Nesta Tese de Doutorado se apresenta um estudo teórico das fases anisotrópicas (faixas) em sistemas isotrópicos com interações competitivas. Focamos nosso trabalho em sistemas que apresentam uma interação de curto alcance atrativa e uma interação de longo alcance repulsiva. Sistemas com estas caraterísticas abundam na natureza, por exemplo: filmes magnéticos ultrafinos, sistemas de elétrons fortemente correlacionados e sistemas de copolímeros, só para mencionar alguns. No segundo capítulo estudamos numericamente as propriedades de dois modelos com competição. Mostramos que além de algumas caraterísticas obvias em comum, os dois modelos apresentam propriedades bem diferentes na fase de baixa temperatura, contrario ao que normalmente se assume na literatura. Mediante uma análise de campo médio e campo médio mais pequenas flutuações estudamos os perfis das soluções de faixas. O que permite caracterizar magnitudes como o comprimento de modulação e a amplitude do parâmetro de ordem, em função da temperatura. É importante mencionar como a inclusão das flutuações muda dramaticamente os diagramas de fase, levando a transição da fase de faixas à fase desordenada de continua, em campo médio, a fortemente descontinua quando consideramos flutuações. Também é estudado neste capítulo as propriedades elásticas do sistema de faixas, via o cálculo do módulo de compressibilidade das faixas. Foi observada uma anomalia na compressibilidade para baixas temperaturas em ambos sistemas o que, como é explicado no texto, parece indicar um mecanismo mais geral para a anomalia do módulo de Young. Devido às fortes flutuações presentes em duas dimensões não se observa ordem posicional de longo alcance no limite termodinâmico em sistemas formadores de faixas. No entanto, frequentemente nestas condições se percebe uma certa ordem orientacional das estruturas moduladas. Assim, o terceiro capítulo é dedicado ao estudo da fase nemática em sistemas de faixas com interações competitivas. Aplicamos a Self Consistent Screening Approximation a um modelo genérico com competição e mostramos como a solução nemática aparece em sistemas isotrópicos. Assim também é obtido que para temperaturas menores que uma dada temperatura crítica a solução nemática tem menor energia livre que a solução desordenada. Isto estabelece à fase nemática como a fase termodinamicamente estável para T < Tc. No capítulo 4 esclarecemos e generalizamos alguns dos resultados discutidos até esse momento nesta Tese. O mesmo é dedicado a estudar quais tipos de interações presentes no sistema dão lugar ao estabelecimento de uma fase nemática estável em duas dimensões, no limite termodinâmico. Generalizamos a teoria padrão da fusão (melting) em sistemas de faixas e mostramos que é possível mapear o problema original no estudo de um modelo XY generalizado. Desta forma, considerando resultados prévios da literatura foi possível estabelecer as propriedade críticas do comprimento de correlação orientacional e do parâmetro de ordem nemático. No que se refere à ordem posicional do padrão de faixas é mostrado que, independente do alcance das interações, uma fase com ordem posicional de longo ou quase longo alcance, é proibida em duas dimensões. O capítulo final desta Tese estuda o problema da fusão de sistemas quânticos de faixas. Para isso se generalizam resultados obtidos no capítulo prévio, e novamente é possível mostrar que se pode mapear o problema original em um sistema de rotores quânticos. Tal mapeamento permite, utilizando resultados prévios e outros obtidos pela primeira vez nesta Tese, deduzir a forma qualitativa dos diagramas de fases para a ordem orientacional nos diferentes casos possíveis. Em particular discutem-se as propriedades dos modelos efetivos resultantes, na região crítica quântica. Finalmente é estudado neste capítulo a possível existência de uma fase esmética para sistemas quânticos de faixas. Nossos resultados mostram que tal fase existe no limite termodinâmico apenas a temperatura zero. Considerando então que para flutuações quânticas suficientemente fortes a ordem posicional é perdida, é natural concluir a existência de uma transição, entre a fase esmética e a fase posicionalmente desordenada, para valores intermediários da intensidade das flutuações quânticas. Os resultados obtidos mostraram que esta é de fato uma transição quântica de segunda ordem, cujos exponentes críticos foram calculados mediante as técnicas do grupo de renormalização perturbativo. / This Ph.D. thesis presents a theoretical study of anisotropic phases (stripes) in isotropic systems with competing interactions. We focus our work on systems which present a short range attractive interaction and a long range repulsive interaction. Systems of this type are many in nature, for instance: ultra-thin magnetic films, strongly correlated electron systems and copolymer systems, just to mention some of them. In the second chapter we study numerically the properties of two models with competition. We show that, besides some obvious features in common, both models present very different low temperature behavior, in contrast to what is usually assumed in the literature. By means of a mean field and mean field plus