Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Banca: Alfredo Takashi Suzuki / Banca: Rodolfo Alvan Casana Sifuentes / Resumo: Neste trabalho, faremos um estudo sobre as recém-introduzidas coordenadas vestidas na abordagem de integração funcional, segundo a interpretação de Dirac-Feynman para a teoria quântica. Estas coordenadas são introduzidas no modelo de um oscilador harmônico acoplado linearmente a um conjunto de modos normais de um campo escalar não-massivo e permitem uma descrição não-perturbativa e unificada do processo de radiação de um átomo numa cavidade arbitrariamente dessintonizada, generalizando a descrição segundo o modelo de JaynesCummings, amplamente utilizado em CQED (Eletrodinâmica Quântica em Cavidades). As coordenadas vestidas também permitem uma descrição fisicamente aceitável da estabilidade do estado de vácuo do sistema, sem necessidade de apelar para a conhecida aproximação de onda girante. Mostraremos que, neste modelo, as coordenadas vestidas se manifestam através de uma transformação linear não-ortogonal de coordenadas que preserva a medida de integração funcional, o que viabiliza e simplifica os cálculos nessa abordagem. Também faremos uma generalização da estratégia de regras de soma, introduzida recentemente para facilitar os cálculos de probabilidades de transição. Finalmente, veremos que, no caso limite de uma cavidade infinitamente grande, recuperamos a bem conhecida taxa exponencial de decaimento espontâneo de um átomo no espaço livre. Por outro lado, para uma cavidade suficientemente pequena, o modelo diz que o oscilador pode permanecer quase estável em seu estado 1-excitado / Abstract: In this work, we will study the just-introduced dressed coordinates in the path-integral approach, according to the Dirac-Feynman interpretation of quantum theory. These coordinates are introduced in the model of a harmonic oscillator coupled linearly to a set of normal modes of a massless scalar field, and will allow a non-perturbative and unified description of an atom radiation process in an arbitrarily detuned cavity, generalizing the description according to the Jaynes-Cummings model, largely used in Cavity QED. The dressed coordinates also give a physically acceptable description of the system's vacuum-state stability, without necessity of appealing to the known rotating wave approximation. We will show that, in this model, the dressed coordinates reveal themselves through a nonorthogonal linear coordinate transformation preserving the path-integral functional measure, which makes it possible and simplifies the calculations in this approach. We will also generalize the sum rules strategy, recently introduced to make calculations of transition probabilities easier. Finally, we will see that, in the limiting case of an infinitely large cavity, we recover the well known exponencial rate of spontaneous decay of an atom in free space. On the other hand, for a sufficiently small cavity, the model says the oscillator can remain almost stable in its 1-excited state / Mestre

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-09-30T12:31:21Z No. of bitstreams: 1 2013_JonathanFernandoTeixeira.pdf: 17318336 bytes, checksum: 7921e721a6709a2911f39960588dd6aa (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-10-16T14:20:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_JonathanFernandoTeixeira.pdf: 17318336 bytes, checksum: 7921e721a6709a2911f39960588dd6aa (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-16T14:20:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_JonathanFernandoTeixeira.pdf: 17318336 bytes, checksum: 7921e721a6709a2911f39960588dd6aa (MD5) / Neste trabalho, investigamos os efeitos do acoplamento elétron-rede na distribui ção de densidade de carga e na dinâmica de carga em nanofitas armchair de grafeno (AGNR). Adotamos um modelo tight—binding semi-empírico bidimensional com relaxação numa expansão de primeira ordem. Os graus de liberdade da rede foram tratados pelas Equações de Euler-Lagrange, enquanto os elétrons ? foram descritos pela equação de Schrödinger dependente do tempo. Com relação à distribuição de carga, desenvolvemos um estudo numérico capaz de explicar os estados de densidade eletrônica observados experimentalmente. Por meio dessa abordagem, foi resgatado o mesmo padrão característico de densidade de carga ao longo das ligações C—C, sugerido por medidas de varredura de tunelamento e microscopia eletrônica. Nossos resultados sugerem a presença de estados eletrônicos localizados, cuja distribuição é dependente da largura da nanofita. A relação do gap de energia com a largura da nanofita também foi investigada. Observou-se que o gap das nanofitas possui uma relação direta com o acoplamento elétron-rede, ao mesmo tempo que respeita uma diminuição hiperbólica com o aumento da largura da AGNR. Quanto à dinâmica de carga, mostramos que nosso modelo resgata o mecanismo de transporte de carga mediado por quase-partículas para esse sistema. A concordância com evidências experimentais nos permite concluir que o nosso modelo pode ser, em muitos aspectos, uma excelente ferramenta quando se tratar da compreensão fenomenológica do comportamento da carga em nanofitas armchair de grafeno. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work we investigate the effects of electron-lattice coupling on the charge density distribution and on the charge dynamics of armchair graphene nanoribbons (AGNR). Our approach consists on a two-dimensional tight-binding model with relaxation in a first order expansion. The lattice degrees of freedom is treated by Euler-Lagrange equations while the ?-electrons are described by the time dependent Schrödinger equation. Regarding the charge, we developed a numerical study that was able to explain the electronic density states observed experimentally. Through this methodology we rescue the same characteristic pattern of charge density along the C— C bonds suggested by both scanning tunneling and transmission electron microscopies measurements. Our results suggest the presence of localized electronic states whose size are dependent of the nanoribbon width. The relation of the band gap with the width is also investigated. It is observed a direct relation of the band gap with the electron lattice coupling and also a hyperbolic decrease of the gap with increasing AGNR width. Concerning the charge dynamics, we show that our model rescues the quasiparticle charge transport mechanism in this kind of system. The remarkable agreement with experimental evidences allows us to conclude that our model could be, in many aspects, a fundamental tool when it comes to the phenomenological understanding of the charge behavior in armchair graphene nanoribbons.

Orientador: Kyoko Furuya / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-22T10:16:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_AlessandroPauloServiode_M.pdf: 1359297 bytes, checksum: 844361746ac963d431793d31c6bb0c54 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Em estudos do modelo de Jaynes-Cummings, a chamada Aproximação de Onda Girante, que consiste em desprezar os termos antiressonantes da Hamiltoniana de interação, é em geral assumida desde o início, devido ( entre outras coisas ) à extrema simplificação resultante no tratamento do problema. Neste trabalho, estudamos em detalhes a influência dos termos contra-girantes no modelo. Primeiramente, investigamos as diferenças na dinâmica do sistema devido a estes termos, em particular nos fenômenos de colapso e "revival" , bem conhecidos da óptica quântica. Comparamos os resultados fornecidos pela teoria de perturbações com aqueles obtidos por cálculo numérico, e analizamos exatamente em que condições os termos contra-girantes podem ser desprezados. Além disso, estudamos as propriedades de simetria do modelo, e descobrimos que uma nova simetria aparece no limite de acoplamento forte entre o átomo e o campo, o que dá origem a uma degenerescência dos níveis de energia do sistema neste limite / Abstract: In studies concerned with the Jaynes-Cumrnings model, the so-called Rotating - Wave Approximation, which consists in neglecting the counter-rotating terms in the interaction Hamiltonian, is in general adopted since the very begining, due to ( among other things ) the extreme simplification which results. In our work, we study in detail the effects of the counter-rotating terms on the model. First, we investigate the differences in the system's dynamics due to these terms, in particular in connection to the phenomena of collapse and revival, well-known in quantum optics. We compare the results we get using perturbation theory with those obtained by direct numerical computation, and we analyse under which conditions the counter-rotating terms can be neglected. We also studied the model's symmetry properties, by using group-theoretical methods, and we found that a new symmetry appears in the strong coupling limit, which gives rise to an energy-level degeneracy in this lirnit / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Andre Koch Torres de Assis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-27T10:18:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hernandes_JulioAkashi_M.pdf: 966851 bytes, checksum: 7b6753f4b60406c37c6d30d4d1ed715a (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Na primeira parte deste trabalho analisamos o campo elétrico fora de condutores resistivos estacionários conduzindo corrente constante. Exploramos aqui o ponto de vista das cargas superficiais. Apresentamos problemas resolvidos na