Orientador: Geraldo de Freitas Maciel / Resumo: A propagação de ondas geradas por vento em reservatórios de barragens de grande dimensão pode pôr em risco a geração de energia, segurança da navegação interior, bem como contribuir para a ocorrência de fenômenos erosivos recorrentes às margens desses reservatórios. O reservatório da barragem da UHE (usina hidrelétrica) de Ilha Solteira também se encontra exposto aos fenômenos de formação de ondas por ventos com possíveis efeitos econômicos e uma análise aprofundada envolve uma grande interdisciplinaridade. Dentro dessa perspectiva, e privilegiando medidas não-estruturais como soluções de engenharia de forma a mitigar ação de ondas no processo de erosão de margens do entorno do reservatório, este trabalho de mestrado visa quantificar, com apoio da simulação numérica, os coeficientes de atenuação de energia de ondas produzidas por ventos quando estas se propagam sobre fundos com vegetação. Neste estudo, são analisadas, utilizando-se o software SWAN-VEG, as alturas de ondas geradas para uma gama de ventos e sua atenuação, nos casos sem e com a presença de diversos cenários ou layouts de vegetação no fundo. Ainda é verificada a influência do efeito de refinamento de malhas (250, 150 e 100 m) no modelo sobre os coeficientes de atenuação. Análises comparativas com estudos da literatura são realizadas, apontando para a necessidade de se determinar, com acurácia, o coeficiente de arraste, C_D, no complexo fenômeno de atenuação de ondas propagando-se em águas confinadas com presença ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Orientador: Rafael Alejandro Porto Pereira / Banca: Eduardo Ponton Bayona / Banca: Ricardo D'Elia Matheus / Banca: Rodrigo Nemmen da Silva / Banca: Riccardo Sturani / Resumo: Nesta tese, nós investigamos os efeitos de reação de radiação devido ao spin na dinâmica de um sistema binário de corpos compactos usando uma abordagem de teoria efetiva de campos. Focamos no estágio de espiral da evolução do sistema binário que, por sua vez, provê uma hierarquia de escalas propícia à implementação de uma abordagem perturbativa, tal como a expansão pós-newtoniana. Fazemos uso de um formalismo próprio para investigar efeitos dissipativos. Provemos uma extensão desse formalismo para incluir graus de liberdade de spin. Com isso, em uma abordagem de teoria efetiva de campos, calculamos as acelerações de reação de radiação devido a efeitos de spin-órbita e spin-spin, em primeira ordem. Apresentamos, pela primeira vez, a contribuição de spin na reação de radiação devido ao tamanho finito dos corpos compactos. Também investigamos como os spins de tais corpos são afetados pela reação de radiação, na ordem pós-newtoniana de interesse. Por fim, realizamos um teste de consistência - relacionando a potência total radiada com a perda de energia induzida pelas forças dissipativas - assegurando, assim, a validade dos nossos resultados / Abstract: In this thesis, we investigate the radiation reaction effects due to spin on the dynamics of binary compact bodies, using an effective field theory framework. We focus on the inspiral phase of the binary's evolution, which provides a hierarchy of scales that invites us to implement a perturbative approach such as the Post-Newtonian expansion. We use a formalism suitable to incorporate dissipative effects, providing an extension to include spin degrees of freedom. We use this extension of the effective field theory framework to compute the radiation reaction accelerations due to spin-orbit and spin-spin effects at leading order. We present, for the first time, the spin contribution to radiation reaction due to finite size effects. We also investigate how the spin evolution of the compact bodies is affected by the radiation reaction, at the order of interest. Finally, we perform a consistency test - relating the total radiated power to energy loss induced by the non-conservative forces - ensuring the validity of our results / Doutor

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2015-09-03T20:43:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Modelo de escoamento multifasico para estudo da interacao onda sedimento.pdf: 5609374 bytes, checksum: e7b377578e62f1a8dd61ad6f5a35b06d (MD5) / Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-09-11T19:14:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Modelo de escoamento multifasico para estudo da interacao onda sedimento.pdf: 5609374 bytes, checksum: e7b377578e62f1a8dd61ad6f5a35b06d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-09-11T19:14:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Modelo de escoamento multifasico para estudo da interacao onda sedimento.pdf: 5609374 bytes, checksum: e7b377578e62f1a8dd61ad6f5a35b06d (MD5) Previous issue date: 2015 / FAPES / Modelos de escoamento multifásico são amplamente usados em diversas áreas de pesquisa ambiental, como leitos fluidizados, dispersão de gás em líquidos e vários outros processos que englobam mais de uma propriedade físico-química do meio. Dessa forma, um modelo multifásico foi desenvolvido e adaptado para o estudo do transporte de sedimentos de fundo devido à ação de ondas de gravidade. Neste trabalho, foi elaborado o acoplamento multifásico de um modelo euleriano não-linear de ondas do tipo Boussinesq, baseado na formulação numérica encontrada em Wei et al. (1995), com um modelo lagrangiano de partículas, fundamentado pelo princípio Newtoniano do movimento com o esquema de colisões do tipo esferas rígidas. O modelo de ondas foi testado quanto à sua fonte geradora, representada por uma função gaussiana, pá-pistão e pá-batedor, e quanto à sua interação com a profundidade, através da não-linearidade e de propriedades dispersivas. Nos testes realizados da fonte geradora, foi observado que a fonte gaussiana, conforme Wei et al. (1999), apresentou melhor consistência e estabilidade na geração das ondas, quando comparada à teoria linear para um kh   . A não-linearidade do modelo de ondas de 2ª ordem para a dispersão apresentou resultados satisfatórios quando confrontados com o experimento de ondas sobre um obstáculo trapezoidal, onde a deformação da onda sobre a estrutura submersa está em concordância com os dados experimentais encontrados na literatura. A partir daí, o modelo granular também foi testado em dois experimentos. O primeiro simula uma quebra de barragem em um tanque contendo água e o segundo, a quebra de barragem é simulada com um obstáculo rígido adicionado ao centro do tanque. Nesses experimentos, o algoritmo de colisão foi eficaz no tratamento da interação entre partícula-partícula e partícula-parede, permitindo a evidência de processos físicos que são complicados de serem simulados por modelos de malhas regulares. Para o acoplamento do modelo de ondas e de sedimentos, o algoritmo foi testado com base de dados da literatura quanto à morfologia do leito. Os resultados foram confrontados com dados analíticos e de modelos numéricos, e se mostraram satisfatórios com relação aos pontos de erosão, de sedimentação e na alteração da forma da barra arenosa / Multiphase flow models are widely used in many fields of environmental research, such as fluidized beds, gas dispersion in liquids, dam breaks, oil spill and others physical and chemical processes that use more than one property. Thus, a multiphase model to study the dynamics of two distinct properties represented on reference Eulerian-Lagrangian was developed. In order to study the dynamics of sediment transport due to wave’s action, a non-linear wave Boussinesq model in Eulerian frame, in which the numerical formulation based on Wei et al. (1995), and a Lagrangian particle model, whose formulation is given by the Newtonian principle of motion, has been developed. In the Lagrangian particle model was added the scheme of hard-spheres particle collision. The coupling between the two models has been doing with the wave transferring momentum to sediment particles, which is carried by the flow. For the wave’s model, the wave maker, defined by a Gaussian function, piston-paddle and flap-paddle, and the effects due to the depth of the waves were tested. The Gaussian wave maker showed better consistency in the generation of waves, getting errors about 0.11% compared to the linear theory for kh   . The wave’s nonlinearity simulated by the 2nd order dispersion Boussinesq-wave model showed satisfactory results when compared with experiment of wave propagation over a trapezoidal obstacle, where the deformation of the wave on the underwater structure is in agreement with literature data. In addition to the granular model was also tested in two experiments: the first, which simulates a dam break in a tank containing water-air; and the second experiment, the dam break interact with an obstacle in the center of the tank. In both experiments, the collision model was effective in the treatment of the interaction between the particles and the wall, and allowed the evidence of physical processes that are complicated to be simulated by models that use regular grids. For the coupling of wavesediment model, the algorithm has been tested with data obtained from the literature as the morphology of the bed. The results were compared with analytical data and numerical models, and it showed a certain agreement on points of erosion, sedimentation and change in shape of the sand bar

