Esta tese trata da eletrodinâmica dual, cujas equações descrevem o eletromagnetismo em presença de monopolos magnéticos. Revemos a ligação direta dos monopolos com a solução do problema da quantização da carga e como eles surgem em modelos unificados tipo GUT ou Kaluza-Klein. Discutimos a dificuldade de formulação da teoria em termos de um princípio de mínima ação e descrevemos algumas tentativas de solução deste problema, através da introdução das funções de onda não-locais de Cabibbo e Ferrari, da corda de Dirac ou dos potenciais não-unívocos de Wu e Yang. Por fim, sugerimos uma lagrangiana não-local, baseada no tensor de campo generalizado de Cabibbo e Ferrari, a partir da qual obtemos todas as equações (locais) de movimento. / The present work discusses the classical electromagnetic theory in the presence of magnetic monopoles. We review the connection between such objects and the long standing problem of charge quantization and the main theoretical difficulties in formulating the classical dual electromagnetic theory in terms of an action principle. We show that a deeper understanding of the source of such difficulties leads naturally to the construction of a variational principle for a non-local lagrangean from which all the (local) dynamical equations for electric, magnetic charges and fields can be obtained.

Nesta tese apresentamos rapidamente o Modelo Cosmológico Padrão, suas dificuldades e algumas tentativas de contorna-las com alguns Modelos Inflacionários conhecidos. Calculamos ainda soluções analíticas das funções beta do gráviton, na aproximação de dois loops, soluções estas com temperatura de Hagedorn que admitem uma interpretação muito conveniente da parte compactificada do espaço-tempo. A nível de especulação essas soluções nos permitem identificar a tensão na corda com a constante cosmológica na fase de Planck. Finalmente, partindo de uma ação efetiva para cordas, incluindo apenas o gráviton e o dílaton, obtemos um sistema de equações que, sob o Ansatz do tipo Robertson-Walker, descrevem, numericamente, um Universo Inflacionário na região de Planck que não depende de modo detalhado de uma auto-interação para dílaton. / In this thesis, we quickly present the Standard Cosmological Model, its difficulties and some attempts to overcome them with known Inflationary Models. We calculate in addition the analytical solutions of the graviton beta-function, at the 1-loop level, in terms of Hagedorns temperature, which admit a very convenient interpretation of compactified part of space-time. We speculate that these solutions allow us to identify the string tension with the cosmological constant in the Planck phase. Finally, starting from an effective action for the strings, and including only the graviton and the dilaton, we find a system of equations which, under an Ansatz of Robertson-Walker type, describe numerically an Inflationary Universe in the Planck region, which is independent of the details of dilaton self-interaction.

Estudamos duas teorias nas quais o termo de Einstein, R -9 , encontra-se ausente da lagrangeana original do problema e é gerado através de mecanismo de quebra espontânea de simetria. Na primeira delas e introduzido um campo escalar, que e o responsável pelo fenômeno de quebra de simetria. Na segunda, não há campo escalares: a quebra de simetria aparece como um efeito dinâmico. / We study two theories in which the Einstein term, R -9, is not present in the original lagrangian. This term is created by a spontaneous broken symmetry mechanism. In the first theory, there is a scalar field through which the breaking of symmetry occurs. In the second one, there is no scalar field. The symmetry is dynamically broken.

Na primeira parte do trabalho estudamos a produção de léptons pesados através do mecanismo de fusão de glúons, assumindo a extensão supersimétrica mínima do modelo padrão. Nós mostraremos que para altos valores de tan a seção de choque é aumentada em relação ao modelo padrão, o que acarreta um número grande de eventos, permitindo extrair o sinal de background. Na segunda parte nós estudamos os sinais dos leptoquarks vetoriais em aceleradores E+ E- através de seus efeitos sobre a produção de um par de jatos, assim como sua produção isolada e sua produção em pares. Por último investigamos a produção de leptoquarks vetoriais em aceleradores hadrônicos, bem como sinais indiretos de existência destas partículas. / In the first parto f the work, we study the production of heavy lepton assuming the minimal supersymetric standard model. We show that for large values of tan , the cross-section is enhanced in comparison with standard model, and that it is possible to have a large number of events, allowing to extract the signal from the background. In the second part we study the signal for composite vector leptoquarks in E+ E- colliders (LEP II, NLC and CLIC) trough their effects on the production of jet pairs, as well as their single and pair productions. Finally we investigate a production of vector leptoquarks in pp(pp) colliders, as well as indirect signals for existence of these particles.

