Submitted by Diogo Barreiros (diogo.barreiros@ufba.br) on 2016-06-14T15:12:03Z No. of bitstreams: 1 Roberto Sant'anna.pdf: 1090253 bytes, checksum: 26b9b47b6037ecf2c3252bffc51587c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Alda Lima da Silva (sivalda@ufba.br) on 2016-06-14T15:38:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Roberto Sant'anna.pdf: 1090253 bytes, checksum: 26b9b47b6037ecf2c3252bffc51587c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-14T15:38:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roberto Sant'anna.pdf: 1090253 bytes, checksum: 26b9b47b6037ecf2c3252bffc51587c7 (MD5) / CAPES / O presente trabalho tem como objetivo apresentar a validade de algumas propriedades estat sticas para sistemas din^amicos associados a uma certa medida, a saber, o decaimento de correla c~oes e a validade do Teorema do Limite Central. Essas propriedades ser~ao obtidas no contexto de um tipo especial de medida (as medidas zooming). Nesse contexto, as parti c~oes de Markov tem sido um ferramenta muito util para analisar o comportamento qualitativo de tais sistemas. Outra ferramenta util utilizada aqui e o levantamento de medidas. Utilizaremos tamb em algumas ferramentas intermedi arias, como conjuntos encaixados e componentes erg odicas, para obter a constru c~ao de uma parti c~ao de Markov associada a nosso sistema.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O decaimento radioativo é um fenômeno físico que pode ser modelado através de recursos computacionais simples, utilizando os aspectos das duas grandes escolas de modelagem matemática: a escola determinística e a escola probabilística. Neste trabalho, estaremos focados na escola determinística. A modelagem matemática caracteriza-se por um problema de valor inicial com uma cadeia simples ou composta de decaimentos radioativos de acordo com a história de um núcleo atômico-pai decair para um núcleo-filho, que é radioativamente estável ou não. Descrevemos nesta dissertação um aplicativo computacional (um software) que modela o decaimento radioativo simples, i.e. , decaimento para núcleos estáveis, e decaimento em cadeia diretamente acoplada. Implementamos neste aplicativo computacional um método analítico fundamentado na Transformada de Laplace usando uma plataforma computacional livre (Scilab). Para tanto, aplicamos uma formulação matricial e uma técnica de diagonalização por transformação de similaridade, onde propomos uma forma de construção ao da matriz diagonalizante e de sua inversa, que são necessárias. Apresentamos resultados numéricos para três problemas-modelos típicos. / Radioactive decay is a physical phenomenon that can be modeled by simple computational techniques, using aspects of the two main schools of mathematical modeling: the deterministic school and the probabilistic school. In this work, we focus on the deterministic school. The mathematical model is characterized by an initial value problem with a single or coupled chain of radioactive decays according to the history of an atomic nucleus to decay to a daughter-atomic nucleus, that is stable or not. In this dissertation we describe a computer software modeling simple radioactive decays, i.e., decays to stable nuclei and directly coupled decay chains that we developed on a free platform. To achieve this goal, we used a matrix formulation and a diagonalization technique by means of similarity transformation, where we introduced a general form of constructing the diagonalizer matrix and its inverse, that are needed. We present numerical results for three typical problems.

