El entrelazamiento puede abordarse desde dos perspectivas diferentes: como un recurso esencial para las tecnologías cuánticas y como un fenómeno fundamental que está íntimamente relacionado con nuestra comprensión de la naturaleza misma. Por otro lado, la teoría cuántica se formula en el marco teórico de los espacios de Hilbert, para los que el entrelazamiento juega un papel importante en la determinación de su geometría y topología. Las características topológicas que puedan exhibirse al utilizar estados entrelazados son largamente independientes de la realización física particular del entrelazamiento: puede afectar a un solo grado de libertad poseído por dos partículas diferentes, o bien puede implicar dos grados diferentes de libertad que se cohesionan a una misma partícula o entidad física, por ejemplo, un campo electromagnético. Resulta que la manipulación de los grados de libertad de polarización y momentum (camino) ya sea de forma independiente el uno del otro o mediante la aplicación de evoluciones unitarias no separables es muy versátil. Con esto en mente, la presente tesis apunta hacia el diseño e implementación de arreglos experimentales que se pueden utilizar para estudiar fases geométricas y topológicas en sistemas de dos qubits mediante el uso de los grados de libertad de momentum (camino) y polarización de un solo fotón. Finalmente mostramos el diseño de un experimento, apuntado a exhibir la fase topológica, y los resultados obtenidos. / Tesis

A presença de altas concentrações de 222Rn e filhos em ambientes fechados tem sido objeto de várias pesquisas e de muitas discussões sobre o real problema que tais concentrações poder trazer à saúde. Essa discussão será mais objetiva e quantitativa se foram conhecidas as doses e se estudos epidemiológicos forem direcionados para o conhecimento dos efeitos da radiação no corpo humano. Este trabalho também foram considerados os efeitos do plate-out, uma característica dos filhos do radônio de se depositarem nas paredes, solo, teto, móveis e meios materiais em geral, ocasionando uma redução na atividade dos filhos do radônio presentes no ar ao redor dessas superfícies, mostrou-se como a melhor forma, de baixo custo e de fácil uso, para a detecção. Sua calibração foi efetuada a partir de medidas com CR39, cujo método também leva em consideração os efeitos do plate-out. Foi feito um estudo das características do LR115 e das condições de ataque químico que maximizam sua resposta; também foram desenvolvidos critérios de leitura, a fim de se escolher o que permite melhor identificação dos traços, com boa eficiência e menor subjetividade. Os resultados obtidos para tais características mostraram consistência com outros resultados encontrados na literatura. A calibração relativa entre os detectores foi feita a partir de exposições simultâneas em ambientes controlados e também em diferentes ambientes fechados e de convívio humano, onde os fatores ambientais são mais importantes. Comparando os resultados nessas duas situações verifica-se uma diferença significativa no fator de calibração (razão entre a densidade de traços e a concentração de emissões alfa) obtido em cada uma (0.60 ± 0,04) cm e (0,43 ± 0,03) cm respectivamente. Foi verificado também um aumento da resposta com a elevação da densidade de traços para exposições com 241Am. Tais resultados apontam para uma supralinearidade da resposta do detector em situações de alta densidade de traços ou para a existência de algum fator intrínseco ao sistema de detecção e calibração como um todo. O fator de calibração obtido em exposições em ambientes de convívio humano é mais apropriado para o uso na monitoração de radônio e filhos, quando se pretende considerar os efeitos do plate-out. Uma aplicação em algumas residências (casas e apartamentos) foi efetuada e as concentrações de emissões alfa variam de (21 ± 7) a (228 ± 21) Bq/m3. / The presence of high indoor concentration of 222Rn and daughters has been object of various studies and discussion about the actual health problem that these radioelements may cause. The aim of this work is to collaborate with the dosimetry of 222Rn and daughters, developing a low cost and easy to use methodology to determine the indoor alpha emission concentration. This methodology is based on passive detection with CR39 and LR115 solid state nuclear track detectors (SSNTD). This work considered the plate-out effect, a characteristic of radon daughters that renders their deposition on