Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327492.pdf: 585274 bytes, checksum: 5cae9426c5f7d92a2347adc72cdbf406 (MD5) Previous issue date: 2014 / Desenvolvemos a formulação que um modelo arbitrário, descrito por uma densidade Lagrangeana compatível com a relatividade restrita, deve satisfazer quando tratado num espaço-tempo curvo. Aplicamos esta formulação ao modelo o - w - p para descrever uma estrela de nêutrons em equilíbrio, sujeita às interações nuclear forte, nuclear fraca,eletromagnética e gravitacional. As equações de Euler-Lagrange são obtidas para umespaço-tempo com simetria esférica com o auxílio das aproximações de campo médio e de Thomas-Fermi à temperatura T = 0 e desprezando-se o mar de Dirac. Expressões relacionando os potenciais químicos das diferentes espécies de férmions são obtidas exigindo-se o equilíbrio termodinâmico e o equilíbrio B.<br> / Abstract : We develop the formalism that an arbitrary model, described by a Lagrangian density compatible with special relativity, has to obey when treated in curved spacetime. Weapply this formalism to the o - w - p model to describe a neutron star at equilibrium, taking in to account the strong, weak, electromagnetic and gravitational interactions.The Euler-Lagrange equations are obtained for a spherically symmetric spacetime with the aid of the mean field, Thomas-Fermi and no-sea approximations at temperature T = 0. Expressions relating the chemical potentials of the different fermion species are obtained through the requirements of thermodynamical equilibrium and B-equilibrium.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2013-03-04T20:57:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304885.pdf: 1350331 bytes, checksum: 0951b36a3ab876f92faba064f5943004 (MD5) / O conhecimento obtido do estudo da física nuclear é fundamental para que todo o processo de evolução estelar seja melhor compreendido. Vamos neste trabalho, estudar e descrever algumas das características físicas do interior das estrelas de nêutrons. Partiremos de um gás de Fermi livre, e depois estudaremos modelos com hádrons interagentes. Para se descrever as interações físicas entre os hádrons utilizaremos os modelos efetivo de Walecka linear e o não-linear. Feito isso, vamos refinar nossos resultados, a fim de deixar nossa descrição mais realística, incluindo todo o octeto bariônico e um forte campo magnético, e analisar como esses novos termos alteram as características principais das estrelas de nêutrons, como massa e raio, além de estimar como a composição química varia de acordo com a densidade. Ao final, poderemos comparar os diversos resultados obtidos com aqueles encontrados na literatura. / The knowledge gained from the study of nuclear physics is fundamental to the understanding of the whole process of stellar evolution. In this work, we study and describe some of the physical characteristics of neutron star interior. Start from a free Fermi gas, and then we study models with interacting hadrons. To describe the physical interactions between hadrons we use the Walecka linear and non-linear effective models. Then, we refine our results in order to make our description more realistic, including all the baryon octet and a strong magnetic field. Finally analyze how these new terms affect the main features of neutron stars, like mass and radius, and estimate how the chemical composition varies with the density. In the end, we compare the different results obtained with those found in the literature.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:22:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313529.pdf: 2558955 bytes, checksum: 4fc7c1bbbd60e404d12c14892bdefc98 (MD5) / Neste trabalho tratamos do problema da matéria assimétrica npe (nêutrons, prótons e elétrons) na aproximação de Thomas-Fermi, onde os elétrons tem a função de neutralizar a matéria. Esta matéria neutra é considerada à temperatura zero e submetida a campos magnéticos gigantes. A EOS é obtida à partir do modelo efetivo de Walecka não-linear, e para ajustar as propriedades da matéria, tais como densidade de saturação nuclear e coeficiente de tensão superficial, são utilizados dois conjuntos de parâmetros diferentes, NL3 e TM1. Utilizamos um procedimento conhecido como aproximação de Wigner-Seitz, para assim podermos considerar as diferentes estruturas nucleares exóticas que surgem no interior da matéria nuclear assimétrica não-homogênea, conhecidas coletivamente como pasta e nomeadas individualmente como: bolha, gota, cilindro, tubo e placa. Os perfis de densidade de cada partícula são calculados no interior da célula de Wigner-Seitz, respeitando-se a simetria de cada estrutura da pasta. Isto permite a obtenção de várias quantidades globais da matéria, por exemplo, a energia-livre e o número de partículas, e a obtenção de quantidades locais, como o número de níveis quantizados de energia devido à presença do campo magnético. Estudamos a magnetização da pasta e o efeito quântico oscilatório de Haas-van Alphen, e mostramos como a energia livre por partícula, o raio da célula de Wigner-Seitz e o número de nucleons na célula variam com o campo magnético. Mostramos como as densidades de transição entre as diferentes estruturas da pasta dependem da intensidade do campo magnético, inclusive obtendo o comportamento da transição de fase da pasta para a matéria-homogênea. Também obtivemos o comportamento do coeficiente de tensão superficial em função do campo magnético.