O aumento de produtividade da indústria moveleira exige o emprego de usinagem a altas velocidades e com ferramentas que mantenham suas cunhas de corte afiadas por longos períodos. As ferramentas utilizadas atualmente, em geral ligas metálicas, não apresentam as características adequadas, devido ao alto desgaste das arestas de corte e também de falhas catastróficas das mesmas. Alguns dos principais fatores para essas falhas são a característica altamente abrasiva da madeira e os possíveis defeitos em sua superfície. Para a solução destes problemas é frequentemente pesquisado o uso de revestimentos de alta resistência ao desgaste. Nesse sentido, o uso de filmes de diamante depositados por CVD (Chemical Vapor Deposition) tem alta potencialidade por combinarem elevada dureza, baixo coeficiente de atrito, alta condutividade térmica e inércia química. Porém, este tipo de ferramentas ainda não é utilizado em escala industrial devido principalmente à baixa adesão entre filme e substrato. Este trabalho tem por objetivo otimizar parâmetros para aumentar a adesão de filmes de diamante CVD em substratos de metal duro (WC-Co) para a produção de ferramentas de corte para usinagem de madeira. Como resultados finais deste trabalho serão apresentadas análises comparativas do comportamento estrutural e mecânico do composto filme-substrato, bem como os resultados de usinagem de madeira a partir das ferramentas produzidas. / The machining of wood is important for several fields of applications and requires tools with sharp edges working at high speeds. At these conditions, metallic tools usually present a large abrasive wear. The common failure of the cutting tools can be related to the abrasiveness of the wood itself and to the presence of defects in its surface. A possible solution is to protect the surface of the tool with a hard coating. In this context, diamond films obtained by chemical vapor deposition are suitable due to their high hardness, low friction, high thermal conductivity and chemical inertness. However, the coating of cutting tools with diamond films is not widely used due to the weak adhesion between film and substrate. The aim of this work is to optimize the diamond film deposition parameters in order to improve the adhesion between film and the tungsten carbide (WC-Co) substrate for the production of diamond coated cutting tools for machining of wood. The obtained results are related to the structural and mechanical characterization of the film + substrate, as well as to the machining of wood with the tools produced at this work.

Nesta dissertação é feito um estudo numérico da evolução temporal das soluções da equação de Schrödinger não linear unidimensional discreta, considerando os efeitos de um potencial aperiódico (ou desordenado) e a influência de um campo elétrico de externo. A análise feita tem como foco principal a caracterizando das soluções como sendo estendidas ou localizadas, de acordo com a intensidade da não-linearidade ou correlação (U), da desordem (ε) e do campo elétrico (F), sendo que estas são dadas em unidades do hopping (V), sendo este o termo associado com a probabilidade da partícula pular a sítios vizinhos. Além disso, consideramos a influência de duas condições iniciais especificas: somente o sítio central da rede populado (distribuição delta), e uma distribuição gaussiana centrada no sítio central da rede com desvio padrão σ= 5 (distribuição gaussiana). A equação de Schrödinger estudada, descrita pela aproximação tight-binding, e resolvida numericamente através do algoritmo conhecido como método de Crank-Nicholson, que fornece a evolução temporal das amplitudes da função de onda (amplitudes de Wannier) em cada sítio da rede, mantendo a normalização da função de onda total, fornecendo assim a evolução dinâmica da probabilidade de encontrar a partícula em cada sítio. Utilizando as amplitudes de Wannier, algumas funções auxiliares locais e globais são calculadas a fim de obter informações importantes sobre a distribuição do pacote na rede ao longo do tempo, sendo elas a entropia de Shannon, o número de participação de Wegner, a função de Anderson e o centróide da distribuição. A análise dos resultados e feita através da análise gráfica do perfil do pacote de ondas na rede e da evolução temporal das funções auxiliares. Baseando-se nesta análise, pode-se perceber que tanto o aumento da intensidade da correlação como da desordem tendem a localizar o pacote de ondas, sendo que, para distribuições iniciais específicas, existem regiões de parâmetros onde o aumento da localização e acentuado e abrupto, permitindo-nos, em alguns casos, definir limiares de transição bem claros entre regiões de estados estendidos e localizados. Com a inserção do campo elétrico externo, pode-se observar um comportamento oscilatório do pacote de ondas, cuja forma depende das condições iniciais, com um período dependente do inverso do módulo do campo elétrico (F), caracterizando assim um efeito conhecido como oscilação de Bloch. A consideração destes três efeitos, não apenas isoladamente, mas associados conjuntamente, apresenta interessantes padr6es de localização dinâmica, principalmente nos casos com campo elétrico, onde o incremento da desordem e da correlação destroem as oscilações de Bloch e acabam localizando o pacote de ondas, de maneiras diferentes. / This dissertation presents a numerical study of the one-dimensional discrete non-linear Schrödinger equation considering the effects of an aperiodic (or disordered) potential and the influence of a do external electric field. The analysis is focused on the characterization of the