small fluctuations analysis, we study the stripe-solution profile, which allows us to characterize quantities like the modulation length and the amplitude of the order parameter as a function of temperature. It is remarkable how the inclusion of fluctuations changes drastically the phase diagrams, driving the stripe to disorder phase transition from continuous, in the mean field approximation, to strongly discontinuous when fluctuations are considered. Besides, we characterize the elastic properties of the stripe system by calculating the compressibility modulus. We observe an anomaly in the compressibility for low temperatures in both systems, which as explained in the text, seems to indicate a more general mechanism than that one recently proposed for the anomaly of the Young modulus in these systems. Due to the strong fluctuations present in two dimensions, is not observed long range positional order, at moderate temperatures, in stripes systems. However, in this conditions it is usual to observe some degree of orientational order for the modulated structures. In this context, the third chapter is dedicated to study the nematic phase in stripe systems with competing interactions. We show by applying the Self Consistent Screening Approximation (SCSA) to a generic model with competition, how the nematic solution appears in isotropic systems, and how, for temperatures lower than the critical temperature, the nematic solution has lower free energy than the disordered solution. This establishes the nematic phase as the thermodynamically stable phase for T < Tc. Chapter 4 of this work clarifies and generalizes some of the results discussed until then in the thesis. It is dedicated to study which types of interactions gives rise to a stable nematic phase in two dimensions in the thermodynamic limit. We provided a generalization of the standard theory of orientational melting in stripe systems. This generalization allows to maps the original problem into a generalized XY model. In this way, taking into account known results in the literature, we deduce the critical properties of the orientational correlation length and the nematic order parameter. Additionally, it is shown that a phase with positional long range or quasi long range order is forbidden at any finite temperature. In the last chapter, we focus on the study of the orientational and positional melting of quantum stripe systems. Our calculations shows that, in perfect analogy with our previous results, it is possible to map the original problem to a problem of quantum rotors. This mapping allows to use some previous results, and some news to deduce a qualitative phase diagrams for the orientational properties of the system for all possible cases. We also pay particular attention to the properties of the effective model in the quantum critical region. Finally, in this chapter we study the existence of a smectic phase in quantum stripe systems. Our results show that such a phase is stable only at zero temperature. Considering then that at strong enough quantum fluctuations the positional long range order is destroyed, it is natural to infer the existence of a transition between the smectic phase and the positionally disordered phase at intermediate value of the quantum fluctuation strength. The presented results show that such transition is in fact a second-order phase transition, whose critical exponents were calculated by means of perturbative renormalization group techniques.

Apesar de ser um líquido comum na natureza, muitas dúvidas ainda pairam sobre várias características da água. A existência de uma relação comum entre o tipo de potencial intermolecular, criticalidade e as várias formas de anomalia existentes nessa substância ainda é uma questão em aberto, apesar da intensa pesquisa que têm-se feito ao longo dos anos sobre esse assunto . Nesta dissertação, propomos a hipótese de que a anomalia na densidade está correlacionada à presença de multicriticalidade, e que ambos os fenômenos surgem de um potencial de duas escalas. Para dar suporte a esta hipótese, além de trabalhos anteriores, usamos e estudamos um gás de rede com interações que competem (primeiros vizinhos V1 repulsivos e segundos vizinhos V2 atrativos). Construímos para este sistema um diagrama de fases µ vs. T usando dois métodos: aproximação de campo médio e simulações. Encontramos na aproximação de campo médio duas linhas críticas, uma das quais encontra a linha de 1a ordem separando duas fases líquidas, e um ponto tricrític Com a aproximação de campo médio não encontramos anomalia na densidade. Os resultados obtidos com as simulações alteram qualitativamente o diagrama de fases. Tanto as linhas críticas quanto os pontos tricríticos tem suas posições modificadas com relação ao campo médio. Neste caso encontramos um comportamento anômalo na densidade. Concluímos que o potencial de duas escalas competitivas é um ingrediente necessário ao aparecimento de anomalia na densidade e coexistência entre duas fases líquidas. Ainda, mostramos que essa anomalia pode estar associada não apenas a dois pontos críticos, como se espera para a água, mas a uma multicriticalidade em geral, tal como linhas críticas.