Nesta tese de doutorado, calculamos as taxas de decaimento de algumas ressonâncias, que podem ser consideradas como glueballs. Este estudo é desenvolvido dentro do contexto do formalismo de Fock-Tani. Em particular, aplicamos este formalismo para as ressonâncias f0(1370), f0(1500) e f0(1710), pois é nesta região do espectro hadrônico que se espera que esteja o glueball mais leve, com números quânticos 0++. O formalismo de Fock-Tani consiste, em primeiro lugar, de observar que os operadores de criação e destruição de partículas compostas não obedecem as relações de (anti)comutação canônicas, devido a presença da estrutura interna. Após realizar a transformação unitária de Fock-Tani U sobre o operador de criação do estado ligado, um novo estado ligado é obtido sendo definido como a aplicação de um operador de criação ideal sobre o vácuo. Os operadores ideais obedecem as relações de (anti)comutação canônicas. Além de transformar- se o estado também efetua-se a transformação dos operadores da teoria (operadores de quarks, mésons, bárions, glueballs, entre outras partículas) obtendo-se, de forma iterativa, uma expansão em potências da função de onda. Com esses operadores efetivos torna- se possível construir quantidades efetivas em termos das quantidades fundamentais. Uma destas quantidades efetivas importantes que podem ser construídas é o Hamiltoniano, Hefetivo = U¡1HU, que possui, entre outras estruturas, diagramas correspondendo aos espalhamentos hadrônicos com troca de constituintes, decaimentos hadrônicos, etc. Este formalismo prevê também, a existência de correções de estado ligado ou correções de ortogonalidade. Em nossos estudos, estas correções se aplicam ao setor de quarks. Para o setor de glúons é demonstrado que a correção é nula. As ressonâncias f0(1370), f0(1500) e f0(1710) são consideradas como uma mistura de estados. Isto ocorre devido a existência de estados ligados de quarks e de glúons com os mesmos números quânticos. Dessa forma, não se pode distinguir entre estes estados, por isso se faz necessário introduzir uma mistura. / In this thesis, we calculate the decay width for some resonances, which can be considered as glueballs. This work is developed in the context of the Fock-Tani formalism. The formalism is applied for the resonances f0(1370), f0(1500) and f0(1710), because the lightest glueball is expected to be in this region of the hadronic spectrum, with quantum numbers 0++. In the Fock-Tani formalism, the creation and destruction operators of composite particles do not obey the canonical (anti)commutation relations due to the presence the internal structure. After performing the unitary Fock-Tani transformation U on the bound state creation operator, a new bound state is obtained and is defined as the application of an ideal creation operator on the vacuum. The ideal operators obey canonical (anti)commutation relations. The transformation is also applied on the operators of the theory (quarks, mesons, baryons, glueballs, and other particles operators) obtaining, in an iterative way, an expansion in powers of the wave function. With these e®ective operators it becomes possible to build e®ective quantities in terms of fundamental quantities. One of these important e®ective quantities is the Hamiltonian, Heffective = U¡1HU, which contains the scattering diagrams with constituent exchange, hadronic decays, etc. This formalism also provides the existence of orthogonality corrections or bound state corrections. In this work, these corrections are applied to the quarks sector. For the gluons sector is is shown that the correction is zero. The f0(1370), f0(1500) and f0(1710) resonances are considered as a mixture of states. This is due to existence of quarks and gluons bound states with the same quantum numbers. These states can not be distinguished, so it is necessary to introduce a mixture.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O decaimento radioativo é um fenômeno físico que pode ser modelado através de recursos computacionais simples, utilizando os aspectos das duas grandes escolas de modelagem matemática: a escola determinística e a escola probabilística. Neste trabalho, estaremos focados na escola determinística. A modelagem matemática caracteriza-se por um problema de valor inicial com uma cadeia simples ou composta de decaimentos radioativos de acordo com a história de um núcleo atômico-pai decair para um núcleo-filho, que é radioativamente estável ou não. Descrevemos nesta dissertação um aplicativo computacional (um software) que modela o decaimento radioativo simples, i.e. , decaimento para núcleos estáveis, e decaimento em cadeia diretamente acoplada. Implementamos neste aplicativo computacional um método analítico fundamentado na Transformada de Laplace usando uma plataforma computacional livre (Scilab). Para tanto, aplicamos uma formulação matricial e uma técnica de diagonalização por transformação de similaridade, onde propomos uma forma de construção ao da matriz diagonalizante e de sua inversa, que são necessárias. Apresentamos resultados numéricos para três problemas-modelos típicos. / Radioactive decay is a physical phenomenon that can be modeled by simple computational techniques, using aspects of the two main schools of mathematical modeling: the deterministic school and the probabilistic school. In this work, we focus on the deterministic school. The mathematical model is characterized by an initial value problem with a single or coupled chain of radioactive decays according to the history of an atomic nucleus to decay to a daughter-atomic nucleus, that is stable or not. In this dissertation we describe a computer software modeling simple radioactive decays, i.e., decays to stable nuclei and directly coupled decay chains that we developed on a free platform. To achieve this goal, we used a matrix formulation and a diagonalization technique by means of similarity transformation, where we introduced a general form of constructing the diagonalizer matrix and its inverse, that are needed. We present numerical results for three typical problems.

