Foram realizadas medidas de seções de choque para processos onde ocorre a emissão binária de fragmentos complexos, utilizando técnicas de coincidência cinemática, para o sistema 16O + 10B no intervalo de 22 MeV < EC.M. < 24.5 MeV com EC.M. ~ 20 KeV e 17 MeV < EC.M. < 25 MeV com EC.M. ~ 190 KeV e para o sistema 19F + 12C em 22 MeV < EC.M. < 24.5 MeV com EC.M. ~ 20 KeV. As funções de excitação obtidas apresentam fortes flutuações. As larguras médias destas flutuações foram obtidas através da análise das funções de correlação em energia. Para o sistema 16O + 10B foram obtidas larguras da ordem de 25 KeV e 350 KeV. Para o sistema 19F + 12C obteve-se larguras da ordem de 40 KeV. As larguras menores, para ambos os sistemas, apresentam comportamento aproximadamente constante, tanto em função da energia de excitação dos fragmentos no canal de saída quanto em função do ângulo de emissão destes fragmentos. Estas larguras sugerem que o tempo de vida do sistema intermediário, da ordem de 2 x 10-20 s, seja muito superior ao seu tempo de rotação, condizente com o previsto para um mecanismo de fusão-fissão. A largura maior obtida para o sistema 16O + 10B apresenta, no canal de espalhamento elástico, uma dependência clara com o ângulo de espalhamento. Esta largura, assim como a dependência angular observada, sugere que o tempo de vida do sistema intermediário seja levemente superior ao tempo de revolução do mesmo. Estes fatos sugerem que o mecanismo responsável por estas flutuações seja o \"orbiting\" nuclear. Foram feitas comparações com modelos onde há a formação de núcleo composto e \"orbiting\" nuclear e os resultados obtidos são consistentes com os dados experimentais. / Binary decay cross section measurements have been performed for the system 16O + 10B at 22 MeV < EC.M. < 24.5 MeV (EC.M. ~ 20 KeV) and 17 MeV < EC.M. < 25 MeV (EC.M. ~ 190 KeV ) and for the system 19F + 12C at 22 MeV < EC.M. < 24.5 MeV (EC.M. ~ 20 KeV). The binary fragments were identified by the kinematic coincidence technique. The excitation functions for these systems show strong fluctuations and their average widths were obtained through the analysis of energy correlation functions. The small widths observed for the 16O + 10B (about 20 KeV) and 19F + 12C (about 40 KeV) systems show a constant behavior with the fragments excitation energy and scattering angle. These widths correspond to an intermediate system time scale of about 2 x 10-20 s which is larger than its revolution time. These features suggest the presence of the fusion-fission mechanism, where the compound nucleus spends a lot of time to acquire a relaxed form and thermal equilibrium. For the 16O + 10B system, larger widths (about 350 KeV) were also observed which are related to a faster process. These widths show a clear dependence with the scattering angle in the elastic scattering channel. These aspects are expected for a process where the time scale is comparable to the intermediate system revolution time, like an orbiting mechanism. Theoretical predictions for fusion-fission and orbiting mechanisms were compared to the experimental results and a good agreement was observed.

O papel da torção do espaço-tempo na Relatividade Geral é revisto nesta tese. Estudando-se formas diferenciais de volume em variedades afins, será mostrado que o elemento de volume riemanniano usual não é compatível com conexões com torção. Um novo elemento de volume é proposto e usado na formulação lagrangiana da gravitação de Einstein-Cartan. O modelo que surge prevê, entre outras coisas, a propagação da torção e a interação entre campos de gauge e a torção do espaço-tempo sem a perda da simetria de gauge. O novo elemento de volume também permite uma interpretação geométrica, em termos das quantidades não-riemannianas do espaço-tempo, para as correções à gravitação advindas da teoria de cordas (dilaton gravity). / The role of space-time torsion in General Relativity is reviewed in this thesis. Through the analysis of volume forms in affine manifolds, it will be shown that the usual riemannian volume element is no! compatible with connections with non-vanishing torsion. A new volume element is proposed and used in the lagrangian formulation for Einstein-Cartan theory of gravity. By this new model, torsion can propagate and gauge fields can interact with torsion without breaking of gauge invariance. The new volume element can also provide a geometrical interpretation for the dilaton gravity by means of the non-riemannian quantities of space-time.

