Foi pesquisado a termoluminescência (TL) do LiF dopado com diversas concentrações de Mg e/ou Cu. O efeito do tratamento técnico em cada ciclo (recozimento, irradiação com raios gama e leitura) foi estudado para cinco ciclos sucessivos. Três diferentes tratamentos técnicos foram pesquisados: 230°C- 10 min, 400°C -1h e 400°C-1h + 100°C-2h. Este último foi o tratamento utilizado em todas as amostras para o resto do trabalho, pois provocou o aparecimento de um único pico (IVG) na curva de emissão na temperatura de (242±4)°C, com sensibilidade razoável, para amostras dopadas com Mg ou Mg + Cu, expostas aos raios gama. As curvas de emissão de todas as amostras foram analisadas quanto à sensibilidade TL e temperatura de máximo dos picos, após uma exposição com 0,26 mC/kg de raios gama ou com 0,4 J/cm² de radiação ultravioleta ou ainda após as duas exposições anteriores consecutivamente. Para as exposições citadas, de um modo geral, o pico a (242±4°)C devido aos raios gama é bem mais alto que os picos a (102±3)°C e (168±4)°C resultantes da iluminação com os raios ultravioleta. Foi constatado que nessas amostras a radiação ultravioleta preenche as armadilhas diretamente, sem promover a fototransferência de portadores de carga de armadilhas profundas, preenchidas após exposição à radiação ionizante, para as mais rasas. Além disso os dois tipos de radiação preenchem preferencialmente armadilhas com profundidades diferentes. Esses fatos nos permitem propor o uso do LiF dopado com 0,1 ou 0,2 mol% de Mg com 0,03 mo/% de Cu entre as amostras estudadas para fins de dosimetria da radiação gama e ultravioleta simultaneamente. O efeito das impurezas de Mg e Cu na sensibilidade do LiF à radiação gama foi estudado, através de uma análise empírica, ajustando uma curva às alturas do pico IVG de todas as amostras. Dessa análise é possível concluir que se o LiF for dopado somente com Mg ele pode atingir uma grande sensibilidade à radiação ionizante sendo, porém, muito critica a concentração de Mg para a obtenção da sensibilidade máxima. Essa situação critica pode ser contornada com a adição de Cu que desempenha, de uma certa forma, o papel de desativador diminuindo a proporção dos Mg responsáveis pela TL. / Thermoluminescence (TL) of LiF doped with different concentrations of Mg and/or Cu has been investigated. The effect of the thermal treatment on the crystals in each cycle (annealing, gamma ray exposure and readout) was studied for five successive cycles. Tree different thermal treatments were examined: 230°C for 10 min, 400°C for 1h and 400°C for 1h followed by 100°C for 2h. LiF doped with Mg or Mg + Cu submitted to the last quoted thermal treatment and radiated with 137 Cs gamma rays showed a reasonable sensitivity and glow curve with only one peak (IVG) at (242±4)°C. From these data, this annealing was adopted for all samples. TL sensitivity and glow peak temperatures for all available samples exposed to 0,26mC/kg of gamma rays or 0,4 J/cm² of UV or to both radiations consecutively were also analysed. The glow peak due to gamma rays appears at (242±4)°C and is higher than the peaks at (I02±3)°C and (I68±4)°C due to UV light. It has been shown experimentally that UV radiation fills directly the traps, producing no phototransference of charge carriers from deep traps, filled by ionizing radiation, to the shallow ones. Furthemore, each radiation, gamma or UV, fills different depth traps preferentially. These characteristics show the potential usefulness of LiF:Mg,Cu in gamma and UV radiation dosimetry simultaneously. The best choise amongst all the analysed samples is LiF doped with 0,1 or 0,2 mol% of Mg and 0,03 mol% of Cu. Also the influence of dopants (Mg and Cu) on the TL sensitivity of LiF to gamma rays was investigated performing an empirical analysis. An excellent fit between the experimental data and a mathematical relation was obtained. From this study it was possible to conclude that if LiF has only Mg as impurity, its glow curve can exhibit a high sensitivity to ionizing radiation, being however the maximum sensitivity extremely dependent on the Mg concentration. This fact can be avoided adding small quantity of Cu, which behaves as a poisoner, decreasing the quantity of Mg responsible for TL signal.

