We perform an event-by-event hydrodynamic analysis for Pb-Pb collisions at the incident energy of sqrt(sNN) = 2.76TeV, also studying the effects of two equations of state under the same initial conditions and freeze-out scenario: one characterized by a critical point and the other based on Lattice QCD (Quantum Chromodynamics) calculations. The observables of interest are particle spectra in terms of pseudorapidity and transverse momentum, as well as flow harmonics, which are coefficients that carry information on the initial anisotropies of the system throughout its evolution. Those are computed and compared with experimental Large Hadron Collider (LHC) data. There are slight differences in the results for each equation of state, caused by their distinct features. Lastly, the LHC-based calculations are compared with previous works related to the Relativistic Heavy-Ion Collider (RHIC) experimental data. The main techniques of the latter are performed in this work, which results in differences between some aspects in the outcome for each collision type, from initial energy distributions to freeze-out temperatures. / É feita uma análise de hidrodinâmica evento-por-evento para colisões de Pb-Pb à energia incidente de sqrt(sNN) = 2.76TeV. Estudamos os efeitos de duas equações de estado sob as mesmas condições iniciais e desacoplamento: uma é caracterizada por um ponto crítico e a outra é baseada em cálculos de Lattice QCD (Cromodinâmica Quântica). Os observáveis de interesse são os espectros de partículas em termos da pseudo rapidez e momento transversal, assim como os coeficientes harmônicos de Fourier que, por sua vez, carregam as anisotropias iniciais do sistema durante toda a sua evolução. Tais observáveis são calculados e comparados com dados experimentais do Large Hadron Collider (LHC). Por fim, os cálculos baseados em parâmetros referentes às energias do LHC são comparados com trabalhos anteriores feitos com base em dados experimentais do Relativistic Heavy-Ion Collider (RHIC). Os principais métodos usados no caso anterior são aplicados a este trabalho, o que resulta em algumas diferenças entre os resultados dos dois tipos de colisão, desde a distribuição de energia inicial a temperaturas de freeze-out.

Circuitos eletrônicos chaveados apresentam uma dinâmica extremamente elaborada, que ultimamente, vem sendo objeto de intensivas pesquisas. A característica primordial destes circuitos é a operação chaveada entre diferentes topologias de circuitos, o que ocasiona uma variedade de comportamentos não lineares, que incluem a ocorrência de cenários específicos de bifurcações e mesmo a presença da evolução caótica que podem surgir repentinamente vai colisão de borda. Este trabalho tem por objetivo caracterizar e compreender a dinâmica destes comportamentos no âmbito de uma classe específica de sistemas chaveados que envolvem os conversores DC/DC. A análise destes circuitos concentra desde a análise convencional apresentada na literatura até o desenvolvimento de modelos não lineares apropriados para o estudo dos mesmos. A abordagem de modelamento de Mapas Iterativos Discreto resulta em mapas que oferecem informação mais completas sobre o comportamento dinâmico desses sistemas. Estes mesmos circuitos são usualmente empregados em sistemas de potência de satélites que, conseqüentemente, apresentam comportamentos característicos da dinâmica dos conversores DC/DC. Com isso, além da necessidade de se caracterizar os fenômenos existentes nos sistemas de potência com circuitos conversores, surge a necessidade de se controlar a dinâmica do mesmo, abrindo um campo para se explorar as mais diversas técnicas de controle de caos.

