa del trabajo plantea el estudio del campo magnético generado por espiras rectangulares y su validación con datos experimentales. Para este análisis se desarrolló un simulador que permite conocer la distribución del campo magnético generado por una espira magnética. La segunda etapa consistió en analizar y plantear un modelo que permitiría calcular el nivel de tensión que podría transmitirse entre dos espiras, una emisora y la otra receptora. La simulación fue comparada con valores experimentales. Con los resultados antes expuestos se tiene una herramienta para el diseño de espiras, teniendo control de variables como su dimensión, número de vueltas, corriente de alimentación, separación entre espiras y frecuencia de la señal. Esta herramienta ayuda a predecir el nivel de señal captada y con este dato establecer el diseño del circuito de recepción. En la tercera etapa, basados en los resultados de la simulación se diseñó un sistema de comunicación de corto alcance, utilizando la inducción magnética como medio para la transferencia de información, entre dos espiras. Con lo que se comprobó que es posible la comunicación de corto alcance, en un área restringida y sin radiar señal que interfiera con otros sistemas. Las espiras magnéticas son dispositivos que se encuentran instalados en muchas autovías, por lo que una comunicación de corto alcance utilizando estos dispositivos no requiere de mayor inversión en su instalación, salvo el circuito de comunicación, que se añade a la funcionalidad existente hoy día en los controladores de espiras magnéticas. Al mismo tiempo en la tesis, también se analizó la utilización de espiras magnéticas hechas con cable plano, lo que abre la posibilidad de utilizar espiras móviles. La comunicación de corto alcance utilizando espiras magnéticas, plantea una solución de comunicación entre vehículos e infraestructura de bajo coste. Esta característica permite que sea fácil de implementar en un mayor número de puntos. Asimismo, debido a que la comunicación se hace por acoplamiento de campo magnético, las condiciones climatológicas no tendrían un efecto significativo en la transmisión. / [CAT] El conjunt d'aplicacions informàtiques i sistemes tecnològics creats per millorar la seguretat i eficiència en el transport terrestre (carreteres i ferrocarrils), per tal de facilitar la tasca de control, gestió i seguiment per part dels responsables, es coneix com a Sistemes Intel·ligents de Transport (ITS per les seues sigles en anglès). Els sistemes ITS incorporen les noves tecnologies per al control i la gestió de la circulació, les quals integren els sistemes d'informació i comunicació dels usuaris amb la infraestructura, amb els vehicles i amb la resta dels actors del tràfic (vianants, autoritats, empreses concessionàries de serveis¿). Per poder desplaçar-se de manera eficient a través de qualsevol via de comunicació terrestre, és necessari un sistema integral. Aquest sistema requereix identificar el tipus de vehicles que es troben sobre la via i compartir informació entre aquests vehicles i la infraestructura. Per a establir la comunicació entre vehicles i infraestructura, és necessària una comunicació sense fil. Incorporar com a mitjà de comunicació els sistemes mòbils, implica un cost relativament alt com a conseqüència del cobrament del temps aire. L'altra possibilitat és la utilització de sistemes de comunicació de curt abast dedicats, què estan exempts del cobrament de temps aire, però que requereixen una inversió inicial relativament alta en la instal·lació del sistema. Aquest treball de tesi planteja una alternativa de comunicació entre infraestructura i vehicles, utilitzant com a antenes les espires magnètiques. Les espires magnètiques són dispositius àmpliament utilitzats en el món per a la detecció de vehicles, a causa del seu baix cost de manteniment i la seua gran durabilitat. La primera etapa del treball planteja l'estudi del camp magnètic generat per espires rectangulars i la seua validació amb dades experimentals. Per aquesta anàlisi es va desenvolupar un simulador que permet conèixer la distribució del camp magnètic generat per una espira magnètica. La segona etapa va consistir a analitzar i plantejar un model que permetria calcular el nivell de tensió que podria transmetre's entre dues espires, una emissora i l'altra receptora. La simulació va ser comparada