Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Banca: Abraham Hirsz Zimerman / Banca: Denis Dalmazi / Resumo: Ao longo desta dissertação desenvolvemos o formalismo de Hamilton-Jacobi para teorias de campo para o caso de sistemas singulares e não-singulares. Em seguida, aplicamos tal formalismo nos modelos BF em D=1+1, D=2+1 e D=3+1 dimensões a fim de caracterizar os seus espaços de fase. Mostramos que a partir desse formalismo é possível obter as simetrias locais desses modelos assim como os seus respectivos geradores. / Abstract: Throughout this dissertation we develop the Hamilton-Jacobi formalism for field theories in the case of singular and non-singular systems. Next, apply such formalism on the BF models in D = 1 + 1, D = 2 + 1 e D = 3 + 1 dimensions in order to characterize their phase spaces. We show from this formalism, that is possible to find the local symmetries of those models as well as their respective generators / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-02-20T12:27:50Z No. of bitstreams: 1 2013_GesielGomesSilva.pdf: 1349422 bytes, checksum: cb5bcd352224968d7157b23bf86e233e (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-02-21T15:29:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_GesielGomesSilva.pdf: 1349422 bytes, checksum: cb5bcd352224968d7157b23bf86e233e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-02-21T15:29:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_GesielGomesSilva.pdf: 1349422 bytes, checksum: cb5bcd352224968d7157b23bf86e233e (MD5) / Nosso trabalho consistiu em encontrar os níveis de energia do átomo de hidrogênio sob a ação de um campo magnético externo constante. Utilizamos o formalismo de Hamilton-Jacobi relativístico para introduzir o campo magnético e para obter uma equação para o átomo de hidrogênio sob a ação de um campo magnético uniforme. Propusemos também uma função, com base em uma expansão polinomial, como solução da equação obtida a partir do formalismo de Hamilton-Jacobi possibilitando assim a solução numérica do problema. A simetria do nosso sistema muda com a intensidade do campo magnético: a simetria é esférica quando a intensidade do campo aproxima de zero e é cilíndrica quando tende a infinito. Essa função permitiu obter resultados nestes extremos sem a necessidade de alterações na sua forma, bem como, permitiu obter resultados para campos intermediários. Utilizando o método variacional obtivemos um sistema de equações que nos permitiu obter os autovalores de energia. Os resultados obtidos concordam com os encontrados na literatura mostrando que o nosso método, ainda em evolução, é consistente. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, we find the energy levels the energy levels of the hydrogen atom submitted to an external constant magnetic field. It was used the relativistic formalism of Hamilton-Jacobi to introduce the magnetic field and to obtain an equation for the hydrogen atom under the action of a uniform magnetic field. A function also was proposed, based on a polynomial expansion, as a solution of the equation obtained from the Hamilton-Jacobi formalism allowing the numerical solution of the problem. The symmetry of the system changes with the intensity of the magnetic field: the symmetry is spherical when the field strength approaches zero and is cylindrical when the field strength tends to infinity. This function allowed results in these extremes without the need of changes in form but has also enabled us to obtain results for other intermediary fields. Using the variational method it was possible to obtain a system of equations that has enabled us to obtain the eigenvalues of energy. The agreement of the results with other findings in the literature demonstrates that the method proposed here, still under development, is consistent with expected values.

Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Co-orientador: / Banca:Andrey Yuryevich Mikhaylov / Banca: Edmundo Capelas de Oliveira / Resumo: A teoria de Hamilton-Jacobi geralmente é apresentada como uma extensão da teoria de Hamilton através das transformações canônicas. No entanto, o matemático Constantin Carathéodory mostrou que essa teoria, sua existência e validade, independem do formalismo hamiltoniano. Neste trabalho, apresentaremos a abordagem de Carathéodory para a teoria de Hamilton-Jacobi. Partindo desse procedimento, construiremos uma teoria de vínculos para que se possa resolver problemas com vínculos involutivos e não-involutivos. Para isso, analisaremos a integrabilidade das equações e introduziremos a operação dos parênteses generalizados que, no lugar do parênteses de Poisson, passará a descrever a dinâmica de sistemas vinculados. Mostraremos uma aplicação dessa teoria de vínculos no modelo BF da teoria de campos. Para finalizar, trataremos da Termodinâmica Axiomática de Carathéodory e também da teoria de Hamilton-Jacobi na Termodinâmica, o que é válido para ilustrar a grande abrangência desse formalismo / Abstract: The Hamilton-Jacobi theory is usually presented as an extension of the Hamilton's theory through the canonical transformations. However, the mathematician Constantin Carathéodory showed this theory, its existence and validity, is independent of the Hamiltonian formalism. In this work, we present the Caratheodory's approach to the Hamilton-Jacobi theory. From this procedure, we build a theory of constraints which can solve problems with involutive and non-involutive constraints. For this, we analyze the integrability of the equations and introduce the operation of the generalized brackets that, instead of Poisson brackets, will describe the dynamics of constrained systems. We show an application of this theory in BF model of the field theory. Finally, we will discuss the Carathéodory's Axiomatic Thermodynamics and also show the Hamilton-Jacobi theory in Thermodynamics, which is valid to illustrate the wide coverage of this formalism / Mestre

Orientador: Geraldo Nunes Silva / Banca: Iguer Luis Domini dos Santos / Banca: Marko Antonio Rojas Medar / Resumo: Neste trabalho caracterizaremos sistemas dinâmicos na forma dos chamados domínios estratificados. Bressan e Hong[9] foram os primeiros a definir e trabalhar em domínios estratificados. Grosso modo, estes são uma coleção de domínios disjuntos, cada um tendo sua própria dinâmica; mas não se exige que seus domínios sejam proximamente suaves e nem wedged. Estes termos foram introduzidos por P. Wolenski e R. Barnard em[10]. Primeiramente, estabeleceremos condições Hamiltonianos para caracterizar invariância fraca e forte para sistemas não Lipschitz em domínios estratificados. Depois, estudamos condições Hamiltonianas para sistemas fracamente e fortemente decrescentes e apresentamos condições que garantem a estabilidade assintótica global para uma dinâmica estratificada e finalmente apresentamos o problema tipo Mayer em domínios estratificados em que mostramos que a função valor e a única solução semicontínua inferior de uma generalização adequada da clássica equação Hamilton-Jacobi-Bellman, para a dinâmica estratificada / Abstract: In this work will characterize dynamical systems in the form of the so-called strati ed domain. Bressan and Hong [9] were the rst to de ne and work in strati ed domains. Roughly speaking, these are a collection of disjoint domains, each having its own dynamics; but not requiring that their domains are proximally smooth and not wedged. These terms were introduced by P. Wolenski and R. Barnard in [10]. At rst, we will establish Hamiltonian conditions to characterize weak and strong invariance for systems non-Lipschitz in strati ed domains. Secondly, we study the Hamiltonian conditions for systems weakly and strongly de- creasing and present conditions that guarantee global asymptotic stability for a strati ed dynamics and nally we present the problem Mayer type in strati ed domains where we show that the value function is the unique lower semicontinuous solution of an appropriate generalization of the classical Hamilton-Jacobi-Bellman equation for strati ed dynamics / Mestre