walls, soil, ceiling, furniture and materials in general, causing a reduction in activity of radon daughters in the air surrounding these surfaces. LR115 plastics, whose response to self plate-out effects is negligible, proved to be the best form to carry out this detection, when low cost and easyness of use are considered. Its calibration was done in ambients where CR39 measurements of concentration were available, with a method that also considers the plate-out effect. A study of the characteristics of LR115 detector was performed and the etching conditions that turn maximum its response were found. Various criteria for counting the tracks were tested, to choose the one that allows the easiest track identification and a good efficiency, with less subjectivity. The results showed consistency with others found in literature. A relative calibration between the two detectors was done by simultaneous indoor exposures in controlled environments and in dwellings, where the environmental factors are more important. The results obtained in these two conditions showed a significant difference between the calibration factors (ratio between the track density and the alpha emission concentration) obtained: (0,69 ± 0,04) cm and (0,43 ± 0,03) cm respectively. It was also noticed an increase of LR115 response with the track density for 241Am exposures. These outcomes point out to a supralinear behavior of the detector response in high track density situations or to other factors inherent to all detection and calibration system. The calibration factor obtained for dwelling exposure is more appropriated to use in monitoring of222Rn and daughters when the plate-out effects are considered. An application in some residences was made and the alpha emission concentration varied between (21 ± 7) and (228 ± 21) Bq/m3.

Descrevemos as propriedades dos chamados operadores desordem ou de criacao de excitacoes topologicas no contexto da teoria quantica de campos no continuo. No caso de excitacoes do tipo vortice, no modelo de higgs abeliano em 2+1d, obtemos explicitamente as funcoes de correlacao assim como o espectro de massa, em t=0 e tDIFERENTE0, dessa excitacao topologica. A generalizacao para campos nao-locais de monopolos em 3+1d e para solitons em dimensao arbitraria e discutida assim como aplicacoes do formalismo de operadores ordem-desordem em teorias de bosonizacao e chern-simons. / The properties of the disorder or topological excitations creation operators in the context of continuum quantum field theory are described. In the Abelian Higgs Model in 2+ 1D, explicit expressions to the vortex correlation function and to the vortex mass spectrum at T=0 and T0 are obtained. Generalizations to nonlocal monopoles fields in 3+1D, solitons in arbitrary dimensions and applications of the order-disorder formalism to bosonization and Chern-Simons Theories are discussed.

O principal objetivo desse trabalho foi investigar a possibilidade da detecção sub-ppb (10-9 g/g) de elementos químicos presentes em amostras líquidas, analisadas por meio da espectrometria de raios-X, seja por STXRF (Synchrotron Total reflection X-ray Fluorescence), ou PIXE (Particle Induced X-ray Emission). Na ausência de padrões certificados, foram preparados em laboratório padrões líquidos multielementares com concentrações variando de 1 a 20 ppm, posteriormente micropipetados sobre substrato de Lucite, constituindo assim amostras adequadas para análises STXRF. Visando controlar a manipulação volumétrica, foi utilizado como padrão interno ítrio, em função do qual foi determinada a curva de sensibilidade relativa para o método. Após pré-concentração das amostras, estas foram micropipetadas sobre substratos de Lucite, Mylar e Kimfoil e as análises foram realizadas no Laboratório Nacional de Luz Síncontron LNLS, em Campinas, SP e no Laboratório de Análise de Materiais por feixes Iônicos LAMFI, no IFUSP. Os limites de detecção para ambos os métodos foram determinados e comparados. Como esperado, a STXRF apresenta limites de detecção uma ordem de grandeza inferior ao PIXE para elementos com 20<Z<40, alcançando, após pré-concentração, um limite inferior de 0,3 ppb para o Zn. A comparação entre medidas elementares absolutas de mesmas amostras pelos métodos STXRF e PIXE indicou substantiva sub avaliação das incertezas analíticas, mas apenas um pequeno desvio sistemático entre resultados de ambos os métodos. Para demonstrar o método, foram analisadas amostras de água do Rio