amb valors experimentals. Amb els resultats abans exposats es té una eina per al disseny d'espires, tenint control de variables com la seua dimensió, nombre de voltes, corrent d'alimentació, separació entre espires i freqüència del senyal. Aquesta eina ajuda a predir el nivell de senyal captat i amb aquesta dada establir el disseny del circuit de recepció. En la tercera etapa, basant-se en els resultats de la simulació, es va dissenyar un sistema de comunicació de curt abast, utilitzant la inducció magnètica com a mitjà per a la transferència d'informació entre dues espires, i es va comprovar que és possible la comunicació de curt abast, en una àrea restringida i sense radiar senyal que pugi interferir amb altres sistemes. Les espires magnètiques són dispositius que es troben instal·lats en moltes autovies, per la qual cosa una comunicació de curt abast utilitzant aquests dispositius no requereix major inversió en la seua instal·lació, excepte el circuit de comunicació, que s'afegeix a la funcionalitat existent avui dia als controladors d'espires magnètiques. Al mateix temps en la tesi, també es va analitzar la utilització d'espires magnètiques fetes amb cable pla, la qual cosa obri la possibilitat d'utilitzar espires mòbils. La comunicació de curt abast utilitzant espires magnètiques, planteja una solució de comunicació entre vehicles i infraestructura, de baix cost. Aquesta característica permet que siga fàcil d'implementar en un major nombre de punts. Així mateix, a causa que la comunicació es fa per acoblament de camp magnètic, les condicions climatològiques no tindrien un efecte significatiu en la transmissió. / Arroyo Núñez, JH. (2016). Estudio del comportamiento magnético de espiras rectangulares para la transmisión de información de corto alcance en sistemas inteligentes de transporte [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62149 / TESIS

Recentemente, uma implementação de um conjunto universal de portas lógicas de um e dois qubits para computação quântica usando estados de spin de pontos quânticos de um único elétron foi proposta. Estes resultados nos motivaram a desenvolver um estudo teórico formal do correspondente modelo de dois spins colocados em um campo magnético externo e acoplados por uma interação mútua de Heisenberg dependente do tempo. Nós então consideramos a assim chamada equação de dois spins, a qual descreve sistemas quânticos de quatro níveis de energia. Uma útil propriedade dessa equação é que o correspondente problema para o caso de campos magnéticos externos paralelos pode ser reduzido ao problema de um único spin em um campo externo efetivo. Isso nos permite gerar uma série de soluções exatas para a equação de dois spins a partir de soluções exatas já conhecidas da equação de um spin. Com base neste fato, nós construímos e apresentamos neste estudo uma lista de novas soluções exatas para a equação de dois spins para diferentes configurações de campos externos e de interação entre as partículas. Utilizando algumas destas soluções obtidas, estudamos a dinâmica da entropia de emaranhamento dos respectivos sistemas considerando diferentes estados de spins inicialmente separáveis. / Recently, an implementation of a universal set of one- and two-qubit logic gates for quantum computing using spin states of single-electron quantum dots was proposed. These results motivated us to develop a formal theoretical study of the corresponding model of two spins placed in an external magnetic field and coupled by a time-dependent mutual interaction of Heisenberg. We then consider the so-called two-spin equation, which describes four-level quantum systems. A useful property of this equation is that the corresponding problem for the case of parallel external magnetic fields can be reduced to the problem of a single spin in an effective external field. This allows us to generate a series of exact solutions for the two-spin equation from the already known exact solutions of the one-spin equation. Based on this fact, we construct and present in this study a list of new exact solutions for the two-spin equation for different configurations of external fields and interaction between particles. Using some of these solutions obtained, we study the dynamics of the entropy of entanglement of the respective systems considering different initially separable spins states.

