Este trabalho consiste no desenvolvimento de uma metodologia para a obtenção de representações construtivas de sistemas ordenados de 2ª ordem, baseadas em estruturas de espaços coerentes, com aplicação fundamental na Computação Científica e Matemática Intervalar. Obtêm assim uma representação global para os objetos ditos infinitos relativamente ao conteúdo de informação, como números reais e intervalos reais, de tal forma que possam ser definidos modelos semânticos adequados para os processos computacionais envolvendo tais objetos. Esta representação construtiva é denominada de global, pois é realizada em dois níveis distinguíveis, compreendendo não somente a construção interna dos objetos, no contexto de uma da estrutura de informação, mas também sua estrutura externa de aplicação. A estrutura de informação tem caráter compatível com uma abordagem domínio-teorética, e a estrutura de aplicação e determinada pelo use pretendido do sistema representado. Existe um relacionamento entre os dois níveis de construção, garantindo que cada componente da estrutura de aplicação tenha uma representação interna na estrutura de informação. Os sistemas de representação global resultantes são denominados então espaços coerentes bi-estruturados, e tem a característica adicional de serem gerados por um sistema ordenado basico de universo enumerável. A estrutura de informação é um espaço coerente, com funções lineares e uma estrutura topológica de informação compatível. A estrutura de aplicação - algébrica, de ordem, relacional, funcional, de medidas, topológica, dentre outras - é obtida por um processo construtivo a partir da estrutura do sistema basico. Um espaço coerente bi-estruturado, obtido por esse processo de construção, é a representação global de um dado sistema ordenado de 2ª ordem quando possível recuperar este sistema através do subsistema dos objetos totais do espaço, pela determinação de isomorfismos para a estrutura de aplicação. Da mesma forma, estabelecendo também isomorfismos para o subsistema dos intervalos de elementos do conjunto universo do sistema que esta sendo representado, esse subsistema pode ser recuperado como o subsistema dos objetos quasi-totais do espaço coerente. Apresenta-se também uma abordagem categórica para o processo de construção global, mostrando se que ele determina uma adjunção entre duas subcategorias da categoria SO2 dos sistemas ordenados de 2ª ordem A metodologia proposta se mostrou particularmente interessante na construção do conjunto dos números reais e do conjunto de intervalos reais. Para estes sistemas introduziu-se também uma subestrutura elementar de medidas, pela definição, de forma generalizada, das funções valor absoluto, distância e diâmetro. Foi desenvolvida uma estrutura topológica para os espaços coerentes bi-estruturados, que caracteriza-se também por apresentar dois níveis que se inter-relacionam. Para obter uma caracterização topológica de informação desenvolveu-se a noção de espaços de vizinhanças lineares. No sentido de se obter a caracterização topológica de aplicação, obteve-se, em cada etapa da construção, um espaço de vizinhanças gerado pela função distância generalizada com uma topologia de aplicação associada. Conexões entre as representações de reais e de intervalos de reais e aspectos de computabilidade são referidas de modo preliminar, sugerindo-se este tema como trabalho futuro. Possíveis aplicações dos espaços coerentes bi-estruturados e do processo de construção global a outras áreas da Ciência da Computação são indicadas no final do trabalho. / The aim of this work is to develop a methodology to obtain constructive representations of second order ordered systems, based on coherence space structures, with the main application in Scientific Computation and Interval Mathematics. A global representation for the so-called infinite objects considering the information content they represent, in particularly real numbers and real intervals, is obtained, so that suitable semantical models for real and interval computational processes can be provided. This constructive representation is said to be global. since it is performed in two distinguished levels, dealing with the internal construction of the objects, in the context of an information structure, and, on the other hand, building an external application structure. The information structure is compatible with a domain-theoretic approach, and the application structure is established according the intended usage of the represented system. There exists a relationship between the two levels of the construction, guaranteeing that each component of the application structure should have an internal