Os efeitos de polarização devido ao espalhamento elástico de uma radiação não polarizada de 662 KeV são estudados com um polarímetro de raios ? usando o espalhamento Compton como processo de análise. Foram realizadas medidas com alvos de chumbo e platina em ângulos de espalhamento variando de 50° a 120°. Nesta energia, os únicos processo que contribuem ao espalhamento elástico são o espalhamento Thomson Nuclear e o espalhamento Rayleigh. Desde que a intensidade e polarização da componente Thomson são bem conhecidas, as medidas permitem testar cálculos teóricos de espalhamento Rayleigh. Os resultados experimentais concordam com o método exato introduzido por Brown ET AL. (Br55a) e com os refinados cálculos numéricos realizados por Johnson (Jo76). / Polarization effects due to 0.662 MeV unpolarized ?-rays elastically scattered, has been studied with a ?-ray polarimeter using Compton scattering as the analyzing process. Lead and and platinum were used as scatterers and measurements were performed for scattering angles varyng from 50 ° to 120 °. At this energy the only process contributing to elastic scattering are nuclear Thomson scattering and Rayleigh scattering. Since the intensity and polarization of Thomson component are readily calculable, the measurements provide a check of theories of Rayleigh scattering. The experimental results agree with the method introduced by Brown et al. and with the refined numerical calculations of Johnson (Jo76).

xix, 140 p. ; ill. (some col.) A print copy of this thesis is available through the UO Libraries. Search the library catalog for the location and call number. / Using approximately 350 million à + à - pair events recorded with the BaBar detector at the Stanford Linear Accelerator Center between 1999 and 2006, a search has been made for neutrinoless, lepton-flavor violating tau decays to three lighter leptons. All six decay modes consistent with conservation of electric charge and energy have been considered. With signal selection efficiencies of 5-12%, we obtain 90% confidence level upper limits on the branching fraction B (à [arrow right] [cursive l][cursive l][cursive l]) in the range (4 - 8) à 10 -8 . / Adviser: Eric Torrence

Os efeitos de polarização devido ao espalhamento elástico de uma radiação não polarizada de 662 KeV são estudados com um polarímetro de raios ? usando o espalhamento Compton como processo de análise. Foram realizadas medidas com alvos de chumbo e platina em ângulos de espalhamento variando de 50° a 120°. Nesta energia, os únicos processo que contribuem ao espalhamento elástico são o espalhamento Thomson Nuclear e o espalhamento Rayleigh. Desde que a intensidade e polarização da componente Thomson são bem conhecidas, as medidas permitem testar cálculos teóricos de espalhamento Rayleigh. Os resultados experimentais concordam com o método exato introduzido por Brown ET AL. (Br55a) e com os refinados cálculos numéricos realizados por Johnson (Jo76). / Polarization effects due to 0.662 MeV unpolarized ?-rays elastically scattered, has been studied with a ?-ray polarimeter using Compton scattering as the analyzing process. Lead and and platinum were used as scatterers and measurements were performed for scattering angles varyng from 50 ° to 120 °. At this energy the only process contributing to elastic scattering are nuclear Thomson scattering and Rayleigh scattering. Since the intensity and polarization of Thomson component are readily calculable, the measurements provide a check of theories of Rayleigh scattering. The experimental results agree with the method introduced by Brown et al. and with the refined numerical calculations of Johnson (Jo76).

A single light sphere is placed inside of a drum completely filled with a viscous fluid. the drum rotates perpendicular to gravity such that the Reynolds number remains small. In this flow configuration there is a wide range of behaviours. We have measured eccentric fixed points, circular orbits and asymmetric orbits by the walls of the drum. A full description of these phenomena is given as a function of the size of the sphere. We have also studied the case of a porous sphere and compared it the solid case. Finally we have studied the effect of roughness on this system.