Atualmente, a intensidade de campo elétrico, campo magnético e campo eletromagnético é um fator determinante não só para a implantação de novas instalações, mas também, para as instalações existentes no sistema elétrico. Apesar de não existir nenhum estudo conclusivo que comprove a evidência direta entre a exposição a estes campos e os efeitos nocivos na saúde das pessoas, muitos países, inclusive o Brasil, definiram em suas legislações limites básicos à exposição de campos elétrico e magnético provenientes dos sistemas elétricos. Este trabalho tem como objetivo contribuir para análise de campo magnético de linhas subterrâneas de alta tensão existentes ou linhas em fase inicial de projeto, visando atender os limites de exposição vigentes na legislação local. Nele é apresentada a metodologia de cálculo de campo magnético baseada na Lei de Biot-Savart e no princípio da superposição. Estudos analíticos para verificação da influência dos parâmetros de instalação e elétricos de linhas sobre o campo magnético são apresentados para linhas subterrâneas de alta tensão compostas por um e dois circuitos com diferentes tipos de instalação e aterramentos. Comparações entre valores analíticos e valores de medições de campo magnético de linhas subterrâneas de alta tensão existentes em operação também são abordadas neste trabalho. As principais técnicas de mitigação de campo magnético utilizadas em linhas subterrâneas de alta tensão, tais como técnicas de compensação envolvendo laços de cabos e técnicas de blindagens com materiais metálicos externos aos cabos, também são apresentadas. Devido ao campo elétrico externo ao cabo isolado ser praticamente zero, assuntos referentes a este campo não são abordados neste trabalho. Por simplicidade, campo magnético refere-se à densidade de fluxo magnético neste documento. / Nowadays, the intensity of electric field, magnetic field and electromagnetic field is a determining factor, not only for implantation of new installations, but also for existing installations in the power system. Although no exist conclusive study that proves the direct evidence between exposure to these fields and adverse effects on human health, many countries, including Brazil, have defined in their laws basic limits for exposure to electric and magnetic fields produced by the electric system. This work aims to contribute to analysis of magnetic field for both existing high voltage underground lines and lines in initial stage of project, aiming the actual exposure limits of the local legislation. In it, is shown the magnetic field calculation methodology based on the Biot-Savart\'s law and the superposition principle. Analytical studies to verify the influence of installation and electrical parameters of lines on the magnetic field are presented for high voltage underground lines consist of one and two circuits with different types of installation and earthing. Comparisons between analytical and measurement values of magnetic field of existing high voltage underground lines in operation are also addressed in this work. The main mitigation techniques of magnetic field used in high voltage underground lines, such as compensation techniques by loop of cables and shielding by metallic materials, are also presented. Due the electric field outside the insulated cable be practically zero, issues related to the electric field are not addressed in this work. For simplicity, the magnetic field refers to the magnetic flux density in this document.

Neste trabalho, apresentamos estudos sobre o magnetotransporte em um sistema de bicamadas com uma rede de antipontos triangulares em campos magnéticos baixos sob a aplicação de campos elétricos externos, que são produzidos por voltagens de porta. A bicamada é feita em poços quânticos largos (wide quantum well) de alta densidade eletrônica, formado em heteroestruturas semicondutoras de AlxGa1xAs=GaAs. Oscila- ções magneto-inter-sub-banda (MIS) são observadas em poços quânticos largos de alta densidade eletrônica com duas sub-bandas ocupadas. Estas são originadas pelo espalhamento inter-sub-bandas e tem um máximo para campos magnéticos B que satisfazem a condição de alinhamento entre os leques dos níveis de Landau de cada sub-banda. Oscila- ções de comensurabilidade são observadas na magnetoresistência que é sensível ao arranjo do potencial dos antipontos. A aplicação de campos elétricos faz diminuir o número de oscilações na magnetoresistência para campos magnéticos compreendidos entre 0; 1T e 0; 4T, observando-se uma transição das oscilações MIS aos efeitos de comensurabilidade. Aplicando voltagens de porta podemos variar a amplitude do potencial dos antipontos. / In this work, we present studying about magnetotransport in a bilayer system with triangular antidot lattices in low magnetic elds under the application of external electric eld. The bilayer forms inside a wide quantum well of high electron density in semiconductor heterostructures formed by AlxGa1xAs=GaAs. Magneto-inter-subband (MIS) oscillations are observed in a wide quantum wells of high electron density with two subbands occupied, and they are caused by intersubband scattering and have a maximum for a magnetic eld B that satises the alignment condition between the staircase of Landau level. Commensurability oscillations are observed in magnetoresistance, which is sensitive to the potential of antidot arrangements. The application of electric elds decrease the number of oscillations in the magnetoresistance for magnetic elds between 0; 1T and 0:4T, showing a transition of MIS oscillations to commensurability oscillations. We varied the amplitude of the potential of the antidots applying dierent gate voltages.