Submitted by NATÁLIA TENÓRIO MAIA null (nmaia@ift.unesp.br) on 2017-09-15T20:22:15Z No. of bitstreams: 1 Thesis.pdf: 1131110 bytes, checksum: 34daa9c413449ad52c084f6625357b9d (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-19T17:47:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 maia_nt_dr_ift.pdf: 1131110 bytes, checksum: 34daa9c413449ad52c084f6625357b9d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-19T17:47:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 maia_nt_dr_ift.pdf: 1131110 bytes, checksum: 34daa9c413449ad52c084f6625357b9d (MD5) Previous issue date: 2017-08-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta tese, nós investigamos os efeitos de reação de radiação devido ao spin na dinâmica de um sistema binário de corpos compactos usando uma abordagem de teoria efetiva de campos. Focamos no estágio de espiral da evolução do sistema binário que, por sua vez, provê uma hierarquia de escalas propícia à implementação de uma abordagem perturbativa, tal como a expansão pós-newtoniana. Fazemos uso de um formalismo próprio para investigar efeitos dissipativos. Provemos uma extensão desse formalismo para incluir graus de liberdade de spin. Com isso, em uma abordagem de teoria efetiva de campos, calculamos as acelerações de reação de radiação devido a efeitos de spin-órbita e spin-spin, em primeira ordem. Apresentamos, pela primeira vez, a contribuição de spin na reação de radiação devido ao tamanho finito dos corpos compactos. Também investigamos como os spins de tais corpos são afetados pela reação de radiação, na ordem pós-newtoniana de interesse. Por fim, realizamos um teste de consistência - relacionando a potência total radiada com a perda de energia induzida pelas forças dissipativas - assegurando, assim, a validade dos nossos resultados. / In this thesis, we investigate the radiation reaction effects due to spin on the dynamics of binary compact bodies, using an effective field theory framework. We focus on the inspiral phase of the binary’s evolution, which provides a hierarchy of scales that invites us to implement a perturbative approach such as the Post-Newtonian expansion. We use a formalism suitable to incorporate dissipative effects, providing an extension to include spin degrees of freedom. We use this extension of the effective field theory framework to compute the radiation reaction accelerations due to spin-orbit and spin-spin effects at leading order. We present, for the first time, the spin contribution to radiation reaction due to finite size effects. We also investigate how the spin evolution of the compact bodies is affected by the radiation reaction, at the order of interest. Finally, we perform a consistency test - relating the total radiated power to energy loss induced by the non-conservative forces - ensuring the validity of our results.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-17T19:30:45Z No. of bitstreams: 1 MacksonMatheusFrancaNepomuceno_TESE.pdf: 12126877 bytes, checksum: 07d5c77235cdfd529f0902323ba9b8e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-17T23:55:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MacksonMatheusFrancaNepomuceno_TESE.pdf: 12126877 bytes, checksum: 07d5c77235cdfd529f0902323ba9b8e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-17T23:55:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MacksonMatheusFrancaNepomuceno_TESE.pdf: 12126877 bytes, checksum: 07d5c77235cdfd529f0902323ba9b8e0 (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Usando as recentes observa??es da onda gravitacional GW150914 produzida pelo sistema de buracos negros bin?rios coalescentes, a presente tese investiga a natureza fractal e multifractal da varia??o temporal da deforma??o relativa (strain) medido pelos detectores do Observat?rio de Ondas Gravitacionais por Interferometria Laser (LIGO na sigla em ingl?s). Uma sele??o de m?todos e procedimentos, tais como as an?lises R/S e Wavelet, assim como, o m?todo multifractal denotado por MFDMA, foram usados para estimar par?metros estat?sticos que sintetizam a onda gravitacional como uma s?rie temporal complexa. Seja nos dados de Hanford ou Livingston, a an?lise fractal revelou que a referida s?rie apresenta um comportamento com forte persist?ncia e mem?ria de longa dura??o quantificado pelo expoente de Hurst. Al?m disso, a forte aglomera??o das flutua??es encontrados pela an?lise R/S indica o alto grau de depend?ncia por escala, caracter?stica de um sinal multifractal. Por outro lado, a an?lise multifractal atrav?s do m?todo MFDMA sugere que a s?rie temporal apresenta uma predomin?ncia de fracas singularidades em detrimentos ?s fortes, causando uma assimetria no espectro de singularidade D(h). Neste contexto, foram realizados dois tipos de procedimentos que analisam as poss?veis fontes de multifractalidade presentes na s?rie temporal. Os