Este trabalho estuda o comportamento de algumas teorias de campos quando a temperatura não é nula. O comportamento infravermelho destas teorias é, em alguns casos, extremamente complicado. No contexto da aproximação ladder, estudamos o cancelamento das divergências infravermelhas para a pressão na teoria escalar com acoplamento 3 e na teoria de Yang-Mills. Nós provamos que as divergências infravermelhas destas teorias que aparecem na série perturbativa se cancelam na aproximação ladder. As massas térmicas que são de fundamental importância para a compreensão destes comportamentos são também estudadas no contexto da gravitação. Nós calculamos algumas propriedades do tensor de polarização do gráviton, em particular calculamos a massa de Jeans que descreve a instabilidade da teoria a temperatura finita. / This work studies the behaviour of some fields theories with non-zero temperatures. The infrared behaviour of these theories is, in some cases, quite complicated. In the context of the ladder approximation, we study the cancellation of infrared singularities of the pressure of the scalar theory with a 3 coupling and of the Yang-MilIs theory. We prove that the infrared divergencies of these theories that appear in the perturbative expansion cancels out in the ladder approximation. The thermal masses, which are of fundamental importance to understand these behaviours are also studied in the context of gravity. We derive some properties of the graviton\'s propagator, in particular, we have calculated the Jeans\' mass which describe the instability of this theory at finite temperature.

Neste trabalho fazemos uma análise perturbativa para férmions com autointeração quártica acoplados com um campo de Chern-Simons (CS). Calculamos as funções do grupo de renormalização até a ordem de 2-loops, válidas no limite de baixas energias: usando a regularização dimensional para tornar as amplitude de Feynaman finitas. Para a teoria com único sabor (N = 1), verificamos que operadores com dimensão (d) três adquirem uma dimensão anômala que é uma função decrescente do parâmetro de CS () que indica um melhor comportamento ultravioleta. Essa teoria apresenta apenas: a origem como ponto fixo, que é estável no infra-vermelho. Para o caso (N > 1}) usando o método de redução das constantes de acoplamento, encontramos, em ordem mais baixa, uma linha de pontos fixos para qualquer valor do acoplamento quártico. Verificamos que para > a teoria é estável no infra-vermelho.No processo de renormalização de operadores com d = 4, encontramos uma combinação linear dos operadores cuja dimensão também diminui como função de . / In this work a theory of fermionic fields coupled through a quartic self interaction and also interacting with a Chern-Sirnons field (CS) is perturbatively analyzed. Up two loops, renormalization group parameters were calculated using dimensional renormalization as a tool to render finite the Feynman amplitudes. For the theory with just one flavor (N = 1), we verified that operators with dimension (d) lower or equal to three have an anomalous dimension which decreases as a function of the CS parameter (); that indicates a better ultraviolet behavior. The theory presents the origin as the only fixed point which turns out to be infrared stable. For the case N > 1, using a method of reduction of coupling parameters, we Found, in lowest order a line of fixed points, We verified that of > the theory is stable in the infrared. In the renormalization process of operators with d = 4.We found a linear combination of (equation) whose dimension also deereases as a funection of .

São vistos os modelos O (N) x O (N) e Thirring da Teoria Quantica de Campos na expansão 1/N. No modelo O (N) x O (N) construímos o potencial efetivo e determinamos o estado fundamental em duas e quatro dimensões. Ainda em quatro dimensões avaliamos os efeitos da temperatura sobre o modelo. Tratamos o modelo de Thirring em (2 + 1) dimensões nos aspectos concernentes a geração dinâmica do termo de Chern-Simons, espectro de partícula, solução da equação de Schwinger-Dyson para a auto-energia dos férmions e simetrias discretas e contínuas. / We study the models O(N) x O(N) and Thirring of the Quantum Field Theory in the context of the l/N expansion. In the O(N) x O(N) model we construct the effective potential and obtain the ground state in two and four dimensions. AIso in four dimensions we study the temperature effects on the model. We analyze the Thirring model in (2 + 1) dimensions in the aspects that concerns to dynamic generation of the Chern-Simons term, particle spectrum, solutions of the Schwinger-Dyson equation for the fermions self-energy and discret and continuous symmetries.