<br> / Abstract : In this work we treat the problem of asymmetric npe matter (neutrons, protons and electrons) in the Thomas-Fermi approximation, where electrons act neutralizing the matter. This neutral matter is considered at zero temperature and subjected to giant magnetic field. The EOS is calculated from the effective nonlinear Walecka model using two different sets of parameters, NL3 and TM1, to adjust the properties of matter such as nuclear saturation density, surface tension coefficient, etc. We use a procedure known as the Wigner-Seitz approximation thus we can consider the different exotic nuclear structures which arise within the inhomogeneous asymmetric nuclear matter. These structures are known collectively as pasta and named individually as: bubble, droplet, rod, tube and slab . The density profiles are calculated for each particle within the Wigner-Seitz cell, respecting the symmetry of each structure. This allows us to obtain several global quantities, for instance, the free energy and the number of particles. Also, makes possible to obtain local quantities like the quantized energy levels due to presence of magnetic field. We study the magnetization and the quantum oscillatory effect known as the de Haas-van Alphen Effect, and show how the free energy per particle, the radius of the Wigner-Seitz cell and the number of nucleons in the cell depends on the magnetic field. We show how the density transition between different pasta structures depends on the magnetic field intensity, including the phase transition behavior from the pasta phase to the homogeneous matter. We also have included the behavior of the surface tension coefficient as a function of magnetic field.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:38:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320905.pdf: 5169618 bytes, checksum: c9c749987e39412c9680939d66429264 (MD5) Previous issue date: 2013 / Nesta tese aplicamos campos magnéticos da ordem de 10 17 G e 10 18 G à matéria de nucleons e estudamos sua influência sobre a energia de simetria e sua inclinação. Investigamos também os efeitos causados pela inclusão dos momentos mangnéticos anômalos nessas quantidades. Depois, investigamos os efeitos causados por fortes campos magnéticos nas propriedades de objetos compactos, compostos por matéria hadrônica em equilíbrio-beta, interagindo através dos campos mesônicos sigma-omega-rho. Para isso utilizamos o modelo efetivo de Walecka não linear e algumas parametrizações comumente utilizadas. Submetendo matéria hadrônica a campos magnéticos da ordem de 10 17 G e 10 18 G, estudamos os efeitos da inclusão dos momentos magnéticos anômalos às equações de estado e das relações de massa-raio correspondentes. Apresentamos também um estudo a respeito da inclusão de um termo que leva em conta a interação entre os mésons omega e rho nessas equações de estado submetidas a fortes campos magnéticos. Por fim fazemos um comparativo entre as curvas dos modelos teóricos obtidos e dados observacionais de três sistemas binários conhecidos. No final deste trabalho estão incluídos os papers publicados durante o doutorado e também um trabalho submetido. <br> / Abstract : In this thesis we apply magnetic fields of the order of 10 17 G and 10 18 G to nuclear matter, and study its influence on the symmetry energy and its slope. We also study the effects caused by the inclusion of anomalous magnetic moments to these quantities. Then, we investigate the effects caused by strong magnetic fields on the properties of compact objects, composed by hadronic matter in B-equilibrium, interacting via (o-w-p) mesonic fields. To do so we use the non-linear Walecka model and some parametrizations normally found in the literature. Submitting hadronic matter to magnetic fields of the order of 10 17 G and 10 18 G, we also study the effects of the inclusion of the anomalous magnetic moment to the equations of state and corresponding massradius relation. We also study the effects of the inclusion of a term that takes into account the interaction between the # and $ mesons subject to strong magnetic fields. At last we compare the obtained curves for the theoretical models with three known binary systems observation data. At the end of this work are included the papers published during the PhD period e also a submitted work.