solutions to be extended or localized, according to the intensity of non-linearity or correlation (U), disorder (ε) and electric field (F), and these are given in units of the hopping (V), the term associated with the probability of the particle to hop to nearest sites. We also consider the influence of two specific initial conditions: only the central site of the lattice populated (delta distribution), and a Gaussian distribution centered on the central lattice site with a standard deviation σ = 5 (gaussian distribution). The Schrödinger equation studied, described by the tight-binding approximation, is solved numerically using the algorithm known as the Crank-Nicholson method, which provides the temporal evolution of the amplitudes of the wave function (Wannier amplitudes) at each lattice site, keeping the normalization of the total wave function, thereby providing the dynamic evolution of the probability of finding the particle at each site. Using the Wannier amplitudes, some auxiliary local and global functions are calculated to obtain important information about the distribution of the packet on the lattice, these being the Shannon entropy, the number of participation of Wegner, the function of Anderson and the centroid of the distribution. The analysis of the results is done through the graphical analysis of the profile of the wave packet in the lattice and the temporal evolution of the auxiliary functions. Based on this analysis, one can see that both the increased intensity of correlation and the disorder tend to localize the wave packet, and, for specific initial distributions, there are regions of parameters where the increase in localization is sharp and abrupt allowing us, in some cases, to set clear transition thresholds between regions of extended and localized states. With the introduction of the external electric field, one can observe an oscillatory behavior of the wave packet, whose form depends on the initial conditions, with a period dependent on the inverse of the module of the electric field (F), thus demonstrating an effect known as Bloch oscillation. Considering these three effects, not only individually, but linked together, it presents interesting patterns of dynamical localization, especially in the case with the electric field, where the increase of disorder and correlation destroy the Bloch oscillations and end up localizing the wave packet, in different ways.

MUNARIN, Felipe de Freitas. Estrutura, modos normais e "melting" de um sistema binário de partículas carregadas confinadas em um potencial parabólico. 2005. 82 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by francisco lima (admir@ufc.br) on 2014-03-18T13:13:26Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_fdfmunarin.pdf: 29449756 bytes, checksum: 4cab14ba2e52681b67fb113542177ec2 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-05-14T21:00:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_fdfmunarin.pdf: 29449756 bytes, checksum: 4cab14ba2e52681b67fb113542177ec2 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-14T21:00:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_fdfmunarin.pdf: 29449756 bytes, checksum: 4cab14ba2e52681b67fb113542177ec2 (MD5) Previous issue date: 2005 / Neste trabalho são analisadas as propriedades estruturais dinâmicas e térmicas de um sistema bidimensional, contendo dois tipos de partículas com diferentes cargas e/ou massas. As partículas carregadas interagem através de um potencial coulombinano e são mantidas em um região finito de plano por um potencial parabólico. A estrutura da configuração do estado fundamental, bem como o espectro de freqüências dos modos normais de vibração, são analisados em função da razão entre as cargas e da razão entre as massas dos dois tipos de partículas. Em geral, mostra-se que uma segregação entre os diferentes tipos de partícula ocorre para valores críticos da razão entre as cargas (massas). No entanto, configurações assimétricas, nas quais os dois tipos de partículas estão misturadas são também obtidas. Um elevado numero de configurações estáveis do sistema é obtido quando a razão entre as cargas é igual ou aproximadamente igual a razão entre as massas das diferentes partículas. Esse interessante acoplamento das propriedades elétricas e inerciais do sistema tem reflexo na temperatura em que o aglomerado sofre a transição. O espectro dos modos normais foi cuidadosamente analisado. Em particular, a mínima freqüência não-nula, que é associada à estabilidade das configurações do estado fundamental, foi extensivamente analisada em função da razão entre as cargas (massas) das partículas. Observa-se que, para uma mesma configuração do estado fundamental, diferentes modos de vibração, associados a mínima freqüência não nula, podem ser excitados. As diferentes configurações do sistema, em função da razão entre as cargas e as massas de ambos os tipos de partículas, podem ser resumidas em um diagrama de fase. Transições de fase estruturais são observadas quando o sistema muda de uma configuração de mistura, para uma configuração na qual ambos os tipos de partículas estão separadas em camadas distintas. Observa-se que a ordem da transição é determinada pela razão entre as cargas e/ou massas das partículas. Um parâmetro de ordem que caracteriza a configuração de ambos os dois tipos de partículas é definido. O estado em que as diferentes partículas estão separadas é diferenciado de outros arranjos. Por fim, a transição sólido-líquido é analisado. Em geral, configurações com números "mágicos" de partículas em diversas camadas apresentam uma alta temperatura de fusão.