literatura sobre este assunto, assim como resultados novos para condutores em forma de placas e também um anel filiforme (neste último caso calculamos numericamente o potencial), comparando os resultados teóricos com dados experimentais retirados da literatura. Na segunda parte, tratamos da propagação de sinais em condutores compridos. Seguimos a abordagem de Kirchho para o problema, utilizando a força de Weber como modelo de interação entre cargas. Conseguimos deriva a equação da telegrafia para diversos casos, e mostramos que a abordagem maxwelliana (campos) não é necessariamente a única que conduz à equação da telegrafia. O Apêndice A apresenta o cálculo das integrais envolvendo o potencial devido a uma placa retangular transportando uma corrente constante. O programa para calcular o potencial de um anel filiforme está listado no Apêndice B. No Apêndice C, consideramos o fenômeno da explosão de fios que acontece quando uma alta corrente elétrica flui em um condutor. Apresentamos o resultado da tensâo coulombiana, gerada pelo aparecimento de carga no interior do fio devido ao efeito Hall radial. Concluímos que esta tensão é várias ordens de grandeza inferior àquela necessária para romper um fio metálico, ver [AH99b] / Abstract: In the first part of this work we analyse the electric field created outside stationary resistive conductors, with a constant current. Here we explore the point of view of surface charges. We present solved problems in the literature, on this subject, and also new results for conductor plates and for a thin ring (in this last case we calculate the potential numerically), comparing our theoretical results with experimental data present in the literature. In the second part, we treat the propagation of signals in long conductors. We follow Kirchhoff's approach to the problem, utilizing Weber's force equation as a model for charge interaction. We derive the telegraphy equation for several cases, and show that the Maxwell's approach (based on fields) is not necessarily the only one that leads to the telegraphy equation. Appendix A presents the calculation of the integrals involved in the potential resolution for a rectangular plate transporting a constant current. The numerical program to calculate the potential of a thin ring is listed on Appendix B. On Appendix C we consider the phenomenon of wire explosions which happens when a high electric current ows in a conductor. We present the result of coulombian tension generated by the appearance of charges in the interior of the wire caused by the radial Hall effect. We conclude that this tension is several orders of magnitude smaller than the one necessary to break a metallic wire, see [AH99b] / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Marcos Cesar de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T22:41:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SaNeto_OlimpioPereirade_M.pdf: 2183642 bytes, checksum: 1db9639afd1e7c5b802c3e8608ea049f (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesta dissertação de mestrado foi analisada a eficiência de um esquema de codificação específico de bits quânticos em estados de campos eletromagnéticos quânticos em linhas de transmissão coplanares acopladas a um dispositivo supercondutor, o "Átomo Artificial", sob a ação de um banho ôhmico. O objetivo central desta pesquisa é estudar a Eletrodinâmica Quântica de Cavidades, bem como aspectos de implementação de dispositivos para computação quântica. Neste contexto, nossa proposta de pesquisa consiste em estudar um esquema prático de processamento de informação eficiente, explorando recursos físicos de um sistema real / Abstract: In this dissertation we analyse the efficiency of a specific quantum bit encoding in a quantum electromagnetic field state prepared in a coplanar transmission line coupled to a single superconducting device, the "Artificial Atom", under action of external noise sources affecting the efficiency of the device. The central objective is to study the circuit cavity quantum electrodynamics and to propose practical aspects of devices for quantum computation implementation / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Jose Antonio Roversi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-31T16:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_GiovanaTrevisan_M.pdf: 726866 bytes, checksum: c3fecbc4b9b30f0f1b424821a66f3727 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho, estudamos alguns aspectos dinâmicos de um sistema formado por duas cavidades acopladas interagindo com um átomo de dois níveis, baseando-nos no modelo Jaynes-Cummings para a interação átomo-campo e no trabalho de Hashem Zoubi et al. [3], sobre cavidades acopladas. Inicialmente apresentamos uma discussão sobre o limite de validade das