Pulsares são objetos astrofísicos normalmente modelados como estrelas de nêutrons compactas, tendo como origem o colapso de outra estrela. Em um modelo que chamaremos canônico, supõe-se que os pulsares são descritos por corpos extremamente massivos e esféricos que giram em torno de si mesmos, compostos por um dipolo magnético cujo o eixo magnético via de regra se encontra desalinhado com o eixo de rotação. Esse desalinhamento seria responsável pela observação de radiação emitida em intervalos de tempo bem definidos em uma dada orientação (efeito farol), que é a característica observacional típica desse tipo de estrela. Observa-se que a frequência de rotação dos pulsares está decaindo lentamente com o tempo (spin down), implicando uma redução gradativa da velocidade angular de rotação ($Omega$). Esse decaimento pode ser quantificado por um parâmetro adimensional denominado índice de frenagem ("n"; em inglês: braking index), dado por $ n = Omega ddot{Omega}/ dot{Omega}^2$, onde o ponto indica derivada com relação ao tempo. O modelo canônico prevê que este índice possui um valor único para todos os pulsares, igual a três. No entanto, dados observacionais indicam que índices de frenagem reais são inferiores a três, o que representa um enigma. O objetivo principal desta pesquisa é a exploração de um modelo mais preciso para o decaimento do período orbital de pulsares. A partir da configuração de irradiação eletromagnética da energia rotacional de uma estrela de nêutrons proposta por Thomas Gold em 1968 e que é base para o modelo canônico, demonstramos a influência da variação do tamanho de uma estrela de nêutrons, admitindo a variação do seu raio, sobre o índice de frenagem da mesma, a partir da proposta de um modelo teórico. Observamos que o índice de frenagem diminui à medida em que o raio da estrela aumenta, o que também implica um momento de inércia maior. Essa contribuição não altera a irradiação da energia dipolar magnética, mas reduz a velocidade angular da estrela e, portanto, a frequência dos pulsos luminosos do pulsar, conforme se observa.

Estudamos o fenômeno de correlação entre dois bosons idênticos (efeito Hanbury Brown-Twiss) no caso de fontes em rápida expansão. Partimos da hipótese que, em colisões hadrônicas a altas energias, forma-se um plasma de quarks e gluons, o qual se expande de acordo com as equações do Modelo Hidrodinâmico de Landau. Ao atingir a temperatura crítica, o fluido sofre uma transição de fase de plasma para hadrons usuais, os quais são então emitidos. Estudamos a dependência da função de correlação de duas partículas em algumas grandezas, como por exemplo, no momento transversal médio das partículas finais e na massa do estado de plasma inicialmente formado. Analisamos também a compatibilidade dos cálculos efetuados com alguns dados experimentais disponíveis. Mostramos que a consideração de expansão da fonte emissora introduz efeitos cinemáticos importantes no comportamento da função de correlação. Assim sendo, os resultados usualmente obtidos com a hipótese de fontes estáticas devem ser completamente modificados no caso de fontes que se expandem rapidamente, como aquelas formadas em colisões hadrônicas a altas energias. / The phenomenon of correlation among two identical bosons (Hanbury Brown-Twiss effect) is studied for rapidly expanding sources. We consider the hypothesis of a quark-gluon plasma formation in high energy hadronic collisions, which expands according to Landau\'s Hydrodynamical Model. When the fluid reaches the critical temperature it undergoes a phase transition from plasma to ordinary hadrons t which are then emitted. We study the dependence of the two-particle correlation function on some quantities, such as the average transverse momentum of final particles and the mass of the initially formed plasma. Vile also analyse the compatibility of our resulte with some available experimental data. We show that the source expansion causes important kinematical effects Oh the behavior of the correlation function. Being so, the results usually obtained by means of static sources, should be completely changed in case of rapidly expanding ones, such as the sources formed in high energy hadronic collisions.

Neste trabalho buscamos explorar os efeitos do campo magnético, criado em colisões de íons pesados não-centrais, em estados ligados. Motivados pelo caso do átomo de hidrogênio, onde a presença do campo magnético deixa o estado mais ligado,estudamos o caso dos mésons B e D. Inicialmente trabalhamos com a equação de Schrödinger e utilizamos o modelo de potencial de Cornell que faz uma boa descrição da espectroscopoia de mésons pesados. Em seguida, utilizando as regras de soma da QCD, procuramos introduzir o efeito do campo magnético no cálculo da massa de mésons. O ponto de partida foi substituir o propagador livre dos quarks pelo propagador de Schwinger, que corresponde ao propagador de um férmion na presença de um campo magnético externo e constante. Tratamos do limite de campo fraco, onde eB « m2 « M2 e o de campo muito forte, onde eB » M2, sendo m a massa do quark leve e M a massa do quark pesado. Em todos os casos observamos uma tendência da queda na massa do méson devido ao campo magnético. Esta mudança poderia ter diversas implicações fenomenológicas, como por exemplo na taxa de produção do quarkonium, que ilustramos utilizando o modelo de evaporação de cor. / At the present work, we explore the effects of the magnetic field on bound states. Such field is generated by non-central heavy ion collisions. Since the presence of magnetic field results in more deeply bounded states for the hydrogen, we will analyze the cases of mesons B and D. Initially we investigate the Cornell potential in the Schrödinger equation, which is usually a good description of the spectroscopy of heavy mesons. Next, as we examine the model using QCD sum rules, we tried to introduce the magnetic field and its consequences in the meson mass calculation. The starting point was to substitute the free propagator of quarks by the Schwinger propagator, which corresponds to the propagator of a fermion in the presence of an external constant magnetic field. We explored the weak field limit, where eB « m2 « M2 and of very strong fields, where eB » M2, for m being the mass of the light quark and M the mass of the heavy quark. In all cases we observed a trend of decreased meson mass due to the magnetic field. These variations could have many phenomenological implications; for instance, the production rates of quarkonium, illustrated by the method of color evaporation.