MACEDO, D. X. Informação de Fisher e entropia de Shannon de osciladores com massa dependente da posição. 2017. 65 f. Tese (Doutorado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-04-12T20:33:31Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_dxmacedo.pdf: 1506351 bytes, checksum: 0451b11cb3bbdfca718fe5d35f2c8a80 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-04-12T20:34:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_dxmacedo.pdf: 1506351 bytes, checksum: 0451b11cb3bbdfca718fe5d35f2c8a80 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T20:34:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_dxmacedo.pdf: 1506351 bytes, checksum: 0451b11cb3bbdfca718fe5d35f2c8a80 (MD5) Previous issue date: 2017 / In this work we study from both classical and quantum point of view the position dependent mass harmonic oscillator (PDMHO). Classically, we use the Legendre transformation to find the Hamiltonian of the system. Next, we define two functions, and , to simplify the hamiltonian of the PDMHO. By using the Poisson algebra we find the expressions for the position and moment. At last, by using a canonical transformation we relate the equations of the PDMHO to those of the simple harmonic oscillator (SHO). Quantically, we write the Hamiltonian of the PDMHO in terms of the operators and . Next, we consider that these operators satisfy the same algebra that those of the SHO. By assuming that both the classical and quantum PDMHO have the same form, we are able to find a simple form for the PDMHO Hamiltonian. Finally, by transforming the Schrödinger equation (SE) of the PDMHO into that of the SHO, we can write the wave function of the PDMHO in terms of that of the SHO. We will study two time-dependent systems, namely and , we observe that as , they tend to a simple harmonic oscillator. For each system we find the position and momentum (classical study), as well as the wave-function (quantum study). For both systems we analyze the the position e momentum uncertainty, the product uncertainty, the fisher information and Shannon entropy, for the ground state, as a function of the parameter. / Neste trabalho estudamos clássica e quanticamente o oscilador harmônico com massa dependente da posição (OHMDP). Na parte clássica, utilizamos a transformação de Legendre para encontrar a hamiltoniana do sistema. A seguir definimos duas funções e para escrevermos a hamiltoniana do OHMDP de uma forma mais simples. Utilizando a álgebra de Poisson encontramos as expressões para a posição e o momento. Por fim, através de uma transformação canônica veremos como relacionar as equações do OHMDP com aquelas do oscilador harmônico simples (OHS). Na parte quântica, escrevemos a hamiltoniana do OHMDP em termos de operadores e . Em seguida, vamos supor que estes operadores satisfaçam a mesma relação de comutação que os operadores abaixamento e levantamento do OHS. Analisando que condição deve ser satisfeita para que os osciladores OHMDP clássico e quântico tenham o mesmo potencial, encontramos uma forma simplificada da hamiltoniana do OHMDP. Em seguida, transformamos a equação de Schrödinger (ES) para o OHMDP na ES para o OHS. Assim, obtemos a função de onda do OHMDP em termos da função de onda do OHS. Estudaremos dois sistemas com massa dependente da posição, a saber: e , vemos que quando , recaímos no OHS. Para cada sistema encontraremos a posição e o momento (estudo clássico), bem como a função de onda (estudo quântico). Para os dois sistemas analisaremos também o comportamento da incerteza na posição, incerteza no momento, produto de incerteza, informação de Fisher e entropia de Shannon, para o estado fundamental, em função do parâmetro de deformação.