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Quimica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T04:41:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho, foi realizada a síntese e a caracterização de copolímeros dibloco do tipo flexível-rígido formados pelo poli(estireno)-b-poli(g-benzil-L-glutamato) (PS-b-PBLG). A parte flexível foi constituída pelo PS, e a parte rígida pelo peptídio PBLG. Esse peptídeo apresenta uma estrutura secundária de a-hélice, que garante a rigidez desse bloco. O bloco de PS foi sintetizado via polimerização aniônica, enquanto que o bloco de PBLG foi sintetizado via polimerização por abertura de anel. Os homopolímeros e copolímeros foram caracterizados através das técnicas clássicas de ressonância magnética nuclear de próton e carbono (RMN 1H e 13C), cromatografia de permeação em gel (GPC) e análise térmica (calorimetria de varredura diferencial (DSC) e termogravimetria (TG)). A caracterização em solução foi realizada utilizando-se as técnicas de espalhamento de luz e de nêutrons. Nas análises de espalhamento de luz estático (SLS), foram determinados parâmetros como a massa molar ponderal média, o segundo coeficiente virial e a concentração crítica para os homopolímeros puros e para o copolímero PS100-b-PBLG330. Para esse copolímero as análises de espalhamento de luz dinâmico (DLS), indicaram a presença de dois coeficientes de difusão: um modo rápido atribuído à cadeia flexível (PS) e um modo lento devido à cadeia rígida do bloco de PBLG. O estudo da transição rígido ® flexível para o bloco de PBLG desse copolímero foi realizada por DLS. Essa transição foi confirmada através de cálculos utilizando-se a relação de Broersma. As análises de SANS foram realizadas para os copolímeros PS44d8-b-PBLG23, PS44d8-b-PBLG54 e PS44d8-b-PBLG72. As curvas de SANS apresentaram o pico de difusão característico para copolímeros dibloco (assinatura do copolímero). O copolímero dibloco PS44d8-b-PBLG72 apresentou uma transição do estado desordenado para o ordenado com o aumento da concentração e/ou diminuição da temperatura do sistema. Os outros copolímeros analisados não apresentaram diferenças nas curvas com a alteração da temperatura ou concentração do sistema. A transição rígido ® flexível para o bloco de PBLG foi estudada por SANS utilizando-se o copolímero PS44d8-b-PBLG54. Essa transição foi acompanhada por um deslocamento da posição do pico de difusão. Esse resultado foi concordante com o modelo teórico proposto. Essa transição foi confirmada através de análises de dicroísmo circular.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Curso de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-20T04:10:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Nesta dissertação, estudamos os efeitos de diferentes equações de estado para explicar as propriedades da matéria a densidades da ordem da matéria nuclear e também a densidades altas (10 vezes maior). Analisamos não somente estados (b estáveis, matéria simétrica ou matéria pura de nêutrons, mas também estados com diferentes frações de prótons. Mostramos que a influência da parametrização é sentida na matéria não tão densa, enquanto que os efeitos dos acoplamentos mésons-híperons somente aparecem a densidades muitos maiores do que a da saturação da matéria nuclear. Também estudamos os efeitos de um acoplamento méson-híperon maior do que o acoplamento universal.

Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-10Bitstream added on 2014-08-27T15:57:03Z : No. of bitstreams: 1 000780065.pdf: 2952536 bytes, checksum: f37f5049d9a058138773e854102f93e6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Analisamos o momento de dipolo elétrico do nêutron no modelo 3-3-1 com léptons pesados. Comparamos a previsão teórica deste modelo com o atual limite experimental e damos limites para alguns de seus parâmetros / We analyse the neutron electric dipole moment in the 3-3-1 model with heavy leptons. We compare the theoretical predictions of this model with the actual experimental limits and give limits to some of its parameters

Nete trabalho é apresentada uma solução analílica para o problema de ordenada discreta unidimensional e multigrupo de transporle de neutrons em simetria planar. A idéia básica da formulação proposta consiste na aplicação da transformada de Laplace na equação de ordenada discreta. Para a solução do sistema linear resultante, uma solução explícila para a matriz lnversa é estabelecida. Dessa forma, o fluxo angular é obtido, por inversão analítica, em termos do fluxo angular em x=O. Essa formulação é aplicada a problemas de domínio finito e semi-infinito. No primeiro caso, os valores de fluxo angular desconhecidos na fronteira em x=O, são determinados a partir dos valores conhecidos do fluxo angular em x=a; no segundo caso é usada a condição de que o fluxo angular é limilado no infinito. Foram tratados problemas homogêneos e heterogêneos para a placa plana com um grupo de neutrons e multigrupo.O problema inverso, que consiste na determinação do fluxo incidente na fronteira a partir de valores do fluxo escalar no interior do domínio, também foi resolvido. Os resullados obtidos para os problemas acima descritos, apresentaram uma boa comparação com os resultados disponíveis na literatura.