representation in the information structure. The resulting global representation systems are called bi-structured coherence spaces, and they have the additional feature of being generated by a basic ordered system having a denumerable universe. The information structure is a coherence space endowed with linear functions and a compatible information topological structure. The (algebraic, ordered, relational, functional, measure, topological, etc.) application structure is obtained by the construction process, considering the structure of the basic system as the start point. A bi-structured coherence space, obtained by this construction process, is said to be the global representation of a given second order ordered system if it is possible to recover the latter by the subsystem of the total objects of the former, defining isomorphisms related to the application structure. Following the same pattern, establishing isomorphisms for the subsystem of the intervals of elements of the represented system, it is possible to recover it as the subsystem of quasi-total objects of the bi-structured coherence space. A categorical approach is also presented and it is shown that the global construction process determines an adjunction between two subcategories of the category SO2 of the second order ordered systems. The proposed methodology was shown to be particularly interesting when constructing the sets of real numbers and real intervals. For these systems, an elementary measure structure was introduced in a generalised approach, defining generalised distance, diameter and absolute value functions. The bi-structured coherence spaces were given an interrelated two-level topological characterisation. In order to obtain an information topological characterisation the concept of linear neighbourhood systems was introduced. For the application topological characterisation, at each step of the construction, a neighbourhood system generated by the generalised distance function, with an associated topology, was defined. A brief analysis concerning the connections among other representations of real and real intervals and computability aspects is presented. Other possible applications in Computer Science are indicated.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-06-13T13:02:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Erica Andrade Borges.pdf: 4139502 bytes, checksum: c80b9b1a5c5ba294663e2fd676cb075a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T13:02:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Erica Andrade Borges.pdf: 4139502 bytes, checksum: c80b9b1a5c5ba294663e2fd676cb075a (MD5) Previous issue date: 1201-02-11 / CAPEs / O objetivo deste estudo foi validar o uso da técnica da tomografia por coerência óptica através de experimento in vitro para avaliar a cimentação e a linha de união laminado-cimento-dente antes e depois da termociclagem, visando a aplicação clínica deste instrumento. Além de comparar diferentes modalidades de materiais e protocolos de cimentação. A técnica da tomografia por coerência óptica (TCO) é um método não invasivo, quantitativo e qualitativo, e foi utilizado para avaliação da qualidade póscimentação do laminado, minimizando possíveis erros, e proporcionando acompanhamento clínico sem exposição a radiação ou qualquer procedimento invasivo. Foram feitas imagens em 2D e 3D dos laminados e das superfícies dentais antes e depois da cimentação e do processo de ciclagem térmica. Os laminados (20) foram cimentados na superfície de esmalte bovino de acordo com uma distribuição aleatória em 4 grupos (n=05): FA – cimento resinoso dual com fotoativação prévia do adesivo; FC – cimento resinoso dual sem fotoativação prévia do adesivo; AF - cimento resinoso autocondicionante dual com fotoativação; AQ - cimento resinoso autocondicionante dual com polimerização química. Os laminados foram fabricados em porcelana modificada por dissilicato de lítio, na espessura de 0,5 mm. As análises foram feitas através de imagens 2D e 3D com o TCO. Os resultados mostraram claramente a presença de bolhas com dimensões típicas que variaram de 146 μm a 1427 μm, além de falhas como a presença de gap e até a desadaptação do laminado. Parte dessas falhas, já estavam presentes imediatamente após o processo de cimentação e após a ciclagem térmica mantiveram-se estáveis ou foram acentuadas. Os resultados indicam que um acompanhamento periódico de pacientes que utilizam laminados cerâmicos é de fundamental importância para garantia da manutenção da qualidade do procedimento, bem como evitar problemas na saúde bucal. Propomos então a técnica de TCO como padrão para este procedimento. / The aim of this study was to validate the use of optical coherence tomography (OCT) through in vitro experiment to evaluate the cementing and the union line of lumineer-cement-tooth before and after the thermal cycling. In addition to comparing different types of materials and cementation protocols. The technique of optical coherence tomography (OCT) is a noninvasive, quantitative and qualitative method, and was used to evaluate the postcementation quality of the lamina, minimizing potential errors, and providing clinical follow-up without exposure to radiation or any invasive procedure. Were made in both 2D and 3D imaging of tooth surfaces and the laminate before and after the cementing and the thermocycling process. 