Na primeira parte deste trabalho propomos uma aproximacão de campo médio dinâmico para analisar modelos de Ising com elementos e aleatoriedade definidos por distribuicões de probabilidades discretas. Analisamos o modelo com campo aleatório (S = 1/2), com interações aleatórias (S = 1/2), com diluição de sítios (S = 1/2) e com anisotropia aleatória (S = 1), obtendo  os respectivos diagramas de fases.   Na segunda parte analisamos modelos de vidros de spin (S= 3/2) com anisotropia de campo cristalino. Estudamos o modelo de van Hemmen, e o modelo clássico à la Sherrington e Kirkpatrick dentro do esquema de réplicas simétricas, obtendo os  diagramas de fases correspondentes. / In the first part of this work we propose a dynamical mean field approximation to analyse Ising models with elements of randomnss, defined by discret probability functions. We have analysed the random field model (S = 1/2); the random bond model (S = 1/2); the site diluted model (S = 3/2) and the random crystal field model (S = 1), obtaining the respective phase diagrams.   In the second part we have analysed spinglass models (S = 3/2) in the presence of a crystal field. We have studied the van Hemmen and the classic spin glass model à la Sherrington and Kirkpatrick, using replica symmetric scheme, to obtain the corresponding phase diagrams.

Dois modelos descrevendo sistemas magnéticos modulados são estudados na presença de um campo magnético. Na primeira parte consideramos um modelo de Ising com interações competitivas numa única direção espacial (modelo ANNNI). A superfície crítica, a linha tricrítica, a estrutura das fases moduladas, e os diagramas de fases são determinados na aproximação de campo médio. O comportamento crítico e tricrítico é analisado através do método de Grupo de Renormalização. Na segunda parte estudamos um modelo adequado à descrição do composto MnP. Cálculos realizados na aproximação de campo médio e através do método de Grupo de Renormalização contribuem para esclarecer os resultados experimentais acerca do ponto de Lifshitz observado neste composto. / Two models describing modulated magnetic systems are studied in the presence of a magnetic field. The first part is dedicated to the study of an Ising model with competing interactions along one of the spatial directions (ANNNI model). The critical surface, the tricritical line, the structure of the modulated phases, and the phase diagrams are determined in the mean field approximation. The critical and the tricritical behaviour is analised by the Renormalization Group method. The second part is concerned with a model suitable for the description of the compound MnP. Calculations carried out in the mean field approximation and through the Renormalization Group method provide a better understanding of the experimental results on the Lifshitz point observed in this compound.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O estudo de discos magnéticos com a configuração de vórtices magnéticos tem atraído grande interesse científico recentemente. Nessa estrutura os spins formam circuitos fechados no plano e, próximo ao centro do disco, se alinham perpendicularmente ao plano de forma a reduzir a densidade de energia de troca. O grande potencial de aplicação de vórtices magnéticos como, por exemplo, em memórias magnéticas e nanopartículas para o tratamento de câncer, chama a atenção para a investigação das condições de estabilidade e o controle de suas propriedades. Neste trabalho, estudamos a alteração que dois tipos diferentes de anisotropia provocam nas propriedades de vórtices através de medidas de Microscopia de Força Magnética (MFM) e simulações micromagnéticas utilizando o código OOMMF (NIST) que aplica a equação de Landau-Lifshitz-Gilbert para simular a configuração de spin e calcular a energia e a magnetização de microestruturas. A primeira parte do trabalho envolveu o estudo da influência da anisotropia magnetocristalina planar na estabilidade de vórtices magnéticos em discos de Co60Fe40 em relação a discos de permalloy, que possui