Dissertação (mestrado) Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T04:35:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:10:15Z : No. of bitstreams: 1 82128.pdf: 1863688 bytes, checksum: 59152695215c6c861fa76c5071a36a9d (MD5) / No presente trabalho elaboramos diagramas de fases de sistem liotrópicos, usando como surfactante Decilsulfato de Sódio (SDS). Partindo da concentração de 50%, em peso, de SDS e água tridestilada, determinamos uma concentração particular de existência de liomesofases (42,5% de SDS e 57,5% de H2O). Mantendo a razão da concentração para a formação do sistema ternário. Com base no diagrama de fase do sistema ternário, na região de maior estabilidade do nemático exibido pelo sistema, em temperatura, a razão (SDS + H2O) / DeOH foi escolhida para ser mantida constante quando da adição de Na2SO4, para a formação do sistema quaternário.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:26:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:49:06Z : No. of bitstreams: 1 95780.pdf: 2440031 bytes, checksum: 54027e6fcdd559196caf78306240b563 (MD5) / O presente trabalho consiste na fabricação e caracterização das ligas binárias Fe20Al80 e Fe25Zn75 pelo método Mechanical Alloying (MA). A produção dessas ligas faz parte de uma linha de pesquisa de diversos sistemas metálicos binários com aplicações industriais na área de materiais anti-corrosivos e anti-oxidantes à temperatura ambiente e em altas temperaturas. Inicialmente a liga binária Fe20Al80 foi produzida. Os padrões de difração de raios-X mostram que o produto final obtido, após 220 horas de moagem é uma liga Fe20Al80 , na fase amorfa. Este padrão foi simulado usando o modelo de Empacotamento Aleatório de Esferas Duras (Modelo de Percus-Yevick) que mostrou que a Ordem Química de Curto Alcance (Chemical Short Range Order-CSRO) nesta liga, pode ser bem descrita por este modelo. Os espectros Mössbauer à temperatura ambiente para a liga Fe20Al80 mostram uma evolução para um dubleto (desdobramento quadrupolar), o qual pode ser atribuído a uma fase superparamagnética. Foi também observado que a taxa de reação diminui com o aumento do tempo de moagem. A liga Fe25Zn75 foi em seguida produzida por MA. Os padrões de difração de raios-X medidos em função do tempo de moagem, mostram que após 170 horas de MA, o produto final obtido é um composto estável na fase cristalina, porém com uma estrutura cristalina com deformações, defeitos, e tensões.

Hoy en día son escasas las herramientas en Internet que permiten crear y compartir diagramas en línea. Por eso, esta es una buena oportunidad de construir un sitio web que tenga dicha funcionalidad, ya que a pesar de las dificultades que se puedan presentar promete una serie de ventajas, por ejemplo ser accesible desde cualquier PC conectado a Internet y poder colaborar con otros usuarios alrededor del mundo. En esta memoria se implementó un sitio web que permite realizar diagramas de redes de Petri en línea, grabarlos, almacenar distintas versiones, exportarlos a formato PNG y compartir documentos con otros usuarios. Además, se intentó proveer de herramientas que permitan la colaboración asíncrona de varios usuarios sobre un mismo documento. Para ello utilizamos Stick-Ons aplicados a diagramas (lo cual permite tener un control local de versiones). También se implementó una funcionalidad poco común: es posible “entrar” a un elemento del diagrama y obtener un sub diagrama, por ejemplo para tener mayor detalle. Esta funcionalidad se usó para poder representar sub-procesos en las redes de Petri. En el trabajo realizado fueron revisadas las posibilidades gráficas que tiene el browser, con que herramienta podemos implementar los servicios necesarios y que base de datos vamos a utilizar. Se eligió Flash (Flex) para el desarrollo de la interfaz, PHP para los servicios web y MySql como base de datos. Posteriormente diseñamos de qué manera deberíamos aplicar los StickOns en el caso de diagramas, en donde proponemos la forma en que se pegarán y el feedback visual que tendremos al despegarse el Stick-On. Finalmente se implementa el sitio web y el editor de diagramas, incorporando los Stick-Ons como parte de su funcionalidad. Los resultados finales se ilustran creando algunas redes de Petri tomadas del libro "Workflow Managment" en el sitio web. Además se muestra un ejemplo del uso de Stick-Ons hecho también dentro de la aplicación creada. Concluimos que los Stick-Ons son una herramienta adecuada para llevar un control de cambios local dentro de un diagrama y que si se mantiene dentro de rangos normales de operación, el proyectar una sombra cuando se despega un StickOn da una buena indicación visual del elemento despegado.