transformações utilizadas por Hashem Zoubi et al. na diagonalização do Hamiltoniano das cavidades. Baseando-se nas conclusões deste estudo, foi proposto um Hamiltoniano aproximado para o sistema em consideração. Conseguimos uma transformação para os operadores de criação e aniquilação mais simples, que diagonaliza o Hamiltoniano do sistema e permite o cálculo dos autoestados que são utilizados no cálculo das propriedades dinâmicas do sistema átomo-cavidade acoplado a outra cavidade. Em conseqüência da simplicidade do tratamento dado, pudemos calcular o comportamento, em função do tempo, da inversão atômica, do número médio de fótons e da pureza do sistema. Pudemos também comparar os resultados com o que acontece no sistema átomo-campo de uma cavidade. Observamos o aparecimento do fenômeno de colapso e ressurgimento na inversão atômica, porém não no número médio de fótons, em situações para as quais este fenômeno não acontece no sistema átomo-campo de uma cavidade. Observamos também que o sistema átomo-campo de duas cavidades tende a um grau de mistura muito maior do que no caso de uma cavidade em situações semelhantes / Abstract: In this work, we study some dynamical aspects of a system composed by two coupled cavities interacting with a two-level atom, based in the Jaynes-Cummings model of the atom-field interaction and in the Hashem Zoubi et al.'s work [3] about coupled cavities. Initialy, we show a discussion about the validity of the transformation used by Hashem Zoubi et al. in the diagonalization of the Hamiltonian of the cavities. Using the conclusions of this study, we propose an approximated Hamiltonian for this system. We obtain a simpler transformation to the creation and annihilation operators that diagonalizes the Hamiltonian of the system and allows us to calculate the eigenstates used in the calculation of the dynamical properties of the atom-field system with two cavities. Due to the simplicity of this method, we could calculate the behavior as a function of the time of the atomic inversion, the mean number of photons and the purity of the system. We could also compare the obtained results with what happens in the atom-field system of one cavity. We notice the quantum collapse and revival in the atomic inversion, but not to the mean number of photons, in situations where this phenomenon doesn't happen in the one-cavity system. We also notice that in the atom-field system with two cavities tends to a larger degree of mixture than the case of one cavity in similar conditions / Mestrado / Física / Mestra em Física

Orientador: Carola Dobrigkeit Chinellato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-18T07:15:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_AntonioLuizFernandes_M.pdf: 2362696 bytes, checksum: 7c202163d926993db9c6b3135f451246 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: O mecanismo mais eficiente para se gerar fótons com energia da ordem de 100 MeV ou acima é o espalhamento Compton inverso de luz de laser por elétrons relativisticos. Pode-se elevar a energia dos fótons emitidos aumentando-se a energia dos elétrons (o que encarece muito os experimentos) ou a energia do fóton. S. Caticha-Ellis sugeriu (1983) que um feixe intenso de raios X pode ser obtido pela retrodifração da radiação sincrotron em um cristal, abrindo assim a possibilidade de se gerar fótons duros pelo espalhamento Compton inverso da própria radiação sincrotron. Dessa forma os fótons emitidos podem ter energias maiores do que a energia do feixe de elétrons (vários GeV), sendo altamente colimados e não polarizados. Esses fótons podem ser usados em experiências de física nuclear e para se testar a eletrodinâmica quântica / Abstract: The most efficient mechanism to generate photons in the 100 MeV energy range is by Inverse Compton scattering (ICS) of laser from relativistic electron. The energy of the emitted photons can be increased by raising either the energy of the electron, which is very expensive, or that of the photon. with the suggestion (S. Caticha-Ellis, 1983) that intense X-ray beams could be obtained by back-reflecting synchrotron radiation using a crystal diffracting at normal incidence, the possibility is now open of generating very hard photons by ICS of the synchrotron radiation itself. The photons emitted in this way will have energies ranging all the way up to the electron beam energy (up to the several GeV), will be non-polarized and highly collimated. The photons may be used to study phenomena of quantum electrodynamics and nuclear physics / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Elcio Schuhmacher. / Com: Produto Educacional: A resolução de problemas como estratégia para o ensino de eletrodinâmica. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais e Matemática.