anisotropia magnetocristalina nula. Os resultados de simulação micromagnética para discos com diâmetros entre 0,5 e 8 &#61549;m mostraram que a anisotropia favorece o alinhamento dos spins e a divisão da estrutura em domínios, reduzindo a estabilidade do vórtice. Os resultados foram comprovados experimentalmente em medidas de MFM de discos de Co60Fe40 com diâmetros entre 2 e 8 &#61549;m. Na segunda parte do trabalho foi estudada a influência do fenômeno de exchange bias na dinâmica de vórtices magnéticos. Para isso foram realizadas simulações de discos de Permalloy/Fe50Mn50 com diâmetro de 0,5 &#61549;m variando o acoplamento magnético entre as camadas. As simulações de curvas de histerese mostraram que o acoplamento aumenta a estabilidade dos vórtices. Nas simulações de relaxação foi observado que devido ao exchange bias o movimento girotrópico do núcleo apresenta uma frequência variável que aumenta com o tempo, o que não acontece na ausência de exchange bias. Já nas simulações em que os discos estão sujeitos a um campo magnético girante foi observado que a velocidade crítica em que a polaridade do vórtice é invertida aumenta com o aumento do acoplamento e com o aumento da frequência do campo. Essa velocidade pode ser escolhida em uma ampla faixa escolhendo os valores do acoplamento magnético e da frequência de oscilação. Portanto é possível controlar a velocidade crítica de inversão da polaridade de vórtices magnéticos através do fenômeno de exchange bias. / The study of magnetic dots with magnetic vortex spin configuration has recently attracted great scientific interest. In this structure, the spins form closed circuits in the plane of the magnetic dot and, near the center, align perpendicularly to the plane in order to reduce exchange energy density. The great potential of applications of magnetic vortices (as for example magnetic memories and nanoparticles for cancer treatment) draws attention for the investigation of the stability conditions for the vortex configuration. In the case of soft ferromagnetic materials in micron and submicron scales, small changes in shape, size and materials anisotropy can modify the energy equilibrium. In this work, we studied the change of vortex proprieties in microsized dots due to two different types of anisotropy using the code OOMMF (NIST) that applies the Landau-Lifshitz-Gilbert equation to simulate the spin configuration and compute the energy and magnetization of microstructures. These results were compared to Magnetic Force Microscopy (MFM) investigations of the magnetic configuration in microsized dots prepared by lithographic process. In the first part, we studied by numerical simulation the influence of planar magnetocrystaline anisotropy in Co60Fe40 disks and compare to permalloy disks, material that shows zero magnetocrystalline anisotropy. The results for disks with diameters between 0.5 and 8 &#61549;m showed that the anisotropy favors spins alignment and domains division, reducing vortex stability. The results for Co60Fe40 disks with diameters between 2 and 8 &#61549;m were verify experimentally by MFM measurements. In the second part, we studied the influence of exchange bias in the magnetic vortex dynamics. A series of micromagnetic simulations for Permalloy/Fe50Mn50 disks with 0.5 &#61549;m of diameter was done varying the magnetic coupling constant between the layers. The hysteresis simulations showed that the vortex stability increases with the coupling constant. In relaxation simulations we observed that the gyrotropic movement has a variable frequency that increases with time, which is not observed when exchange bias is absent. Under a rotating magnetic field, the critical velocity for vortex polarity reversion increases with the coupling constant and frequency. Our results show that the critical velocity can be adjusted in a wide range by selecting the magnetic coupling constant and the oscillating frequency, i.e., it is possible to control the critical velocity for vortex polarity inversion through the exchange bias coupling.