Toledo, afluente do Rio S. Francisco e fonte de água da cidade de Toledo no oeste do estado do Paraná (24°43´S; 53°44´W), trabalho realizado em colaboração com o Núcleo de Biotecnologia e Desenvolvimento de Processos Químicos NBQ da Universidade Estadual do Oeste do Paraná UNIOESTE. Finalmente foi verificada a possibilidade de preparar as amostras micropipetadas para a STXRF sobre substratos de filme fino (Mylar com 2,4 m de espessura e Kimoil com 2 m) ao invés dos tradicionais discos espessos de acrílico, resultando na redução de um fator 3 no limite de detecção. / The main goal of this work was to investigate the feasibility of sub-ppb (10-9 g/g) detection of trace elements in liquid samples analyzed by STXRF (Synchrotron Total reflection X-ray Fluorescence) and by PIXE (Particle Induced X-ray Emission). For STXRF calibration, and due to the absence of certified liquid standards, a set of multielementary liquid standards was prepared in house, with concentrations varying from 1 to 20 ppm in water, and then micro-pipetted on regular 30 mm diameter Lucite discs. Ytrium was used as an internal standard and the relative sensitivity curves were found relative to it. Real water samples for trace element analysis, were first preconcentrated (to a factor of 5) and then micropipetted on Lucite and also on Lylar and Kimfoil thin films. All the STRXF and PIXE analysis were made respectively in the Laboratório Nacional de Luz Síncrotron LNLS , in Campinas, SP, and in the Laboratório de Análise de Materiais por feixes Iônicos LAMFI, USP. As expected, the minimum elementary detection limits for STXRF for elements with 20<Z<40, were one order of magnitude lower than the PIXE ones, reaching, after pre-concentration, 0.3 ppb for Zn. Comparison of STXRF and PIXE data of the same samples, showed some slight differences in absolute concentrations, but an overall and important underestimation of the experimental uncertainties. To exemplify the use of trace-element analysis in liquids, several samples from Toledo River, the main water supply of Toledo City (24°43´S; 53°44´W), were collected and analyzed over one year, in a collaboration with the Núcleo de Biotecnologia e Desenvolvimento de Processos Químicos NBQ from the Universidade Estadual do Oeste do Paraná UNIOESTE. The STXRF analysis of samples pipetted on Mylar and Kimfol, though not dense substrates, showed to be possible, and resulted in a 3 fold reduction of the minimum detection limits for STXRF analysis.

Debido a la generalidad de su formulación, las fases geométricas han sido objeto de constantes investigaciones en áreas muy diversas y han llevado a muchos desarrollos, tanto en aplicaciones como en trabajo teórico. Esta tesis se incluye dentro de las investigaciones experimentales y se enfoca en las fases geométricas que aparecen al manipular el grado de libertad de polarización. Se divide en dos partes. La primera se centra en los aspectos teóricos esenciales que definen y relacionan los estados mixtos de polarización con la luz láser parcialmente polarizada, y en las propiedades de las fases geométricas que aparecen en los primeros. La segunda parte presenta dos arreglos experimentales, uno que genera estados polarización y uno que permite medir la fase geométrica adquirida por dichos estados después de alguna evolución unitaria. El primero otorga un control casi arbitrario del estado de polarización de la luz láser que deja el arreglo y, con una ligera modificación, puede utilizarse en fotones individuales con casi idéntica efectividad. El segundo utiliza al primero para generar estados mixtos de polarización y luego los somete a distintas evoluciones. Las fases geométricas adquiridas son entonces determinadas mediante su relación con las fases de Pancharatnam correspondientes, que son cantidades directamente observables. Si bien hubo casos en los que la fase no se pudo determinar debido a su sensibilidad a errores experimentales, en aquellas mediciones en las que se pudo obtener un valor experimental este se ajustó muy bien a la predicción teórica. / Tesis