Este trabalho propõe a síntese de vários materiais nanoestruturados pelo processo sol-gel. Foram preparados sóis a base de óxido de cério, hidroxiapatita e magnetita. Filmes a base de paládio metálico foram obtidos pela técnica de decomposição térmica e redução em atmosfera de nitrogênio. A caracterização estrutural dos materiais preparados foi realizada por DRX; a caracterização morfológica foi feita mediante SAXS, MET e MEV; a caracterização química por EDS; a caracterização térmica por DSC; a caracterização magnética por RPE e a caracterização relaxometrica por IRM. No caso da hidroxiapatita, foram realizadas medidas de FTIR. Nanopartículas a base de óxido de cério e Pdo com propriedades catalíticas foram depositadas na forma de filme sobre substratos de alumínio anodizado e na região da cabeça de pistões automotivos de motor a gasolina. Os catalisadores foram suportados nos poros que os anodizados apresentam. Os pistões foram submetidos a testes catalíticos e apresentaram redução nas emissões de CO, compostos orgânicos voláteis e NOx. Além disso, verificou-se a diminuição no consumo de combustível e aumento na eficiência do motor automotivo a gasolina. A síntese de nanopartículas a base de hidroxiapatita produz um material de morfologia nanométrica, apresentando um comportamento ferromagnético atribuído ao ferro como impureza nos precursores da síntese. Também foram obtidas sóis estáveis a base de nanopartículas de hidroxiapatita revestidas por ácido oléico. A síntese e caracterização do ferrofluido à base de nanopartículas de magnetita superparamagnéticas levaram a fabricação de um agente de contraste negativo, característica principal para aplicações na IRM. / This work proposes the synthesis of several nonostructured materials by the sol-gel process. Cerium oxide, hydroxyapatite and magnetite based sols were prepared. Metallic palladium based films were obtained by the thermal decomposition technique followed by reduction under nitrogen atmosphere. Structural characterizations of the prepared materials were accomplished by XRD; morphologic characterization were carried out by SAXS, TEM and SEM, chemical characterization by EDS, thermal characterization using DSC, magnetic characterization by EPR, and the relaxometry characterization by MRI. FTIR\'s measurements were also accomplished in hydroxyapatite samples. Cerium oxide and palladium nanoparticles presenting catalytic properties were deposited as a film on anodized aluminum substrates and on automotive piston heads for gasoline motors. The catalyzers were supported by pores present in anodized aluminum surfaces. Catalytic test of the pistons have shown emission reduction of CO, organic volatile compounds, and NOx. Moreover, decrease in the fuel consumption and increase in automotive motor efficiency were verified. The synthesis of nanoparticles based on hydroxyapatite gives rise to a material of nanometric morphology. It presents a ferromagnetic behavior due to the iron as impurity in the synthesis precursors. Stable sols of hydroxyapatite nanoparticles covered by oleic acid were also obtained. Synthesis and characterization of ferrofluid based on superparamagnetic nanoparticles of magnetite lead to the production of an agent for negative contrast. It is the main characteristic for applications in MRI.

Foram determinadas de maneira absoluta seções de choque duplamente diferenciais de produção de bremsstrahlung, para elétrons com energia cinética de 20, 50, 75 e 100~keV, nos elementos C, Al, Ag, Te, Ta e Au, e nos ângulos de emissão dos fótons $35^{\\mathrm}$, $90^{\\mathrm}$ e $131^{\\mathrm}$. As medidas foram realizadas na linha de feixe de baixa energia do Acelerador Microtron, do Instituto de Física da Universidade de São Paulo, em um arranjo que contou com três detetores de Ge hiperpuro, dois planares e um coaxial. Os alvos finos foram confeccionados pela técnica de deposição física de vapores, enquanto suas espessuras foram caracterizadas a partir da espectrometria de retroespalhamento de Rutherford. Foi desenvolvido um modelo analítico para descrever a função reposta de detetores de Ge, que permitiu a deconvolução dos espectros de bremsstrahlung entre os 12~keV e o ponto de máxima transferência de energia, com uma resolução de 1~keV. As seções de choque obtidas apresentam uma incerteza relativa entre 3\\% e 5\\%, e foram comparadas com os cálculos teóricos que constituem o estado da arte na temática, e com os poucos dados experimentais encontrados na literatura. / Bremsstrahlung doubly dierential cross sections were absolutely determined for electrons with kinetic energies of 20, 50, 75 and 100 keV, in the elements C, Al, Ag, Te, Ta e Au, and the photon emission angles of 35o, 90o and 131o. The measurements were performed at the low energy beam line of the S~ao Paulo Microtron Accelerator, using three high purity Ge detectors: two planar and one coaxial. Thin targets were obtained by the Physical Vapor Deposition technique, and their thicknesses were characterized through Rutherford Backscattering Spectroscopy. An analytical model was developed to describe the response function of Ge detectors, which allowed to unfold the bremsstrahlung spectra between 12 keV and the maximum energy transfer point, with an energetic resolution of 1 keV. The obtained cross sections present relative uncertainties between 3% and 5%. These results were compared with the higher accurate theoretical calculations and also with the experimental reports found in literature.