MOURA, V. N. Teoria de Ginzburg-Landau com parâmetro de ordem escondido aplicada ao estudo da supercondutividade de interface. 2017. 91 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-04-17T18:51:33Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_vnmoura.pdf: 11920515 bytes, checksum: 49171d0bcfd692c4e5ba8badf2e28c04 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-04-17T18:52:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_vnmoura.pdf: 11920515 bytes, checksum: 49171d0bcfd692c4e5ba8badf2e28c04 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-17T18:52:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_vnmoura.pdf: 11920515 bytes, checksum: 49171d0bcfd692c4e5ba8badf2e28c04 (MD5) Previous issue date: 2017 / In recent years, several experiments have been reported in which interface superconductivity was observed in heterostructures of different materials, inclunding non-superconductors. The origin of this superconductivity has not yet been elucidated and there is no well-established theory to explain this phenomenon. In 2015 a model based on the Ginzburg-Landau theory was proposed that would explain the interface superconductivity phenomenon assuming a system with two order parameters. It has been proposed that the order parameter characterizing the bulk material with a defective or doped layer permits the formation of a second parameter which competes with the former and prevails over it in the vicinity of the interface. The superconductivity at the interface is then explained by the growth of this second order parameter only in this region, remaining still ``hidden" inside the bulk. The model was applied to a one-dimensional system with an interface, which presented a surprising result: the ``hidden" superconductivity appers in quantized critical temperatures, this allowing the existence of several eigenstates of the system, with different critical temperatures. In this dissertation, we use this model and investigate the unfolding of hidden superconductivity and its quantized temperatures. We observe that the interfaces resemble one-dimensional quantum wells, with the critical temperature playing the role of the energy in the quantum case. Following this idea we use numerical methods to solve the Ginzburg-Landau equations for a system with an arbitrary number of parallel interfaces. Our results show that in this case, the critical temperatures are quantized and degenerate when the interfaces are very separated, but it has its degeneracy broken when we approach the interfaces, as it happens in a lattice of square wells. We then proposed a tight-binding model to estimate critical temperatures on parallel interfaces and verified the validity of this approximation through the numerical solution of the complete problem. We also analyze the vortex states for a square two-dimensional defect, verifying the possibility of creating or destroying vortices in the region of `` hidden" superconductivity through an external magnetic field. / Nos últimos anos foram reportados diversos experimentos em que a supercondutividade de interface foi observada em heteroestruturas de diferentes materiais, inclusive em não-supercondutores extit{a priori}. A origem dessa supercondutividade ainda não foi elucidada e não existe uma teoria bem estabelecida para explicar esse fenômeno. Em 2015 foi proposto um modelo com base na teoria de Ginzburg-Landau que explicaria o fenômeno de supercondutividade de interface assumindo um sistema com dois parâmetros de ordem. Foi proposto que o parâmetro de ordem que caracteriza o material extit{bulk} com uma camada defeituosa, ou dopada, permite a formação de um segundo parâmetro que compete com o primeiro e prevalece sobre ele nas proximidades da interface. A supercondutividade na interface é então explicada pelo crescimento deste segundo parâmetro de ordem apenas nesta região, permancecendo ainda ``escondido" dentro do extit{bulk}. O modelo foi aplicado para um sistema unidimensional com uma interface, apresentando um resultado surpreendente: a supercondutividade escondida aparece em temperaturas críticas quantizadas, podendo então existir vários autoestados do sistema, com diferentes temperaturas críticas. Nessa dissertação utilizamos esse modelo e investigamos os desdobramentos da supercondutividade escondida e suas temperaturas quantizadas. Percebemos que as interfaces assemelham-se com poços quânticos unidimensionais, com a temperatura crítica fazendo o análogo ao da energia no caso quântico. Seguindo essa ideia utilizamos métodos numéricos para resolver as equações de Ginzburg-Landau para um sistema com um número arbitrário de interface paralelas. Nossos resultados mostram que neste caso, as temperaturas críticas, além de quantizadas, são degeneradas quando as interfaces estão muito separadas, mas tem essa degenerescência quebrada quando aproximamos as interfaces, como ocorre em uma rede de poços quadrados. Propusemos então um modelo tipo extit{tight-binding para estimar temperaturas críticas em interfaces paralelas e verificamos a validade dessa aproximação através da solução numérica do problema completo. Analisamos também os estados de vórtices para um defeito bidimensional quadrado, verificando a possibilidade de se criar ou destruir vórtices na região de supercondutividade escondida através de um campo magnético externo.