Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1568529 bytes, checksum: 147a0674e2727bd463b090587ba885b5 (MD5) Previous issue date: 2010-07-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A model of an international energy matrix, ideally based on renewable and cleaner energy regarded to petrol, is justified because of the increasing awareness on the global warming issue. Moreover, researches on biofuel, as an alternative source of energy, are essential to guarantee the current ranking of the Brazilian energy autonomy, in addition to the interest in production of surplus so to guarantee exportation and generation of foreign exchange. Cellulose is the most abundant renewable biomass in the planet, therefore a good energetic alternative to petrol. Sugarcane has 2/3 of its mass in lingocellulosic material, an abundant energetic resource which is not efficiently used by the current technologies, therefore, representing an enormous potential for the production of lingocellulosic ethanol. Cellulose can be hydrolyzed in glucose residuals by enzymatic treatment as well as base of acids. Technically, there are some barriers associated to acid and /or enzymatic hydrolysis which need to be overcome. Considering enzymatic hydrolyses, the reaction takes place in a non-aggressive medium, however it takes a long waiting time (from 60 to 72 hours) to occur and the lignin compound is one of the main obstacles for the enzyme access to the cellulose. Thus, the present work aimed at obtaining progress for researches on cellulosic ethanol from the bagasse and, potentially, from other sugarcane by-products through selection of clones that shows high potential bioconvertibility fibers. The experiment was made up of 286 clones and 2 witnesses (RB867515 and SP80-1842) in 25 blocks. They were selected from 13 families of half-siblings and they were vegetative propagation first generation clones. Accordingly, it was carried out correlations among desirable biochemical and agronomical traits, evaluating the cause and effect relationship on fibers and lignin of the stem. It was also estimated the possibility on defining characters which have to be used to carry out a recurrent selection program on sugarcane aiming at alcohol production. It was selected 10 clones with highest lignin content and 10 clones with the lowest lignin content in the bagasse. Those 20 clones were evaluated for the possibility in obtaining a higher glucose content after enzymatic hydrolysis process for cellulosic alcohol production. It could be observed that the higher the content of lignin in the bagasse, the lower the content of glucose produced at the end of hydrolyzesprocess. It was also observed that hemicellulose is more efficient on the conversion than saccharification. Hemicellulose functions as a positive factor on fermentable sugar production for fermentation, because it breaks down cellulose structure allowing access of the enzymes and because of its rupture it supplies glucose molecules for fermentation. Therefore, selected clones show a high potential use on sugar cane genetic breeding, even though it is still needed phenotypic and gene expression analysis studies, enzymatic quantification and syntheses of metabolic, correlating them to syntheses of lignin. / Um modelo de matriz energética mundial, idealmente baseado em fontes mais limpas e renováveis de energia em relação ao petróleo, se justifica pela crescente preocupação com a questão do aquecimento global. Além disso, pesquisas em biocombustíveis como fontes alternativas de energia são essenciais para garantir a atual posição de autonomia energética brasileira, além do interesse pela produção de excedentes para garantir a exportação e geração de divisas. Celulose é a biomassa renovável mais abundante na face da terra e por isso, uma boa alternativa energética em relação ao petróleo. Cana de açúcar apresenta na sua massa 2/3 de sua massa em material ligno-celulósico, um recurso energético abundante não utilizado eficientemente por meio das tecnologias atuais, representando portanto, um enorme potencial para a produção de etanol ligno-celulósico. A celulose pode ser hidrolisada em resíduos de glicose tanto por tratamento enzimático ou a base de ácidos. Há inconvenientes associados à hidrólise ácida e/ou enzimática do ponto de vista técnico e que precisam ser superados. No caso da hidrólise enzimática, a reação ocorre em meio não agressivo, porém, requer um longo tempo de espera (60 a 72 horas) e a componente lignina apresenta-se como um dos principais barreiras para o acesso da enzima a celulose. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo obter avanços nas pesquisas em etanol celulósico a partir do bagaço e, potencialmente, outros resíduos provenientes do processamento da cana-de-açúcar, por meio da seleção de clones que apresentem fibra com elevado potencial de bioconversibilidade. O experimento foi composto por 286 clones e 2 testemunhas (RB867515 e SP80-1842) em 25 blocos. Tais clones foram selecionados de 13 famílias de meios-irmãos e constituíram clones de primeira geração de propagação vegetativa. Para isso efetuou correlações entre características agronômicas e bioquímicas desejáveis, avaliando a relação causa e efeito sobre o fibras e lignina dos colmos. Também estimou-se a possibilidade de definir os caracteres que deverem ser empregados para conduzir um programa de seleção recorrente em cana-de-açúcar visando à produção de álcool celulósico. Dos clones foram selecionas os 10 que apresentaram maior teor de lignina e os 10 que apresentaram menor teor de lignina no bagaço de cana. Os 20 clones foram avaliados quanta a possibilidade de se obter um maior teor de glicose após o processo de hidrólise enzimática para produção de álcool celulósico. Foi possível observar que quanto maior o teor de lignina no bagaço menor o teor de glicose produzida ao final do processo de hidrólise. Também foi observado que o caráter hemicelulose teve maior correlação com a sacarificação. A hemicelulose funciona como um fator positivo na produção de açúcares fermentáveis para a fermentação, pois abre a estrutura da celulose permitindo acesso enzimático e pela sua quebra fornece moléculas de glicose para a fermentação. Portanto os clones selecionados apresentam potencial para aplicação no melhoramento genético da cana de-açúcar, mesmo que ainda sejam necessários estudos complementares fenotípicos e de análise expressão gênica, quantificação enzimática e síntese de metabólicos, correlacionando-os com a síntese de lignina.