Técnicas de espectroscopia gama associadas ao estudo de mecanismos de reação têm sido alvo de estudos desenvolvidos em física nuclear. O sistema Saci-Perere (Sistema Ancilar de Cintiladores e Pequeno Espectrômetro de Radiação Eletromagnética com Rejeição de Espalhamento) foi utilizado para esse tipo de estudo a partir de três experiências de fusão-evaporação, sendo elas: 11B+100Mo, utilizando um alvo de 100Mo de 16 mg/cm2 e com Efeixe = 43 MeV , 10B+51V , utilizando três alvos de 51V de 0.2 mg/cm2 e com Efeixe = 33 MeV e 16O+51V , utilizando um alvo de 4.4 mg/cm2 em um backing evaporado de 197Au de 7.7mg/cm2 e com Efeixe = 70 MeV . Foram estudadas as relações entre as energias das transições gama, associadas a diferentes isótopos produzidos nessas reações, com a distribuição angular de partículas carregadas detectadas. Para esse fim, foram construídas e analisadas matrizes em coincidência temporal com partículas carregadas detectadas seletivamente em diferentes ângulos. Foram obtidas razões entre as intensidades dos picos de transições gama em coincidência com partículas carregadas a ângulos dianteiros com aqueles em coincidência com partículas detectadas a ângulos traseiros, em função da energia dos raios gama. Essas razões apresentam-se em faixas nitidamente distintas, de acordo com o isótopo analisado numa mesma reação. O aparecimento de razões distintas para diferentes isótopos foi inicialmente associada à presença de fusão incompleta na população de determinados núcleos residuais. Neste trabalho é demonstrado que, embora desejável, por favorecer a anisotropia na distribuição de partículas emitidas, a presença de fusão incompleta não é uma condição necessária para a obtenção de razões distintas. Foram estimadas as seções de choque experimentais e comparadas com os valores fornecidos pelo programa PACE ( Projection Angular Momentum Coupled Evaporation ), baseado no método de Monte Carlo, que prevê somente o caso de fusão completa. Para as reações 11B+100Mo e 16O+51 V foram feitas simulações para estimar os valores esperados das razões. As simulações foram feitas através do espectro de distribuição de partículas, previsto pelo programa PACE, transferido para o referencial de laboratório e integrado em ângulos restritos. Na reação 10B+51V, a utilização de alvos finos permitiu a determinação da contribuição de fusão incompleta através da análise do deslocamento Doppler das energias das transições gama, de onde foi possível obter a velocidade de recuo dos núcleos residuais e, consequentemente, a velocidade de recuo do sistema composto, comparando-a com o esperado nos casos de população através de fusão completa e incompleta. Os resultados apresentam a possibilidade de utilização das razões obtidas para as áreas das transições gama em função das energias dos raios gama, como ferramenta na identificação de transições canditadas como pertencentes a determinado isótopo emissor deste raio gama. / Techniques in gamma-ray spectroscopy, associated with reaction mechanism studies have been developed in nuclear physics. The Saci-Perere array (Sistema Ancilar de Cintiladores e Pequeno Espectrômetro de Radiação Eletromagnética com Rejeição de Espalhamento) was used for this kind of research in three fusion-evaporation reactions: 11B+100Mo (Eb = 43MeV ), with a target of 16mg/cm2 of 100Mo, 10B+51V (Eb = 33MeV), with three targets of 200ug/cm2 foils of 51V, and 16O+51V (Eb = 70MeV), with a target of a 4.4mg/cm2 foil of 51V on a evaporated 7mg/cm2 gold backing. There was studied the relationship between the energies of gamma transitions, associated to different isotopes produced in these reactions, with the angular distribution of emmited particles. For this purpose, there were constructed and analyzed gamma-gamma matrices in coincidence with selected charged particles at different angles. There were measured ratios of gamma-transitions intensities in coincidence with charged particles detected in forward and backward angles, as a function of the gamma-ray energy. These yield ratios are located in clearly different values according with the isotope analyzed in the same reaction. The obtainment of different yield ratios for different isotopes was initially associated with the presence of incomplete fusion in the production of determined residual nuclei. In this work is shown that, even if the presence of incomplete fusion increases the anisotropy in the angular distribution of emmited particles, it is not a necessary condition to obtain different yield ratios. The experimental cross-sections were estimated and compared with the values given by the Monte Carlo code PACE (Projection Angular Momentum Coupled Evaporation), which describe the case of complete fusion. For the reactions 11B+100Mo and 16O+51V, simulations to estimate the expected values of the yield ratios were made. The simulations were made using the spectrum of the angular distribution of emmited particles, given by code PACE, transferred to the laboratory frame and integrated in restrict angles. In the reaction 10B+51V, there were used thin targets, which enable us to determinate the contribution of incomplete fusion throught the analysis of the Doppler shift in the gamma transitions energies, making possible to obtain the recoil velocity of the residual nuclei and, as a consequence, the recoil velocity of the compound system, comparing with the expected in the case of population by complete and incomplete fusion. The results show it\'s possible to use the yield ratios obtained to differentiate candidate gamma transitions, as a useful tool for assigning individual transitions to specific isotopes produced in heavy-ion reactions.