De acordo com a literatura recente, a eletroquímica de partículas magnéticas e fenômenos de colisões em superfícies eletródicas resultam em curvas voltamétricas e amperométricas com perfis completamente destoados do convencional. Alguns modelos teóricos propõem explicações, no entanto, ainda se observa a necessidade de aquisição de mais dados experimentais. Visando contribuir com esta área, esta Dissertação de Mestrado aborda a manipulação de micropartículas e nanopartículas de magnetita modificadas com azul da Prússia (Fe3O4-PB), bem como o estudo das propriedades eletroquímicas das partículas na presença de um campo magnético externo. Filmes constituídos por micropartículas sobre eletrodos de carbono (grafite) foram obtidos por duas técnicas distintas, drop coating e magneto-deposição. Para ambos os métodos, os filmes apresentaram dois picos nos voltamogramas, um de oxidação (0,12 V) e outro de redução (-0,05 V), que estão associados ao par redox azul da Prússia/branco da Prússia. Para o filme obtido via drop coating, observaram-se correntes de pico mais elevadas. Também, micropartículas de Fe3O4-PB individuais foram isoladas (single particle) com auxílio de um microscópio óptico e analisadas por voltametria, onde se verificou o aparecimento de picos com os mesmos valores de potenciais. Utilizando os dois estados de comutação de campo (0,2 Tesla), ligado e desligado, foi possível controlar a presença e a ausência da partícula no eletrodo. Também, observaram-se diferenças nos valores de densidade de corrente nos cronoamperogramas para cada micropartícula de Fe3O4-PB e que a morfologia da micropartícula interfere significativamente na resposta eletroquímica. Por fim, e agora se tratando da eletroquímica de nanopartículas de Fe3O4-PB sobre um ultramicroeletrodo (UME) de ouro, controlaram-se as colisões das mesmas em diferentes condições experimentais, como na presença e na ausência de um campo magnético externo paralelo a superfície do eletrodo e com intensidades variadas (0,1 e 0,2 Tesla). Na ausência do campo, as nanopartículas que chegaram ao UME colidiram e se acumularam, gerando sinais eletroquímicos do tipo corrente staircase. Na presença de um campo de 0,1 T, observaram-se vários transientes de correntes (spikes) associados às colisões das nanopartículas, eventos esses não observados frequentemente na presença do campo de 0,2 T. Assim, esses resultados abrem a discussão da necessidade de se aperfeiçoarem os modelos que explicam os perfis das curvas voltamétricas e amperométricas para esses sistemas. / According to recent literature, the electrochemistry of magnetic particles and collision phenomena on surfaces result in unconventional voltammetric and amperometric responses. Some theoretical models has been proposed; however, experimental data are required for improve that. In order to contribute to this research area, this Master\'s Dissertation describes the manipulation of microparticles and nanoparticles of magnetite modified with Prussian blue (Fe3O4-PB), as well as the study of electrochemical properties of them in presence of an external magnetic field. Carbon (graphite) electrodes modified with microparticles were obtained by using two different techniques, (i) magneto-deposition and (ii) drop coating. For both, two peaks in the voltammograms were observed, related to oxidation (0.12 V) and reduction (-0.05 V), which are associated with redox couple Prussian blue / Prussian white. Higher peaks currents were observed for the film obtained via drop coating. Also, individual Fe3O4-PB microparticles (single particles) were isolated by using an optical microscope and analyzed by voltammetry, where there was the appearance of peaks with the same potential values. However, using two commutations magnetic states, \"switch on\" and \"switch off\", it was possible to monitor the presence and the absence of the particle on electrode. Also, there were differences in the values of current density in the chronoamperograms for each Fe3O4-PB microparticle, and the morphology of the microparticle significantly interfered in the electrochemical response. Finally, it was