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA11MA116.pdf: 1391947 bytes, checksum: 452ae8e6b14145386d67ad7b97589c53 (MD5) Previous issue date: 2011-12-06 / The genetic improvement programs for dairy cattle give more focus in production traits, with negative consequences in the genetics for functional traits like fertility, longevity and health. Selection for conformation can minimize the negative effects for some characteristics, like the mammary health, with gains on longevity. Farmers and technicians have used selection for conformation, especially rump, aiming improve fertility, although without scientific evidence of its efficacy. In this way, this work aimed to study the influence of some linear type traits on calving interval in Holstein cows in South of Brazil. The Holstein Cattle Breeder´s Association of Paraná State (APCBRH) supplied the data for this study. Linear type traits with possible influence on fertility (width and rump angle, chest width, body depth, rear leg side view, foot angle and angularity) were studied using a scale from 1 to 9 points. Calving interval (CI) was used as fertility trait. After editing the data comprised linear classification of 23,014 cows, from 248 herds, classified from 2000 to 2010, daughters of 797 sires. Variance components for heritability and genetic correlation were estimated with Restricted Maximum Likelihood method (REML), using MIXED procedure of statistics package SAS. Heritability for type traits and CI were estimated, as well as genetic correlations among type traits and these with CI. For heritability evaluation for CI and genetic correlation of type traits with CI, information about 51,237 calving intervals of 24,740 cows, of 294 herds, calved between 2000 and 2010, daughters of 1,003 sires were utilized. To evaluate the effect of the conformation of the cows in the CI, the cows were divided in three scores for each trait type, with low score (linear classification 1 to 3), middle score (linear classification 4 to 6) and high score (linear classification 7 to 9). Heritability estimates ranged from 0,09 to 0,24, with the lower values for traits of the category legs and feets. Heritability estimation for CI too was of low magnitude (0,05). Genetic correlation estimations among type traits were also, in general, of low magnitude, with the higher value between chest width and body depth (0,52). Rump width and rump angle showed negative genetic correlation (-0,33), with selection for rump width can lead to an increasing in cows with high pins. Genetic correlation estimations between type traits and CI were, mostly, low. The ones with higher genetic correlation with CI were: foot angle (0,41), rear leg side view (-0,36), rump width (-0,33) and angularity (0,32). Rump angle did not show genetic correlation with CI, however, cows with high pins (score 1 to 3) showed phenotypically longer CI, although with discrete differences in relation to cows with intermediate rumps or low pins (2,5 and 4,7 days, respectively). Rump width did not affect the phenotypic value of CI. Selection for this character may lead to few gains for fertility, although with negative effects to rump angle and rear leg side view, due to negative genetic correlations (-0,33 and -0,35, respectively). For angularity, unfavorable genetic correlation with CI was observed and substantially longer CI were related to more angular cows too, particularly in older cows. We concluded that the estimated genetic correlations of some type traits with calving interval provided information for the practice of selection for type , with the purpose of providing improvements in in the reproductive efficiency of dairy herds. The selection order to avoid cows with inverted rump does not determine genetic gain for fertility. However, cows with high pins have reversed phenotypically calving interval slightly longer. Selection for increased width of rump may bring some increase in fertility, however, with negative consequences on the genetic merit of other type traits. Selection for high angularity should be prevent due the reduction of fertility / Os programas de melhoramento genético têm dado maior ênfase à seleção para as características produtivas, com consequências negativas sobre características funcionais, tais como fertilidade, longevidade e sanidade. A seleção para conformação tem conseguido minimizar parcialmente os efeitos negativos para algumas características, como, por exemplo, a sanidade da glândula mamária, com ganhos sobre longevidade. Produtores e técnicos tem utilizado a seleção para conformação, em especial da garupa, com o intuito de melhorar a fertilidade das vacas, faltando, entretanto, a devida comprovação científica de sua eficácia. Neste sentido, objetivou-se estudar a influência de algumas características lineares de tipo sobre o intervalo de partos em vacas da raça Holandesa no Sul do Brasil. Os dados utilizados foram fornecidos pela Associação Paranaense de Criadores de Bovinos da Raça Holandesa (APCBRH). Estudaram-se características lineares de tipo, com possível influência sobre fertilidade (largura e inclinação de garupa, largura de peito, profundidade corporal, pernas vista lateral, ângulo de casco e angulosidade), sendo as mesmas avaliadas na escala de 1 a 9 pontos. O indicador de fertilidade avaliado foi o intervalo de partos (IP). O arquivo utilizado continha 23.014 vacas classificadas no período de 2000 a 2010, oriundas de 248 rebanhos, filhas de 797 touros. Os componentes de variância para a estimativa das herdabilidades e das correlações genéticas foram obtidas pelo método da Máxima Verossimilhança Restrita (REML), utilizando-se o procedimento MIXED do pacote estatístico SAS. Foram estimadas as herdabilidades para características de tipo e IP, assim como as correlações genéticas entre características de tipo e destas com IP. Para estimativa da herdabilidade do IP e das correlações genéticas das características de tipo com o IP foram utilizadas informações de 51.237 intervalos de parto de 24.740 vacas, paridas entre 2000 e 2010, filhas de 1003 touros, pertencentes a 294 rebanhos. Para avaliar o efeito da conformação das vacas, as mesmas foram divididas em três escores de pontuação para cada característica de tipo, sendo escore baixo (pontuação linear de 1 a 3), escore intermediário (pontuação linear de 4 a 6) e escore alto (pontuação linear de 7 a 9). As estimativas