Foi pesquisado a termoluminescência (TL) do LiF dopado com diversas concentrações de Mg e/ou Cu. O efeito do tratamento técnico em cada ciclo (recozimento, irradiação com raios gama e leitura) foi estudado para cinco ciclos sucessivos. Três diferentes tratamentos técnicos foram pesquisados: 230°C- 10 min, 400°C -1h e 400°C-1h + 100°C-2h. Este último foi o tratamento utilizado em todas as amostras para o resto do trabalho, pois provocou o aparecimento de um único pico (IVG) na curva de emissão na temperatura de (242±4)°C, com sensibilidade razoável, para amostras dopadas com Mg ou Mg + Cu, expostas aos raios gama. As curvas de emissão de todas as amostras foram analisadas quanto à sensibilidade TL e temperatura de máximo dos picos, após uma exposição com 0,26 mC/kg de raios gama ou com 0,4 J/cm² de radiação ultravioleta ou ainda após as duas exposições anteriores consecutivamente. Para as exposições citadas, de um modo geral, o pico a (242±4°)C devido aos raios gama é bem mais alto que os picos a (102±3)°C e (168±4)°C resultantes da iluminação com os raios ultravioleta. Foi constatado que nessas amostras a radiação ultravioleta preenche as armadilhas diretamente, sem promover a fototransferência de portadores de carga de armadilhas profundas, preenchidas após exposição à radiação ionizante, para as mais rasas. Além disso os dois tipos de radiação preenchem preferencialmente armadilhas com profundidades diferentes. Esses fatos nos permitem propor o uso do LiF dopado com 0,1 ou 0,2 mol% de Mg com 0,03 mo/% de Cu entre as amostras estudadas para fins de dosimetria da radiação gama e ultravioleta simultaneamente. O efeito das impurezas de Mg e Cu na sensibilidade do LiF à radiação gama foi estudado, através de uma análise empírica, ajustando uma curva às alturas do pico IVG de todas as amostras. Dessa análise é possível concluir que se o LiF for dopado somente com Mg ele pode atingir uma grande sensibilidade à radiação ionizante sendo, porém, muito critica a concentração de Mg para a obtenção da sensibilidade máxima. Essa situação critica pode ser contornada com a adição de Cu que desempenha, de uma certa forma, o papel de desativador diminuindo a proporção dos Mg responsáveis pela TL. / Thermoluminescence (TL) of LiF doped with different concentrations of Mg and/or Cu has been investigated. The effect of the thermal treatment on the crystals in each cycle (annealing, gamma ray exposure and readout) was studied for five successive cycles. Tree different thermal treatments were examined: 230°C for 10 min, 400°C for 1h and 400°C for 1h followed by 100°C for 2h. LiF doped with Mg or Mg + Cu submitted to the last quoted thermal treatment and radiated with 137 Cs gamma rays showed a reasonable sensitivity and glow curve with only one peak (IVG) at (242±4)°C. From these data, this annealing was adopted for all samples. TL sensitivity and glow peak temperatures for all available samples exposed to 0,26mC/kg of gamma rays or 0,4 J/cm² of UV or to both radiations consecutively were also analysed. The glow peak due to gamma rays appears at (242±4)°C and is higher than the peaks at (I02±3)°C and (I68±4)°C due to UV light. It has been shown experimentally that UV radiation fills directly the traps, producing no phototransference of charge carriers from deep traps, filled by ionizing radiation, to the shallow ones. Furthemore, each radiation, gamma or UV, fills different depth traps preferentially. These characteristics show the potential usefulness of LiF:Mg,Cu in gamma and UV radiation dosimetry simultaneously. The best choise amongst all the analysed samples is LiF doped with 0,1 or 0,2 mol% of Mg and 0,03 mol% of Cu. Also the influence of dopants (Mg and Cu) on the TL sensitivity of LiF to gamma rays was investigated performing an empirical analysis. An excellent fit between the experimental data and a mathematical relation was obtained. From this study it was possible to conclude that if LiF has only Mg as impurity, its glow curve can exhibit a high sensitivity to ionizing radiation, being however the maximum sensitivity extremely dependent on the Mg concentration. This fact can be avoided adding small quantity of Cu, which behaves as a poisoner, decreasing the quantity of Mg responsible for TL signal.