Nesta Tese de Doutorado se apresenta um estudo teórico das fases anisotrópicas (faixas) em sistemas isotrópicos com interações competitivas. Focamos nosso trabalho em sistemas que apresentam uma interação de curto alcance atrativa e uma interação de longo alcance repulsiva. Sistemas com estas caraterísticas abundam na natureza, por exemplo: filmes magnéticos ultrafinos, sistemas de elétrons fortemente correlacionados e sistemas de copolímeros, só para mencionar alguns. No segundo capítulo estudamos numericamente as propriedades de dois modelos com competição. Mostramos que além de algumas caraterísticas obvias em comum, os dois modelos apresentam propriedades bem diferentes na fase de baixa temperatura, contrario ao que normalmente se assume na literatura. Mediante uma análise de campo médio e campo médio mais pequenas flutuações estudamos os perfis das soluções de faixas. O que permite caracterizar magnitudes como o comprimento de modulação e a amplitude do parâmetro de ordem, em função da temperatura. É importante mencionar como a inclusão das flutuações muda dramaticamente os diagramas de fase, levando a transição da fase de faixas à fase desordenada de continua, em campo médio, a fortemente descontinua quando consideramos flutuações. Também é estudado neste capítulo as propriedades elásticas do sistema de faixas, via o cálculo do módulo de compressibilidade das faixas. Foi observada uma anomalia na compressibilidade para baixas temperaturas em ambos sistemas o que, como é explicado no texto, parece indicar um mecanismo mais geral para a anomalia do módulo de Young. Devido às fortes flutuações presentes em duas dimensões não se observa ordem posicional de longo alcance no limite termodinâmico em sistemas formadores de faixas. No entanto, frequentemente nestas condições se percebe uma certa ordem orientacional das estruturas moduladas. Assim, o terceiro capítulo é dedicado ao estudo da fase nemática em sistemas de faixas com interações competitivas. Aplicamos a Self Consistent Screening Approximation a um modelo genérico com competição e mostramos como a solução nemática aparece em sistemas isotrópicos. Assim também é obtido que para temperaturas menores que uma dada temperatura crítica a solução nemática tem menor energia livre que a solução desordenada. Isto estabelece à fase nemática como a fase termodinamicamente estável para T < Tc. No capítulo 4 esclarecemos e generalizamos alguns dos resultados discutidos até esse momento nesta Tese. O mesmo é dedicado a estudar quais tipos de interações presentes no sistema dão lugar ao estabelecimento de uma fase nemática estável em duas dimensões, no limite termodinâmico. Generalizamos a teoria padrão da fusão (melting) em sistemas de faixas e mostramos que é possível mapear o problema original no estudo de um modelo XY generalizado. Desta forma, considerando resultados prévios da literatura foi possível estabelecer as propriedade críticas do comprimento de correlação orientacional e do parâmetro de ordem nemático. No que se refere à ordem posicional do padrão de faixas é mostrado que, independente do alcance das interações, uma fase com ordem posicional de longo ou quase longo alcance, é proibida em duas dimensões. O capítulo final desta Tese estuda o problema da fusão de sistemas quânticos de faixas. Para isso se generalizam resultados obtidos no capítulo prévio, e novamente é possível mostrar que se pode mapear o problema original em um sistema de rotores quânticos. Tal mapeamento permite, utilizando resultados prévios e outros obtidos pela primeira vez nesta Tese, deduzir a forma qualitativa dos diagramas de fases para a ordem orientacional nos diferentes casos possíveis. Em particular discutem-se as propriedades dos modelos efetivos resultantes, na região crítica quântica. Finalmente é estudado neste capítulo a possível existência de uma fase esmética para sistemas quânticos de faixas. Nossos resultados mostram que tal fase existe no limite termodinâmico apenas a temperatura zero. Considerando então que para flutuações quânticas suficientemente fortes a ordem posicional é perdida, é natural concluir a existência de uma transição, entre a fase esmética e a fase posicionalmente desordenada, para valores intermediários da intensidade das flutuações quânticas. Os resultados obtidos mostraram que esta é de fato uma transição quântica de segunda ordem, cujos exponentes críticos foram calculados mediante as técnicas do grupo de renormalização perturbativo. / This Ph.D. thesis presents a theoretical study of anisotropic phases (stripes) in isotropic systems with competing interactions. We focus our work on systems which present a short range attractive interaction and a long range repulsive interaction. Systems of this type are many in nature, for instance: ultra-thin magnetic films, strongly correlated electron systems and copolymer systems, just to mention some of them. In the