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-07. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:27:52Z : No. of bitstreams: 1 000852795.pdf: 576204 bytes, checksum: 28ede436e9367885bc3b672b1903caad (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A teoria de Hamilton-Jacobi geralmente é apresentada como uma extensão da teoria de Hamilton através das transformações canônicas. No entanto, o matemático Constantin Carathéodory mostrou que essa teoria, sua existência e validade, independem do formalismo hamiltoniano. Neste trabalho, apresentaremos a abordagem de Carathéodory para a teoria de Hamilton-Jacobi. Partindo desse procedimento, construiremos uma teoria de vínculos para que se possa resolver problemas com vínculos involutivos e não-involutivos. Para isso, analisaremos a integrabilidade das equações e introduziremos a operação dos parênteses generalizados que, no lugar do parênteses de Poisson, passará a descrever a dinâmica de sistemas vinculados. Mostraremos uma aplicação dessa teoria de vínculos no modelo BF da teoria de campos. Para finalizar, trataremos da Termodinâmica Axiomática de Carathéodory e também da teoria de Hamilton-Jacobi na Termodinâmica, o que é válido para ilustrar a grande abrangência desse formalismo / The Hamilton-Jacobi theory is usually presented as an extension of the Hamilton's theory through the canonical transformations. However, the mathematician Constantin Carathéodory showed this theory, its existence and validity, is independent of the Hamiltonian formalism. In this work, we present the Caratheodory's approach to the Hamilton-Jacobi theory. From this procedure, we build a theory of constraints which can solve problems with involutive and non-involutive constraints. For this, we analyze the integrability of the equations and introduce the operation of the generalized brackets that, instead of Poisson brackets, will describe the dynamics of constrained systems. We show an application of this theory in BF model of the field theory. Finally, we will discuss the Carathéodory's Axiomatic Thermodynamics and also show the Hamilton-Jacobi theory in Thermodynamics, which is valid to illustrate the wide coverage of this formalism / CNPq: 133488/2011-0

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:25:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-19. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:49:10Z : No. of bitstreams: 1 000846310_20151231.pdf: 154526 bytes, checksum: 0758a595ef94b62272723a08448eaedd (MD5) Bitstreams deleted on 2016-01-04T10:26:35Z: 000846310_20151231.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-04T10:28:27Z : No. of bitstreams: 1 000846310.pdf: 638836 bytes, checksum: 455c057fa42c2de1060101490372b4fe (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho caracterizaremos sistemas dinâmicos na forma dos chamados domínios estratificados. Bressan e Hong[9] foram os primeiros a definir e trabalhar em domínios estratificados. Grosso modo, estes são uma coleção de domínios disjuntos, cada um tendo sua própria dinâmica; mas não se exige que seus domínios sejam proximamente suaves e nem wedged. Estes termos foram introduzidos por P. Wolenski e R. Barnard em[10]. Primeiramente, estabeleceremos condições Hamiltonianos para caracterizar invariância fraca e forte para sistemas não Lipschitz em domínios estratificados. Depois, estudamos condições Hamiltonianas para sistemas fracamente e fortemente decrescentes e apresentamos condições que garantem a estabilidade assintótica global para uma dinâmica estratificada e finalmente apresentamos o problema tipo Mayer em domínios estratificados em que mostramos que a função valor e a única solução semicontínua inferior de uma generalização adequada da clássica equação Hamilton-Jacobi-Bellman, para a dinâmica estratificada / In this work will characterize dynamical systems in the form of the so-called strati ed domain. Bressan and Hong [9] were the rst to de ne and work in strati ed domains. Roughly speaking, these are a collection of disjoint domains, each having its own dynamics; but not requiring that their domains are proximally smooth and not wedged. These terms were introduced by P. Wolenski and R. Barnard in [10]. At rst, we will establish Hamiltonian conditions to characterize weak and strong invariance for systems non-Lipschitz in strati ed domains. Secondly, we study the Hamiltonian conditions for systems weakly and strongly de- creasing and present conditions that guarantee global asymptotic stability for a strati ed dynamics and nally we present the problem Mayer type in strati ed domains where we show that the value function is the unique lower semicontinuous solution of an appropriate generalization of the classical Hamilton-Jacobi-Bellman equation for strati ed dynamics

Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Banca: Ana Lúcia Barbosa / Banca: Júlio César Fabris / Resumo: Neste trabalho estudamos a estrutura de vínculos da Relatividade Geral (RG) e do Equivalente Teleparalelo da Relatividade Geral (ETRG), utilizando o formalismo de Hamilton-Jacobi para sistemas singulares. Fazemos uma revisão destas duas teorias de gravitação e de suas formulações ADM, tendo em mente que ambas são construídas sobre variedades que são casos particulares da variedade de Riemann-Cartan. Revemos também o formalismo de Hamilton-Jacobi para o tratamento de sistemas singulares, fazendo em seguida a sua aplicação para as duas teorias supracitadas. Nesta análise constatamos que a invariância do ETRG por transformações de Lorentz no espaço tangente das tetradas faz com que a álgebra do vínculos seja diferente daquela obtida para a RG / Abstract: In this work we study the constraint structure of General Relativity (GR) and Teleparallel Equivalent of General Relativity (TEGR), using the Hamilton-Jacobi formalism for singular systems. We make a review of these two theories of gravitation and their ADM formulation, having in mind that both theories are built over manifolds that are particular cases of the Riemann-Cartan manifold. We also review the Hamilton-Jacobi formalism for singular systems, making its application to the cited theories. In this analysis we testify that the invariance of the TEGR under Lorentz transformations in the tangent space of the tetrads implies in a different constraint algebra than that obtained in GR / Mestre