Varias técnicas de física nuclear tem sido aplicadas no estudo de artefatos arqueológicos e de arte contribuindo para seu restauro e preservação. A aplicação destas técnicas são indicadas por não serem destrutivas, preservando o material a ser analisado. Neste trabalho, propomos um procedimento para a investigação indireta da dureza de espadas antigas, por meio de técnicas não destrutivas. Com este proposito as técnicas PIXE, NRA, XRD e RBS se adequam ao nosso estudo de espadas antigas, especificamente uma espada Indiana (Damascena) e outra Japonesa (Wakizashi). Com a técnica PIXE esperávamos identificar os elementos presentes nas laminas das espadas e em suas empunhaduras. Na espada Indiana os elementos identificados foram: Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn e As. Para a espada Japonesa somente o elemento Fe foi identificado, mas com o auxílio da técnica RBS identificamos também, um filme fino de carbono na superfície da lamina, medindo 0; 75 _m de espessura. Nas empunhaduras foram identificados os elementos Cr, Fe, Cu e Au para a espada Indiana; Fe, Cu, As e Ag na peca Habaki e S, Cl, K, CA, Fe, As e Au na peca Fuchi, estas duas pecas fazem parte da empunhadura da espada Japonesa. A técnica XRD foi usada para verificarmos as estruturas cristalinas que se formam na superfície das laminas durante o processo de forja (variação de 6 temperatura e deformações plástica). Estas informações possibilitam inferir sobre a temperatura de forja e consequências da deformação plásticas. A fase cristalina da superfície das laminas foi identificada como ferro na forma cristalina cubica de corpo centrado. Nesta estrutura, ha a formação de pequenos cristais orientados (cristalitos), que apresentaram tamanho médio da ordem de 200 _A. Foi verificado que ha também uma fase amorfa do ferro na espada Japonesa, sugerindo que o processo de forja alcançou temperaturas menores quando comparada com a espada Indiana. A espada Damascena _e muito famosa pela dureza e ductibilidade apresentada por sua lamina. Um elemento que pode contribuir para estas caraterísticas e o nitrogênio, que pode ser identificado usando a técnica NRA, mais especificamente a reação 15N(p; _)12C. O nitrogênio poderia ser introduzido na lamina durante o processo de endurecimento da região de corte. Neste processo a lamina era resfriada em urina animal, composta principalmente por acido úrico (C5H4N4O3) e ureia (NH2)2CO. Não foi possível identificarmos a presença de nitrogênio dentro do nosso limite de detecção (acima de 0; 263(4)% em massa de nitrogênio, valor referenciado para a amostra padrão CRM-298). / A set of physical techniques have been applied to characterize archaeological and art artifacts and contribute to its preservation and restoration. The application of these techniques are indicated because they are non invasive methods, preserving the material to be analyzed. In this work, we propose a procedure to investigate indirectly the hardness of ancient swords, by nondestructive techniques. With this aim, we decided to apply the techniques PIXE, NRA, XRD and RBS in the study of ancient swords, specially Indian (Damascus blade) and a Japanese (Wakizashi) swords. With PIXE we identified the major compounds in the blades and in their grips. In the Indian blade were identified the following elements: Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn e As. In the Japanese only iron was identified, although, with RBS we could identified a thin _lm of carbon on its surface. The grips were also analyzed and the results indicated to Indian were: Cr, Fe, Cu and Au; and to Japanese: Fe, Cu, As e Ag in the peace Habaki, and S, Cl, K, CA, Fe, As e Au in the peace Fuchi, those pieces are part of the grip. The XRD technique was applied to verify the crystalline structure which were formed during the forging process (hammering and quenching). These information can help to understand more about the quenching and hammering process. The crystalline phase in the surface of the blade was identified as iron. The surface is composed by crystallites oriented with grain size in order to 200_A, oriented as the result of hammering process. Also there is an amorphous phase in the Japanese blade, suggesting that in the forje process the temperature achieved was lower when compared with the Indian sword. The Damascus blade is famous due its hardness and ductility. An element that can improve these characteristics is the nitrogen. Its determination is possible using NRA technique, more specially the reaction 15N(p; _)12C. The nitrogen could been insert in the blade during the edge hardness process (in this process the blade was quenched into animal urine that its main compound are uric acid (C5H4N4O3) and urea (NH2)2CO, or in a brine). It was not possible to identify the presence of nitrogen within our limit of quantification.