O presente trabalho tem como objetivo analisar as correntes de inrush que surgem nos momentos de energização dos alimentadores de sistemas de distribuição. Desta forma, são relevantes em projetos cotidianos de concessionárias de energia elétrica como por exemplo, nos cálculos de ajustes dos dispositivos de proteção. Foram estudadas 291 (duzentas e noventa e uma) amostras extraídas de oscilografias de medidores alocados nas saídas de alimentadores de distribuição, os quais armazenaram informações de tais correntes nos momentos em que houveram religamentos bem sucedidos (carga quente), bem como em energizações após longos períodos de interrupção (carga fria). Todos os alimentadores analisados pertencem a AES-ELETROPAULO. Os valores (em magnitude) das correntes de inrush foram analisados nos primeiros instantes (16,66 ms e 100 ms) logo após o momento da energização dos alimentadores, sendo os valores estudados como variáveis probabilísticas. As análises desta dissertação fundamentaram-se na comparação dos dados oriundos de medição com os resultados de cálculo segundo o modelo tradicional (aplicação de fatores multiplicativos), na qual se observa uma clara majoração que tende a sobredimensionar os resultados das correntes. Desta forma este trabalho sugere a adoção de valores (ou faixa de valores) mais adequados e que tendem a garantir uma aproximação mais consistente com as medições. Comparando os valores (magnitude) dos fatores multiplicativos para as correntes de inrush entre carga quente e carga fria, verifica-se que as correntes de inrush em carga fria tendem a ser maiores do que em carga quente. Bem como em ambas as cargas, observa-se a relação direta de proporcionalidade do fator multiplicativo com a potência instalada dos alimentadores em termos dos transformadores de distribuição. / The purpose of this dissertation is to analyze the inrush currents generated upon the energization of distribution system feeders. These said currents are relevant for typical designs in electric power concessionaries, for example upon calculating the ideal settings for protection devices. It was analyzed (or studies) 291 (two hundred and ninety one) oscilography samples extracted from measuring devices oscilographs were analyzed. These devices were placed in the beggining of distribution feeders, and stored information on such currents both in successful reclosing (hot load) events and re-energization after long periods of outage (cold load) events. All feeders analyzed belong to the AES-Eletropaulo. The inrush current values (in magnitude) were analyzed right after (more specifically 16.66 ms and 100 ms) the feeder energization. For this reason, its corresponding values were studied as a probabilistic variables. This analysis was based on the comparison between measured data and traditional model (application of factor coefficients) calculation results, in this way, observed it that the traditional model yields over-dimensioned results which lead to oversizement of the results currents. It has thus suggested revised, more suitable values (or bands of values) which are bound to ensure a more consistent approximation to the real measurements. Upon comparing the final value (in magnitude) results on the analysis of the factor coefficients for inrush currents for hot load and cold load, it is observed that the cold load inrush currents tend to be higher than those for hot load. Furthermore, it was observed the direct relation of proportionality of the factor coefficients to the ratings capacity transformer power installed along the feeder lines.

Nesta tese estudamos algumas propriedades da eletrodinamica em 2+1 dimensoes. Perturbativamente, esta teoria e inconsistente, devido a ocorrencia de fortes divergencias infravermelhas. E mostrado que tal problemas pode ser sanado quando efeitos nao perturbativos de polarizacao do vacuo sao incorporados, promovendo a melhoria do comportamento infravermelho da teoria. Isto e decorrente da geracao de um termo de chern-simons. Analisamos, tambem, a existencia de estados ligados fermion-fermion, a qual pode ser relevante no contexto da supercondutividade a altas temperaturas. Alem disso, obtemos a contribuicao para o momento magnetico anomalo do fermio vinda da correcao de vertice. Uma motivacao para este trabalho advem de estudos feitos originalmente para o modelo de thirring em 2+1 dimensoes, os quais sao apresentados na parte inicial desta tese. / In this thesis we study some properties of electrodynamics in 2+ 1 dimensions. Perturbatively, inconsistencies appear, due to strong infrared divergencies. It is shown that this problem can be overcome when vacuum polarization effects are nonperturbatively incorporated, leading to a better infrared behavior of the theory. This is a consequence of the generation of a Chern-Simons term. Also, we analyse the existence of fermion-fermion bound states, which may be relevant for high-Tc superconductivity. Furthermore, from the vertex corrections we determine the contribution for the fermion anomalous magnetic moment. A motivation for this work comes from earlier studies in the context of the 2+ 1 dimentional Thirring model. Those studies are presented in the initial part of this thesis.