second chapter we study numerically the properties of two models with competition. We show that, besides some obvious features in common, both models present very different low temperature behavior, in contrast to what is usually assumed in the literature. By means of a mean field and mean field plus small fluctuations analysis, we study the stripe-solution profile, which allows us to characterize quantities like the modulation length and the amplitude of the order parameter as a function of temperature. It is remarkable how the inclusion of fluctuations changes drastically the phase diagrams, driving the stripe to disorder phase transition from continuous, in the mean field approximation, to strongly discontinuous when fluctuations are considered. Besides, we characterize the elastic properties of the stripe system by calculating the compressibility modulus. We observe an anomaly in the compressibility for low temperatures in both systems, which as explained in the text, seems to indicate a more general mechanism than that one recently proposed for the anomaly of the Young modulus in these systems. Due to the strong fluctuations present in two dimensions, is not observed long range positional order, at moderate temperatures, in stripes systems. However, in this conditions it is usual to observe some degree of orientational order for the modulated structures. In this context, the third chapter is dedicated to study the nematic phase in stripe systems with competing interactions. We show by applying the Self Consistent Screening Approximation (SCSA) to a generic model with competition, how the nematic solution appears in isotropic systems, and how, for temperatures lower than the critical temperature, the nematic solution has lower free energy than the disordered solution. This establishes the nematic phase as the thermodynamically stable phase for T < Tc. Chapter 4 of this work clarifies and generalizes some of the results discussed until then in the thesis. It is dedicated to study which types of interactions gives rise to a stable nematic phase in two dimensions in the thermodynamic limit. We provided a generalization of the standard theory of orientational melting in stripe systems. This generalization allows to maps the original problem into a generalized XY model. In this way, taking into account known results in the literature, we deduce the critical properties of the orientational correlation length and the nematic order parameter. Additionally, it is shown that a phase with positional long range or quasi long range order is forbidden at any finite temperature. In the last chapter, we focus on the study of the orientational and positional melting of quantum stripe systems. Our calculations shows that, in perfect analogy with our previous results, it is possible to map the original problem to a problem of quantum rotors. This mapping allows to use some previous results, and some news to deduce a qualitative phase diagrams for the orientational properties of the system for all possible cases. We also pay particular attention to the properties of the effective model in the quantum critical region. Finally, in this chapter we study the existence of a smectic phase in quantum stripe systems. Our results show that such a phase is stable only at zero temperature. Considering then that at strong enough quantum fluctuations the positional long range order is destroyed, it is natural to infer the existence of a transition between the smectic phase and the positionally disordered phase at intermediate value of the quantum fluctuation strength. The presented results show that such transition is in fact a second-order phase transition, whose critical exponents were calculated by means of perturbative renormalization group techniques.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:27:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318881.pdf: 16104320 bytes, checksum: b17788d2798b81604c2686a0311a7bde (MD5) Previous issue date: 2013 / Para o fresamento de cavidades as estratégias de geração de trajetórias mais utilizadas são a paralela ao contorno e a paralela a uma direção, apesar de que as trajetórias geradas com essas estratégias normalmente gerem segmentos com um elevado ângulo de incidência da ferramenta em cantos e em regiões estreitas. A utilização das trajetórias trocoidais tem sido proposta recentemente para evitar ou minimizar esses segmentos que são considerados críticos. Nesta dissertação é apresentado um método para gerar trajetórias trocoidais de ferramentas para cavidades de 2,5D utilizando a transformada do eixo médio, a qual foi implementada na linguagem Octave, e a sua avaliação foi efetuada em provas reais de fresamento. O método proposto, denominado OC2PATH, parte de representações poligonais da cavidade, incluindo ilhas, e o diagrama do eixo médio é calculado como uma série de pontos. Esses pontos são