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T12:11:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fenili_Andre_M.pdf: 10886441 bytes, checksum: e02c936e350afaabc08b309385e4d2ea (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho desenvolve-se dois modelos para estruturas flexíveis de rastreamento de membro único: um modelo para pequenas deflexões e um modelo para grandes deflexões. Tanto para um modelo quanto para o outro, utilizou-se o Princípio de Hamilton Estendido para se obter as equações dinâmicas do movimento. Estas equações são posteriormente adimensionalizadas de tal forma que um pequeno parâmetro adimensional de perturbação 'PERTENCE¿ possa ser obtido. Este parâmetro irá multiplicar todas as não linearidades de cada modelo e será o único parâmetro a se variar quando se pretende estudar casos diversos. Este pequeno parâmetro adimensional é utilizado para se verificar o grau de acoplamento entre as equações dinâmicas do movimento. Simulações são realizadas entre pequenas e grandes deflexões e comparadas enter si e com o modelo para o mesmo sistema aonde não se considera flexibilidade nenhuma. No estudo do comportamento da estrutura flexível de rastreamento realizado neste trabalho, o truncamento para a discretização das equações do movimento (método dos modos assumidos) deu-se no primeiro modo próprio do sistema viga engastada-livre / Abstract: In this work two models are developed to slewing flexible structures with just one link: a model considering small deflections and a model considering great deflections. For both models, the Extended Hamilton's PrincipIe is utilized so one can obtain the goveming euqations o fmotion. This equations are then nondimensionalized so one can obtain a smalI nondimensional perturbation parameter 'PERTENCE¿. This parameter appears multiplying alI the nonlinearities in each model and will be the only parameter one must variate when involved in the study of different cases. This smalI nondimensional parameter is utilized to verify the degrre of coupling between the dinamical equations of motion. Simulations are realized between smalI and great deflections and compared one with another and with the model to the very same system where no flexibility is considered. In the study of the behavior of the flexible structure in slewing motion realized in this work, the truncation utilized for the discretization of the equations of motion (assumed modes method) is done in the first mode of vibration of the system beam constrained-free / Mestrado / Mecanica dos Solidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Waldyr Alves Rodrigues Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-26T01:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_AlexandreLuisTrovonde_D.pdf: 15293549 bytes, checksum: 6f77ce91b6897c18e527e4134e109ed1 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O propósito desta tese é estudar, sob o ponto de vista algébrico, o papel desempenhado pelos operadores diferenciais nos formalismos variacionais Lagrangeano e Hamiltoneano. Apresentamos uma aplicação simples das idéias e resultados básicos da teoria dos operadores diferenciais às álgebras de Clifford, obtendo uma relação entre os operadores diferenciais e o operador de Dirac. Introduzimos um formalismo Hamiltoneano, com base nos módulos de símbolos dos operadores diferenciais, generalizando os resultados para anéis comutativos. Nesse formalismo, encontramos importantes propriedades algébricas para a Hamiltoneana, e destacamos o colchete de Poisson como uma estrutura mais básica que a forma simplética canônica. Introduzimos o conceito de adjunta de um operador diferencial e, por meio dela, caracterizamos as formas integrais em termos das formas de Berezin. Obtemos uma seqüência espectral relacionando a cohomologia das formas integrais com a cohomologia de De Rham, tanto para variedades quanto para supervariedades. Introduzimos o conceito de Lagrangeana, e analisamos sua relação com as formas de Berezin. Nesse contexto, estudamos as leis de conservação, e obtemos um equivalente algébrico para o Teorema de Noether. Finalmente, essas construções nos encaminham rumo a uma versão algébrica para o teorema do índice. / Abstract: The purpose of