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-13T16:58:27Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2942431 bytes, checksum: 435436fe723ab2616cd3b36614c60a89 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T16:58:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2942431 bytes, checksum: 435436fe723ab2616cd3b36614c60a89 (MD5) Previous issue date: 2016-04-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nos semicondutores magn ́eticos diluídos (SMD) parte dos átomos da rede cristalina são substituídos por átomos magnéticos, tais como, metais de transição (Mn, Fe, Ni, Co, Cr) ou terras raras (Eu, Gd, Er). Esta inserção de íons magnéticos na estrutura induzem comportamento ferromagnético em um semicondutor não-magnético. O caráter magnético dos a ́ tomos dopantes vem dos elétrons desemparelhados no último nível d (metais de transição) ou f (terras raras) [12]. Assim, as características semicondutoras e ferromagnéticas coexistem nestes materiais onde as propriedades de carga e de spin dos elétrons podem ser manipulados simultaneamente. Este ́e um fato potencialmente importante para aplicações tecnológicas. O CdMnTe ́e um SMD formado pela ligação entre os elementos dos grupos II-VI da tabela periódica, no qual foram introduzidas impurezas magnéticos de Mn substituindo alguns ́atomos de Cd. Nosso estudo foi iniciado com o crescimento de camadas epitaxiais de CdMnTe com diferentes concentrações de Mn (9%, 19%, 40% e 66%). Medidas de difração de raios-x foram efetuadas para determinar a estrutura cristalina do semicondutor e para estimar a concentração de Mn. Medidas de magnetização ̧em função da temperatura e curvas de histerese magnética foram realizados com um dispositivo supercondutor de interferência quântica (SQUID). A presença de características magnéticas foi observada nas amostras a temperaturas baixas para todas as concentrações testadas. Medidas de resistividade foram realizados nos filmes para uma ampla gama de temperaturas entre 5K e 300K. Um comportamento típico paramagnético foi observado a temperaturas elevadas (acima de 40K). Processos de condutividade tipo hopping foi verificado em temperaturas abaixo de 40K para filmes com concentração de 9% de Mn. / In diluted magnetic semiconductors (DMS) part of the atoms in the lattice have been replaced by magnetic atoms, such as, transition metals (Mn, Fe, Ni, Co, Cr) or rare earths metal (Eu, Gd, Er). This insertion of magnetics ions on the lattice did in order to in- duce ferromagnetic behavior in a semiconductor non-magnetic. The magnetic character of dopant atoms comes from unpaired electrons in the outer levels d (transition metal) or f (rare earth) [12]. Thus, the semiconductor and ferromagnetic characteristics coexist in these materials where the property of charge and spin of the electrons can be simulta- neously manipulate. This is the potentially important fact for technological applications. The CdMnTe is a DMS formed by the bond between elements of II-VI groups of the periodic table, where it was introduced magnetic impurities of Mn replacing some Cd atoms. Our study was initiated with the growth of epitaxial layers of CdMnTe for diffe- rent concentrations of Mn (9%, 19%, 40% and 66%). Measurements of X-ray diffraction were made to determine the crystalline structure of the semiconductor and for to estimate the concentration of Mn. Magnetization measurements in function of temperature and magnetic hysteresis curves were performed with a superconducting quantum interference device (SQUID). The presence of magnetic order in our samples was observed at low tem- peratures for all the concentrations tested. Resistivity measurements were performed in the films for a wide range of temperatures between 5K and 300K. The typical paramag- netic behavior was observed at high temperatures (above 40K). The conductivity due hopping processes is checked at temperatures below 40K for the films with concentration of 9% of Mn.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-13T17:09:12Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1942408 bytes, checksum: d01106201fc4ec2e45c5b35697651edc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T17:09:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1942408 bytes, checksum: d01106201fc4ec2e45c5b35697651edc (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A transição de colapso (coil-globule) em polímeros tem sido amplamente estu- dada nas últimas décadas. Essa transição ocorre, por exemplo, quando variamos a temperatura do sistema constituído de um polímero diluído em um solvente pobre, que passa de uma fase estendida (em T > Tc ) para uma fase colapsada (em T < Tc ) em um ponto tricrítico, usualmente chamado de ponto Θ. Na rede esse problema é, geralmente, modelado por caminhadas aleatórias auto-excludentes com interação atra- tiva entre monômeros em sítios primeiros vizinhos e não consecutivos da caminhada (Interacting