A existência de um méson escalar-isoescalar leve, conhecido como ?, foi proposta pela primeira vez na década de 60. A partícula tinha então um papel importante na construção teórica das interações ?? mas, apesar dos esforços experimentais, ela não foi detectada nos anos que se seguiram. Essa situação foi radicalmente alterada em 2001, quando uma ressonância escalar foi descoberta nos canais ?+?- do decaimento D+ -> ?+?-?+ e recebeu o rótulo ?(500). Sua existência é bem estabelecida hoje em dia. Contudo, no tratamento dos dados dos vários grupos experimentais são empregadas expressões com pouca base teórica e, por isso, os valores de sua massa e largura ainda são mal conhecidos. Neste tipo de decaimento, a formação da ressonância pode se dar no vértice fraco. Em sua subseqüente propagação, ocorrem as chamadas interações de estado final, cuja descrição não é trivial. Normalmente, essas interações não são levadas em conta de maneira criteriosa na análise de dados experimentais. Neste trabalho introduzimos uma função _(s) que descreve a propagação e decaimento da ressonância em presença das interações de estado final. No regime elástico, a fase de _(s) é determinada pelo chamado teorema de Watson, segundo o qual ela deve ser a mesma do espalhamento. Conseguimos estabelecer, sem ambigüidades, como a informação do espalhamento deve ser usada de forma a determinar não somente a fase de _(s), mas também seu módulo. Nosso principal resultado é uma expressão para _(s) em termos da fase elástica e de uma outra fase relacionada a uma integral de loop bem controlada. Três casos particulares foram explorados numericamente: os modelos sigma linear e não linear e ainda um modelo fenomenológico que leva em conta o acoplamento de canais p´?on-p´?on e k´aon-k´aon. Em consonância com a teoria quântica de campos, nosso resultado incorpora a unitariedade, considera a ressonância como grau de liberdade explícito e representa, ainda, uma generalização do procedimento usual de unitarizacao pela matriz K. Por permitir uma ligação clara entre espalhamento e produção, a função _(s) pode ser útil na análise de dados experimentais e ajudar na determinação da posição do pólo do ? e de outras ressonâncias escalares. / The existence of a light scalar-isoscalar meson, known as ?, was suggested in the 60\'s. This particle played an important role in the theoretical construction of ?? interactions but, in spite of all experimental effort, it failed to be detected. This scenario changed radically in 2001, when a scalar-isoscalar resonance was discovered in the ?+?- channel of the D+ -> ?+?-?+ decay and was called ?(500). Nowadays, its existence is rather well established. However, in the analysis of experimental data, expressions loosely based on theory are employed and therefore its mass and width are still not well known. In this kind of decay, the production of the resonance may occur at the weak vertex. When it propagates, final state interactions take place. Usually these interactions are not properly taken into account in data analysis. In this work, we introduce a function _(s), which describes the propagation and decay of the resonance in the presence of the final state interactions. In the elastic regime, the phase of _(s) is determined by the Watson\'s theorem, which states that it must be the same as the scattering phase. We were able to establish, unambiguously, how the information from scattering should be used to determine not only the phase of _(s) but also its modulus. Our main result is an expression for _(s) in terms of the elastic phase and another one related to a well controlled loop integral. Three special cases are explored numerically, namely: the linear and non linear sigma models and a phenomenological model that takes into account the coupling between pion-pion and kaon-kaon channels. In agreement with quantum field theory, our result encompasses unitarity, treats the resonance as an explicit degree of freedom and, moreover, corresponds to a generalisation of the usual K-matrix unitarization procedure. Since it represents a clear way to relate scattering and production, our function _(s) can be useful in data analysis and may be instrumental in the determination of the pole position of the ? as well as other scalar resonances.