de herdabilidade variaram de 0,09 a 0,24, sendo os valores mais baixos para as características da categoria pernas e pés. A estimativa de herdabilidade para IP foi de baixa magnitude (0,05). As estimativas das correlações genéticas entre as características de tipo foram, em geral, de pequena magnitude, sendo o maior valor observado entre largura de peito e profundidade corporal (0,52). As características largura e inclinação de garupa apresentaram correlação genética negativa (- 0,33), sendo que, a seleção para garupa larga poderá levar a um aumento na frequência de vacas com garupa invertida. As estimativas de correlações genéticas entre as características de tipo e IP foram, em sua maioria, baixas. Dentre as características de tipo as que apresentaram maior correlação genética com IP foram: ângulo de casco (0,41), pernas vista lateral (-0,36), largura de garupa (-0,33) e angulosidade (0,32). A inclinação de garupa não apresentou correlação genética com IP, entretanto, vacas com garupa invertida (escore 1 a 3) apresentaram fenotipicamente IP significativamente mais longos, porém com diferenças discretas em relação às vacas com garupa intermediária ou escorrida (2,5 e 4,7 dias, respectivamente). A largura de garupa não afetou o valor fenotípico do IP (P > 0,05). A seleção para esta característica poderia trazer pequenos ganhos para fertilidade, porém com efeitos negativos sobre a inclinação de garupa e pernas vista lateral, devido a correlações genéticas negativas com estas características (-0,33 e -0,35, respectivamente). Para angulosidade, além da correlação genética desfavorável com intervalo de partos, também foram observados IP substancialmente mais longos em vacas mais angulosas, especialmente em vacas mais velhas. Conclui-se que as correlações genéticas estimadas de algumas características de tipo com intervalo de partos fornecem subsídios para a prática de seleção para tipo, com a finalidade de proporcionar melhorias na eficiência reprodutiva dos rebanhos leiteiros. A seleção visando evitar vacas com garupa invertida não determina ganhos genéticos para fertilidade. Entretanto, vacas com garupas invertidas apresentam fenotipicamente intervalos de partos discretamente mais longos. A seleção para aumento da largura de garupa poderá trazer algum incremento em fertilidade, porém, com consequências negativas sobre o mérito genético de outras características de tipo. A seleção para elevada angulosidade deve ser evitada devida à redução da fertilidade

O fator de compressibilidade (Z) de gás natural é utilizado em vários cálculos na engenharia de petróleo (avaliação de formações, perda de carga em tubulações, gradiente de pressão em poços de gás, cálculos de balanço de massa, medição de gás, compressão e processamento de gás). As fontes mais comuns de valores de Z são medições experimentais, caras e demoradas. Essa propriedade também é estimada por correlações empíricas, modelos baseados no princípio dos estados correspondentes ou equações de estado (EOS). Foram avaliadas as capacidades das EOS de Soave-Redlich-Kwong (SRK), Peng-Robinson (PR), Patel-Teja (PT), Patel-Teja-Valderrama (PTV), Schmidt-Wenzel (SW), Lawal-Lake-Silberberg (LLS) e AGA-8 para previsão desta propriedade em aproximadamente 2200 pontos de dados experimentais. Estes pontos foram divididos em quatro grupos: Grupo 1 (Presença de frações C7+, Grupo 2 (temperaturas inferiores a 258,15 K), Grupo 3 (pressões superiores a 10000 kPa) e Grupo 4 (pressões inferiores a 10000 kPa). Os cálculos utilizando as equações de estado sob diferentes esquemas de previsão de coeficientes binários de interação foram cuidadosamente investigados. Os resultados sugerem que a EOS AGA-8 apresenta os menores erros para pressões de até 70000 kPa. Entretanto, observou-se uma tendência de aumento nos desvios médios absolutos em função das concentrações de CO2 e H2S. As EOS PTV e a EOS SW são capazes de predizer o fator de compressibilidade (Z) com desvios médios absolutos entre os valores calculados e experimentais com precisão satisfatória para a maioria das aplicações, para uma variada faixa de temperatura e pressão. Este estudo também apresenta uma avaliação de 224 métodos de cálculo de Z onde foram utilizadas 8 correlações combinadas com 4 regras de mistura para estimativa de temperaturas e pressões pseudorreduzidas das amostras, junto com 7 métodos de caracterização das propriedades críticas da fração C7+, quando presente na composição do gás. Em função dos resultados são sugeridas, para diferentes tipos de sistemas, as melhores combinações de correlações com regras de mistura capazes de predizer fatores de compressibilidade (Z) com os menores erros absolutos médios relativos / The compressibility factor (Z-factor) of natural gases is necessary in many petroleum engineering calculations (evaluation of formation, pressure drop through a pipe, pressure gradient in gas wells, material balance calculations, gas metering, gas compression and processing). The most common sources of Z-factor values are experimental measurements, which are expensive and time consuming. This property is also estimated from empirical correlations, corresponding state models or equations of state (EOS) when experimental data is unavailable. Capabilities of Soave-Redlich-Kwong (SRK), Peng-Robinson (PR), Patel-Teja (PT), Patel-Teja-Valderrama (PTV), Schmidt-Wenzel (SW), Lawal-Lake-Silberberg (LLS) and AGA-8 to predict this property of 2200 data points under various schemes of binary interaction numbers are thoroughly investigated. This database was split on four groups: Group 1 (presence of hydrocarbon plus fraction - C7+), Group 2 (temperatures lower than 258.15 K), Group 3 (pressures higher than 10000 kPa) e Group 4 (pressures lower than 10000 kPa). The best results were obtained from EOS AGA-8 for pressures up to 70000 kPa. However, an increasing trend in average absolute deviations was observed as a function of CO2 e H2S concentrations. EOS PTV and EOS SW are capable to predict the compressibility factor (Z) with average absolute deviation between calculated and experimental values with satisfactory accuracy for most applications for a wide range of temperature and pressure. This study also presents an evaluation of 224 possible methods of calculating the gas compressibility factor, based on 8 correlations and corresponding state models, combined with 4 mixing rule that predict the pseudo-reduced pressure and temperatures of the mixture, that were combined with 7 methods of characterizing the plus fraction critical properties when present in the gas composition. Results suggest for different systems conditions, the best correlation and mixing rule combination capable of predicting Z-factor with the least average absolute relative error