ordenados e agrupados formando linhas. Os pontos são utilizados para gerar uma trajetória trocoidal gerando círculos com centro sobre esses pontos. Com o intuito de evitar que a ferramenta percorra duas vezes a mesma área é utilizada uma simulação baseada em pixel aplicada ao tempo de geração da trajetória. Também e apresentado um método que utiliza as trajetórias geradas e as informações de uma família de ferramentas para obter a sequência de ferramentas que permite minimizar os tempos de fresamento. Para avaliar esta proposta, foi usinada uma cavidade complexa em aço P-20 utilizando tanto com a implementação em Octave do método quanto o programa computacional comercial NX (da Siemens) para gerar as trajetórias. São apresentadas análises detalhadas dos tempos para cada programa, comparando-se as demandas de potência de usinagem ao longo do tempo. O método apresentado gera as trajetórias para a usinagem de cavidades, e de fato há uma limitação da profundidade radial de corte ao longo da trajetória, porém as trajetórias trocoidais normalmente têm um comprimento maior (de 1,5 a 2,5 vezes) do que as trajetórias paralelas ao contorno e aquelas que utilizam estratégias combinadas (como a trajetória gerada pelo software comercial usado na comparação) <br> / Abstract: The two most used tool-path generation strategies for milling a pocket are direction-parallel and contour-parallel, although the tool paths obtained with these strategies usually create regions with a high cutter sweep angle in corners and narrow slots which can be problematic to machine. The utilization of a trochoidal tool path has been proposed recently in order to avoid the occurrence of these regions. In this dissertation, a method for generating trochoidal tool paths for 2½D pocket milling using a medial axis transform is proposed, which is implemented in the Octave computer language, and an evaluation of the resulting tool path in real milling tests is presented. In order to achieve this goal, first the pocket and islands are represented as polygons, and the medial axis transform is calculated as a series of points. The points are then sorted and grouped, generating lines by an algorithm. After that, they are used as centers of circles in order to generate the trochoidal tool path. The tool path length is generated using a pixelbased simulation limiting air cuts. A method for minimize the machining time by cutting tool selection and area segmentation using the generated tool-paths is also presented. The presented method was evaluated through machining a pocket in a P20 tool steel, using tool paths generated with the proposed method (referred to as OC2PATH) and the commercial software NX (from Siemens). Detailed analysis for each tool and tool path is carried out, including graphs and images of cutting power requirements. The proposed method generates the toolpaths and NC code, and in fact there is a limitation in the radial depth of cut along the toolpath. However, the obtained toolpaths are lengthier (usually between 1.5 and 2.5 times) than the contour-parallel toolpaths and combined tool-paths (as those obtained with the commercial software used as a means of comparison).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-24T03:15:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343611.pdf: 25448372 bytes, checksum: 73bec479d7ff64a193ca927f846c87b1 (MD5) Previous issue date: 2016 / Nesta tese utiliza-se o modelo de Nambu?Jona-Lasinio (NJL) na versão SU(2) para os quarks leves up e down com a finalidade de se estudar a transição quiral na matéria de quarks e suas aplicações no contexto da física de altas energias. Entre as grandezas físicas calculadas estão a tensão superficial na matéria de quarks magnetizada, que é de interesse da física de estrelas compactas, e a correlação entre o número de partículas e antipartículas em temperatura e densidade ?nitas, que é de interesse da física de colisões de íons pesados. O potencial efetivo, ou energia livre de Landau, é calculado na aproximação de campo médio usando-se o formalismo de integrais de trajetória. No regime de baixas temperaturas o modelo prevê uma transição de primeira ordem da matéria hadrônica para a matéria de quarks, o que tem consequências importantes como, por exemplo, a coexistência das duas fases, hadrônica e de quarks, para determinados valores da pressão, temperatura e potencial químico. A tensão superficial entre estas fases é calculada para a matéria de quarks magnetizada através do método geométrico, onde leva-se em conta as instabilidades associadas a` transição de primeira ordem. A formação de estrelas híbridas com fase mista depende de taxa de nucleação de bolhas de quarks em meio a matéria de hádrons, que, por sua vez, depende da tensão superficial. No caso de estrelas com campos magnéticos fortes como as magnetares, o valor da tensão superficial varia em função da intensidade do campo, facilitando (caso a tensão superficial diminua) ou não (caso aumente) a ocorrência de fase mista. Os resultados da tese mostram que, para valores do campo magnético em torno de 4-6m_p^2/e ??10?