Este estudo é dedicado ao entendimento do decaimento D+ K++. Desenvolvemos dois modelos que abordam aspectos complementares dos principais processos dinâmicos que atuam em tal decaimento: o v´ertice fraco, onde ocorre a transição c Ws, e as interações entre os três mesons no estado final. Este trabalho foi motivado por um resultado experimental importante sobre o decaimento D+ K++, no qual a fase em onda S de um par K do estado final não coincide com a fase do espalhamento K livre, chamado puzzle das fases. No primeiro modelo, as interações de estado final foram descritas por sucessivos reespalhamentos dos pares K, enquanto o vértice fraco foi aproximado por uma função sem estrutura. O espalhamento K é um ingrediente fundamental e é calculado usando uma lagrangiana efetiva quiral com ressonâncias. As amplitudes do decaimento são calculadas perturbativamente, ate a segunda ordem do reespalhamento K, para as três topologias acessíveis ao sistema. Os resultados do primeiro modelo mostram a importância das interações de estado finais, sendo o efeito da interação própria de três corpos essencial para a boa descrição dos dados experimentais obtida a partir de uma das topologias. No segundo modelo, o vértice fraco do decaimento é calculado a partir de uma teoria efetiva que acopla o setor leve de SU(3) ao setor do charme e descreve todas as interações, fortes e fracas, entre os dois setores. Esse modelo inclui a dependência correta de momento nos vértices e contém essencialmente três melhorias: (i) incorpora corretamente a estrutura de onda P no vértice fraco ao usar correntes do tipo V A; (ii) inclue o vértice V DK parametrizado em termos de fatores de forma monopolares; e (iii) inclue no vértice V a transição W intermediada pela ressonância , o que d´a origem a um fator de forma forte. Os resultados do segundo modelo mostram que o efeito dos fatores de forma no vértice D K são pequenos e mais importantes em altas energias. A inclusão do meson como uma ressonância é muito significativa e desloca a fase para 90o no limiar, o que explica o comportamento qualitativo dos dados experimentais na mesma região. / This study describer the D+ K++ decay. We developed two models for complementary issues of the main dynamic process in this system: the weak vertex, where the transition c Ws takes place, and the interactions between the three mesons in the final state. This work was motivated by important experimental results for D+ K++ decay in which the S wave phase for a K pair in the final state does not agree with the phase from K free scattering amplitude, which is here named phase puzzle. In the first model, the interaction in the final states are treated as successive rescattering between K pairs, and the weak vertex is approximated as structureless functions. The K amplitude is a fundamental ingredient and is calculated using an effective quiral lagrangian with resonances. The decay amplitudes were solved perturbatively up to second order in K rescattering for all the three topologies that can contribute. The results for the first model show the importance of final state interactions where the proper three body effect are essential for the good description of experimental data, obtained from one of the topologies. In the second model, the weak vertex is calculated using an effective theory that couples the light SU(3) sector to the charm sector and describes all interactions, strong and weak, between the two sectors. This model includes the correct momentum dependences at verticies and contain mainly three improvements: (i) correctly incorporates the P- wave momentum structure in the vertex through the use of V A currents; (ii) includes V DK vertex parametrized by monopoles form factors; and (iii) includes in the V vertex the W transition intermediated by a r resonance, which gives rise to a strong form factor. The results for the second model show that the form factors effects on D K vertex are small and more important at higher energy. The inclusion of the meson as a resonance is very significant and dislocates the phase shift from zero to 90o at threshold, which explains the qualitative experimental data behaviour in the same region.

