Submitted by Larissa Vitoria Cardoso Cusielo (larissavitoria@id.uff.br) on 2017-09-06T18:50:23Z No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTACAO FABIANO.pdf: 2044410 bytes, checksum: 2ec958dba6d2bb7bbf465dd3233e2530 (MD5) produto MNPEF - Fabiano - professor.pdf: 861178 bytes, checksum: 0436e722a0896e5ddf5c279878e9e201 (MD5) / Approved for entry into archive by Biblioteca do Aterrado BAVR (bavr@ndc.uff.br) on 2017-09-27T21:20:56Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTACAO FABIANO.pdf: 2044410 bytes, checksum: 2ec958dba6d2bb7bbf465dd3233e2530 (MD5) produto MNPEF - Fabiano - professor.pdf: 861178 bytes, checksum: 0436e722a0896e5ddf5c279878e9e201 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-27T21:20:56Z (GMT). No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTACAO FABIANO.pdf: 2044410 bytes, checksum: 2ec958dba6d2bb7bbf465dd3233e2530 (MD5) produto MNPEF - Fabiano - professor.pdf: 861178 bytes, checksum: 0436e722a0896e5ddf5c279878e9e201 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física. Volta Redonda, RJ. / Com o objetivo de criar um ambiente que propicie uma discussão filosófica incipiente dos conceitos físicos que são apresentados aos aprendizes da Educação Básica, abordaremos algumas correntes filosóficas que estão presentes nesses conceitos de uma forma geral, e em particular, no desenvolvimento das Leis de Ohm da eletricidade. Nosso trabalho baseia-se em uma discussão sobre a construção e o constante refinamento, ao longo dos anos, de duas formas de fazer ciência, isto é, a vertente do Empirismo, que tem como representante inicial, o Filósofo grego Aristóteles e em oposição ideológica aos ensinamentos do também Filósofo grego Platão que defendia o Racionalismo. Pretendemos, portanto, estabelecer um diálogo diante dessas duas formas de interpretar a natureza e reforçar para os alunos que, ao longo do tempo, esse diálogo entre diversas interpretações científicas não cessa, e o que existe é um contínuo refinamento das propostas de se explicar o mundo ao longo da História da humanidade. Destacaremos a proposta de Immanuel Kant que apresenta para o mundo uma visão singular de como fazer ciência, e sugere através de suas obras, entre outras coisas, a fusão entre o Racionalismo continental (René Descartes) e o Empirismo Britânico (Francis Bacon). Na sequência, pretendemos construir um entendimento mais amplo sobre a obra do Físico Alemão George Simon Ohm, que se notabilizou através das leis que recebem seu nome e são de grande importância dentro do ensino de física. / In order to create an environment that fosters an incipient philosophical discussion of the physical concepts that are presented to learners of Basic Education will discuss some philosophical currents that are present these concepts in general, and particularly in the development of Ohm's electricity Laws . Our work is based on a discussion of the construction and the constant refinement over the years, of two ways of doing science, that is, the side of empiricism, whose initial representative, the Greek philosopher Aristotle and ideological opposition the teachings of the Greek philosopher Plato also argued that Rationalism. We intend, therefore, to establish a dialogue on these two ways of interpreting the nature and reinforce for students who, over time, this dialogue between different scientific interpretations does not cease, and that there is a continuous refinement of proposals to explain world throughout human history. We highlight the proposal of Immanuel Kant presenting to the world a unique view of how to do science, and suggests through his works, among other things, the merger between Continental Rationalism (René Descartes) and the British Empiricism (Francis Bacon). Further, we plan to build a broader understanding of the work of the German physicist Georg Ohm, who distinguished himself through laws that are named and are of great importance in the physics teaching.