We adopt the quasi-potential method as a systematic tool to study relativistic composite systems projected at light-front global time hyperplanes. We address specifically the light-front projection of the Bethe-Salpeter equation for two-bosons, two-fermions and three-bosons systems. The quasi-potential formalism: i) provides a suitable framework for performing light front time projections, dealing with subtle specificities such as the instantaneous terms in fermion systems, and ii) allows one to subtract out the n-body light-front reducible diagrams. The light-front Ward-Takahashi identities for the electromagnetic current operator acting on the valence component of two-fermion and two-boson wave functions are discussed. We study current conservation considering as well the truncation of the quasi-potential expansion in powers of the 4-dimensional two-body irreducible interaction. A conserved electromagnetic current operator truncated in the quasi-potential expansion at a given order and consistent with the effective interaction is derived. A reverse light-front time operator that formally reconstructs the 4-dimensional Bethe-Salpeter amplitude from the valence wave function is derived. This operator can be calculated perturbatively in the quasi-potential expansion. We also show some practical applications of the formalism, exhibiting explicit examples and suggesting feasible and useful future applications.

Neste trabalho estudamos o espalhamento elástico do sistema + usando um modelo óptico microscópico. Consideramos explicitamente os canais não-elásticos de knockout, com várias aproximações e de fotodesintegração. Com este modelo calculamos a seção de choque total de reação e a seção de choque diferencial do canal elástico para vários sistemas através de um programa computacional desenvolvido. Utilizamos o método de ondas parciais l e a abordagem semiclássica do parâmetro de impacto b com defasagem da aproximação WKB. Com este modelo consideramos a correlação espacial na seção de choque total de reação e na seção de choque diferencial do canal elástico. As seções de choque calculadas são comparadas com dados experimentais. A correlação espacial contribui para um melhor acordo com os dados experimentais da seção de choque total de reação.

We show that, with a suitable choice of the parameters of the gravitational wave detector Mario Schenberg, with technological accessible parameters (using state-of-art electronics), its sensitivity curve can be improved over the current project curve to become competitive with interferometric detectors in a frequency band of ~1500 Hz, in the region from 1000 to 10000 Hz (these competitive bands are centered at the sphere's quadrupole modes). The sensitivity curve of an array of 100 identical spheres identical to the Schenberg one is also analyzed, and is competitive against advanced LIGO in the entire band. A detailed study of the project's viability is conducted, with an emphasis on the project of the klystron resonant cavity, which will have a center post with a 1 nm gap, which represents a great technological challenge. This challenge is analyzed in terms of the cavity project as well as with a focus on the Casimir effect on the cavity. This could open an opportunity for precise measurements of this effect on a new distance scale compared to current measurements (in the m scale).

Neste trabalho apresentamos dois conjuntos de transformações do campo médio de emparelhamento e o cálculo deste no canal n--p isovetorial. Correlações de curto alcance são descritas numa teoria de campo médio nuclear relativístico na aproximação de Dirac-Hartree-Fock-Bogoliubov (DHFB). Esta aproximação foi desenvolvida inicialmente para descrever o dito emparelhamento padrão em matéria nuclear simétrica. A generalização da aproximação DHFB inclui o emparelhamento no canal quasideuteron em matéria assimétrica. Construímos transformações do campo de emparelhamento usando como geradores destas as matrizes $gamma$ e $ au$ e suas possíveis combinações. Existem dois conjuntos distintos que transformam de forma diferente o campo de emparelhamento. Como resultado destas transformações, obteve-se que ambos os campos de emparelhamento n--n e p--p podem ser tomados como funções reais de momento $vec{k}$. Já o cálculo do emparelhamento isovetorial n--p, baseia-se na decomposição deste campo em função dos propagadores de Gorkov. Como resultado principal, obteve-se que a inclusão de um novo vínculo $mu_{1}$ ao modelo permite soluções n--n, p--p e n--p para matéria nuclear simétrica. Fora da simetria, encontramos somente soluções n--n e p--p. Porém, nenhuma solução n--p isovetorial foi encontrada.