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-08-15Bitstream added on 2014-06-13T18:39:45Z : No. of bitstreams: 1 lima_rc_me_ilha.pdf: 1256958 bytes, checksum: 10a524377229cb4e6d18c7e9e223d14e (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A cultura do milho apresenta sistema radicular com alto potencial de desenvolvimento. Assim sendo, os atributos físicos do solo são de extrema importância à sua produtividade, uma vez que em condições adversas podem dificultar a penetração das raízes, e conseqüentemente limitar o adequado aproveitamento dos nutrientes e da água disponível. No ano de 2005, na Fazenda Bonança (Agropecuária Dahma), município de Pereira Barreto (SP), Brasil (20o40’12’’ latitude S; 51o01’50’’ longitude W), foi instalado o presente ensaio em uma área irrigada por pivô central e manejada no sistema de integração agricultura-pecuária, com plantio direto de milho sobre brachiária. Os atributos analisados foram: produtividade de forragem do milho (MSF), macroporosidade (MA), microporosidade (MI), porosidade total (PT), densidade (DS), resistência à penetração (RP) e umidade gravimétrica (UG) de um Latossolo Vermelho Distrófico (Acrustox Háplico), nas profundidades 1 (0-0,10 m), 2 (0,10- 0,20 m) e 3 (0,20-0,30 m). O objetivo foi estudar a variabilidade e as correlações lineares e espaciais entre os atributos da planta e do solo, visando selecionar um indicador da qualidade física do solo de boa representatividade para a produtividade da forragem. Foi instalada a malha geoestatística para a coleta dos dados do solo e da planta, contendo 125 pontos amostrais, numa área de 2500 m2 e declive homogêneo de 0,025 m/m. No geral, os atributos estudados, além de não terem revelado distribuição aleatória, apresentaram variabilidade entre baixa e muito alta. Seguiram padrões espaciais claramente definidos, com alcances da dependência espacial entre 6,6 e 31,1 metros. Assim, o maior alcance que poderá assegurar extrema semelhança em magnitude para qualquer atributo estudado, e que poderá alimentar os pacotes computacionais direcionados à... / Corn crops have great potential of root development. Therefore, the physical soil features are of great importance to the crops yields, as the unfavorable conditions may hinder root penetration and, thus, limit the nutrient and available water uptake. This experiment was established in 2005, on Bonança Farm (Dahma Agrarian), in Pereira Barreto (SP), Brasil (20°40’12’’ latitude S; 51°01’50’’ longitude W), in an area which was irrigated with centerpivot and managed according to the crop-livestock integration system, with corn under the notillage on Brachiaria. The analyzed characteristics were: corn forage yield (CFY), macroporosity (MA), microporosity (MI), total porosity (TP), density (SD), penetration resistance (PR) and gravimetric moisture (GM) of a Typic Hapludox in the depths of 1 (0- 0.10 m), 2 (0.10-0.20 m) and 3 (0.20-0.30 m). The objective was to study the variability and the linear and spatial correlations between the plant and the soil features, aiming at selecting an indicator for the physical quality of the soil which represents forage yield. A geostatistical mesh was installed for data collecting regarding the soil and the plant, with 125 sampling stations, in an area of 2500 m2 and homogeneous slope of 0.025 m/m. On the whole, the evaluated features, besides not showing random distribution, showed variability between low and very high. Spatial patterns which were clearly defined with the ranges of spatial dependence between 6.6 and 31.1 m have been followed. Therefore, the greatest range which can assure extreme magnitude similarity for any of the studied features, and which will be able to feed the software designed for precision farming, must be of 31.1 m. Despite the fact that the simple linear correlation between CFY and MI2 was low, it was extremely significant. However, from the spatial point of view, there has been high inverse correlation...(Complete abstract click electronic access below)

Investigamos as propriedades quânticas conjuntas dos três feixes intensos de luz produzidos por um oscilador paramétrico ótico (OPO) operando acima do limiar, denominados bombeio, sinal e complementar. Analisamos experimentalmente as flutuações quânticas de intensidade e fase destes feixes, e como se correlacionam. Observamos pela primeira vez a presença de correlações quânticas entre as fases dos três campos. O ruído observado na soma das fases de sinal e complementar, Vq12=1,28(3)>1, passa a apresentar compressão de ruído após ser corrigido pelas flutuações de fase do feixe de bombeio, resultando em (Vq12)\' =0,84(3)<1. Para potências mais altas de bombeio, observamos também a existência de correlações quânticas diretamente entre as amplitudes do feixe de bombeio e um dos feixes convertidos (sinal ou complementar); a máxima compressão de ruído medida correspondeu a Vp02=0,86(3)<1. Estendemos nosso estudo às propriedades de emaranhamento deste sistema tripartite, para tanto utilizando dois critérios distintos. Nossos dados apontam a separabilidade do sistema no regime de operação estudado, em contradição com o modelo teórico. Utilizando o critério de emaranhamento de P. van Loock e A. Furusawa, obtivemos os seguintes valores para as combinação de variâncias que comprovariam a inseparabilidade caso fossem menores que 2: V0=1,29(5)<2, V1=2,04(11)>2 e V2=2,09(7)>2. Com relação ao segundo critério de separabilidade, positividade sob transposição parcial, obtivemos os seguintes autovalores simpléticos a partir da matriz de covariância medida: A0=0,94(8) e A1=0,36(6)<1, em que o emaranhamento seria evidenciado caso A0<1 e A1<1. Esta discordância com a previsão teórica está relacionada a um ruído clássico espúrio observado no sistema, cujas características são levantadas nesta tese. Nossa análise indica os rumos a serem seguidos para a observação do emaranhamento. Mostramos teoricamente que o emaranhamento tripartite previsto pode ser utilizado como recurso para a criação de um sistema emaranhado multipartite. Para tanto, diversos OPOs são utilizados em uma configuração em cadeia, na qual o feixe de bombeio refletido pelo primeiro OPO