O estudo do espectro de raios X é importante para predizer a qualidade da imagem em sistemas radiográficos. Nesse trabalho usamos um detector semicondutor CdTe para medir os espectros de raios X na faixa de 25 a 120 kVp. Esse detector é pequeno e fácil de ser transportado. As medidas feitas diretamente do tubo de raios X não são aconselháveis devido à alta taxa de fluência que estão acima dos limites de detecção dos detectores usuais e podem causar armadilhamento de carga no detector CdTe. A alternativa é medir os fótons espalhados a 900 a partir de um pequeno objeto espalhador, no nosso caso um cilindro de lucite (PMMA). A partir do espectro espalhado, corrigido para tempo morto e eficiência, e calibrado em energia, efetuamos correções para o ângulo de espalhamento e espalhamento coerente (somente para baixas energias). Só então formalismo de Klein-Nishina para as seções de choque do efeito Compton é aplicado aos espectros, resultando nos espectros primários. Para energia de 120 kVp foi medido um espectro do feixe direto e comparado com o obtido através do espectro espalhado para mesma energia. Para o mesmo feixe, a camada semi-redutora foi avaliada experimentalmente e com o espectro obtido por espalhamento Compton, obtendo-se boa concordância. Observamos na curva de eficiência uma descontinuidade, prevista teoricamente e também observada por outros autores, que deforma o espectro corrigido. Foi aplicado um ajuste polinomial a essa curva, suavizando os espectros obtidos e não alterando sua forma. Os resultados foram satisfatórios e validaram o formalismo apresentado por outros autores, utilizando detectores distintos. / The analysis of x-ray spectra is important to predict image quality in radiographic systems. In this work we used a semiconductor CdTe detector to measure x-ray spectra with a CdTe detector, in the range from 25 to 120 kVp. The CdTe detector is small and portable. The measurements done directly in the primary X rays beam can be difficult because of the high photon fluence rates that cause significant detector photon pile up, and can cause charge trapping in the CdTe. The alternative is to measure the photons scattered at 900 by a small scattering object, in our case a Lucite cylinder (PMMA). Starting from the scattered spectrum, corrected to dead time and efficiency and calibrated in energy, we made corrections for the scattering angle and coherent scattering (only at low energies). After that, the Klein Nishina cross section for Compton scattering are applied to the spectra, resulting in the primary spectra. For the 120 kVp beam a spectrum of the direct beam was measured and compared to the one obtained it through the scattered spectrum for the same energy. The half value layer of the same spectrum was determined experimentally and through the calculated spectrum, and the agreement was very good. The efficiency curve presents a discontinuity, also observed by other authors and predicted theoretically, that deforms the corrected spectrum. A polynomial fitting was adjusted to the efficiency curve, smoothing the corrected spectra without and not altering its form. The results were satisfactory and they validated the methodology presented by other authors, using different detectors.

O trabalho apresentado nesta dissertação foi motivado essencialmente pelo projeto de construção de um novo instrumento a ser instalado no telescópio SOAR, no Chile. Este instrumento, chamado de \\textit{Brazilian Tunable Filter Imager} - BTFI, conta com várias novidades dentro da área de instrumentação astronômica. Uma delas envolve a utilização de duas redes de difração em série de modo a atuarem como um filtro espectral com uma resolução mais baixa. Aqui é mostrado o estudo realizado envolvendo dois diferentes modelos encontrados na literatura para simular numericamente a eficiência destas redes. Com estas simulações foi possível escolher um conjunto de redes a serem utilizadas no instrumento visando cobrir todo o espectro óptico com diferentes resoluções espectrais. Outra ferramenta estudada foi o filtro espectral do tipo Fabry-Pérot. Partindo de uma revisão teórica de interferência de raios múltiplos, apresenta-se também algumas características encontradas nos cubos de dados obtidos ao fazer uso de filtros deste tipo. Por fim, é descrito o software que foi criado buscando fornecer cubos de dados sintéticos para o desenvolvimento de novos pacotes numéricos para trabalhar com dados obtidos com um interferômetro Fabry-Pérot, além de auxiliar na compreensão de obtenção destes cubos. / The work presented in this dissertation was motivated primarily by the construction project of a new instrument to be installed on the SOAR telescope in Chile. This instrument, called \\textit {Brazilian Tunable Filter Imager} - BTFI, features several innovations within the area of astronomical instrumentation. One of them involves the use of two diffraction gratings in series in order to act as a spectral filter with a lower resolution. It is shown here the study involving two different models found in the literature to simulate the efficiency of these gratings. With these simulations it was possible to choose a set of gratings to be used in the instrument in order to cover the entire optical spectrum with different spectral resolutions. Another tool studied was the filter spectral type Fabry-Pérot. Starting from a theoretical review of interference of multiple beams, it is presented some features found in the data cubes obtained by making use of filters of this type. Finally, we describe the software that was created to provide synthetic data cubes for developing new packages for working with numerical data obtained with a Fabry-Perot interferometer, in addition to helping to raise understanding of these cubes.