20 specimens of lumineers-teetth were prepared in bovine teeth and randomly allocated in 4 experimental groups (n=5) with two different cementation techniques and two different types of cementing agent: FA - dual resin cement with prior photo activation of the adhesive; FC - dual resin cement without curing the adhesive; AF - self-etching resin cement with photoactivation; AQ - selfetching resin cement with chemical polymerization. The lumineers were made of lithium disilicate and obtained using a vacuum injection technique, thickness of 0.5 mm. The analysis was performed by using 2D and 3D OCT images, obtained before and after the thermal cycling. The results showed the presence of bubbles with typical size ranging from 146 μm to 1427 μm, and faults as the presence of gap and laminate mismatch. Some of these faults were already present immediately after the process of cementing and after thermal cycling remained stable or were marked. The results indicate that regular monitoring of patients using lumineers is of fundamental importance for ensuring the maintenance of the quality of the procedure and how to avoid problems in oral health. Then we propose the OCT technical default for this in vivo to follow-up.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Bancos de Tecidos de diversas regiões do mundo têm estocado cartilagens humanas obtidas de doadores post mortem para uso em diversos tipos de cirurgias reconstrutivas. Para garantir que tais tecidos não estejam contaminados, estes têm sido esterilizados com radiação ionizante. Entretanto, altas doses de radiação gama podem causar efeitos indesejáveis nos tecidos. No presente trabalho, avaliamos a viabilidade de utilizar duas técnicas, Tomografia por Coerência Óptica (OCT) e Termogravimetria (TGA), para identificar possíveis modificações estruturais causadas na cartilagem costal humana em decorrência dos métodos de preservação e doses de radiação ionizante utilizadas. As cartilagens obtidas de doadores cadavéricos foram congeladas a -70 ºC ou preservadas em glicerol. A seguir, as amostras foram irradiadas por fontes de 60Co com doses de 15, 25 e 50 kGy. Nos resultados de TGA verificamos que as cartilagens preservadas em glicerol e irradiadas com diferentes doses de radiação não apresentaram diferenças estatisticamente significantes quando comparadas ao grupo controle, no que tange a taxa de desidratação do tecido, sendo que o mesmo não ocorre com cartilagens congeladas a -70 ºC e irradiadas com doses de 15 kGy. Em relação ao uso da técnica de OCT, por meio do cálculo do coeficiente de atenuação óptica total, verificamos que doses de 15 kGy promovem a criação de ligações cruzadas entre as fibrilas de colágeno, corroborando os resultados de TGA. Ainda, os valores do coeficiente de atenuação óptica total são diretamente proporcionais à tensão de ruptura das cartilagens, o que nos possibilitará, em um futuro próximo, predizer a qualidade de um enxerto sem a necessidade de perda de material biológico, visto ser o OCT um método não destrutivo. Por meio das imagens de PS-OCT podemos verificar que as doses de radiação utilizadas para esterilizar as amostras não provocam danos à rede de colágeno a ponto de que sua birrefringência seja perdida. Assim, o TGA e OCT são técnicas que podem ser utilizadas por bancos de tecidos de forma a verificar a qualidade dos tecidos antes de serem transplantados em pacientes. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tomografia por Coerência Óptica, ou simplesmente OCT (acrônimo do inglês: Optical Coherence Tomography), é uma técnica para geração de imagens de seções transversais de meios espalhadores ao comprimento de onda utilizado. A OCT é baseada em interferometria óptica e gera imagens comumente correlacionadas às imagens geradas exames histológicos com a vantagem de ser indolor, não invasiva e não utilizar radiação ionizante. Este estudo dividiu-se em dois objetivos distintos, um refere-se à aplicação de sinais interferométricos de autocorrelação para a formação de imagens de amostras com estruturas complexas. O segundo objetivo foi o estudo das estruturas denominadas de harmônicos e sua aplicação no aumento da resolução axial de um sistema OCT. Com relação à primeira parte, constatou-se que o sinal interferométrico de autocorrelação é muitas vezes ignorado ou descartado pela OCT tradicional. Análises mais profundas da teoria de interferometria, juntamente com alguns estudos anteriores, apontaram para a possibilidade de gerar imagens de maior complexidade morfológica utilizando o sinal de autocorrelação, com a vantagem de se utilizar um arranjo óptico mais simples e também possibilitar imagens estáticas de amostras em movimento axial. Para testar os benefícios e as limitações da técnica de autocorrelação (Au-OCT) foi montado em laboratório e foram realizadas imagens de amostras no repouso e em movimento e confrontadas com imagens geradas no sistema OCT convencional. O sistema de Au-OCT foi capaz de gerar imagens de estruturas diversas (dentes, filmes plásticos entre outros), e apesar de possuir uma qualidade de imagem inferior à OCT, ela apresentou vantagens quando a amostra sofre deslocamentos axiais. Já em relação as características harmônicas, que se apresentam em amostras de alta refletividade óptica como falsas estruturas em imagens OCT, todo um estudo para o entendimento do fenômeno foi desenvolvido. Demonstrou-se também a possibilidade de utilização dessas estruturas para aprimorar a resolução axial diferencial (entre estruturas da própria amostra) através de um estudo numérico e experimental. Para isso padrões dimensionais do tipo degrau foram mensurados e os resultados tratados de acordo com procedimentos metrológicos, mostrando que os harmônicos podem ser utilizados para promover o aumento de resolução axial de um fator de aproximadamente dois. Por fim uma análise crítica sobre os resultados e uma discussão sobre perspectivas dos temas abordados, foram realizada. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP / FAPESP:09/13764-3

O objeto da discussão é a racionalidade das decisões judiciais em casos em que se constata conflito de princípios ou entre princípios e regras, casos esses considerados difíceis, uma vez que não há no ordenamento jurídico solução predeterminada que permita mera subsunção dos fatos à norma. São examinados métodos alternativos ao de subsunção. O primeiro é o método da ponderação, difundido principalmente por Robert Alexy, com suas variantes. Entretanto, o problema que surge com a aplicação do método da ponderação é da imponderabilidade entre ponderação e vinculação à lei, ou seja, a escolha dos pesos dos princípios e sua potencial desvinculação da lei. O segundo modelo, chamado de coerentista, busca conferir alguma racionalidade e fornecer critérios que poderiam explicar escolhas entre valores conflitantes subjacentes à legislação e mesmo aos pesos do método de ponderação. Dentro do modelo coerentista, examina-se em particular a versão inferencial que explora a coerência entre regras e princípios pela inferência abdutiva dos princípios a partir das regras. A aplicação dos diferentes modelos é feita em duas decisões prolatadas pelo Supremo Tribunal Federal em casos de conflito de princípio, casos Ellwanger e de aborto de anencéfalos. O que não permite generalização, mas oferece ilustrações específicas das virtudes e vícios desses modelos de decisão. / The subject of this study is rationality of judgments when there is collision of principles or conflict between principles and rules, which are hard cases, since there is no predetermined solution in legal system that allows only subsuming facts to the norm. Alternative methods are then examined. The first is the method of weighting and balancing proposed mainly by Robert Alexy, in spite of its variants. However, the difficulty to apply such method is theweightlessness between weighing and law binding, that is, the choice of weight of principles and its untying to the Law. The second model, called coherence model, intends to reach any rationality and provide criteria that could explain choices between conflicting values underlying Law and also the ascription of weights of the weighing and balancing method. In coherence model, it is studied especially its inferential version that explores coherence between rules and principles through abduction of principles from rules. These methods are tested in two decisions by Brazilian Supreme Court in cases of collision of principle, in Ellwanger and anencephalic abortion cases. That does not allow a general approach, but only specific outlines of the virtues and defects of these models of decision.