resultados mostram que procedimentos apontam para a exist?ncia de dois regimes de multifractalidade na s?rie temporal separados pela regi?o onde ocorre a colis?o dos buracos negros, referentes aos dados de Hanford, e, para os dados de Livingston, pr?ximo ao final da fase de inspiraliza??o. Em seguinte, foi verificado a evolu??o temporal dos par?metros multifractais, um processo similar ao adotado quando aplica-se a an?lise R/S. Como um resultado, constatou-se que, durante a evolu??o da diversidade lateral esquerda do espectro D(h), esse par?metro sofre um pequeno impulso. A origem f?sica desse impulso pode estar associada ? amplitude da mem?ria derivada do n?vel de polariza??o em rela??o a linha de visada do observador. Essa caracter?stica pode abrir caminho para uma gama de especula??es, dentre elas, que a elasticidade do tecido espa?o-tempo por ser inferida pelo comportamento multifractal da onda gravitacional. / Using the recent observations of the gravitational wave GW150914 produced by the binary black holes coalescing system, the present thesis investigates the fractal and multifractal nature of the temporal variation of the strain measured by the detectors of the Observatory of Gravitational Wave by Laser Interferometry-LIGO. A selection of methods and procedures, such as the R/S andWavelet analysis, as well as the multifractal method denoted by MFDMA, were used to estimate statistical parameters that synthesize the gravitational wave as a complex time series. Whether in the Hanford or Livingston data, the fractal analysis revealed that the series presents a behavior with strong persistence and long-term memory quantified by the Hurst exponent. In addition, the strong agglomeration of the fluctuations found by the R/S analysis indicates the high degree of scale dependence characteristic of a multifractal signal. On the other hand, multifractal analysis using the MFDMA method suggests that the time-series presents a predominance of weak singularities in detriments to the strong, causing an asymmetry in the singularity spectrum D(h). In this context, two types of procedures were performed that analyze the possible sources of multifractality present in the time-series. The results show that procedures point to the existence of two multifractality regimes in the time series separated by the region where the black holes collide, referring to the Hanford data, and, for the Livingston data, near the end of the inspiral phase. Then, the temporal evolution of the multifractal parameters was verified, a process similar to that adopted when applying the R/S analysis. As a result, it was found that, during the evolution of the left lateral diversity of the spectrum D(h), this parameter undergoes a small impulse. The physical origin of this pulse may be associated with the amplitude of the memory derived from the polarization level in relation to the observer?s line of sight. This feature may open the way for a range of speculations, among them, the elasticity of the space-time fabric to be inferred by the multifractal behavior of the gravitational wave.

O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um modelo de transdutor paramétrica de alto desempenho do tipo cavidade reentrante supercondutora (ressonante em 10 GHz) para ser implementado no detector brasileiro de ondas gravitacionais. Estes transdutores monitorarão as vibrações mecânicas de uma massa ressonante esférica de Cu-AI(6%) com 65 em de diâmetro em uma faixa de frequência de 3200 ±200Hz. Várias geometrias, materiais e métodos foram testados e comparados para otimizar parâmetros como os fatores-Q mecânico e elétrico. Por fim, um modelo inédito foi construído. Neste modelo, o acoplamento mecânico com a antena é feito por contração térmica e o acoplamento elétrico com o circuito externo é feito por acoplamento eletromagnético remoto. As membranas (que fecham as cavidades) foram totalmente fabricadas a partir de lâminas de nióbio com 99,8 o/o de pureza e 0,05 mm de espessura, enquanto nióbio RRR300 foi utilizado para construir o restante do transdutor. O projeto das novas dimensões de cavidade reentrante atingiu fator-Q elétrico de 5 x 105 e df jdx de 8 x 1014 Hzjm, aumentando respectivamente em duas e dez vezes os valores dos modelos anteriores. Em condições criogênicas, o fator de acoplamento crítico ({J ~ 1) entre a sonda e a cavidade foi conseguido com a sonda afastada 4,0 mm do interior da cavidade. Este efeito permite eliminar o uso do complexo sistema de antenas micro-fitas tradicionalmente adotado. O resultado final foi a construção de um conjunto completo de oito transdutores paramétricas do tipo cavidade reentrante que, acoplados à antena esférica, poderão atingir a sensibilidade espectral h~-10-21 