serve de bombeio para o segundo e assim sucessivamente. Este esquema permite a geração de uma rede quântica multicolor escalável. Por fim, descrevemos a construção de um laser de Ti:safira que representa o primeiro passo na integração entre luz não-clássica e física atômica a ser investigada em nosso laboratório. Este laser pode ser utilizado, ao mesmo tempo, como bombeio do OPO e de uma nuvem de átomos. O emaranhamento tripartite gerado no OPO estabeleceria a conexão destes últimos com os feixes convertidos, cujos comprimentos de onda possibilitariam a transmissão direta destes feixes de luz através de fibras óticas comerciais de telecomunicação. / We have investigated the collective quantum properties of the three bright light beams produced by an optical parametric oscillator (OPO) operating above threshold, named pump, signal, and idler. We have analyzed experimentally their intensity and phase quantum fluctuations, and how they are correlated. For the first time, we have observed the existence of phase quantum correlations among the three beams. The measured phase-sum noise between signal and idler, Vq12=1,28(3)>1, presents squeezing when corrected by the phase fluctuations of the pump beam, resulting in (Vq12)\'=0,84(3)<1. For higher pump powers, we have observed the existence of amplitude quantum correlations directly between pump and one of the downconverted beams (signal or idler); the maximum measured squeezing level corresponded to the noise Vp02=0,86(3)<1. Our investigations included the entanglement properties of this tripartite system, tested by two different criteria. Our data points to the separability of the system in the accessible regime of operation, in contradiction with the theoretical predictions. Applying the criterion by P. van Loock and A. Furusawa, we have obtained the following values of combinations of variances which would attest the inseparability in case values smaller than 2 would be obtained: V0=1,29(5)<2, V1=2,04(11)>2, and V2=2,09(7)>2. For the second criterion, the positivity under partial transpose, we have obtained the following symplectic eigenvalues calculated from the measured covariance matrix: A0=0,94(8) and A1=0,36(6)<1, where entanglement is attested in case A0<1,and A1<1. This discrepancy with the theoretical prediction is caused by a classical spurious noise observed in the system, which characteristics are investigated in this thesis. Our analysis indicates the path to successfully observe tripartite entanglement. We show theoretically that the predicted tripartite entanglement can be employed as a resource for the construction of a multipartite entangled system. This is accomplished by pumping several OPO\'s with the same optical field, such that the pump beam reflected by the first OPO is utilized to pump a second one, and so on. This scheme allows the generation of a multicolor scalable quantum network. Finally, we describe the construction of a Ti:sapphire laser which represents the first step in the integration between non-classical light and atomic physics to be investigated in our laboratory. This laser could be employed at the same time to pump an OPO and to interact with a cloud of atoms. The tripartite entanglement produced by the OPO could then entangle the atoms to the downconverted beams, which wavelength would allow the transmission of these beams through commercial optical fibers for telecom.

Given a very large dataset of moderate-to-high dimensionality, how to mine useful patterns from it? In such cases, dimensionality reduction is essential to overcome the well-known curse of dimensionality. Although there exist algorithms to reduce the dimensionality of Big Data, unfortunately, they all fail to identify/eliminate non-linear correlations that may occur between the attributes. This MSc work tackles the problem by exploring concepts of the Fractal Theory and massive parallel processing to present Curl-Remover, a novel dimensionality reduction technique for very large datasets. Our contributions are: (a) Curl-Remover eliminates linear and non-linear attribute correlations as well as irrelevant attributes; (b) it is unsupervised and suits for analytical tasks in general not only classification; (c) it presents linear scale-up on both the data size and the number of machines used; (d) it does not require the user to guess the number of attributes to be removed, and; (e) it preserves the attributes semantics by performing feature selection, not feature extraction. We executed experiments on synthetic and real data spanning up to 1.1 billion points, and report that our proposed Curl-Remover outperformed two PCA-based algorithms from the state-of-the-art, being in average up to 8% more accurate. / Dada uma grande base de dados de dimensionalidade moderada a alta, como identificar padrões úteis nos objetos de dados? Nesses casos, a redução de dimensionalidade é essencial para superar um fenômeno conhecido na literatura como a maldição da alta dimensionalidade. Embora existam algoritmos capazes de reduzir a dimensionalidade de conjuntos de dados na escala de Terabytes, infelizmente, todos falham em relação à identificação/eliminação de correlações não lineares entre os atributos. Este trabalho de Mestrado trata o problema explorando conceitos da Teoria de Fractais e processamento paralelo em massa para apresentar Curl-Remover, uma nova técnica de redução de dimensionalidade bem adequada ao pré-processamento de Big Data. Suas principais contribuições são: (a) Curl-Remover elimina correlações lineares e não lineares entre atributos, bem como atributos irrelevantes; (b) não depende de supervisão do usuário e é útil para tarefas analíticas em geral não apenas para a classificação; (c) apresenta escalabilidade linear tanto em relação ao número de objetos de dados quanto ao número de máquinas utilizadas; (d) não requer que o usuário sugira um número de atributos para serem removidos, e; (e) mantêm a semântica dos atributos por ser uma técnica de seleção de atributos, não de extração de atributos. Experimentos foram executados em conjuntos de dados sintéticos e reais contendo até 1,1 bilhões de pontos, e a nova técnica Curl-Remover apresentou desempenho superior comparada a dois algoritmos do estado da arte baseados em PCA, obtendo em média até 8% a mais em acurácia de resultados.