Orientador: Prof. Dr. Francisco Eugenio Mendonça da Silveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2014. / Neste trabalho, discutimos o efeito de uma relaxação finita para a corrente sobre a instabilidade axialmente simetrica de uma coluna de plasma com perfil parabólico na aproximacão não indutiva. A forma funcional da densidade de momento angular específico é dada por L = ar2+br..1=2, onde a e b s~ao constantes. Isto signica que L possui um valor mnimo para uma dada coordenada radial r, limitada pelas paredes do vaso que contem o uido. Como consequ^encia, o sistema pode se tornar instavel se a frequ^encia epicclica k = [2 (2 + r 0)]1=2 for um numero imaginario, onde denota a velocidade angular do uido e a linha, uma derivada total em relac~ao a r. Uma analise de instabilidade linear e desenvolvida para os limites de grande e pequena resistividade do uido. Os resultados apresentados aqui podem contribuir para tornar a noc~ao da aproximac~ao n~ao indutiva em um conceito mais preciso. Finalmente, apresentamos uma proposta de continuidade natural deste trabalho. / In this work, we discuss the efect of a fnite relaxation for the current on the axisymmetric instability of a plasma column with parabolic profile in the inductionless approximation. The functional form of the specic angular momentum density is given by L = ar2 + br..1=2, where a and b are constants. As a consequence, the system may become unstable if the epicyclic frequency k = [2 (2 + r 0)]1=2 is an imaginary number, where denotes the angular velocity of the uid and the prime, a total derivative with respect to r. A linear stability analysis is developed for the limits of large and of small resistivity of the uid. The results presented here may contribute to turn the notion of the inductionless approximation into a more precise concept. Finally, we present a proposal of natural continuity of this work.

Orientador: Prof. Dr Eugenio Mendonça da Silveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2014. / Neste trabalho, discutimos o efeito combinado de uma relaxção infinita para a corrente e da formação de uma camada de corrente-vórtice sobre a instabilidade magneto-rotacional em um uido condutor. Mostramos que a amplificação relativa da viscosidade magnética, desde a estabilidade marginal até a instabilidade determinada pela taxa de crescimento máxima da perturbação, é de aproximadamente 924% quando efeitos resistivos são dominantes e que ela é de aproximadamente 220% no limite ideal. Isto significa que o efeito combinado é muito mais efciente para amplicar viscosidade magnética que a simples in uência devida à tensãoo magnética usual. Os resultados apresentados aqui podem contribuir para a compreensão dos vários processos que desempenham um papel significativo no mecanismo da viscosidade anômala observada em discos de acreção keplerianos. Argumentamos que o novo efeito deve ser relevante em discos de acreação delgados. Finalmente, apresentamos uma proposta de continuidade natural deste trabalho.

Orientador: Prof. Dr Eugenio Mendonça da Silveira / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2014. / Neste trabalho, discutimos o efeito combinado de uma relaxção infinita para a corrente e da formação de uma camada de corrente-vórtice sobre a instabilidade magneto-rotacional em um uido condutor. Mostramos que a amplificação relativa da viscosidade magnética, desde a estabilidade marginal até a instabilidade determinada pela taxa de crescimento máxima da perturbação, é de aproximadamente 924% quando efeitos resistivos são dominantes e que ela é de aproximadamente 220% no limite ideal. Isto significa que o efeito combinado é muito mais efciente para amplicar viscosidade magnética que a simples in uência devida à tensãoo magnética usual. Os resultados apresentados aqui podem contribuir para a compreensão dos vários processos que desempenham um papel significativo no mecanismo da viscosidade anômala observada em discos de acreção keplerianos. Argumentamos que o novo efeito deve ser relevante em discos de acreação delgados. Finalmente, apresentamos uma proposta de continuidade natural deste trabalho.