Hz-1 /2 em futuro próximo. / The main purpose of this work was to develop a model of parametric transducer of superconducting reentrant cavity type (ressonant in 10 GHz) with high performance to be implemented in the Mario Schenberg brazilian gravitational wave detector. These transducers will monitor the mechanical vibrations of the 65 em diameter CuAI(6%) I spherical resonant mass in the 3200 ± 200 I-lav frequency range. Many geometries, materiais and methods were tested and compared to optimize parameters such as electric and mechanical Q-factor. Finally, a new model was built. In this model, the mechanical coupling with the spherical antenna is done by thermal contraction and the electrical coupling with the externai circuit is done by remate electromagnetic coupling. The menbranes (which dose the cavities) were completely manufactured from niobium foil with 99,8 o/o purity and 0,05 mm thíckness, whíle niobium RRR300 was used to build the remainder of the transducer. The design of the new dímensions of reentrant cavity reached electrical Q-factor of 5x105 and df jdx of 8 x 1014 Hzjm, increasing respectively in two and ten times the values of the previous models. At cryogenic conditions, the criticai coupling factor (/3 ~ 1) between the probe and the cavity was obtained with probe moved 4,0 mm away from the cavity. This effect allows to eliminate the use of complex microstrip antenna system, which was traditionally adopted. The final result was the construction of a complete set of eight parametric transducers that,attached to the spherical antenna, will possibly reach the sensitivity h -10-21 Hz-112 in the near future.

Orientador: Alberto Vazquez Saa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:11:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dadam_Fabio_M.pdf: 999114 bytes, checksum: 86eea1cd6f96a55892393c5ee86c320f (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Oscilações de buracos negros adquiriram importância nos últimos anos devido a possibilidade de se comprovar a existência de tais corpos celestes por meio da detecção da radiação gravitacional emitida por eles. Nesse trabalho, o estudo da propagação de ondas de diferentes tipos incidentes em um buraco negro é apresentado sob o ponto de vista matematico. Inicialmente, são usados elementos de Geometria Diferencial a fim de se estabelecer a estrutura matemática da gravitação e, a partir de um conjunto de hipóteses, determinase uma família de soluções das Equações de Einstein que caracteriza os buracos negros (Schwarzschild, Reissner-Nordstrom, Kerr e Kerr-Newman). As Equações de Teukolsky, que governam as perturbações de buracos negros, são obtidas com a ajuda do formalismo de Newman-Penrose e transformadas em uma equação de onda unidimensional. Obedecendo a condições de fronteira especificas, soluções dessa equação para frequências complexas são então determinadas a partir de diferentes métodos semi-analiticos / Abstract: In the past few years, black hole oscillations became a very interesting research area mainly due to the possibility of proving the existence of such celestial bodies through the gravitational radiation emitted by them. In this work, the study of the propagation of different kinds of incident waves on a black hole is presented under the mathematical point of view. Initially, elements of differential geometry are used to establish the mathematical structure of gravitation and, under certain hypotheses, a family of solutions to the Einstein equations is obtained, describing the black holes (Schwarzschild, Reissner-Nordstr¨om, Kerr and Kerr-Newman). Teukolsky equations, which govern the black hole perturbations, are obtained with the aid of Newman-Penrose formalism and transformed to a one-dimensional wave equation. According to certain boundary conditions, solutions of this equation for complex frequencies are determined from different semi-analytic methods / Mestrado / Geometria / Mestre em Matemática

O detector de ondas gravitacionais Mário Schenberg consiste de uma massa ressonante esférica de Cu(94%)Al(6%) com 65cm de diâmetro, pesando aproximadamente 1,15T, com um Q mecânico da ordem de 106 e todos os sistemas que possibilitam o seu funcionamento como detector de ondas gravitacionais. O projeto do detector prevê para este uma sensibilidade da ordem de 10-20 (em deformação). Para isso dependerá da eficiência dos sistemas vibracionais que utiliza. Neste trabalho os casadores mecânicos de impedância, foram simulados com um programa de elementos finitos e otimizados quanto à sua banda e acoplamento vibracional. Foi feita a análise do sistema de isolamento vibracional da nova suspensão, por meio da resposta em frequência do ruído sísmico na superfície da esfera, nos