O objetivo primordial da Radioterapia é fornecer ao tumor uma dose de radiação suficientemente alta e uniformemente distribuída, de forma a poupar os tecidos adjacentes saudáveis dos efeitos ela radiação. Alcançar esse objetivo em sua plenitude é muito difícil devido à vários fatores, como por exemplo uma determinação eficiente do volume a ser tratado (através ela aquisição ele imagens tomográficas ela localização elo tumor no corpo) e também a realização eficaz da distribuição da. dose de radiação (que deve ser tridimensionalmente uniforme e alta o suficiente para erradicar a doença). Atualmente, a técnica de intensidade modulada do feixe (IMRT) usada na Radioterapia Convencional desempenha um avanço importante para o tratamento de tumores situados perto de estruturas anatômicas complexas, como é o caso dos tumores de próstata e de cabeça e pescoço. Essa moderna técnica conformacional já é aplicada nos tratamentos de tumores em vários hospitais nacionais, e citamos, como exemplo, o Hospital Sírio e Libanês, em São Paulo. No entanto, em países como os Estados Unidos, a Alemanha e o Japão, a radioterapia com partículas pesadas carregadas, como prótons c íons de carbono, tem sido desenvolvida há vários anos e demonstra sucesso absoluto no tratamento localizado ele tumores devido a deposição de energia característica dos feixes hadrônicos. A Hadronterapia, modalidade de tratamento ainda desconhecida no Brasil, é o objeto desse trabalho. Nele apresentamos a física básica envolvida no fenômeno da perda de energia dos projéteis, revisamos a dedução da conhecida fórmula ele Bethe-Bloch e, utilizando uma aproximação semi-clássica para obtenção da seção de choque da reação, obtemos os efeitos de uma interação nuclear considerada como uma perturbação à interação coulombiana dominante. Aplicamos também o modelo estatístico de Goldhaber para o cálculo dos efeitos da fragmentação nuclear induzida pelo projétil e, partindo de conceitos utilizados em astrofísica., calculamos a taxa de reação para estimar, quantitativamente, a influência da temperatura. na região do tumor neste processo. / The aim of radiation therapy is to deliver the dose as high and as uniform as possible to diseased tissue sparing all the other parts, that is healthy and critical tissues, without causing unwanted and unnecessary side effects for the patient. Difficults to achieve this goal start with the determination of the three­ dimensional volumes of interest and end up in realizing a three-dimensional uniform and maximal as possible, the dose distribution. The technique of intensity-modulated radiotherapy (IMRT) as form of conformation in conventional radiation therapy is a real revolution. On the other hand, the use of therapeutic charged particles, as protons and carbon íons, is the technology of the actual future which is really the challenge in conformation of dose to targets, thanks to energy deposition characteristics of hadronic beams. The aim of this work is to review the basic physics concerning the treatment of localized tumors with charged particles by applying a semi-classical approach to obtain a dispersion in the equation of energy loss, originally derived by Hans Bethe and Felix Bloch. On a second moment we use statistical methods (Goldhaber statistic model) to estimate the energy of fragment after nuclear fragmentation processes and, in addition, we obtain a expression for the nuclear reaction rate to introduce how the temperature on tumor region would affect it.

Neste trabalho estudamos a estrutura do nucleon para grande x de Bjorken e pequeno Q2. Nesta região é preciso considerar correções nas funções de estrutura, de origem cinemática e dinâmica. Nos concentramos nas correções de origem cinemática, para as funções de estrutura não polarizadas, que surgem devido a massa do nucleon (mp) ser finita, essa correção é comumente chamada de Correções da Massa do Alvo (TMC). Revisamos a abordagem tradicionalmente utilizada e fizemos uma análise do problema inerente que se tem ao utilizar este tratamento (inclusão de regiões não físicas x > 1), verificando a existência de uma inconsistência nesse método. Nossa solução para evitarmos este problema foi realizar uma expansão nas funções de estrutura com TMC ordem por ordem em m2 p=Q2, estudando numericamente a convergência da serie obtida. Desta forma evitamos o problema da abordagem tradicional. / In this work we study the nucleon structure for large Bjorken x and low Q2. In such region is necessary to consider corrections on the structure functions, with by using kinematics and dynamics origins. We focus our study in the corrections of kinematic origin, for non-polarized structure functions, which cames from the nite nucleon mass (mp) and it is generally known by Target Mass Corrections (TMC). We review the traditional approach and perform an analysis of the inherent problem that has been in this treatment (inclusion of non-physical regions x > 1), which provides the inconsistency of this method. Our solution to avoid this problem was to perform an expansion order by order in m2 p=Q2 on the structure functions with TMC and perform the numerical study of the convergence of the series obtained. By this way we avoid the problem of the traditional approach.

Esta tese trata da eletrodinâmica dual, cujas equações descrevem o eletromagnetismo em presença de monopolos magnéticos. Revemos a ligação direta dos monopolos com a solução do problema da quantização da carga e como eles surgem em modelos unificados tipo GUT ou Kaluza-Klein. Discutimos a dificuldade de formulação da teoria em termos de um princípio de mínima ação e descrevemos algumas tentativas de solução deste problema, através da introdução das funções de onda não-locais de Cabibbo e Ferrari, da corda de Dirac ou dos potenciais não-unívocos de Wu e Yang. Por fim, sugerimos uma lagrangiana não-local, baseada no tensor de campo generalizado de Cabibbo e Ferrari, a partir da qual obtemos todas as equações (locais) de movimento. / The present work discusses the classical electromagnetic theory in the presence of magnetic monopoles. We review the connection between such objects and the long standing problem of charge quantization and the main theoretical difficulties in formulating the classical dual electromagnetic theory in terms of an action principle. We show that a deeper understanding of the source of such difficulties leads naturally to the construction of a variational principle for a non-local lagrangean from which all the (local) dynamical equations for electric, magnetic charges and fields can be obtained.