Esta tese trata a existência de Princpios de Grandes Desvios (PGD), no âmbito de sistemas fermiônicos em equilbrio. A motivação fsica detrás de nossos estudos são medidas experimentais de resistência elétrica de nanofios de silcio dopados com átomos de fósforo. Estas medidas mostram que efeitos quânticos no transporte de carga elétrica quase desaparecem para nanofios de comprimentos maiores que alguns nanômetros, mesmo para temperaturas muito baixas (4.2°K). A fim de provar matematicamente tal efeito, dividimos nosso trabalho em diversos passos: 1. No primeiro passo, para férmions não interagentes numa rede com desordem, mostramos que a incerteza quântica da densidade da corrente elétrica microscópica, em torno de seus valores macroscópicos(clássicos), é suprimida exponencialmente rápido em relação ao volume da região da rede onde um campo elétrico externo é aplicado. A desordem é modelada como um potencial elétrico aleatório juntamente com amplitudes aleatórias de saltos com valores complexos. O célebre modelo de Anderson de tight-binding é um exemplo particular do caso geral considerado aqui. Nossa análise matemática é baseada em estimativas de Combes-Thomas, o Teorema Ergódico de Akcoglu-Krengel e no formalismo de Grandes Desvios, em particular o Teorema de Gärtner-Ellis. 2. Em segundo lugar, provamos que, para férmions interagindo fracamente na rede, as funções geradoras J(s), s R de cumulantes de distribuições de probabilidades associadas com estados KMS pode ser escrito como o limite de logartmos de integrais gaussianas de Berezin. Mostramos que os determinantes das covariáncias associadas às integrais gaussianas são majorados uniformemente (via desigualdades de Hölder para normas Schatten). Tais covariâncias são também somáveis, em casos gerais de interesse, incluindo assim, sistemas que não são invariantes por translação. 3. No terceiro passo, analisamos expansões de logartmos de integrais gaussianas de Berezin, e assim combinando com métodos construtivos de teoria quântica de campos, mostramos a analiticidade de J(s) para s nas vizinhanças de 0. Finalmente, discutimos como combinar os passos 2-3, a fim de provar (matematicamente falando) os resultados experimentais mencionados acima para férmions interagindo em equilbrio. De fato, os resultados encontrados nesta tese, generalizam trabalhos prévios no âmbito do PGD usado para o estudo de sistemas quânticos. / This Thesis deals with the existence of Large Deviation Principles (LDP) in the scope of fermionic systems at equilibrium. The physical motivation beyond our studies are experimental measures of electric resistance of nanowires in silicon doped with phosphorus atoms. The latter demonstrate that quantum effects on charge transport almost disappear for nanowires of lengths larger than a few nanometers, even at very low temperature (4.2°K). In order to mathematically prove the latter, we divide our work in several steps: 1. In the first step, for noninteracting lattice fermions with disorder, we show that quantum uncertainty of microscopic electric current density around their (classical) macroscopic values is suppressed, exponentially fast with respect to the volume of the region of the lattice where an external electric field is applied. Disorder is modeled by a random external potential along with random, complex-valued, hopping amplitudes. The celebrated tight-binding Anderson model is one particular example of the general case considered here. Our mathematical analysis is based on Combes-Thomas estimates, the Akcoglu-Krengel ergodic theorem, and the large deviation formalism, in particular the Gärtner-Ellis theorem. 2. Secondly, we prove that for weakly interacting fermions on the lattice, the logarithm moment generating function J(s), s R of probability distributions associated with KMS states can be written as the limit of logarithms of Gaussian Berezin integrals. The covariances of the Gaussian integrals are shown to have a uniform determinant bound (via Hölder inequalities for Schatten norms) and to be summable in general cases of interest, including systems that are not translation invariant. 3. In the third step we analyze expansions of logarithms of Gaussian Berezin integrals, which combined with constructive methods of quantum field theory is useful to show the analyticity of J(s) for s in a neighborhood of 0. We finally discuss how to combine steps 2-3 in order to prove (mathematically speaking) for interacting fermions in equilibrium the experimental results above mentioned. In fact, the found results in this Thesis generalize previous works in the scope of LDP used to study quantum systems.