Orientadores: Fernanda Miori Pascon, Regina Maria Puppin-Rontani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-22T17:11:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_RaquelViana_M.pdf: 3224342 bytes, checksum: 289b603a5c43d3b51b1c166eb9086408 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O objetivo neste estudo in vitro foi analisar o esmalte bovino restaurado com diferentes materiais após o desafio cariogênico por meio da Tomografia de Coerência Óptica (OCT). Vinte e quatro incisivos bovinos foram selecionados, planificados e lixados para remoção do esmalte superficial, resultando em uma espessura de esmalte de 1 mm. Cavidades (1,5 x 0,5 mm) foram preparadas na superfície vestibular dos dentes, usando máquina padronizadora de preparos com ponta diamantada (#3131). Em seguida, os dentes foram distribuídos aleatoriamente em 3 grupos de acordo com o material restaurador (n=8): Cimento de Ionômero de Vidro Convencional - KetacTM Molar Easymix (3M ESPE); Cimento de Ionômero de Vidro Modificado por Resina - VitremerTM (3M ESPE); e Resina Composta - FiltekTM Z350 (3M ESPE). Os procedimentos restauradores foram realizados de acordo com as recomendações do fabricante e pelo mesmo operador. Após 24 horas foi realizado o acabamento e polimento com ponta diamantada (#3139) e discos Sof-LexTM (3M ESPE) de granulação média à extra-fina. As análises foram realizadas antes e após do desafio cariogênico utilizando o sistema de OCT (OCP930SR Thorlabs Inc.). Foram obtidas nove imagens de cada espécime, as quais foram analisadas por software (LabView 8) para se obter o coeficiente de atenuação óptico total em duas diferentes distâncias da área restaurada: 0-200?m e 200-400?m, a partir da margem da restauração. Todos os espécimes foram submetidos à ciclagem de pH, para simular o desafio cariogênico. Para isso, os espécimes foram imersos em solução desmineralizadora durante 6 horas e solução remineralizadora por 18 horas durante cinco dias, e dois dias adicionais em solução remineralizadora. Os dados foram submetidos à Análise de Variância e teste t pareado (p<0,05). Os dados da concordância intra-examinador foram analisados e a mesma foi considerada excelente (0,97). Não foi observada diferença entre os materiais em relação ao desafio cariogênico e áreas de análise (p>0,05). Considerando os tempos, antes e após o desafio cariogênico para cada material, nenhuma diferença significativa foi encontrada para KetacTM Molar Easymix em 0-200?m (p=0, 0932) e em 200-400?m (p=0, 0986). No entanto, observou-se diferença estatisticamente significativa para VitremerTM (p=0,0246) e FiltekTM Z350 (p=0,0360) para ambas as áreas 0-200?m (p=0,0071) e 200-400?m (p=0,0014), sendo que houve aumento no coeficiente de atenuação óptico depois da ciclagem, indicando perda mineral. Nas condições do presente estudo, concluiu-se que: 1) alterações no esmalte bovino foram detectadas quanto este foi restaurado com materiais resinosos, uma vez que foi observado aumento no coeficiente de atenuação óptico, o que sugere a perda de mineral do esmalte após desafio cariogênico; 2) KetacTM Molar Easymix não apresentou diferença entre antes e após o desafio cariogênico indicando efeito protetor ao esmalte ao redor das restaurações quando esse material foi utilizado in vitro; 3) não foi observada diferença entre os materiais antes e após o desafio cariogênico / Abstract: The aim of this in vitro study was to evaluate by Optical Coherence Tomography (OCT) analysis the bovine enamel restored with different materials submitted to cariogenic challenge. Twenty-four bovine incisors were selected, grounded and flattened to remove the first enamel surface and enamel thickness was measured in 1 mm. Cavities (1.5 x 0.5 mm) were prepared in the buccal surface of each tooth using a diamond bur (#3131) using a standard cavity preparation device. After that, teeth were randomly divided into 3 groups according to restorative material (n=8): Conventional Glass Ionomer Cement - KetacTM Molar Easymix (3M ESPE); Resin-Modified Glass Ionomer - VitremerTM (3M ESPE), and Resin Composite - FiltekTM Z350 (3M ESPE). All restorative procedures were performed according to the manufacturer's recommendations and by the same operator. After 24 hours it was performed finishing and polishing with diamond bur (#3139) and Sof-LexTM (3M ESPE) granulation medium to extra-fine. Analyzes were performed before and after the cariogenic challenge using OCT system (OCP930SR Thorlabs Inc.). Nine images were obtained from each specimen, which were analyzed by software (LabView 8) to obtain the total optical attenuation coefficient at two different distances from the restored area: 0-200?m or 200-400?m from the restoration margin. All specimens were submitted to pH-cycling to simulate the cariogenic challenge. For this, specimens were immersed in demineralizing solution for 6 hours and remineralizing solution for 18 hours for five days and two days in remineralizing solution. Data were submitted to ANOVA and paired t-test (p<0.05). Data from intra-examiner agreement were analyzed and was considered excellent (0.97). It was not observed difference among materials regarding the cariogenic challenge and areas of analysis (p>0.05). Considering before and after cariogenic challenge for each material, no significant difference was found for KetacTM Molar Easymix at 0-200?m (p=0.0932) and at 200-400?m (p=0.0986). However, statistically significant difference for VitremerTM (p=0.0246) and FiltekTM Z350 (p=0.0360) for both areas 0-200?m (p=0.0071) and 200-400?m (p=0.0014) was observed because of the increasing in optical attenuation coefficient after pH cycling, showing mineral loss. Within the conditions of the present study, it could be concluded that: 1) changes in bovine enamel were detected for resin-based materials since it was observed increase in optical attenuation coefficient, suggesting enamel mineral loss after cariogenic challenge; 2) Glass Ionomer Cement (KetacTM Molar Easymix) showed no difference between before and after cariogenic challenge indicating protective effects in enamel around the restoration; 3) no difference was found between the materials before or after the cariogenic challenge / Mestrado / Materiais Dentarios / Mestra em Materiais Dentários

Dans le dernier siècle, nombreux sciences ont enrichi leur syntaxe pour pouvoir modeler des interactions. Entre eux on peut compter l'informatique, la physique quantique, et aussi la biologie et l’économie : toutes ces sciences sont des exemples de domaines qui ont besoin d'une syntaxe et d'une sémantique soit pour la concurrence que pour la séquentialité.Les diagrammes des cordes sont bien adapté à cet effet. Dans leur syntaxe on peut retrouver deux compositions : une composition parallèle et une composition séquentielle, qui peuvent interagir à travers une loi d'interchange. Si on considère cette loi comme une égalité, les diagrammes de cordes sont une syntaxe pour les catégories monoidales strictes, avec une représentation graphique plus intuitive que les formules algébriques traditionnelles.Dans cette thèse, on étude cette syntaxe de dimension 2 et sa sémantique. On considéré la réécriture des diagrammes et on donne des applications de cet méthode :- une preuve détaillée du théorème de cohérence de MacLanes pour les catégories monoidales symétriques basée sur un système de réécriture convergent donnée en arXiv:1606.01722;;- une interprétation des dérivations de preuves avec les diagrammes de preuve pour le fragment MELL de la logique linéaire, qui capture l’équivalence de preuves. On peut vérifier la séquentialité en temps linéaire, c'est à dire vérifier si un diagramme corresponds à une preuve. Cette interprétation est une extension de celle pour le fragment MLL donnée en arXiv:1606.09016 en donnant aussi un résultat de élimination du coupure. / In the last century, several sciences enriched their syntax in order to model interactions.Not only computer science and quantum physics, but also biology and economicsare examples of fields requiring syntax and semantics for concurrency as wellas for sequentiality.String diagrams are suitable for that purpose. In that syntax, we have two compositions:the parallel one and the sequential one, which may interact by the interchangerule. If we consider this rule as an equality, string diagrams are a syntax for strictmonoidal categories, with a more intuitive graphical representation than traditionalalgebraic formulas.In this thesis, we study this 2-dimensional syntax and its semantics. We considerdiagram rewriting and we give two applications of those methods:• a detailed proof of Mac Lane’s coherence theorem for symmetric monoidal categoriesbased on convergent diagram rewriting, which is given in arXiv:1606.01722;• an interpretation of proof derivations by string diagrams for the MELL fragmentof linear logic, which captures proof equivalence. We get a linear sequentializabilitytest to verify if a diagram corresponds to a proof . This interpretationextends the one for the MLL fragment given in arXiv:1606.09016,providing also a cut-elimination result.