O objetivo de investigar colisões de íons pesados no regime relativístico é de estudar os quarks e glúons em condições extremas de pressão, densidade e temperatura, reproduzindo as condições da matéria nos instantes iniciais da formação do universo. Nesse trabalho, a energia transversal ET foi investigada para colisões Au+Au no experimento STAR no RHIC a energias de feixe no intervalo de 7.7 à 200 GeV. A dependência do ET normalizado pelo número de participantes em função da centralidade e energia de colisão foi medida, bem como a dependência do ET dividido pela densidade de partículas carregadas em função da energia de colisão para colisões centrais. Os resultados desse estudo indicam que para energias menores do que 7.7 GeV, a energia transversal média por unidade de carga produzida varia significativamente com o aumento da energia de colisão, atingindo o limite de saturação para o intervalo de energias maiores do que 7.7 GeV, onde essa razão passa a ser praticamente constante em função da energia de colisão. Por fim, a componente eletromagnética da energia transversal também foi medida, e os resultados indicam que para as energias mais baixas o estado final é dominado por bárions, ao passo que para altas energias o mesmo é dominado por mésons. / The goal of relativistic heavy-ion collisions is to study the behavior of quarks and gluons under extreme conditions of pressure, density and temperature, such as those expected to have existed in the the beginning of the universe. In this work, the transverse energy ET was investigated for Au+Au collisions measured with the STAR experiment at RHIC with beam energies from 7.7 to 200 GeV. The centrality and collision energy dependence of ET per number of participants was measured, as well as the energy dependence for the ET per charged particles in central collisions. The results indicate that for collision energies less than 7.7 GeV the average transverse energy per unit charge varies significantly with increasing collision energy, reaching the saturation limit for energies higher than 7.7 GeV, where this ratio becomes almost constant. The electromagnetic fraction of the total ET was estimated, and the results are in agreement with a final state dominated by baryons, for lower energies, and a meson dominated state for higher energies.

O objetivo de investigar colisões de íons pesados no regime relativístico é de estudar os quarks e glúons em condições extremas de pressão, densidade e temperatura, reproduzindo as condições da matéria nos instantes iniciais da formação do universo. Nesse trabalho, a energia transversal ET foi investigada para colisões Au+Au no experimento STAR no RHIC a energias de feixe no intervalo de 7.7 à 200 GeV. A dependência do ET normalizado pelo número de participantes em função da centralidade e energia de colisão foi medida, bem como a dependência do ET dividido pela densidade de partículas carregadas em função da energia de colisão para colisões centrais. Os resultados desse estudo indicam que para energias menores do que 7.7 GeV, a energia transversal média por unidade de carga produzida varia significativamente com o aumento da energia de colisão, atingindo o limite de saturação para o intervalo de energias maiores do que 7.7 GeV, onde essa razão passa a ser praticamente constante em função da energia de colisão. Por fim, a componente eletromagnética da energia transversal também foi medida, e os resultados indicam que para as energias mais baixas o estado final é dominado por bárions, ao passo que para altas energias o mesmo é dominado por mésons. / The goal of relativistic heavy-ion collisions is to study the behavior of quarks and gluons under extreme conditions of pressure, density and temperature, such as those expected to have existed in the the beginning of the universe. In this work, the transverse energy ET was investigated for Au+Au collisions measured with the STAR experiment at RHIC with beam energies from 7.7 to 200 GeV. The centrality and collision energy dependence of ET per number of participants was measured, as well as the energy dependence for the ET per charged particles in central collisions. The results indicate that for collision energies less than 7.7 GeV the average transverse energy per unit charge varies significantly with increasing collision energy, reaching the saturation limit for energies higher than 7.7 GeV, where this ratio becomes almost constant. The electromagnetic fraction of the total ET was estimated, and the results are in agreement with a final state dominated by baryons, for lower energies, and a meson dominated state for higher energies.

Thesis (Ph. D.)--Georgia State University, 2008. / Title from file title page. Xiaochun He, committee chair; William Nelson, Steven Manson, Brian Thoms, Douglas Gies, committee members. Description based on contents viewed Aug. 21, 2009. Includes bibliographical references (p. 104-108).