Esta tese trata a existência de Princpios de Grandes Desvios (PGD), no âmbito de sistemas fermiônicos em equilbrio. A motivação fsica detrás de nossos estudos são medidas experimentais de resistência elétrica de nanofios de silcio dopados com átomos de fósforo. Estas medidas mostram que efeitos quânticos no transporte de carga elétrica quase desaparecem para nanofios de comprimentos maiores que alguns nanômetros, mesmo para temperaturas muito baixas (4.2°K). A fim de provar matematicamente tal efeito, dividimos nosso trabalho em diversos passos: 1. No primeiro passo, para férmions não interagentes numa rede com desordem, mostramos que a incerteza quântica da densidade da corrente elétrica microscópica, em torno de seus valores macroscópicos(clássicos), é suprimida exponencialmente rápido em relação ao volume da região da rede onde um campo elétrico externo é aplicado. A desordem é modelada como um potencial elétrico aleatório juntamente com amplitudes aleatórias de saltos com valores complexos. O célebre modelo de Anderson de tight-binding é um exemplo particular do caso geral considerado aqui. Nossa análise matemática é baseada em estimativas de Combes-Thomas, o Teorema Ergódico de Akcoglu-Krengel e no formalismo de Grandes Desvios, em particular o Teorema de Gärtner-Ellis. 2. Em segundo lugar, provamos que, para férmions interagindo fracamente na rede, as funções geradoras J(s), s R de cumulantes de distribuições de probabilidades associadas com estados KMS pode ser escrito como o limite de logartmos de integrais gaussianas de Berezin. Mostramos que os determinantes das covariáncias associadas às integrais gaussianas são majorados uniformemente (via desigualdades de Hölder para normas Schatten). Tais covariâncias são também somáveis, em casos gerais de interesse, incluindo assim, sistemas que não são invariantes por translação. 3. No terceiro passo, analisamos expansões de logartmos de integrais gaussianas de Berezin, e assim combinando com métodos construtivos de teoria quântica de campos, mostramos a analiticidade de J(s) para s nas vizinhanças de 0. Finalmente, discutimos como combinar os passos 2-3, a fim de provar (matematicamente falando) os resultados experimentais mencionados acima para férmions interagindo em equilbrio. De fato, os resultados encontrados nesta tese, generalizam trabalhos prévios no âmbito do PGD usado para o estudo de sistemas quânticos. / This Thesis deals with the existence of Large Deviation Principles (LDP) in the scope of fermionic systems at equilibrium. The physical motivation beyond our studies are experimental measures of electric resistance of nanowires in silicon doped with phosphorus atoms. The latter demonstrate that quantum effects on charge transport almost disappear for nanowires of lengths larger than a few nanometers, even at very low temperature (4.2°K). In order to mathematically prove the latter, we divide our work in several steps: 1. In the first step, for noninteracting lattice fermions with disorder, we show that quantum uncertainty of microscopic electric current density around their (classical) macroscopic values is suppressed, exponentially fast with respect to the volume of the region of the lattice where an external electric field is applied. Disorder is modeled by a random external potential along with random, complex-valued, hopping amplitudes. The celebrated tight-binding Anderson model is one particular example of the general case considered here. Our mathematical analysis is based on Combes-Thomas estimates, the Akcoglu-Krengel ergodic theorem, and the large deviation formalism, in particular the Gärtner-Ellis theorem. 2. Secondly, we prove that for weakly interacting fermions on the lattice, the logarithm moment generating function J(s), s R of probability distributions associated with KMS states can be written as the limit of logarithms of Gaussian Berezin integrals. The covariances of the Gaussian integrals are shown to have a uniform determinant bound (via Hölder inequalities for Schatten norms) and to be summable in general cases of interest, including systems that are not translation invariant. 3. In the third step we analyze expansions of logarithms of Gaussian Berezin integrals, which combined with constructive methods of quantum field theory is useful to show the analyticity of J(s) for s in a neighborhood of 0. We finally discuss how to combine steps 2-3 in order to prove (mathematically speaking) for interacting fermions in equilibrium the experimental results above mentioned. In fact, the found results in this Thesis generalize previous works in the scope of LDP used to study quantum systems.