Neste trabalho foram desenvolvidas as etapas necessárias para transformar a fonte policromática de 152Eu, t1/2 = 13,525(14) anos, em um padrão de calibração de intensidade gama para detetores de HPGe. Foram colocados, por meio de medições de espectroscopia <span style='font-family: Symbol'>g-g do decaimento do 152Eu, 4 níveis no esquema do 152Sm, dos quais 1 novo, e 36 transições, sendo 25 no 152Sm e 11 no 152Gd, das quais 23 foram observadas pela primeira vez. O conjunto dos efeitos secundários de deteção e sua influência sobre as áreas dos picos foram modelados e validados experimentalmente. As áreas dos picos foram descritas a partir das eficiências de deteção e dos parâmetros de decaimento: razões de ramificação, frações de alimentação beta, multipolaridades das transições e coeficientes de conversão interna. As áreas foram ajustadas aos valores experimentais, obtidos em medições de espectroscopia gama simples, fornecendo estimativas para razões de ramificação e frações de alimentação beta dos esquemas de níveis do 152Sm e do 152Gd, de onde foram obtidas as intensidades e correlações estatísticas das transições gama mais intensas que seguem o decaimento do 152Eu. / The steps needed to transform the polychromatic 152Eu, t1/2 = 13,525(14) y, <span style='font-family: Symbol'>g-ray source into a standard for efficiency calibration of HPGe detectors have been developed. Through <span style='font-family: Symbol'>g-g coincidence measurements of the 152Eu decay, 4 levels were placed in the 152Sm scheme, one new, and 36 transitions, 25 in the 152Sm and 11 in 152Gd, where 23 were observed for the first time. The influence of secondary detection effects in the peak areas were evaluated and the corresponding models have been experimentaly checked. Peak-area formulas have been derived from the efficiencies and decay parameters: branching ratios, beta feeding fractions, transition multipolarities and internal conversion coefficients. The experimental data from the $gamma$-ray singles spectrum were fitted by the Least-Squares Method, providing estimates for the branching ratios and beta feeding fractions for the level schemes of 152Sm and 152Gd, allowing the calculation of the intensities and statistical correlations of the most intense gamma transitions following the 152Eu decay.

Neste trabalho estudamos o decaimento do potencial de um plasma, inicialmente distribuído de maneira uniforme num sólido dielétrico, submetido a um potencial inicial conhecido. A possibilidade de recombinação entre os portadores positivos e negativos constituintes do plasma é considerada. Usando o método das características obtemos o potencial e a configuração espacial de portadores para qualquer instante bem como, a carga residual nos eletrodos ao final do processo. Dois casos particulares são igualmente resolvidos: no primeiro, a mobilidade relativa dos portadores é relacionada ao coeficiente de recombinação entre eles através da relação de Langevin e, no segundo, considera-se que os portadores não se recombinam. No desenvolvimento da solução ao problema surge, também, uma considerável quantidade de informações à respeito da dinâmica dos portadores no interior do dielétrico / In the present work we studied the decay of the potential of a plasma which is initially uniformely distributed in a solid from a given initial value.. The possibility of recombination between the positive and negative charge carriers of the plasma is also considered. Using the method of characteristics, we obtained the potential and space distribution of charge carries for any time and also residual charge in the electrodes at end of the process. Two particular cases are considered. In the first case, the relative mobility of charge carriers is related to their recombination coefficient through Langevin\'s relation and, in the second case, the recombination of charge carrier is absent.. The solution affords considerable information about the charge dynamics inside the dielectric solid