^19 G, a tensão superficial diminui em relação ao seu valor com campo nulo, favorecendo a formação de estrelas híbridas com fase mista. Entretanto, para valores muito altos de B, a tensão superficial cresce continuamente, o que desfavorece a formação destas estrelas. O modelo NJL também prevê a existência de um ponto crítico no seu diagrama de fases. Nos últimos anos tem-se procurado por evidências experimentais da existência de um ponto crítico no diagrama de fases da QCD em experimentos de colisões de íons pesados. Uma forma de se investigar esta questão consiste em analisar as flutuações e correlações nas distribuições de partículas obtidas nas colisões. Recentemente as equipes responsáveis pelo programa Beam Energy Scan, da colaboração STAR, publicaram informações a respeito de cumulantes das curvas de distribuição do número de prótons e antiprótons detectados nos experimentos. Os resultados sugerem que a produção de prótons e antiprótons ocorre de modo praticamente independente, isto é, quase não há correlação entre o número de prótons e antiprótons. Entretanto, sabe-se que nas proximidades de uma transição de fase, mais precisamente na vizinhança de um ponto crítico, correlações costumam desempenhar um papel importante. A segunda etapa desta tese concentra-se em calcular a correlação entre o número de partículas e antipartículas ao longo do diagrama de fases do modelo NJL e estudar o seu comportamento nas vizinhanças do ponto crítico. Este cálculo permite uma comparação direta com os resultados publicados pela colaboração STAR, responsável pelo programa Beam Energy Scan. Os resultados obtidos mostram que a correlação é levemente diferente de zero perto da temperatura pseudo-crítica de crossover e apresenta um salto abrupto no ponto crítico. No entanto, este comportamento pode ser atenuado quando um acoplamento vetorial repulsivo está presente.<br> / Abstract : This thesis uses the SU(2) Nambu?Jona-Lasinio model for up and down quarks with the aim of studying the chiral transition in quark matter and its application to high energy physics. Among the physical quantities calculated here are the surface tension in magnetized quark matter, relevant to compact star physics, as well as the particle-antiparticle number correlation in ?nite temperature and density, relevant to heavy ion collision physics. The e?ective potential, or Landau?s free energy, is calculated within the mean ?eld approximation by using the path integral formalism. At low temperatures the model predicts a ?rst order phase transition from hadronic matter to quark matter, which has important consequences such as the coexistence of both phases at the same values of temperature, chemical potential and pressure. The surface tension between the two phases in magnetized quark matter is calculated using a geometrical approach that considers the instabilities associated with a ?rst order phase transition. The surface tension has an important role in the context of compact stars, since the formation of hybrid stars with mixed phase depends on the nucleation rate of quark bubbles which, in turn, depends on the surface tension. In the case of stars with strong magnetic ?elds such as magnetars, the value of the surface tension varies as a function of the ?eld strenght, favoring (if the value of the surface tension decreases) or disfavoring (if the value increases) the occurrence of a mixed phase. The results presented here show that, for values of the magnetic ?eld around 4-6 m_p^2/e ??10?^19 G, the surface tension decreases with respect to its value at B = 0, therefore favoring the formation of hybrid stars with mixed phase. However, for very high values of B, the surface tension continuously grows, which disfavors the formation of such stars. The NJL model also predicts the existence of a critical point in the phase diagram. In the last years, heavy ion collision experiments have been looking for evidence of the QCD critical point. One way to approach this problem is to look for ?uctuations and correlations in the particle distributions obtained in these experiments. Recently, the teams responsable for the Beam Energy Scan program, in the STAR collaboration, published data concerning the cumulants of the proton and antiproton distribuction functions obtained in recent experiments. The results suggest that the proton and antiproton production occurs in a practically independent way, with almost no correlation between them. Nevertheless, it is well known that correlations play a important role in the vicinity of a phase transition, specially in the vicinity of a critical point. The second part of this thesis focus in the evaluation of the particle-antiparticle correlation along the phase diagram of the NJL model and in the study of its behavior near the critical point. The results allow for a direct comparison with the data published by the STAR collaboration and show that the correlation is slightly di?erent from zero near the pseudo-critical temperature but presents an abrupt jump at the critical point. However, this behavior may be softened when a repulsive vector coupling is present.