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-05-25T14:39:16Z No. of bitstreams: 1 Barbara Camboim Lopes de Figueiredo.pdf: 2032958 bytes, checksum: d463c6ab534a96f1ce5aac33c2dde210 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-25T14:39:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbara Camboim Lopes de Figueiredo.pdf: 2032958 bytes, checksum: d463c6ab534a96f1ce5aac33c2dde210 (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The study of climate has great importance, given that a variation of climatic elements affect the economy of a certain region and life of the inhabitants. Climate variables temperature, humidity, atmospheric pressure, solar radiation, precipitation and wind can be affected by geophysical and environmental factors such as latitude, altitude, air mass, proximity to sea, sea currents and vegetation. Wind is the most complex climate element representing the natural phenomenon of turbulence, it is characterized by high temporal and spatial variability. Wind is generated by atmospheric air mass movement, and has influence on various environmental phenomena such as soil erosion, pollutant dispersal and transport of pollen and seeds. Knowing wind speed temporal and spatial distribution is crucial to evaluate the potential for generation of eolic energy. In this work we study long-term correlations in wind speed temporal series registered at twelve meteorological stations in the state of Pernambuco, Brazil. To this end we apply Multifractal Detrended Fluctuation Analysis (MF-DFA) on hourly wind speed data for the period 2008-2011. All the analyzed series exhibit multifractal properties with generalized Hurst exponents above 0.5 indicating persistent temporal dynamics for both, small and large fluctuations. We also calculate other multifractal measures Rényi exponent and singularity spectrum, and complexity parameters, position of maximum, width and asymmetry of multifractral spectrum. No correlation was detected between complexity parameters and the geographic parameters longitude, latitude and altitude of the station, except for asymmetry of multifractal spectrum: negative correlation with longitude for maximum wind speed and negative correlation with latitude for average wind speed. However for all stations the strength of multifractality (indicated by width of multifractal spectrum) is greater for maximum wind speed then for average wind speed. These results contribute to a better understanding of the nature of stochastic processes governing wind dynamics which is necessary for development of more accurate predictive models for wind speed temporal variability and diverse phenomena influenced by wind. / O estudo do clima tem grande importância visto que a variação em elementos climáticos afeta a economia de uma região e a vida das pessoas que ali habitam. As variáveis climáticas temperatura, umidade, pressão atmosférica, radiação solar, precipitação e vento podem ser influenciadas por diversos fatores, geofísicos e ambientais, tais como latitude, altitude, massas de ar, continentalidade e maritmidade, relevo e vegetação. Um dos mais complexos elementos do clima é o vento, pelo fato de representar um fenômeno natural de turbulência, caracterizado por uma grande variabilidade temporal e espacial. O vento é gerado pelo movimento das massas de ar e pode influenciar vários fenômenos ambientais como erosão do solo, dispersão de poluentes e transporte de pólen e sementes. O conhecimento da distribuição temporal e espacial da velocidade do vento é crucial para avaliação do potencial eólico de uma região. Neste trabalho estudaram-se correlações de longo alcance das séries temporais de velocidade do vento registradas em 12 estações meteorológicas durante o período de 2008 a 2011 no estado de Pernambuco aplicando-se o método Multifractal Detrended Fluctuation Analysis (MF-DFA) nas séries temporais horárias. Todas as séries analisadas mostram as propriedades multifractais com valores de expoente generalizado de Hurst acima de 0,5 indicando uma dinâmica persistente para pequenas e grande flutuações. Foram calculadas também as outras medidas multifractais, o expoente Rényi e o espectro multifractal bem como os parâmetros de complexidade: posição do máximo, largura e assimetria do espectro multifractal. Não foram encontradas correlação entre os parâmetros de complexidade e as coordenadas geográficas: longitude, latitude e altitude, exceto a medida de assimetria do espectro multifractal: correlação negativa entre a rajada e longitude e entre velocidade e latitude. Para todas estações as larguras do espectro multifractal foram maiores para a rajada que para a velocidade, indicando uma multifractalidade mais forte. Estes resultados contribuem para uma melhor compreensão da natureza dos processos estocásticos geradores da dinâmica do vento, necessária para o desenvolvimento de modelos confiáveis para predição da variabilidade temporal do vento e dos diversos fenômenos influenciados pelo mesmo.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-07-05T15:38:42Z No. of bitstreams: 1 Erinaldo Leite Batista Almeida.pdf: 3620819 bytes, checksum: b2532ef7524f47d5417d01445fec797b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T15:38:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Erinaldo Leite Batista Almeida.pdf: 3620819 bytes, checksum: b2532ef7524f47d5417d01445fec797b (MD5) Previous issue date: 2009-08-10 / Financial markets are complex systems that contain large numbers of interacting units, including interactions among various units in the same market and interactions between units in different markets. Various methods of economics, statistics and econophysics have been developed to analyze financial temporal series (such as price returns, share volume, number of transactions), and serve to establish theoretical models for underlying stochastic processes. The availability of financial data on the internet and increasing computational power have enabled researchers to conduct a large number of empirical studies on financial markets. These studies have shown some universal properties: the risk function of price returns is scale invariant, with power-law behavior and similar value of exponent for different markets; the absolute values of returns (volatility) exhibit long-range power-law correlations. In this work, we use methods if econophysics to study the statistical properties of Brazilian financial markets. We analyze and compare scale properties of risk functions and correlations in temporal series of price returns of agricultural commodities and stocks of various companies