O formalismo de reações quase-livres (p,2p) com prótons incidentes polarizados, sugere a possibilidade de medir o acoplamento spin-órbita dos prótons nucleares. A idéia se apóia na existência de uma polarização efetiva dos prótons nucleares devido ao acoplamento spin-órbita e na forte dependência das secções de choque próton-próton livres, a médias energias, com respeito à orientação relativa dos spins das partículas. Uma avaliação quantitativa baseada num modelo simples para reações quase-livres coplanares e assimétricas no 16O, com prótons incidentes polarizados a 215 MeV, confirma essa expectativa. São obtidas polarizações efetivas, distribuições de momentum distorcidas e secções de choque de correlação para os estados 1p1/2 , 1p3/2 e 1s1/2 do 16O, usando prótons incidentes totalmente polarizados nos dois sentidos perpendiculares ao plano de espalhamento. Para determinar as grandezas acima, são utilizadas funções de onda geradas por potenciais oscilador harmônico e poço quadrado, sendo os potenciais óticos puramente imaginários e independentes de spin. Os resultados confirmam a possibilidade de investigar o acoplamento spin-órbita dos prótons nucleares, bem como permitem propor alguns testes para as aproximações envolvidas no formalismo, como a aproximação de impulso com ondas distorcidas. Acreditamos que, embora nesse trabalho os potenciais óticos levem em consideração apenas a absorção, tornou-se claro que as reações quase-livres com prótons polarizados poderão, num futuro próximo, dar informações sobre o acoplamento spin-órbita, que é praticamente desconhecido para as camadas mais internas. / The formalism of quasi-free (p,2p) reactions with polarized protons suggests the possibility of measuring the spin-orbit coupling of nuclear protons. The idea is to make use of the strong effective polarization of the knocked-out proton by the spin-orbit coupling and of the strong dependence of the free, medium energy, proton-proton cross section on the relative orientation of the proton spins. This possibility is confirmed by a quantitative evaluation, based on a simple model for spin-free coplanar and asymmetric reactions in 16O, for 215 MeV incoming polarized protons. Effective polarizations, momentum distributions and correlation cross sections have been calculated for the 1p 1/2 , 1p3/2 and 1s1/2 states in 16O, using protons totally polarized orthogonal to the scattering plane. Harmonic oscillator and square wells have been used to generate the bound state wave functions, whereas the optical potentials have been taken spin-independent and purely imaginary. The results confirm the possibility to investigate the spin-orbit coupling of nuclear protons, as well as allow for certain tests of the involved approximations of the formalism, as the distorted wave impulse approximation. We believe that, although in this work the optical potentials are only absorptive, it has become clear that quasi-free scattering with polarized protons could in the near future give information on the spin-orbit coupling, which is practically unknown for inner shells.

Experimentos no RHIC mostram que coLisões centrais Au+Au apresentam forte supressão de partículas em relação a colisões p+p. É possível entender esse fato através de supressão de jatos ou perda de energia de pártons dentro do plasma de quarks e glúons (QGP). Espera-se que essa perda de energia seja menor para partículas que possuem maior massa. Seguindo-se esse raciocínio é natural pensar que a supressão de quarks pesados seja menor que a de quarks leves. No entanto o que é de fato observado é uma supressão tão forte quanto a de quarks Leves. Analisando os modelos de perda de energia pode-se propor uma explicação para essa discrepância. Esses modelos não consideram flutuações nas condições iniciais que podem levar a regiões localizadas de alta densidade no início da colisão. Tais regiões Levariam a uma considerável perda de energia de quarks nesse estágio. Além disso deve-se considerar a dinâmica do meio, sua evolução ao longo do tempo, em que essas regiões podem se mover ou modificar-se. O objetivo deste trabalho é analisar o efeito que essas flutuações nas condições iniciais têm sobre a supressão de quarks pesados no QGP. Isso é feito através de simulações computacionais do modelo proposto de perda de energia, resultado em estimativas do fator de modificação nuclear (RAA) a serem comparadas com dados experimentais. Foram executadas simulações de RAA enquanto se comparam os modelos empregados na simulação com resultados experimentais. Todos os processos da simulação foram extensivamente calibrados para se obter resultados coerentes com os cálculos já presentes na Literatura. Por fim, espectros de RAA foram comparados para diferentes parâmetros de flutuações de condições iniciais. Não foi possível obter variações relevantes no espectro de RAA, indicando que as flutuações, na maneira