self-avoding walks - ISAWs). Nesta dissertação investigamos uma generali- zação do ISAW onde incluímos também interação entre monômeros segundos vizinhos (nearest- and next nearest-neighbor ISAW - NNN). Além disso, vamos estudar também um modelo em que são permitidos mais de um monômero por sítio e a interação se dá no sítio (multiple monomer per site ISAW - MMS). Duas versões deste modelo são consideradas, uma em que a caminhada pode voltar imediatamente para o sítio anterior (Reversal Allowed-RA) e outra onde este retorno é proibido (Reversal Forbidden-RF ). Todos os modelos foram estudados nas redes quadrada e cúbica via simulações de Monte Carlo utilizando o algoritmo Pruned-enriched Rosenbluth method (PERM). No NNN, em ambas as redes, uma linha de pontos Θ foi encontrada separando as fases coil-globule. No modelo MMS, encontramos apenas um crossover na rede quadrada e a ausência de uma transição de colapso foi confirmada para a versão RF com o estudo dos zeros da função de partição obtidos através de enumeração exata. Na rede cúbica, onde existe um debate sobre a existência e a ordem da transição de colapso no modelo MMS, nossos resultados mostram que a transição existe em ambas as versões deste modelo e em toda a região do diagrama estudado, encontramos uma linha de transi- ção contínua separando as fases coil e globule. Em ambos os modelos, encontramos expoentes próximos aos da classe Θ ao longo dessa linha, o que mostra que a classe de universalidade Θ é muito robusta, sendo encontrada mesmo em regiões repulsivas onde, devido às interações competitivas, poderiamos encontrar mudanças na ordem transição na classe de universalidade, ou mesmo o surgimento de novas fases. / The coil-globule transition in polymers has been subject of several studies in the last decades. This transition occurs, for example, when the temperature T of a polymer diluted in a poor solvent, is lowered, leading it to pass from an extended phase to a collapsed one, at Tc a tricritical point, which is usually called the Θ point. The collapse transition is generally modeled on the lattice by self-avoiding walks with attractive interactions between nearest neighbor monomers (ISAW). In this thesis we study a generalized ISAW model with interactions between nearest and next-nearest neighbor (NNN) monomers. We also investigate a model where multiple monomers per site (MMS) are allowed and the interactions are on-site. Two versions of this model are considered: one where the immediatel reversal of walk is allowed (RA) and other where such reversal is forbidden (RF). Both models were studied on the square and cubic lattices via Monte Carlo simulation using the Pruned-enriched Rosenbluth method (PERM). For the NNN model, in both lattices, a line of Θ points was found separating the coil and globule phases. In both versions of the MMS model, only a crossover was observed, and the absence of colapse trasition was confirmed, in the RF version, through the study of partition funcion zeros obtained by exact enumeration. On the cubic lattice, where there is no concense in literatura about the existence and nature of the collapse transition in the MMS model, we show that transition exists, in both RA and RF versions, and it is continuous in the whole region of the parameter space we have analyzed. In both models, the critical exponents along the critical lines are consistent with the ones for the Θ class, which shows that the class Θ is very robust, being found even for repulsive interactions, where, due to competitive force between monomers, changes in nature of the coil-globule transition, or even new phases could be expected.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-13T18:11:42Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1271606 bytes, checksum: d9387e9cd77b93acd0ec52d4844319fd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T18:11:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1271606 bytes, checksum: d9387e9cd77b93acd0ec52d4844319fd (MD5) Previous issue date: 2016-07-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação nós investigamos uma nova classe de materiais, recentemente de- scoberta, que possui propriedades intrigantes com perspectivas substanciais de apli- cações tecnológicas. Esses são os chamados isolantes topológicos (IT’s), uma vez que são isolantes no “bulk” mas com funções de onda associadas carregando topologia não- trivial, o que proporciona estados de condução nas bordas protegidos por simetria de reversão temporal (SRT). Esses estados se propagam em sentidos opostos de acordo com seu spin, o que abre uma janela interessante para aplicações tecnológicas, tais como computação quântica e “spintrônica”. Ao revestir a superfície de um IT 3-D com um filme ferromagnético, quebra-se a SRT e é criado um gap nos estados de borda. Esse gap dá origem a uma condutividade Hall quantizada em valores semi-inteiros, levando ao efeito magneto-elétrico topológico (EMET), que consiste de uma resposta tanto elétrica quanto magnética do material devido a um campo externo, seja ele elétrico ou magnético. Sabe-se que uma carga elétrica perto da superfície de um