mesmos locais onde estão conectados os transdutores. Foi proposto um projeto novo para atenuar os ruídos provenientes do cabeamento que conduz os sinais de micro-ondas. Foi avaliado o efeito do ruído sísmico introduzido na suspensão e na esfera, também nos locais dos transdutores, utilizando este novo projeto. É apresentado um projeto para a conexão térmica do refrigerador por diluição, que a análise por simulação numérica demonstrou ser eficaz. A modelagem para análise vibracional é a melhor já feita para detectores esféricos, isto se comparada às que foram encontrados na literatura. Os resultados alcançados demonstraram que as atenuação em todos os sistemas analisados são adequadas às metas do projeto do detector Mário Schenberg, ou seja, os ruídos remanescentes estão abaixo do ruído térmico esperado na temperatura de 50mK. / The Gravitational Wave detector Mario Schenberg consist of a spherical resonant-mass made of CuAl(6%) with 65 cm diameter e weighting 1.15 Ton, with a Mechanical quality factor of about 106 and all the systems that allows it to word as a gravitational wave detector. The detector design was made for it to reach a sensitivity of 10-20 (strain sensitivity). To reach this goal it depends on the efficiency of the it vibrational systems. In this work the transducers mechanical impedance matchers were simulated with a finite element program and optimized in its band and vibrational coupling. A analysis of the vibrational isolation of the new suspension was made by the frequency response of the seismic noise on the sphere surface, on the same places where they will be connected to the transducers. A new design for attenuation of the noise due to microwave cabling was proposed. The seismic noise introduced on the suspension and on the sphere was simulated using this new design. A design for the dilution refrigerator thermal connection is presented, and its performance is measured in a analysis in a finite element moddeling, and showed itself efficienty. This vibration model for the detector is the best one ever made for spherical detectors, if compared to the literature. Results obtained showed that the atennuation in all the analysed systems are compatible to the Mário Schenberg detector design goals, it means that, the remaining noises are below the expected thermal noise at the temperature of 50 mK.

A existência de ondas gravitacionais foi confirmada indiretamente pela observação astronômica de pulsares binários. Detectores de ondas gravitacionais tem sido desenvolvidos desde o trabalho pioneiro de Weber nos anos 60. Esforços estão sendo realizados no sentido de aumentar a sensibilidade dos detectores e realizar uma detecção direta, que ainda não foi confirmada. O Grupo GRAVITON está aperfeiçoando e melhorando a sensibilidade de um detector de ondas gravitacionais que se encontra no Laboratório de Estado Sólido e Baixas Temperaturas do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (LESBT/IFUSP), na cidade de São Paulo com apoio da FAPESP (processo 2006/56041-3). Esse detector, denominado MARIO SCHENBERG, é composto por uma massa ressonante esférica de CuAl(6%) com 65 cm de diâmetro, com aproximadamente 1150 kg, que deverá atingir a sensibilidade h ~ 10-22 em uma banda passante de 50 Hz, em torno de 3200 Hz, quando estiver operando a temperaturas da ordem de 0,05 K. Atualmente o detector já tem toda a sua infraestrutura criogênica montada e testada para resfriamentos a 4 K e toda a suspensão da esfera bem como todo o sistema de filtragem mecânica construídos e montados. Já foram realizadas as primeiras corridas comissionadas em 2006, 2007 e 2008, quando foram realizados vários diagnósticos sobre o sistema e desde então vem sendo desenvolvidos os transdutores para colocar o detector novamente em operação com melhor sensibilidade. Paralelamente, foram realizadas melhorias no próprio detector em razão dos diagnósticos realizados. O trabalho aqui apresentado está associado ao projeto acima. O autor desenvolveu atividades associadas à construção e desenvolvimentos do detector, que podem ser divididas em três partes principais: na parte mecânica, foi desenvolvido, instalado e testado um novo sistema de isolamento vibracional da suspensão da esfera; na parte criogênica foram feitas novas conexões térmicas, cálculos de gastos de hélio líquido e feitos desenvolvimentos para o funcionamento do refrigerador por diluição; e na parte eletrônica foi feita a instalação da eletrônica responsável pela transdução do sinal, além do desenvolvimento de um novo par de antenas de microfita. / The existence of gravitational waves has been confirmed indirectly by astronomical observation of binary pulsars. Gravitational wave detectors have been developed since the