desenvolvida neste trabalho, não oferecem influência nos cálculos de perda de energia. Contudo o desenvolvimento do trabalho deixa em aberto diversos aspectos da evolução do sistema que ainda podem ser estudados a fim de se conhecer melhor a dinâmica do QGP. / Central Au+Au collisions at RHIC exhibit strong particle suppression when compared to p+p collisions. This phenomenon can be understood in the framework of jet quenching or energy loss of partons inside the quark-gluon plasma (QGP). It is expected that heavier partons suffer less suppression than lighter ones. In this scenario, heavy quarks are less suppressed than light quarks. However, experiments show that heavy quarks are just as suppressed as light quarks. One possible explanation for that can be obtained when considering fluctuations in the medium that lead to high-density regions which can cause considerable quark energy loss at the early stages of the collision evolution. The QGP dynamics is also important as these high-density regions might expand differentty from the rest of the plasma. This work aims to analyse the overall U effect of these fluctuations in heavy quark suppression in the QGP. This can be done through computer simulations of charm and bottom propagating through the region considering different models of energy loss, which will then return an estimate of the nuclear modification factor (RAA). The final results for the RAA spectrum were found not to be affected by the included fluctuations in the initial conditions, meaning that these, in the way implemented here, are not sufficient to observe relevant modifications of the parton energy loss. There is, however, some open issues raised by this work that should be investigated in order to verify this conclusion.

Na década de 80 houve um aumento na utilização de isótopos estáveis em física nuclear, medicina nuclear, ciências biomédicas; geociências etc e as previsões indicam para um crescimento no consumo destes isótopos nas próximas décadas. Dentro deste quadro, novos métodos de separação isotópica foram propostos e desenvolvidos, entre eles, a centrifuga de plasma iniciada por arco no vácuo. Este trabalho mostra os resultados experimentais obtidos na centrífuga de plasma iniciada por arco no vácuo desenvolvida no LAP/INPE desde 1981. Inicialmente é feita una descrição da descarga em arco no vácuo que é a fonte de plasma desta centrífuga e com as medidas realizadas, uma caracterização completa do plasma pode ser obtida. Os resultados teóricos obtidos de um modelo de fluido para a coluna de plasma em rotação são comparados com os obtidos experimentalmente e, algumas limitações deste separador isotópico sio mencionadas. Os efeitos de gases residuais nos parâmetros do plasma desta centrifuga foram estudados e1 os resultados mostraram que o melhor desempenho deste separador ocorre na ausência de gases na câmara de vácuo. Dos resultados experimentais obtidos foi feito um estudo comparativo entre os diferentes métodos de separação isotópica e, observações conclusivas foram possíveis sobre a viabilidade de uma centrífuga de plasma iniciada por- arco no vácuo como um dispositivo para a separação de isótopos estáveis. / In the 80\'s, an increase in the utilization of stable isotopes in the nuclear physics, nuclear medicine, biomedical science geoscience has been observed. The previsions indicate that the consumption of these isotopes in the early future will be even higher. Within this picture new methods of isotope separation were proposed and developed, among them, the vacuum are plasma centrifuge. This work shows the experimental results obtained in the vacuum are plasma centrifuge developed at LAP /INPE since 1981. Initially we describe the vacuum are discharge which is the plasma source in this device. The measurements preformed provide a full characterization of the plasma. The experimental results were compared with that ones expected using an MHD model for a rotating plasma column. The limitations of this isotopic separator are discussed. The effects of residual gases in the plasma parameters of the vacuum are plasma centrifuge were studied and the results shown that the best performance occurs in the absence of gases in the vacuum chamber. The experimental results obtained were used to make a comparative study between different methods of isotope separation and conclusive remarks were achieved about the viability of a vacuum are plasma centrifuge as a device for stable isotope separation.