performed several electrochemical experiments regarding to collisions of Fe3O4-PB nanoparticles on a gold ultramicroelectrode. Controlled collisions in different experimental conditions were carried out, such as in the presence and absence of an external magnetic field parallel to the surface electrode, and also with intensities fields of 0.1 and 0.2 Tesla. In the absence of the field, the nanoparticles reached the UME and collided, resulting in electrochemical signals of this type staircase, due to accumulation of them. On the other hand, in the presence of a 0.1 T, we observed several transient currents (spikes) associated with the collisions of the nanoparticles. These events were not observed in the presence of the field of 0.2 T. Thus, these findings allow us to the discussion for improvements on the models for these systems, in order to explain the profiles of voltammetric and amperometric responses.

Nessa tese serão apresentadas medidas de anisotropia azimutal elíptica de elétrons de decaimentos de quarks pesados feitas no perimento de colisão de íons pesados ALICE (A Large Ion Collider Experiment, em inglês). As medidas foram obtidas em colisões de Pb-Pb com energia de centro de massa por par de nucleons (psNN) igual a 2.76 TeV com o colisor de hadrons LHC (Large Hadron Collider, em inglês). Colisões ultrarelativísticas de íons pesados podem alcançar temperaturas e/ou densidades de energia suficientemente altas para formar o Plasma de Quarks e Gluons (QGP, na sigla em inglês), o estado da matéria onde os partons estão desconfinados dos hadrons. O parâmetro de anisotropia azimutal elíptica é um dos observáveis mais importantes utilizados no estudo da formação do QGP. Esse parâmetro é quantificado pelo segundo harmônico, denominado v2, da distribuição do ângulo azimutal das partículas em relação ao ângulo do plano de reação, o qual é definido pela direção do parâmetro de impacto e pela direção do feixe de partículas. Medidas de anisotropia azimutal elíptica de quarks pesados (charm e beauty) são interessantes, pois os quarks pesados são sondas sensíveis às propriedades do QGP, visto que eles são predominantemente produzidos em processos iniciais de espalhamento duro e interagem com o meio desconfinado. Medidas de v2 de elétrons de decaimentos de quarks pesados em baixos valores de momento transversal indicam movimento coletivo de quarks pesados e possível termalização no QGP. Por outro lado, medidas de v2 de elétrons de decaimentos de quarks pesados em altos valores de momento transversal são interpretadas como uma dependência da geometria do meio por onde os quarks pesados atravessam e perdem energia. Serão mostrados resultados de v2 de elétrons de decaimentos de quarks pesados em função do momento transversal em colisões de Pb-Pb a psNN = 2.76 TeV em eventos com centralidades 20-40% e 30-50%. O resultado é comparado com previsões teóricas e medida obtida em colisões de Au-Au a psNN = 0.2 TeV no experimento RHIC. Resultados preliminares de v2 de elétrons de decaimentos de charm e beauty, separadamente, também serão mostrados em colisões de Pb-Pb a psNN = 2.76 TeV em eventos com centralidade 30-50%. / This thesis presents measurements of the elliptic azimuthal anisotropy of electrons from heavy-flavour decays with the A Large Ion Collider Experiment (ALICE). The measurement is performed for the first time in Pb-Pb collisions at center-of-mass energy per colliding nucleon pair psNN = 2.76 TeV at the Large Hadron Collider (LHC). In heavy-ion collisions at ultrarelativistic energies sufficiently high temperature and/or energy density can be achieved to form the Quark-Gluon Plasma (QGP), the state of matter predicted by Quantum Chromodynamics (QCD) in which quarks and gluons are deconfined from hadrons. One of the most important probes of the QGP formation is the elliptic azimuthal anisotropy, which is quantified by the second harmonic v2 of the particle azimuthal angle distribution with respect to the angle of the reaction plane, which is defined by the impact parameter direction and the beam direction. In addition, heavy quarks (charm and beauty) serve as a sensitive