pioneering work of Weber in the 60s. Efforts are being made to increase the sensitivity of the detectors and perform a direct detection, wich has not been confirmed yet. The GRAVITON Group is enhancing and improving the sensitivity of a gravitational wave detector which is at the Laboratório de Estado Sólido e Baixas Temperaturas of the Instituto de Física of the Universidade de São Paulo (LESBT / IFUSP), in São Paulo city and is supported by FAPESP (processo 2006/56041-3). This detector, called MARIO SCHENBERG, consists of a spherical resonant mass of CuAl (6%) with 65 cm in diameter, and approximately 1150 kg, which should reach the sensitivity of h ~ 10-22 in a bandwidth of 50 Hz around 3200 Hz, when operating at temperatures of 0.05 K. Currently the detector already has all its infrastructure assembled and tested for cryogenic cooling down to 4 K and the whole suspension of the sphere as well as all mechanical isolation system constructed and assembled. Commissioning runs have already been done in 2006, 2007 and 2008, when several diagnoses on the system were performed and since then there have been many developments on the transducers to put back the detector into operation with improved sensitivity. At the same time, improvements have been made within the detector itself due to the diagnoses. The work presented here is associated with the above project. The author has developed activities and developments associated with the detector construction, which can be divided into three main parts: the mechanical part, in which a new system of vibration isolation was designed for the sphere suspension, installed and tested; the cryogenic part, in which new connections and thermal calculations of liquid helium boil-off rate were made as well as other developments for the operation of a dilution refrigerator; and the electronic part, in which the installation of the electronic signal responsable for the transduction was made, besides the development of a new pair of micro-strip antenna.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho consiste na aplicação de métodos espectrais para obter a evolução de sistemas isolados que possam emitir ondas gravitacionais no regime não-linear pleno da Relatividade Geral. A perspectiva da detecção de ondas gravitacionais nos próximos anos torna premente a construção de padrões temporais e angulares de ondas gravitacionais emitidas por sistemas que são fortes candidatos a fontes intensas de ondas gravitacionais. Estudamos a evolução de esferóides de matéria emitindo ondas gravitacionais e um campo de radiação nula onde o espaço-tempo exterior é descrito pelas equações de Robinson- Trautman. O campo de radiação nula é esperado em um colapso gravitacional realístico e pode representar uma superposição incoerente de ondas eletromagnéticas, neutrinos ou campos escalares sem massa. Analisamos a evolução do espectro de emissão de ondas gravitacionais e a extração de massa do sistema devido à emissão de ambos os tipos de radiação. Apresentamos também o primeiro código numérico utilizando o método de Galerkin para integrar as equações de campo do problema de Bondi. Realizamos vários testes numéricos para verificar a convergência, estabilidade e precisão, obtendo resultados promissores. Esse código abre várias possibilidades de aplicações em cenários mais gerais de espaços-tempos com ondas gravitacionais. / This work consists of applying spectral methods to obtain the evolution of isolated systems that can emit gravitational waves in the full nonlinear regime of General Relativity. The perspective of detection of gravitational waves in the next years means that the construction of angular and temporal patterns of gravitational waves emitted by systems that are strong candidates for intense sources of gravitational waves has become pressing.The evolution of spheroids of matter emitting gravitational waves and a null radiation field is studied in the realm of radiative Robinson-Trautman spacetimes. The null radiation field is expected in realistic gravitational collapse and can be either an incoherent superposition of waves of electromagnetic, neutrino or massless scalar fields. We studied the evolution of the angular pattern of gravitational wave emission and the mass extraction of the bounded configuration through the emission of both types of radiations. We present the first numerical code based on the Galerkin method to integrate the field equations of the Bondi problem. Several numerical tests were performed to verify the issues of convergence, stability and accuracy with promising results. This code opens up several possibilities of applications in more general scenarios for studying the evolution of spacetimes with gravitational waves.