this thesis is to study, from the algebraic viewpoint, the rule played by the differential operators in Lagrangian and Hamiltonian variational formalisms. We present a simple application of the basic ideas and results form the theory of differential operators to the Clifford algebras, from where we obtain a relationship between differential operators and the Dirac operator. We introduce a Hamiltonian formalism based on the symbol modules, generalizing some results to commutative rings. In this formalism we find important algebraic properties for the Hamiltonian and notice that the Poisson bracket is a more fundamental structure than the canonical sympletic form. We introduce the concept of adjoint of a differential operator and by means of it we are able to charactrize the integral forms in terms of Berezin forms. We obtain a spectral sequence relating the cohomology of integral forms to the De Rham cohomology, for both manifolds and supermanifolds. In this context, we study the con- servation laws and obtain an algebraic equivalent to the Noether theorem. Finally, these constructions direct us towards an algebraic version to the index theorem. / Doutorado / Doutor em Matemática

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-12-06T11:56:34Z No. of bitstreams: 1 2013_FabioFerreiraMonteiro.pdf: 2696614 bytes, checksum: 619da8ca760af24bd24b9970634dde0f (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-08-04T13:11:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_FabioFerreiraMonteiro.pdf: 2696614 bytes, checksum: 619da8ca760af24bd24b9970634dde0f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-04T13:11:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_FabioFerreiraMonteiro.pdf: 2696614 bytes, checksum: 619da8ca760af24bd24b9970634dde0f (MD5) / O trabalho contido nesta tese apresenta uma nova abordagem numérica computacional para sistemas hidrogenoides, baseada na teoria de Hamilton-Jacobi e nas propriedades de transformação entre os grupos O(3,1) e SU(2) em um espaço plano de Minkowski, cujo desenvolvimento, que parte de uma equação de onda tipo Dirac, porem numa representação bi-dimensional, permite a previsão de autovalores de energia de altíssima precisão, com funções de onda extremamente simples. A partir desta abordagem desenvolvemos o programa computacional DIRAC-LIKE que, no tratamento de sistemas hidrogenoides, se mostrou eficiente, elegante e simples, onde foi possível explorar e se beneficiar do método variacional, sem os desconfortos do chamado colapso variacional. Alem disso, algumas funções de onda geradas pelo programa DIRAC-LIKE foram testadas no calculo de secções de choque diferenciais envolvendo processos de espalhamento fotoelétrico, apresentando excelentes resultados. O sucesso do método para sistemas hidrogenoides sugeriu uma extensão para os sistemas helioides, cujo desenvolvimento já está em andamento. Uma versão preliminar deste método, com abordagem não relativística semelhante à de Hylleraas, e também apresentada neste trabalho e, a partir dela, desenvolvemos o programa computacional HELIUM TEST que oferece valores numéricos de energia para os estados fundamental e excitados, além de suas respectivas funções de onda, atendendo as premissas de simplicidade e razoável precisão. Alguns destes valores, incluindo alguns estados excitados, são apresentados e comentados neste trabalho. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The work contained within this thesis presents a new numerical approach for computing hydrogen-like systems, based on Hamilton-Jacobi theory and the transformation properties between O(3,1) and SU(2) groups in a Minkowski flat space, whose development, starting form a Dirac-like equation, but in a bi-dimensional representation, allows the prediction of high precision energy eigenvalues, with extremely simple wave functions. From this approach we have developed the DIRACLIKE program that, in the treatment of hydrogen-like systems, has proved to be efficient, elegant and simple, and where it was possible to explore the benefits of using the variational method, without the discomforts of the so-called variational collapse. Besides that, some wave functions generaded by the DIRAC-LIKE program were tested in the calculation of photoelectric effect differential cross sections, with excellent results. The success of the method for the hydrogen-like systems has suggested an extension to helium-like systems, whose development is already in progress. A preliminary version of this method in a non-relativistic approach, similar to that of Hylleraas, is also presented in this work and, based on it, we have developed the HELIUM TEST program for calculating numerical values of energy from ground and excited states, and their respective wave functions, taking into account the assumptions of simplicity and reasonable accuracy. Some of these values, including some excited states are presented and discussed in this work.