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-18Bitstream added on 2014-06-13T19:25:05Z : No. of bitstreams: 1 moraes_jr_dr_guara.pdf: 858058 bytes, checksum: 9d3737c517e6bd0d7841460e47975a70 (MD5) / A crescente demanda por energia aumenta a busca por fontes energéticas alternativas a fim de se desvencilhar daquelas não renováveis. Todavia, a decisão por uma fonte energética leva em conta fatores técnicos, econômicos, sociais, políticos e ambientais. O termo biodiesel aplica-se ao combustível substituto do óleo diesel, constituído de ésteres obtidos a partir de óleos vegetais, por processo de transesterificação com álcoois em meio ácido ou básico. A utilização de óleos vegetais como combustível apresenta vantagens, principalmente, quanto às emissões de gases nocivos. Contudo, apresenta desvantagens como elevada viscosidade e falta de volatilidade, e seu processo de obtenção gera resíduo não totalmente aproveitável. Sistemas microemulsionados aparecem como um tipo de combustível alternativo, pois se ampliam os limites advindos das propriedades de cada componente da mistura. Pode-se intervir na redução das emissões de poluentes e também em suas características. Permite a utilização de substâncias com menor valor econômico e reaproveitamento de resíduos, constituindo-se como substitutos para os derivados de petróleo, propiciando autossuficiência energética, fortalecimento do agronegócio, desenvolvimento regional sustentável, geração de emprego/renda e melhoria da qualidade do ar / The growing demand for energy increases the search for alternatives to replace fossil sources by renewable energy sources. Nevertheless, the decision for an energy source shall consider technical factors, economic, social and environmental aspects as well. The term biodiesel refers to the substitute fuel for the original diesel, obtained from vegetable oil esters, by means of chemical transesterification with alcohols in acid or basic media. The use of vegetable oils as fuel presents many advantages, mainly concerning lower harmful gas emission. Although, they present disadvantages as high viscosity and lack of volatility, and their production process generates residues not completely usable. Micro-emulsion systems appear as alternatives because it is possible to take better advantage of the properties of each component of the system. It is possible to manipulate the system in order to reduce gas emissions and also their characteristics. It allows the use of components with lower economical value and recovery of residual products, becoming valuable substitutes for petrol derivatives, reducing external energy dependence, strengthen the agro-business, providing sustainable regional development, job and revenue generation and air quality improvement

Apesar de ser um líquido comum na natureza, muitas dúvidas ainda pairam sobre várias características da água. A existência de uma relação comum entre o tipo de potencial intermolecular, criticalidade e as várias formas de anomalia existentes nessa substância ainda é uma questão em aberto, apesar da intensa pesquisa que têm-se feito ao longo dos anos sobre esse assunto . Nesta dissertação, propomos a hipótese de que a anomalia na densidade está correlacionada à presença de multicriticalidade, e que ambos os fenômenos surgem de um potencial de duas escalas. Para dar suporte a esta hipótese, além de trabalhos anteriores, usamos e estudamos um gás de rede com interações que competem (primeiros vizinhos V1 repulsivos e segundos vizinhos V2 atrativos). Construímos para este sistema um diagrama de fases µ vs. T usando dois métodos: aproximação de campo médio e simulações. Encontramos na aproximação de campo médio duas linhas críticas, uma das quais encontra a linha de 1a ordem separando duas fases líquidas, e um ponto tricrític Com a aproximação de campo médio não encontramos anomalia na densidade. Os resultados obtidos com as simulações alteram qualitativamente o diagrama de fases. Tanto as linhas críticas quanto os pontos tricríticos tem suas posições modificadas com relação ao campo médio. Neste caso encontramos um comportamento anômalo na densidade. Concluímos que o potencial de duas escalas competitivas é um ingrediente necessário ao aparecimento de anomalia na densidade e coexistência entre duas fases líquidas. Ainda, mostramos que essa anomalia pode estar associada não apenas a dois pontos críticos, como se espera para a água, mas a uma multicriticalidade em geral, tal como linhas críticas.