Les expériences de physique quantique ont atteint un niveau de contrôle permettant de préparer avec précision l'état quantique de nombreux systèmes physiques. Cela a mené à la naissance de l'optique quantique électronique, un sujet émergent qui vise à préparer, manipuler et caractériser l'état de courants électriques contenant quelques excitations électroniques se propageant dans un conducteur quantique ballistique. Ceci est un défi conséquent qui se heurte à la difficulté de caractériser un état quantique à N corps.Le sujet de cette thèse sera le développement de méthodes de traitement du signal quantique permettant d'accéder à une connaissance partielle d'un tel état pour des courants électriques quantiques. Une première méthode consiste à les analyser à nombre d'excitations fixé au travers des cohérences électroniques. Pour cela, nous élaborons une analyse de la cohérence à un électron en termes d'atomes de signaux électroniques. En combinant cela au protocole de tomographie par interférometrie HOM, nous présentons la première autopsie, fonction d'onde par fonction d'onde, d'un courant électrique quantique.Une autre approche consiste à examiner des indicateurs sondant directement l'état à N corps. Nous étudions le rayonnement émis par un conducteur quantique ainsi que la décohérence électronique d'une excitation à un électron. Ensuite nous analysons la distribution de probabilité de la chaleur dissipée par un système quantique mésoscopique. Dans ce cadre, nous développons une théorie de l'effet Joule en régime quantique et à explorons comment celle-ci pourrait permettre de sonder l'état à N corps / Quantum physics experiments have reached a level of precision and control that allows quantum state engineering for many systems. This has led to the birth of electron quantum optics, an emerging field which aims at generating, manipulating and characterizing quantum electrical currents built from few-electron excitations propagating within ballistic quantum conductors. This is challenging since it is generically impossible in practice to fully characterize the many-body state of a beam containing indistinguishable electrons. The thesis presents new quantum signal processing approaches for accessing, at least partially, to the quantum many-body state of quantum electrical currents.A first approach is to access such a state at few-particle levels through electronic coherences. We will thus present a new representation of single-electron coherence in terms of electronic "atoms of signal". Combining this signal processing algorithm to HOM tomography enables us to present the first autopsy, wavefunction by wavefunction, of an experimental electrical quantum current. Another method is to look for indicators giving information directly at the many-body level. We will investigate the radiation emitted by a quantum conductor and address the problem of decoherence of a general single-electron excitation. Finally, we will look at the heat deposited by a mesoscopic quantum system, leading to a quantum version of Joule heating and discuss how it gives an insight on the many-body state of the electron fluid

Lors de deux dernières décennies, la nano-structuration a permis une augmentation conséquente des performances thermoélectriques. Bien qu’à l’ origine le silicium (Si) ait une faible efficacité thermoélectrique, son efficacité sous forme de nanostructure, et notamment de nanofils, a provoqué un regain d’intérêt envers la conduction thermique au sein de ces nanostructures de Si. Bien que la conductivité thermique y ait été réduite de deux ordres de grandeur, les mécanismes de conduction thermique y demeurent flous. Une meilleure compréhension de ces mécanismes permettrait non seulement d’augmenter l’efficacité thermoélectrique mais aussi d’ouvrir la voie à un contrôle des phonons thermiques, de manière similaire à ce qui se fait pour les photons. L’objectif de ce travail de thèse était donc de développer une plateforme de caractérisation, d’étudier le transport thermique au sein de différentes nanostructures de Si et enfin de mettre en exergue la contribution du transport cohérent de phonons à la conduction thermique. Dans un premier temps, nous avons développé un système de mesure allant de pair avec une procédure de fabrication en salle blanche. La fabrication se déroule sur le site de l’institut de Sciences Industrielles et combine des manipulations chimiques, de la lithographie électronique, de la gravure plasma et du dépôt métallique. Le système de mesure est base sur la thermoreflectance : un changement de réflectivité d’un métal a une longueur d’onde particulière traduit un changement de température proportionnel. Nous avons dans un premier temps étudié le transport thermique au sein de simples membranes suspendues, suivi par des nanofils, le tout étant en accord avec les valeurs obtenues dans la littérature. Le transport thermique au sein des nanofils est bien diffus, à l’exception de fils de moins de 4 μm de long a la température de 4 K ou un régime partiellement balistique apparait. Une étude similaire au sein de structures périodiques 1D a démontré l’impact de la géométrie et l’aspect partiellement spéculaire des réflexions de phonons a basse température. Une étude sur des cristaux phononiques (PnCs) 2D a ensuite montré que même si la conduction est dominée par le rapport surface sur vole (S/V), la distance inter-trous devient cruciale lorsqu’elle est suffisamment petite. Enfin, il nous a été possible d’observer dans des PnCs 2D un ajustement de la conductivité thermique base entièrement sur la nature ondulatoire des phonons, réalisant par-là l’objectif de ce travail. / In the last two decades, nano-structuration has allowed thermoelectric efficiency to rise dramatically. Silicon (Si), originally a poor thermoelectric material, when