probe of the QGP properties since they are predominantly produced in initial hard scattering processes and interact with the deconfined medium. The transverse momentum dependence of the heavy-flavour decay electron v2 can be used to investigate the QGP properties. The measurement of v2 of electrons from heavy-flavour decays at low transverse momentum provides a way to test whether heavy quarks take part in the collective motion in the medium. Whereas, v2 of electrons from heavy-flavour decays at high transverse momentum is interpreted as a path length dependence of heavy-quark energy loss within the created dense medium. Results of the elliptic azimuthal anisotropy of electrons from heavy-flavour decays as a function of tranverse momentum obtained in 20-40% and 30-50% central Pb-Pb collisions at psNN = 2.76 TeV will be shown. The measurement is compared with theoretical predictions and previous measurement at the RHIC experiment. Preliminary measurements of the elliptic azimuthal anisotropy of electrons from charm and beauty as a function of tranverse momentum in 30-50% central Pb-Pb collisions at psNN = 2.76 TeV will be shown as well.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-11T16:29:13Z No. of bitstreams: 1 Deivith Gonçalves da Cunha.pdf: 2511425 bytes, checksum: 786639605f6e825944696008444ea00d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-11T16:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Deivith Gonçalves da Cunha.pdf: 2511425 bytes, checksum: 786639605f6e825944696008444ea00d (MD5) Previous issue date: 2015-03-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O uso de simuladores médicos é de grande importância para o estudo, diagnóstico e decisão sobre a melhor forma de tratamento de inúmeras patologias. Uma patologia que afeta inúmeras pessoas é o deslocamento ou displasia dos discos da articulação temporomandibular trazendo grandes transtornos no processo de abertura e fechamento da boca e fortes dores no momento da mastigação. O presente trabalho tem por objetivo modelar os deslocamentos mandibulares baseado em colisões entre os côndilos e as fossas temporais, bem como a interferência do disco articular com patologia na trajetória do movimento da mandíbula. O presente estudo utilizou dados reais de um paciente traduzidos por modelos tridimensionais de ossos reconstruídos a partir de imagens de tomografia computadorizada e de discos articulares reconstruídos a partir de imagens de ressonância magnética. O modelo de movimento da Articulação Tempormandibular é baseado no movimento mandibular de Posselt aliado ao tratamento de colisões entre as partes anatômicas em questão a partir de leis da física. Como resultado é apresentado comparações de trajetórias de movimento entre uma articulação saudável e uma articulação com patologia relacionada ao disco articular. No movimento realizado por uma ATM com anteposição de disco, a mandíbula é impedida de se deslocar corretamente, impossibilitando a abertura total da boca. / The use of medical simulators is of great importance for the study, diagnosis and decision about how best to treat numerous diseases. A condition that affects many people is the displacement or dysplasia of temporomandibular joint discs bringing major disruptions in the process of opening and closing the mouth and severe pain when chewing. This study aims to model the mandibular displacements based on collisions between the condyles and temporal fossa, and the disc with pathology interference on jaw motion trajectory. Real data as three-dimensional models of bones reconstructed from CT images and articular disc reconstructed from RM images was used as model parameters. The Tempormandibular joint motion model is based on Posselt’s mandibular movement joined to the processing of collisions between anatomical parts in question using physics laws. As a result is presented comparisons of motion trajectories between a healthy joint and a joint with pathology related to articular disk. In the motion carried by an ATM with disk fronting , the jaw is prevented from moving correctly, making it impossible to fully open the mouth.