isolante topológico induz um monopolo magnético imagem em seu interior (“bulk”), devido ao EMET. Calculamos o campo magnético resultante de uma configuração específica, quando a superfície topológica tem uma curvatura negativa, particularmente no caso de uma concavidade semi-esférica. Analisando o campo magnético, mostramos que o monopolo magnético imagem inverte seu sinal quando a carga elétrica atravessa o foco da semi-esfera. Além disso, existe uma linha de densidade de carga magnética na configuração de cargas imagem, que também inverte seu sinal. Essas reversões são características de superfícies com curvatura negativa, e não acontecem em IT’s perfeitamente esféricos ou planos. Quando a carga elétrica é trazida para perto da superfície, o campo magnético local se comporta como o de um monopolo magnético sozinho, como esperado, uma vez que localmente temos uma superfície plana. / In this dissertation we have investigated a new class of materials, recently discovered, that has intriguing properties with substantial prospects of technological applications. These are the so-called topological insulators (TI’s), once their bulks are insulating but with associated wavefunctions carrying non-trivial topology, what provides con- ducting states at their edges protected by time reversal symmetry (TRS). These states are counter propagating relative to their spin, which opens an interesting window for technological applications, such as quantum computation and “spintronics”. By coating the surface of a 3-D TI with a ferromagnetic film, one breaks the TR symmetry and creates a gap in the edge states. This gap gives rise to a half-integer quantized Hall conductivity, leading to the topological magneto-electric effect (TMEE), which consists of both an electric and magnetic response of the material due to an external field, whether electric or magnetic. It is known that an electric charge near the surface of a topological insulator induces an image magnetic monopole inside its bulk, due to the TMEE. We have calculated the magnetic field resulting from a specific configuration, when the topological surface has a negative curvature, particularly in the case of a semi-spherical concavity. Analysing the magnetic field, we show that the image magnetic monopole reverses its sign when the electric charge crosses the focus of the semi-sphere. In addition, there is a line of magnetic charge density in the image charge configuration, which also reverses its sign. These reversions are characteristic features of negative curved surfaces, and cannot happen in perfectly spherical or plane TI’s. When the electric charge is brought near the surface, the local magnetic field then recovers that due to a magnetic monopole alone, as expected, since locally we have a plane surface.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-08-18T16:10:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1352100 bytes, checksum: ea0a2db33035ef9c6c2173991ca91d78 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T16:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1352100 bytes, checksum: ea0a2db33035ef9c6c2173991ca91d78 (MD5) Previous issue date: 2016-09-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Transições de fase para estados absorventes (TFEAs) são um tópico de fronteira na física estatís- tica. A comunidade científica tem dedicado esforços ao estudo de processos que exibem TFEAs em redes complexas, já que tais redes tem sido alvo de crescente interesse por descreverem uma grande variedade de sistemas com relevância tanto tecnológica quanto intelectual. Levando em conta a natureza dinâmica e o enorme tamanho das redes reais, a abordagem da mecânica esta- tística mostra-se conveniente devido a sua ligação com a teoria de grafos e a caracterização de fenômenos macroscópicos emergentes em termos da dinâmica de elementos básicos que com- poem o sistema. Em um dos tópicos apresentados nesta tese, utilizamos o tempo de vida da atividade nos vértices mais conectados (hubs) de uma rede sem escala para investigar a relação entre mecanismos de ativação de fases epidêmicas em redes complexas, baseando-se princi- palmente no modelo infectado-suscetível-recuperado-suscetível (SIRS) para redes sem escala sintéticas e para redes reais. Foi desenvolvido um critério geral para identificar a natureza do limiar epidêmico em redes, seja ele devido a um processo de ativação e reativação mútua dos hubs, levando a um limiar epidêmico nulo no limite termodinâmico, ou devido a uma ativação coletiva que gera um estado endêmico no qual a atividade encontra-se espalhada por toda a ex- tensão da rede, correspondendo a uma transição de fase padrão ocorrendo para um valor finito da taxa de infecção. Também comparamos diferentes métodos quase-estacionários de simula- ção para contornar o(s) estado(s) absorvente(s) do sistema (conservando o limite termodinâmico da dinâmica original para os processos analisados), a saber, o método quase-estacionário (QE) padrão, o método de condição de fronteira refletora, em que a dinâmica retorna à configuração pré-absorvente e o método de reativação de hubs, no qual os nós mais