A procura pela produção de condensados quirais desorientados (DCC) nas colisões centrais relativísticas entre Au + Pb a 11,6 GeV /c por nucleon na experiência E864 do AGS (Altemating Gradient Synchrotron) é apresentada neste trabalho. Evidências de eventos onde DCC\'s possivelmente foram formados são procuradas a partir do número de píons carregados e gamas (provenientes do decaimento de 1r°\'s) produzidos em cada interação, utilizando o formalismo de variáveis robustas introduzido pela colaboração MiniMax [37]. Neste trabalho, a procura por DCC\'s é realizada em dois procedimentos distintos. No primeiro, o número de gamas produzidos em cada interação a partir do decaimento de r°\'s é obtido de um detetor de Cherenkov de vidro de chumbo colocado próximo ao alvo e cobrindo ângulos traseiros. O número de píons carregados é obtido pelo detetor de multiplicidade da experiência. Nenhuma evidência clara da produção de DCC\'s é distinguida numa amostra de 4.810.923 eventos. No segundo procedimento, o espectrômetro completo da experiência E864 é utilizado. O número de píons carregados é fornecido por três planos de hodoscópios cintiladores e duas estações de tubos com gás ionizante. O número de gamas é obtido do calorímetro de fibras cintiladoras e chumbo localizado no final do espectrômetro. Nenhuma evidência clara da produção de DCC\'s pode ser distinguida em uma amostra de 1.944.401 eventos. A partir de um modelo de DCC simples, a sensibilidade da procura por DCC\'s dentro de 90% de nível de confiança é obtida para os dois procedimentos. / The search for the production of disoriented chiral condensates (DCC) in central relativistic Au + Pb collisions at 11.6 GeV /c per nucleon at the Alternating Gradient Synchrotron {AGS) is presented in this work. The search is conducted with the open geometry experiment E864. The signatures of events where a DCC was possibly formed are searched from the number of charged pions and gammas (from the decay of the °\'s) produced in each interaction, and using the robust observable formalism introduced by the MiniMax collaboration [37]. In this work, the DCC search is performed using two different approaches. In the first, the number of gammas produced in each interaction from the decay of the 7 °\'S is obtained from a lead glass Cherenkov detector placed dose to the target and covering back angles. The number of charged pions is obtained from the multiplicity counter of the experiment. No clear evidence for DCC production can be distinguished in a sample of 4.810.923 events. In the second approach, the full E864 spectrometer is used. The number of charged pions is provided by three planes of scintillator hodoscopes and two arrays of straw tubes. The number of gammas is obtained from the lead-scintillating fiber calorimeter located at the end of the spectrometer. No clear evidence for DCC production can be distinguished in a sample of 1.944.401 events. Using a simple DCC model, the 90% C.L. sensitivity of the DCC search is obtained for both approaches.

Foi desenvolvido, implementado e testado um formalismo que permite descrever propriedades nucleares em regimes de deformação fora do equilíbrio, utilizando o método Macroscópico-Microscópico em associação com o Método Semimicroscópico Combinado. Esse formalismo foi utilizado para a interpretação e elucidação de alguns problemas abertos como as estruturas na seção de choque de fotofissão do 237.ANTPOT Np, distribuições angulares de fotofissão do 239.ANTPOT. Pu, e a concentração de transições M1 no 237.ANTPOT Np e 239.ANTPOT. Pu em baixas energias. Também, foram interpretadas informações experimentais referentes aos estados isoméricos do 237.ANTPOT Pu e 239.ANTPOT. Pu. Com relação ao potencial preditivo do formalismo, foram identificados os possíveis candidatos (spin e paridade) a estados isoméricos no 241.ANTPOT Np, bem como foi calculada também pela primeira vez a distribuição de momentos de nêutrons para o 239.ANTPOT Np fora da deformação de equilíbrio. / It was developed, implemented and tested a formalism suitable to the description of nuclear properties at non equilibrium deformations regime, by using the Macroscopic-Microscopic method in association with the Combined Semimicroscopic Method. This formalism was used for the interpretation and elucidation of some open problems, as the structures in the 237Np photofission cross section, photofission angular distributions of 239Pu, and the concentrations of low-energy Ml transitions in 237Np and 239Pu. Also, experimental information on 237Pu and 239Pu isomeric states was interpreted. Concerning the prediction potentialities of the formalism, were identified possible candidates (spin and parity) for the 241Pu isomeric states, as well as the 239Pu neutron momentum distributions, at non equilibrium deformation, was also calculated for the first time.