Neste trabalho estudamos o modelo de Nambu-Jona-Lasinio na versão SU(2) com acoplamento vetorial repulsivo e investigamos a estabilidade da matéria de quarks, realizando um estudo da transição de fase quiral no modelo de NJL em termos de uma análise do potencial termodinâmico do sistema. Para o estudo da estabilidade da matéria de quarks, analisamos o comportamento da pressão e da energia por partícula em função da densidade bariônica. O estado de equilíbrio é determinado como o ponto onde o potencial termodinâmico tem um mínimo, sendo a massa constituinte o parâmetro variacional. Discutimos a influência da interação vetorial na EoS e na estrutura da estrela de quarks. Assumiremos que estas estrelas são compostas de matéria de quark pura com e sem equilíbrio beta, condição esta que não foi considerada nos estudos anteriores e que deve ser obedecida pela matéria no interior de estrelas compactas. Varrendo o intervalo de densidades centrais permitidas pela EoS fornecida pelo modelo NJL na fase de quarks com dois sabores, obtemos relações massa-raio inéditas. Mostramos que conforme aumenta o acoplamento vetorial, obtemos estrelas mais massivas com raio maior para a mesma densidade de energia central. Também investigamos a transição de fase hádron-quarks no interior das estrelas de nêutrons e obtemos as relações de massa-raio para todas as famílias de estrelas consideradas. Trabalhos anteriores baseados no fato de que as EoS obtidas para a fase de quarks usando o modelo NJL são moles o suficiente para tornar as estrelas de nêutrons instáveis com o aparecimento de uma fase de quarks em seu interior, sugerem um modelo NJL modificado com um momento de cutoff que depende do potencial químico. No entanto, nesta abordagem, a instabilidade ainda permanece. Por isso, sugerimos a introdução de um acoplamento vetorial no modelo NJL, o que torna as EoS obtidas por este modelo mais duras, diminuindo assim esta instabilidade. Concluímos, que para ocorrer uma transição de fase para matéria de quarks estável em relação a oscilações de massa e raio, precisamos trabalhar em uma região de densidades muito altas, o que levaria a estrelas ainda mais compactas.

O interesse em fotoionização seletiva de isótopos terras-raras tem crescido nas últimas décadas devido às suas aplicações industriais e médicas. Dentre os elementos das terras-raras o Instituto de Estudos Avançados (IEAv) tem especial interesse no neodímio que pode ser utilizado como poderoso ímã permanente, como meio laser, bem como na produção de baterias nucleares auxiliares para satélites. O processo de separação isotópica via laser do átomo de neodímio exige um conhecimento prévio dos seus níveis de energia e suas frequências de absorção. Neste trabalho foi empregada a técnica de espectroscopia optogalvânica de múltiplos passos, limitada por Doppler, em lâmpada de catodo oco comercial com descarga contínua (DC), a fim de identificar as duas primeiras frequências de absorção sequencial, partindo do estado fundamental do neodímio na região espectral entre 580 e 600 nm. As cinco transições do estado fundamental do primeiro fóton nesta região foram identificadas pela espectroscopia optogalvânica, utilizando um laser de corante bombeado por laser de Nd:YAG. A partir da base dados NIST, foram calculadas as possíveis transições de segundo fóton a partir do nível excitado pelo primeiro fóton. Dentre as possíveis transições, foram obtidas experimentalmente sete transições de segundo fóton, quatro delas não estão presentes na literatura disponível e consultada. Nesta etapa, foram empregados dois lasers de corante bombeados por dois lasers de vapor de cobre. Espectros de emissão da lâmpada de catodo oco foram previamente obtidos para a identificação das transições do neodímio e neônio (gás de preenchimento na lâmpada de catodo oco comercial). A simulação do espectro foi empregada para comparação com os dados experimentais, facilitando a interpretação de dados.