scaled down, to form nanowires for example, has seen its efficiency improve enough to be accompanied by a renewed interest towards thermal transport in Si nanostructures. Although it is already possible to reduce thermal conductivity in Si nanostructures by nearly two orders of magnitude, thermal transport mechanisms remain unclear. A better understanding of these mechanisms could not only help to improve thermoelectric efficiency but also open up the path towards high-frequency thermal phonon control in similar ways that have been achieved with photons. The objective of this work was thus to develop a characterization platform, study thermal transport in various Si nanostructures, and ultimately highlight the contribution of the coherent phonon transport to thermal conductivity. First, we developed an optical characterization system alongside the fabrication process. Fabrication of the structures is realized on-site in clean rooms, using a combination of wet processes, electron-beam lithography, plasma etching and metal deposition. The characterization system is based on the thermoreflectance principle: the change in reflectivity of a metal at a certain wavelength is linked to its change in temperature. Based on this, we built a system specifically designed to measure suspended nanostructures. Then we studied the thermal properties of various kinds of nanostructures. Suspended unpatterned thin films served as a reference and were shown to be in good agreement with the literature as well as Si nanowires, in which thermal transport has been confirmed to be diffusive. Only at very low temperature and for short nanowires does a partially ballistic transport regime appear. While studying 1D periodic fishbone nanostructures, it was found that thermal conductivity could be adjusted by varying the shape which in turn impacts surface scattering. Furthermore, low temperature measurements confirmed once more the specularity of phonon scattering at the surfaces. Shifting the study towards 2D phononic crystals (PnCs), it was found that although thermal conductivity is mostly dominated by the surface-to-volume (S/V) ratio for most structures, when the limiting dimension, i.e. the inter-hole spacing, becomes small enough, thermal conductivity depends solely on this parameter, being independent of the S/V ratio. Lastly, we were able to observe, at low temperature in 2D PnCs, i.e. arrays of holes, thermal conduction tuning based on the wave nature of phonons, thus achieving the objective of this work.

Peat moorlands represent a nationally significant carbon store. Wildfires in peat moorlands release CO2 into the atmosphere, reducing the carbon store and burn into the seed bank preventing vegetation recovery. Burned areas of bare peat remain, known as ‘burn scars’ which are eroded by freeze thaw and desiccation, then weathered by precipitation and wind to cause discolouration of the water supply. A technique for the systematic monitoring of peat moorland burn scars is essential for informing land management and moorland restoration. Satellite data enables peat moorland burn scars to be monitored at the landscape scale for operational services e.g. European Forest Fire Information System (EFFIS). However, in the UK cloud is highly problematic for optical satellites and thermal data provides only a short window of opportunity for active fire detection. This thesis provides a unique line of enquiry by exploring the potential of Synthetic Aperture Radar (SAR) intensity and Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) coherence for burn scar characterisation and persistence, using a multi-temporal and multi-sensor approach for degraded peat moorland. The Peak District National Park (PDNP) was selected because it is a marginal moorland environment, which experiences high rates of peat erosion and will experience more wildfires, based on future projections of increased temperature, due to global warming. Initial SAR intensity results for the Bleaklow 2003 burn scar showed a clear post-fire increase of 7 dB for burned peat bog when acquired under wet conditions. Post-fire, dry − wet InSAR pairs were characterised by vegetation removal caused by combustion within the burn scar area, whereas wet − wet InSAR pairs characterised the burn scar, but also degraded peat moorland caused by previous wildfires blurring the new burn scar perimeter. Intensity differed significantly with slope for the PDNP 2003 wildfires, reducing the effectiveness of the technique for characterising burn scars on slopes facing away from the sensor, although these wildfires showed no significant difference on coherence for the inland bare ground class. When using coherence as a burn scar discriminator, this research found that it is essential to acquire InSAR pairs immediately post-fire with B⊥ < 550 m. Using a combination of intensity and coherence data a multi-difference colour composite was produced and an ISODATA classification applied. Results were reclassified to produce a burned area map with an overall map accuracy of 94% and Kappa Coefficient of 0.69 covering the Bleaklow and Kinder 2003 burn scars. Burn scars < 6 km2 provided a persistently higher burned area intensity signal for up to six months after the wildfire but only 2 − 3 months for coherence. The smaller Edale burn scar (0.10 km2) was characterised by 2 − 3 dB greater intensity for the burned area over a year after the wildfire. The Edale 2008 case study showed that L-band PALSAR data is less sensitive to characterising peat moorland burn scars compared to C-band data. This study therefore strongly recommends C-band data for peat moorland burn scar characterisation and monitoring. Future research will explore the new C-band Sentinel-1 data which offers improved spatial resolution and repeat-pass time.