Dans ce travail de thèse, des théories de type fonctionnelle de la densité sont développées pour des systèmes en interaction forte possédant une longueur de diffusion en onde s, notée as, anormalement grande. Les gaz atomiques ou la matière neutronique sont des exemples physiques de tels systèmes. La théorie des perturbations à N-corps est tout d'abord utilisée pour décrire les systèmes de fermions dilués. Cette approche conduit par exemple à la fonctionnelle de Lee-Yang qui est valide dans une plage de densité très restreinte lorsque la longueur de diffusion en onde s devient grande. Pour étendre le domaine de validité de l’approche perturbative, des techniques de resommation associées à l’approximation dite en échelle sont utilisée. Cette approche conduit à des expressions compactes pour l'énergie et/ou la self-énergie on-shell dans des systèmes infinis pouvant être appliquées à des systèmes plus ou moins denses. Cela conduit également à une énergie finie du gaz atomique à la limite unitaire, i.e. lorsque |askF|→+∞. Les fonctionnelles ainsi déduites restent assez complexes et manquent en général de pouvoir prédictif. Pour simplifier ces fonctionnelles, des approximations appelées respectivement approximations de “l’espace des phases” ou de “l'espace des phases partiel” sont proposées pour l'énergie ou la self-énergie. Ces approximations simplifient non seulement la forme des fonctionnelles, mais améliorent également leur pouvoir prédictif tout en reproduisant correctement la limite de basse densité. Guidé par les techniques de resommation non-perturbatives développées dans cette thèse, plusieurs nouvelles fonctionnelles sont proposées ainsi que leurs extensions permettant d’inclure des effets de portée effective. Ces fonctionnelles non empiriques, qui ne contiennent aucun paramètre libre, sont testées par rapport aux propriétés des systèmes d'atomes froids et/ou de la matière neutronique. Ces fonctionnelles reproduisent très bien les propriétés obtenues dans les calculs ab-initio ou observées expérimentalement dans les systèmes d'atomes froids. L'équation d'état de la matière neutronique est également reproduite jusqu'à ρ = 0.01 fm⁻³. La réponse statique de la matière neutronique, récemment calculée dans des théories ab-initio, est également mieux reproduite par rapport aux fonctionnelles empiriques utilisées généralement en physique nucléaire. Cette étude a aussi mis en évidence la nécessité de mieux comprendre les propriétés des quasi-particules telle que la masse effective. Pour progresser sur ce point, en partant des expressions resommées de la self-énergie et de l’approximation de l’espace des phases partiel, des expressions compactes du potentiel chimique et de la masse effective ont été obtenues ; ces expressions étant compatibles avec les fonctionnelles proposées dans la première partie de cette thèse. Ces expressions devraient élargir considérablement le domaine de validité des fonctionnelles non-empiriques par rapport aux théories perturbatives. Enfin, il est montré que les développements de ce travail sont également utiles pour réconcilier les paramètres généralement utilisés dans les fonctionnelles empiriques de la physique nucléaire avec les propriétés de l’interaction nucléaire forte. / In the present work, a density functional theory (DFT) is developed for systems interacting through an anomalously large s-wave scattering length as. Examples of such systems are atomic gas or neutron matter. The Many-Body Perturbation Theory (MBPT) is first discussed to describe dilute Fermi systems. This approach leads to the well-known Lee-Yang functional valid in a very narrow range of density when the s-wave scattering length is large. To extend the domain of validity of the perturbative approach, resummation techniques with the ladder approximation is used. This leads to compact expressions for both the energy and/or the on-shell self-energy in infinite spin-degenerated systems that can be applied from diluted to dense systems. It also leads to finite energy in atomic gas at the unitary limit, i.e. when |askF|→+∞. The deduced functionals remain rather complex and lacks of predictive power in general. To simplify the functional, approximations called phase-space or partial phase-space approximations respectively for the energy or for the self-energy, are proposed. These approximations not only simplify the form of the functionals, but also improve their predictive power at various density while properly reproducing the low density limit. Guided by the non-perturbative resummation technique developed in this thesis, several novel functionals are proposed as well as extensions of them to include effective range effects. These non-empirical functionals, that essentially contain no free parameters, are tested against cold atom and/or neutron matter properties. A very good reproduction of ab initio and experimental observations in cold atom is obtained. The equation of state obtained for neutron matter is also reproduced up to ρ = 0.01 fm⁻³. The static response of neutron matter, recently obtained from ab initio theory, is also better reproduced compared to standardly used empirical nuclear DFT. This study has also pointed out the necessity to better understand quasi-particle properties like the effective mass. To further progress, starting from resummed expressions of the self-energy together with partial phase-space approximation, compact expressions of the chemical potential and effective masses are obtained that are eventually compatible with the DFTs proposed in the first part of this thesis. These expressions are anticipated to significantly extend the domain of validity compared to the perturbative approach. We finally show that the developments made in this work are also useful to reconcile the parameters generally used in the empirical nuclear DFT with the properties of the strong nuclear interaction.