Neste trabalho é apresentado o protótipo de um detector a gás sensível à posição em duas dimensões para aplicação com experimentos de espalhamento e difração de raios X. Partiu-se de um detector inicialmente desenvolvido para outras aplicações e mostrou-se as modificações necessárias no conceito original do dispositivo. As estratégias adotadas para determinar as adaptações essenciais foram: pesquisar na literatura sobre as características de um detector multifilar para raios X (escolha do gás, da pressão, da janela, etc.), uso de simulações, implementação das mudanças e realização de testes. Ferramentas computacionais foram usadas para estimar a resistência mecânica e a atenuação de fótons de raios X que ajudaram na determinação do material para a construção da janela de entrada. Simulações do detector foram construídas com o programa Garfield e serviram para o estudo do funcionamento do detector, além de determinar os parâmetros ótimos de operação do equipamento, como a distância entre os fios e diâmetro dos mesmos, além da diferença de potencial a ser aplicada, entre muitos outros parâmetros. Os resultados obtidos mostraram que o conceito do detector multifilar com as devidas adaptações permitem o funcionamento desse dispositivo para detecção de raios X. No entanto, dependendo da aplicação, pode ser necessário aprimorar a resolução do equipamento, a fim de ter uma melhor descrição dos dados coletados. São apontadas algumas ideias para esse aprimoramento. Apresentam-se também resultados interessantes obtidos com um detector de padrão microscópico chamado de triplo GEM. Esse dispositivo pertence ao laboratório de desenvolvimento de detectores a gás (GDD Group) do CERN e foi utilizado em um trabalho nessa instituição. Os resultados mostraram o potencial do equipamento para detecção de raios X. Os resultados e simulações apresentadas nesse trabalho confirmaram que as mudanças no conceito original do detector permitem seu uso na detecção de raios X. Além disso, foi possível obter várias indicações para uma maior otimização, que pode melhorar sua resolução e estabilidade. O conhecimento adquirido sobre o programa Garfield é fundamental nesse processo, uma vez que é possível propor mudanças e testá-las no computador. Essas melhorias podem ser empregadas em uma nova versão desse detector que será construído nos laboratórios do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP). Pode-se indicar ainda a possibilidade do uso de detectores GEM aplicados aos experimentos de espalhamento e difração de raios X. É necessário ressaltar que o grupo de Suaide et al. do departamento de Física Nuclear do IFUSP já trabalha com a tecnologia GEM, porém focada em outras aplicações. / This work presents the prototype of a 2D position sensitive gas detector for application in X-ray scattering and diffraction experiments. Starting from a detector initially developed for other applications and will show the required changes on the original concept of this device. The strategy used to determine the necessary adaptations were based on searching in the literature for the overall characteristics of a multi-wire X-ray detector (choice of gas, pressure, window, etc.), the use of simulations, implementation of the changes and finally operational tests. Computational tools were used to calculate the mechanical strength and attenuation of the X-ray photons that helped to determine the most appropriate material for the construction of the entrance window. Detector simulations were built with Garfield software and were used to study the overall properties of the detector, and to determine the optimum parameters for the equipment operation. Typical parameters are the distance between the wires, wire diameter, high voltage to be used, among several other parameters. The results obtained showed that the multi-wire detector concept with the implemented adaptations allowed the detection of X-rays. However, depending on the application, it may be necessary improve the resolution of the equipment, in order to have a better description of the collected data. Several ideas are suggested for this improvement. It is also presented interesting results obtained with a microscopic pattern detector called triple GEM. This device belongs to the Gas Detectors Development group (GDD group) at CERN and was used in my training at this institution. The results showed the potential of the equipment for detection of X-rays. The results and simulations presented in this work, confirmed that the changes in the concept of the original detector permitted it use on X-ray detection applications. Also, it was possible to obtain several indications for further optimization, which may improve its resolution and stability. The acquired knowledge on the software Garfield is essential on this process since it is possible to propose changes and test it in the computer. Such improvements may be use in a new version of this detector which will be built at the laboratories of the Institute of Physics (University of São Paulo - IFUSP). We also indicate the possibility of use of GEM detectors for X-ray scattering and diffraction experiments. It is necessary to emphasize that the group of Professor Alexandre Suaide and collaborators at Nuclear Physics department (IFUSP) already work with the GEM technology, but focused on other applications.

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