No decurso deste trabalho, são apresentadas soluções analíticas para problemas de transporte de nêutrons em geometrias cilíndrica e cartesiana. Para a geometria cilíndrica, usa-se a transformada de Hankel de ordem zero juntamente com o método SN para um problema cilíndrico unidimensional, considerando simetria azimutal e espalhamento isotrópico. Este método é aqui chamado HTSN. O problema cilíndrico com espalhamento anisotrópico é tratado usando o método da decomposição, que possibilita construir um processo recursivo em que a solução HTSN entra como condição uma inicial. Para a geometria cartesiana, a equação de transporte em uma e duas dimensões é derivada em relação à variável angular tantas vezes quantas for a ordem da expansão do espalhamento anisotrópico. Este processo leva a um conjunto de equações íntegro-diferenciais mais a equação puramente diferencial que pode ser resolvida pelo método de separação de variáveis. Seguindo este processo, foi possível chegar às soluções de Case para o problema de transporte em uma dimensão. Também são apresentadas simulações numéricas para um problema de transporte em geometria cilíndrica isotrópico e com anisotropia quadrática. / In this work, we are reported analytical solutions for the transport equation for neutral particles in cylindrical and cartesian geometry. For the cylindrical geometry, it is applied the Hankel transform of order zero in the SN approximation of the one-dimensional cylindrical transport equation, assuming azimuthal symmetry and isotropic scattering. This procedure is coined HTSN method. The anisotropic problem is handled using the decomposition method, generating a recursive approach, which the HTSN solution is used as initial condition. For cartesian geometry, the one and two dimensional transport equation is derived in the angular variable as many time as the degree of the anisotropic scattering. This procedure leads to set of integro-differential plus one differential equation that can be really solved by the variable separation method. Following this procedure, it was possible to come out with the Case solution for the one-dimensional problem. Numerical simulations are reported for the cylindrical transport problem both isotropic and anisotropic case of quadratic degree.

Neutron reflectivity offers the opportunity for non-destructive characterisation of buried polymer interfaces. Specular neutron reflectivity is commonly used to characterise the structure of conjugated polymer interfaces found in organic electronic devices. However, detecting specularly reflected neutrons only allows the measurement of the root-mean-square (RMS) roughness of the interface averaged over a macroscopic lateral distance. There are two contributions to the RMS roughness of a polymer/polymer interface; i) the so-called 'intrinsic interfacial width' due to mixing of the polymers at a molecular level and ii) lateral roughness due to deviations of the interface position from the plane of the substrate. In this work a numerical model is developed to analyse experimental off specular reflectivity. The model is based on the distorted wave Born approximation (DWBA). Specular and off specular neutron reflectivity data is collected from a model conjugated polymer/amorphous polymer interface (poly(9,9-dioctylfluorene) (F8) on deuterated PMMA) and a conjugated poly- mer/fullerene interface (poly(3-hexylthiophene) (P3HT) polymer on [6,6]-phenyl C61-butyric acid methylester (PCBM)). This allows probing of the structure in the plane of the interfaces to distinguish the intrinsic interfacial width from the lateral roughness. The structure of the F8/dPMMA interface is studied by systematically varying the film thickness, which strongly impacts on the amplitude of the lateral interface roughness, and allows more complete analysis of the relative contributions of intrinsic mixing and lateral roughness. For comparison off specular measurements on amorphous/amorphous polymer (PMMA/polystyrene) interfaces are performed, which have been studied previously using specular neutron reflectivity and self consistent held theory. Fitting specular reflectivity using standard techniques and off specular reflectivity data using the model developed allow intrinsic and lateral roughness contributions for the F8/dPMMA system to be separated by direct measurement. The P3HT/PCBM interface exhibits no lateral roughness as the materials are found to be miscible.