Apresentaremos um estudo sobre a produção inclusiva de hádrons em colisões próton-próton (pp), através do espectro pT do momento transverso dos hádrons produzidos. É esperado que em regiões de grande densidade de glúons, que come çam a serem provadas por aceleredores de grande energia, a abordagem tradicional da QCD perturbativa não seja su ciente. Tal regime é caracterizado por fortes campos de cor descritos pela teoria efetiva do condensado de vidro de cor (CGC), mais apropriado neste caso para descrever os observáveis. Consideramos também uma possível extensão do modelo colinear, obtida pela adição de uma distribuição gaussiana inicial, que considera um momento transverso intrínsico anterior à interação dos pártons. Tal abordagem pode corrigir as de ciências do modelo colinear sem que tenhamos que recorrer ao CGC em algumas regiões cinemáticas. O modelo colinear é baseado na consagrada evolução DGLAP das funções de distribuição de pártons, prevendo uma forma de fatorização para calcularmos as seções de choque. Mas, quando consideramos regiões de grande densidade, é provável que outra forma de evolução governe a dinâmica das funções de onda hadrônica, levando estas até um regime saturado. Adentrando nesta região incerta, o modelo de fatorização colinear não é satisfatório e devemos considerar outras formas menos estabelecidas para gerar previsões sobre o espectro pT. Como resultado deste trabalho, comparamos estas abordagens distintas e as confrontamos com dados experimentais do RHIC e LHC. / We present a study of single inclusive hadron production in proton-proton collisions (pp) through the spectra of the transverse moment pT of the produced hadrons. It is expected that in regions of high density of gluons, which begin to be probed by high energy accelerators, the traditional approach of perturbative QCD is not enough. Such a regime is characterized by strong color elds described by the e ective theory of color glass condensate (CGC), more appropriate in this case to describe the observables. We also consider a possible extension of the collinear model, given by the addition of an initial Gaussian distribution, which considers an intrinsic transverse moment prior to the interaction of the partons. Such approach can correct the limitation of the collinear model without having to appeal to CGC in some kinematic regions. The collinear model is based on the established DGLAP evolution of the parton distribution functions, which provides a form of factorization to calculate the cross sections. But when we consider regions of high density, it is likely that another form of evolution governs the dynamics of the hadronic wave functions, guiding them to a saturated regime. Advancing in this uncertain region, the collinear factorization model does not work and we must consider less well-established ways to generate predictions about the pT spectrum. We compare these distinct theoretical approaches and confront their results against the RHIC and LHC data.

Estudos teóricos e experimentais acerca de danos em biomoléculas induzidos pela captura eletrônica em meio biológico têm sido largamente discutidos ao longo da última década. No presente trabalho, abordou-se o problema da captura eletrônica pelo nucleotídeo monofosfato 3\'-dGMP com técnicas de estrutura eletrônica, explorando estados ligados do ânion. Buscou-se investigar o ânion em fase gasosa e em solução aquosa, além de estimar barreiras de energia pontecial e energia livre associadas à sua dissociação (quebra da ligação ribose-fosfato). Utilizando os modelos de solvatação implícita (PCM) e explícita (simulação computacional com o método de Monte Carlo), concluiu-se que, em meio aquoso, o estado fundamental do ânion 3 -dGMP apresenta caráter de valência sobre a base nitrogenada (orbital com ocupação simples), em oposição ao resultado em fase gasosa, que prevê um estado ligado por dipolo. A barreira de dissociação, relativa ao estiramento da ligação entre os grupos ribose e fosfato, foi estimada em 16-30 kcal/mol, dependendo da técnica de solvatação utilizada. / Theoretical and experimental studies on the damage to biomolecules induced by electron attachment in the biological environment have been widely discussed over the past decade. In the present work, we addressed electron capture by the monophosphate nucleotide 3 -dGMP with electronic structure techniques, exploring bound anion states. We have investigated these anion states in gas phase and in aqueous solution, and estimated the potential and free energy barriers related to the dissociation reaction (breakage of the ribose-phosphate bond). Employing implicit (PCM) and explicit (computer simulation with the Monte Carlo method) solvation models, we have concluded that, in aqueous environment, the ground state of the 3-dGMP specie has valence character with the singly occupied molecular orbital localized on the base. In contrast, the gas phase results point out a dipole-bound ground state. The free energy barrier for the dissociation mechanism, according to the present results, would be around 16-30 kcal/mol in aqueous solution, depending on the salvation model.