conectados são reativados após uma visita a um estado absorvente. Este trabalho foi exemplificado por meio dos já bem conhecidos processo de contato (PC) e modelo suscetível-infectado-suscetível (SIS). Todas as técnicas investigadas fornecem o mesmo limiar epidêmico para ambos os modelos. Mostramos que, para o PC, os métodos são equivalentes, enquanto para o modelo SIS apenas o método QE padrão e de reativação de hubs são capazes de capturar fases endêmicas localizadas. Por fim, verificamos a equivalência entre o método de condição de fronteira refletora e um campo externo fraco que gera atividade espontânea na rede. / Phase transitions to absorbing states (APTs) are a topic at the frontier of statistical physics. The scientific community has dedicated efforts to the study of processes exhibiting APTs in complex networks, since such networks have been subject of increasing interest to describe a wide variety of systems with both technological and intelectual relevances. Considering the dynamic nature and huge size of real networks, the statistical mechanics approach has proved to be conveni- ent due to its connection with graph theory and the characterization of emerging macroscopic phenomena in terms of the dynamics of basic elements constituting the system. In one of the topics presented on this thesis, we used the lifespan of the activity at the most connected ver- tices (hubs) of a scale-free network to investigate the relation between activation mechanisms of epidemic phases in complex networks, based mainly on the susceptible-infected-recovered- susceptible (SIRS) model in synthetic and real scale-free networks. We developed a general criterion to identify the nature of the epidemic threshold on networks, due to a collective activa- tion and reactivation process of the hubs, leading to a vanishing threshold at the thermodynamic limit, or due to a collective activation which generates an endemic state where activity spre- ads out through the whole network, corresponding to a standard phase transition taking place at a finite value of the infection rate. We also compared different quasi-stationary simulation methods to circumvent the absorbing state(s) of the system (preserving the thermodynamic limit of the original dynamics for the analyzed processes), namely, the standard quasi-stationary (QS) method, the reflecting boundary condition, in which the dynamics returns to the pre-absorbing configuration and the hub reactivation method, in which the most connected vertices are reacti- vated after a visit to an absorbing state. These methods were applied to the well-known contact process (CP) and susceptible-infected-susceptible (SIS) models. All the investigated techniques provide the same epidemic threshold for both models. We showed that, for the CP, all methods are equivalent, while for the SIS model only the standard QS and hub reactivation methods are able to capture localized endemic phases. Finally, we verified the equivalence between the reflecting boundary condition method and a weak external field which generates spontaneous activity in the network.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-08-21T12:36:37Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1515891 bytes, checksum: 2465c9944bb01ce4efb286ff4ef9a994 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-21T12:36:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1515891 bytes, checksum: 2465c9944bb01ce4efb286ff4ef9a994 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho estudamos a interação do DNA com o corante DAPI em solução com alta (PBS 174 mM) e baixa (PBS 34 mM) força iônica. Para esse estudo utilizamos a técnica experimental de piņcamento óptico. Na primeira parte do experimento extraímos os parâmetros mecânicos da interação (comprimentos de persistência e contorno) em função da concentração total de ligante na solução. Com esses parâmetros mecânicos fazemos uma conexão entre essas propriedades e as propriedades físico-químicas do complexo formado através da isoterma de ligação proposta por McGhee - von Hippel, utilizando modelos desenvolvidos recentemente. Através dessa análise identificamos dois modos de ligação para o DAPI e o DNA, a ligação de fenda menor, que ocorre em baixas concentrações de corante e a intercalação, que ocorre em altas concentrações de corante. / In this work we studied the DAPI dye-DNA interaction in high (PBS 174 mM) and low (PBS 34 mM) ionic strength solutions. To perform this task, we used the optical tweezers experimental technique. In the first part of the experiment, we extracted the interaction’s mechanical parameters (persistence and contour lengths) as a function of the total ligand concentration in the solution. With these mechanical parameters we made a connection between these properties and the physicochemical properties of the complex formed by the binding isotherm proposed by McGhee-von Hippel, using recently developed models. From such analysis, we identified two DAPI dye-DNA binding modes, namely, the minor groove binding, which occurs at low dye concentrations, and intercalation, which occurs at high dye concentrations.