traded at Bovespa. We analyze the daily prices of five commodities and twenty stocks traded in the period 2000-2008. For both commodities and stocks, the risk function of daily price returns shows powerlaw behavior with the exponent outside the Levy stable region. The values of exponents are higher for stocks than for commodities. We use Detrended Fluctuation Analysis (DFA) to study correlations in daily time series of absolute values of returns (volatility). This method was developed to quantify long range correlations in non-stationary temporal series.All analyzed series show persistent behavior, meaning that large (small) values are more likely to be followed with large (small) values. The value of the DFA exponent is higher for commodities than for stocks. We also use Detrended Cross Correlation Analysis (DCCA) to study cross-correlations between two series. The values of DCCA exponents are above 0.5 for all series, indicating the existence of long range cross-correlations. This means that each stock or commodity has long memory of its own previous values and of previous values of other stocks or commodities studied. These results are in agreement with results obtained for American financial markets. / Mercados financeiros são caracterizados por um grande número de unidades e interações complexas, incluindo as interações internas (entre diferentes elementos de um mercado) e fatores externos (influência de outros mercados). Vários métodos de economia, estatística e recentemente econofísica foram desenvolvidos para analisar as séries temporais de variáveis financeiras (retorno de preços de ações, mercadorias e taxas de cambio, índice de mercado, volume de negociação, etc.), com objetivo de estabelecer os modelos teóricos para processos estocásticos que estão em base desses fenômenos. A disponibilidade de dados financeiros de vários mercados e crescente poder computacional resultaram em um grande número de estudos empíricos cujos resultados mostraram algumas propriedades universais: a função risco de retornos de preços segue uma lei de potência com o valor de expoente similar para os vários mercados; os valores absolutos de retornos possuem correlações de longo alcance. Neste trabalho foram usados os métodos de econofísica para estudar as propriedades estatísticas do mercado financeiro brasileiro. Foram analisadas e comparadas as propriedades de escala de função risco e de correlações em séries temporais de retornos de preços de mercadorias agrícolas e preços de ações de várias empresas negociadas na Bolsa de Valores de São Paulo (BOVESPA). Foram analisados os preços diários de cinco mercadorias: açúcar, algodão, café, soja e boi, registrados em período 2000-2008. Para ações, analisamos as características seguintes: preços de abertura, fechamento, valores máximo e mínimo, volume e montante. Todas as séries são diárias, registradas no período de 2000-2008. São estudadas 20 empresas divididas em 4 grupos: bancos, energia, telecomunicações e siderurgia (5 empresas de cada grupo). Para todas as séries estudadas a função risco de retornos de preços segue uma lei de potência com os valores de expoente maiores para ações do que para mercadorias. As correlações são analisadas para os valores absolutos de retornos de preços (volatilidade). Foi usado o método Detrended Fluctuation Analysis (DFA), desenvolvido para quantificar as correlações de longo alcance em séries temporais não estacionárias. Todas as séries mostraram um comportamento persistente, significando que os valores grandes (pequenos) tem maior probabilidade de serem seguidos por valores grandes (pequenos). Os valores de expoente DFA são maiores para mercadorias do que para as ações. Foi utilizada uma generalização de DFA, Detrended Cross Correlation Analysis (DCCA) para analisar as correlações cruzadas entre duas séries. Os valores de expoente DCCA para todas as séries estudadas indicam a existência de correlações cruzadas de longo alcance significando que os valores de cada série possuem memória de longo alcance de seus valores anteriores e também de valores anteriores de outras série. Os resultados estão em acordo com os resultados obtidos para mercado americano.

Orientador: Prof. Dr. Roberto Menezes Serra / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, Santo André, 2018.

Orientador: Eduardo Granado Monteiro da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-09T10:44:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GarciaFlores_AliFrancisco_D.pdf: 13566833 bytes, checksum: e4298b0e0c3ed24044ce44f96adc43dd (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Nesta tese são investigados dois sistemas magneticamente frustrados, a série de compostos isolantes RMn2O5 (R = Eu, Bi, Dy) e o composto intermetálico GdAI3, além do material isolante não frustrado de perovskita dupla Sr2CoUO6. O estudo destes sistemas foi realizado utilizando principalmente a técnica de Espectroscopia Raman e complementado por medidas de susceptibilidade magnética. Para o sistema RMn2O5(R = Eu, Bi, e Dy) apresentamos um estudo dos fônons ópticos de baixa e alta freqüência. Todos os cristais estudados mostraram deslocamentos anômalos nas freqüências dos fônons abaixo de uma nova temperatura característica, T* ~ 60-65 K. O sinal e magnitude dos deslocamentos dos fônons parecem estar correlacionados com o raio iônico de R. Por exemplo, analisando os fônons de alta freqüência, observamos amolecimento dos fônons para R = Bi e um endurecimento para R = Dy, e um comportamento intermediário para R = Eu no intervalo de temperatura entre TC / TN e T*, onde TC e TN são as temperaturas de transição ferrolétrica e antiferromagnética, respectivamente. Já para os fônons de baixa freqüência é observado um amolecimento dos fônons para R = Bi e um endurecimento para R = Eu e Dy na mesma região paramagnética, (TC/TN < T < T* ). Anomalias dos fônons foram também identificadas abaixo de TN ~ 40-43 K, refletindo o início de uma ordem magnética e/ou ferroelétrica de longo alcance da subrede de Mn. Medidas complementares de susceptibilidade magnética dc (x(T)) para o cristal RMn2O5 no intervalo de temperatura entre 2 e 800 K revelaram uma temperatura de Curie-Weiss q CW = -253(3) K, apresentando um grande parâmetro de frustração ( q CW = TN). A curva do inverso de x (T), subtraindo o termo diamagnético, sofre um desvio do comportamento de Curie-Weiss devido a correlações magnéticas abaixo de temperaturas da ordem de ~ qCW . Também, um aspecto