Experimentos recentes reportaram um comportamento tipo `dente de serra' para as distribuições de carga de fragmentos produzidos em processos de multifragmentação nuclear. Esse comportamento, conhecido como odd-even staggering, é normalmente associado ao termo de emparelhamento da energia de ligação nuclear. Sua compreensão é de grande interesse para a física nuclear já que pode oferecer informações sobre a interação nuclear e o termo de emparelhamento. Os tratamentos atuais não são capazes de fornecer uma descrição quantitativa dos dados experimentais, ainda que consigam reproduzir algumas características qualitativamente. Neste trabalho, as distribuições de carga são estudadas por meio de uma versão do modelo estatístico de multifragmentação nuclear na qual é implementada uma densidade de estados que inclui os efeitos de emparelhamento. Uma vez que a versão usada neste estudo fornece a distribuição da energia de excitação dos fragmentos primários, é possível correlacionar a diminuição dos efeitos par-ímpar com a ocupação de estados de altas energias. A desexcitação dos fragmentos, que a princípio também deveria atenuar esses efeitos, acaba por amplifica-los quando o emparelhamento é tratado consistentemente ao longo do modelo. A dependência dos efeitos par-ímpar com a energia de excitação dos fragmentos é explorada e explica o enfraquecimento do staggering em relação ao aumento do tamanho do sistema e fragmentos e da energia de excitação total da fonte. Os resultados obtidos sugerem que o estudo do efeito par-ímpar pode ser útil para aperfeiçoar o conhecimento sobre a densidade de estados nuclear e também ajustar parâmetros para aprimorar modelos para a multifragmentação. / Odd-even e ects on the fragment charge distributions produced in di erent reactions have been recently reported in the literature. The odd-even staggering is generally associated with the pairing term in the nuclear binding energy. Its understading is valuable to nuclear physics as it can provide information on the nuclear interaction and on the pairing term. Current treatments are not able to suplly a quantitative description of data, although some can partially reproduce qualitative properties. In this work, the charge distributions are studied using a version of the Statistical Multifragmentation Model which employs state densities that take the pairing e ects into account. Since the microcanonical version of the model used in this study provides the primary fragment excitation energy distribution, one may correlate the reduction of the odd-even staggering in the charge distribution with the increasing occupation of high energy states. The deexcitation of fragments, that should in principle dim these e ects, ends up enhancing them as the consistent treatment of pairing is used throughout the model. The dependence of the odd-even staggering on the excitation energy of fragments is investigated and it is shown that it can explain the staggering weakening as the system and fragments' sizes as well the total excitation energy of the source increase. The results suggest that the study of odd-even e ects can be useful to improve the knowledge on the nuclear state density and also to improve some model parameters.

Neste trabalho são apresentados resultados experimentais referentes ao decaimento beta do Nb POT.92, obtidos a partir de medidas da atividade gama residual que segue a reação Nb POT.93 (gamma, n). A alimentação do nível a 2067 keV do Zr POT.92 foi determinada com boa precisão. A não observação de transições gama que envolvem os níveis 0 POT.+ e 4 POT.+ do Zr POT.92 permitiram, a partir de uma analise estatística rigorosa determinar-se limites superiores para a alimentação desses níveis. Os resultados experimentais obtidos, bem como diversos outros disponíveis na bibliografia especializada, foram analisados a luz do modelo de camadas, explorando-se especialmente a contribuição do orbital de nêutrons g IND.7/2 nos primeiros níveis excitados do Zr POT.92. Os cálculos foram feitos usando-se valores publicados para os elementos de matriz da interação residual próton-próton e supondo-se uma interação delta superficial para a interação nêutron-nêutron. / We have investigated the beta decay of Nb POT.92 measuring the residual gamma activities associated with the Nb POT.93 (gamma, n) reaction. The beta branch to the 2067 keV Zr POT.92 level has been determined. Unobserved gamma-rays, with a rigorous statistical analysis, allow the determination of upper limits to beta transitions to the 0 POT.+ and 4 POT.+ levels of Zr POT.92. We have compared ours and other published results with the predictions of shells model, exploring the g IND.7/2 neutron orbit contribution to the levels of Zr POT.92 The shell model calculations have been made using published values for the proton-proton matrix elements. The neutron-neutron matrix elements have been determined assuming a surface delta interaction.