interessante é a derivada do inverso da susceptibilidade, a qual mostra pontos de in exfleao a ~ 160 K e ~ T*, sendo esta última, a temperatura abaixo da qual as anomalias dos fônons foram observadas. Estes dados magnéticos dão apoio a nossas interpretações de medidas Raman, onde deslocamentos anômalos de fônons abaixo de T* são associados ao acoplamento spin-fônon, em um cenário de fortes correlações magnéticas. Portanto, nossos resultados sustentam uma frustração magnética significante, introduzindo uma nova temperatura característica T* e sugerindo um comportamento interessante para as correlações magnéticas na fase paramagnética neste sistema RMn2O5 (R = Eu, Bi, e Dy). No material GdAl3 as interações entre o grau de liberdade de spin e os deslocamentos atômicos foram estudadas por meio do espalhamento Raman polarizado em função da temperatura. Neste composto a camada de Gd 4 f 7é esférica, indicando que os efeitos de campo cristalino são de ordem superiores. O estudo do acoplamento spin-rede pode fornecer evidências do mecanismo de troca e o grau de correlações magnéticas neste sistema. Nossas medidas de espalhamento Raman em superfícies frescas mostraram fônons com comportamento de freqüência convencional, enquanto que superfícies crescidas naturalmente e polidas apresentam anomalias na freqüência dos fônons abaixo de uma temperatura característica T** ~ 50 K. Tais anomalias são possivelmente devido a uma modulação da energia magnética pelas vibrações da rede em uma fase paramagnética fortemente correlacionada. Um estado de spin totalmente correlacionado imediatamente acima de TN é deduzido de nossos resultados neste sistema frustrado. Também, sugerimos que o acoplamento spin-fônon em metais pode depender das condições de superfície da amostra devido a que anomalias dos fônons foram observadas só nas amostras de superfícies envelhecidas. Finalmente, para a perovskita dupla Sr2CoUO6, os modos Raman de primeira e alta ordem foram estudos em função da temperatura. Nossos dados de espalhamento Raman revelam a existência de duas temperaturas características, T1 ~ 150 K e T2 ~ 300 K, onde são observados comportamentos não convencionais das intensidades dos espectros Raman e um amolecimento anômalo na freqüência de um fônon de alta freqüência abaixo de T2. Estas anomalias sugerem a possibilidade de transições de fase estruturais e/ou eletrônicas a essas temperaturas características. Baseado nas modificações relevantes dos espectros Raman e o comportamento quase constante das posições dos modos de alta ordem com a temperatura, sugerimos uma contribuição do mecanismo Franck-Condon neste sistema / Abstract: In this thesis we present an investigation of two magnetically frustrated systems, namely the RMn2O5 series (R = Eu, Bi, Dy) and the intermetallic compound GdAl3, in addition to the double perovskite compound Sr2CoUO 6. These systems were studied mainly using the Raman spectroscopy technique and complemented with magnetic susceptibility measurements. For the system RMn2O5 (R = Bi, Eu, and Dy), we present a study of the low- and high-frequency optical phonons. All studied materials show anomalous phonon shifts below a new characteristic temperature, T*~ 60-65 K. The sign and magnitude of such shifts appear to be correlated with the ionic radius of R. For instance, the high-energy phonons evolve from softenings for R = Bi to hardenings for R = Dy, and show an intermediary behavior for R = Eu in the temperature range between TC/TN and T*. On the other hand, the low-frequency anomalous phonon behaviors show softenings for R = Bi and hardening for R = Eu and Dy in the same paramagnetic range ( TC/TN < T < T*). Additional phonon anomalies were identified below ~ TN ~ 40-43 K, re ecting the onset of long-range ferroelectric and/or magnetic order of the Mn sublattice. Complementary dc-magnetic susceptibility [x(T)] measurements for BiMn2O5 up to 800 K yield a Curie-Weiss temperature q CW = -253(3) K, revealing a fairly large frustration ratio ( q CW / TN). Deviations of the inverse magnetic suceptibility, substracting the diamagnetic term, from a Curie-Weiss paramagnetic behavior due to magnetic correlations were observed below temperatures of the order of q CW . An interesting feature is the derivative of the inverse susceptibility, which shows in ection points at ~ 160 K and ~ T*. Supported by x(T) data, the anomalous Raman phonons shifts below T* are interpreted in terms of the spin-phonon coupling, in a scenario of strong magnetic correlations. Overall, these results support significant magnetic frustration, introducing a new characteristic temperature ( T*), and suggest a surprinsingly rich behavior for the magnetic correlations in the paramagnetic phase in this system. In GdAl3, the interaction among the spin degree of freedom and the atomic displacements were investigated by means of polarized Raman scattering. In this compound the Gd 4 f 7 shell is spherical, indicating that the crystal field e ect can be neglected. The spin-lattice coupling provide a fingerprint of the exchange mechanism and degree of magnetic correlations in this system. Raman scattering in fresh broken surfaces shows phonons with conventional frequency behavior, while naturally grown and polished surfaces present frequency anomalies below a characteristic temperature T** ~ 50 K. Such anomalies are possibly due to a modulation of the magnetic energy by the lattice vibrations in a strongly spin-correlated paramagnetic phase. A fully spin-correlated state inmediately above TN is inferred from our results in this frustrated system. Also, we suggest that the spin-phonon coupling in metals may depend in the surface conditions due to phonon anomalies were observed only in old-surface samples. Finally, for the Sr2CoUO6 double perovskite, the first- and higher-order Raman modes were studied as a function of temperature. Our Raman scattering results revealed the existence of two characteristic temperatures, T1 ~ 150 K e T2 ~ 300 K, where we observed unconvencional intensity behaviors of the Raman spectra and an anomalous softening of a particular high-energy mode below T2. These anomalies suggest structural and/or electronic phase transitions at such characteristic temperatures. Based on relevant modifications of the Raman spectra and the near-constant position behavior with temperature, we suggest a contribution of the Franck-Condon mechanism in this system / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências