A presente dissertação versa sobre a sincronização idêntica em redes de osciladores caóticos. Uma perspectiva razoavelmente histórica sobre a literatura da área é apresentada . O conceito de caos é introduzido junto com outras idéias da dinâmica não-linear: sistemas dinâmicos, exemplos de sistemas, atratores, expoentes de Liapunov, etc. A integração numérica de equações diferenciais é largamente utilizada, principalmente, para o cálculo de expoentes e o desenho do diagrama de fases. A sincronização idêntica é definida, inicialmente, em redes que não passam de um par de osciladores. A variedade de sincronização (conjunto de pontos no espaço de fases no qual a solução do sistema é encontrada se há sincronização) é determinada. Diferentes variantes de acoplamentos lineares são enfocadas: acoplamento interno, externo, do tipo mestre-escravo e birecional, entre outras. Para detectar sincronização, usa-se o conceito de expoente de Liapunov transversal, uma extensão do conceito clássico de expoente de Liapunov que caracteriza a sincronização como a existência de um atrator na variedade de sincronização. A exposição é completada com exemplos e atinge relativo detalhe sobre o assunto, sem deixar de ser sintética com relação à ampla literatura existente. Um caso de sincronização em antifase que usa a mesma análise é incluído. A sincronização idêntica também é estudada em redes de osciladores idênticos com mais de dois osciladores. As possibilidades de sincronização completa e parcial são explanadas. As técnicas usadas para um par de osciladores são expandidas para cobrir este novo tipo de redes. A existência de variedades de sincronização invariantes é considerada como fator determinante para a sincronização. A sincronização parcial gera estruturas espaciais, analisadas sob a denominação de padrões. Algumas relações importantes entre as sincronizações são explicitadas, principalmente as degenerescências e a relação entre a sincronização parcial e a sincronização completa do respectivo estado sincronizado para alguns tipos de acoplamento. Ainda são objetos de interesse as redes formadas por grupos de osciladores idênticos que são diferentes dos osciladores dos outros grupos. A sincronização parcial na qual todos os grupos de osciladores têm seus elementos sincronizados é chamada de sincronização primária. A sincronização secundária é qualquer outro tipo de sincronização parcial. Ambas são exemplificadas e analisadas por meio dos expoentes transversais e novamente por meio da existência de invariantes de sincronização. Obtém-se, então, uma caracterização suficientemente ampla, completada por casos específicos.

O objetivo deste trabalho é elucidar alguns aspectos sobre termalização e decoerência em sistemas quânticos de baixa dimensionalidade. Para este fim, estudamos alguns sistemas com estrutura de níveis diferentes. Primeiro analisamos um sistema semelhante ao oscilador harmônico, isto é, um sistema sem degenerescência. Em seguida, analisamos um sistema de spins com e sem interação. Com o estudo destes sistemas, fomos capazes de determinar quando e como um sistema quântico perde correlação entre seus níveis de energia e atinge um estado estacionário com pesos de Boltzmann. Discutimos, também, alguns conceitos importantes na transição de uma Termodinâmica tradicionalmente clássica para uma abordagem quântica,como entropia, temperatura e reservatório de energia. / Our objective in this work is to elucidate some aspects about thermalization and decoherence in low dimensional quantum systems. To do so, we study some systems with different energy level structures. First we analyse a harmonic oscilator akin system, that is, a system without degenerescence. Then, we analyse a system of spins with and without interaction. Studing these systems, we were able to determine how and when a quantum system looses correlation between its energy levels and reaches a stationary state given by the Boltzmann distribution. We also discuss important concepts about the transition between a Classical Thermodynamics and its quantum counterpart. Some of these concepts are entropy, temperature and energy reservoir.

Submitted by Marcos Samuel (msamjunior@gmail.com) on 2016-06-08T11:40:03Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Renata Issa Vianna.pdf: 2838078 bytes, checksum: dafa2b733973cb93879554bca4cfdd15 (MD5) / Approved for entry into archive by Alda Lima da Silva (sivalda@ufba.br) on 2016-06-13T17:25:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Renata Issa Vianna.pdf: 2838078 bytes, checksum: dafa2b733973cb93879554bca4cfdd15 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T17:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Renata Issa Vianna.pdf: 2838078 bytes, checksum: dafa2b733973cb93879554bca4cfdd15 (MD5) / O intuito desta dissertação é estudar o modelo KMP. Este é um clássico modelo de interação constituído por uma cadeia de osciladores harmônicos unidimensionais desacoplados que trocam energia por meio de um processo estocástico. Cada elo tem um relógio de Poisson. Sempre que o relógio toca, dois osciladores vizinhos redistribuem energia de maneira uniforme. Além disso, o sistema está em contato com reservatórios nas extremidades, à diferentes temperaturas. Neste trabalho, apresentamos o estudo deste modelo e mostramos a validade da Lei de Fourier.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:38:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319279.pdf: 519928 bytes, checksum: 764be7efe265367941d109a18c26d6a5 (MD5) Previous issue date: 2013 / Neste trabalho discutimos modelos clássicos para sistemas macroscópicos dissipativos e sua contrapartida quântica, segundo a abordagem em que se considera uma partícula (sistema microscópico) em interação com um banho térmico constituído por uma coleção de osciladores harmônicos acoplados (reservatório). Com tal objetivo, fazemos uma revisão crítica dos trabalhos que deram origem à chamada Equação de Langevin Quântica para uma partícula browniana, bem como construímos a Equação Mestra, que governa a evolução do sistema microscópico. Para essa equação, incorporamos os efeitos de temperatura através da teoria de campos à temperatura finita, Thermofield Dynamics (TFD), redefinindo adequadamente o vácuo do sistema macroscópico. Realizamos uma aplicação do formalismo apresentado descrevendo uma partícula browniana interagindo com um banho térmico, considerando este como um campo escalar homogêneo. <br> / Abstract : In this monograph we discuss classical models for macroscopic dissipative systems andtheir counterparts, following an approach where one considers a particle (microscopicsystem) interacting with a thermal bath composed by an assembly of coupled oscillators(reservoir). For this purpose, we critically review the works that originated the so-calledQuantum Langevin Equation for the brownian particle, and construct the Master Equationthat governs the evolution of the microscopic system. In such way we incorporate finitetemperature effects via Thermofield Dynamics (TFD), suitably redefining the vacuum ofthe macroscopic system. As an application, we consider a heat bath interacting with abrownian particle as a homogeneous scalar field.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:49:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339514.pdf: 5834245 bytes, checksum: 19a6493edcb4f7393ff7e0b94e01ac0f (MD5) Previous issue date: 2015 / Apesar da existência de muitas alternativas para geração de base de tempo, não há ainda uma referencia de tempo totalmente integrável que possa oferecer simultaneamente alta precisão, baixa potência e custo de produção reduzido; portanto, não há uma referência de tempo ideal capaz de ter performance melhor do que os osciladores a quartzo disponíveis no mercado. O objetivo principal desse trabalho é de tentar encontrar uma solução em tecnologia CMOS de uma referencia de tempo capaz de substituir osciladores a quartzo na frequência de 32 kHz. Isso implica em projetar um oscilador de baixa potencia, alta precisão e que seja pouco sensível as variações de processo, de tensão e de temperatura. Os elementos básicos do oscilador de relaxação deste trabalho são um transistor zero-Vt que opera como resistor e uma fonte de corrente específica de transistor zero-Vt. Foi desenvolvido também um Schmitt trigger com entrada de corrente e uma fonte de corrente controlada por tensão capaz de acompanhar a variação de corrente devido as variações de processo, tensão e temperatura. As medidas do oscilador fabricados mostraram uma variação de +/- 30ppm/°C na faixa de temperatura de -20°C ate 80°C e uma variação menor do que +/- 500ppm/V para tensão de alimentação entre 0.7 V e 1.8 V. As medidas da estabilidade em frequência mostraram uma variação de +/- 500ppm para estabilidade de longo termo, e um jitter de 2 nano seconds para estabilidade curto termo.<br> / Abstract: Despite many alternatives for time generation, no CMOS fully-integrated time reference offers simultaneously high accuracy, low power consumption, and low cost, and, thus, no ideal time reference suitable to replace the xtalclockis available. The main aim of this work is to contribute to find a solution to this problem, which is to realize a low-cost, low-power CMOS time reference circuit that is insensitive to PVT (Process, Voltage, and Temperature) variations. The basic element of the relaxation oscillator is a zero-VtMOSFET that operates as a resistor and a current source which tracks the specific current of the zero-Vt transistor. The design presented here uses acurrent mode Schmitt trigger and a voltage controlled current source, which can track the current variation due to PVT variations. The frequency of oscillation, proportional to the mobility, is compensated by the thermal voltage. The proposed time reference, fabricated in a 180 nm CMOS technology has been designed for 32 kHz. Test and measurement results show a variation of +/- 30ppm/°C from -20°C to 80°C, and less than +/- 500ppm/V for a variation of the supply voltage between 0.7 V to 1.8 V. As regards frequency stability, measurements have shown a variation less than +/- 500ppm for long term stability, and an rms jitter of 2 nanoseconds (66 ppm) for short term stability.

Made available in DSpace on 2015-10-06T13:02:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-24. Added 1 bitstream(s) on 2015-10-06T13:19:18Z : No. of bitstreams: 1 000849610.pdf: 1060639 bytes, checksum: f7f529a2c97b379eced359bb7ae14e34 (MD5) / Com avanços em tecnologia, e com a necessidade em buscar soluções para reduzir efeitos do aquecimento global, tornou captação de energia uma área de pesquisa popular. O particular interesse deste projeto é a extração de energia a partir de vibrações em ambientes no qual possui aplicação em ambientes hostis ou em áreas remotas. Este tipo de dispositivo possui a capacidade de alimentar sistemas microeletrônicos que utilizam pouca energia, por exemplo sensores de monitoramento da saúde estrutural, sensores sem fio, radio comunicação, etc. Neste trabalho, uma investigação é conduzida para determinar a quantidade de energia que pode ser extraída a partir de vibrações devido a passagem do trem. Um estudo é conduzido para investigar o design dos parâmetros ótimos para um extrator de energia submetido a vibrações induzidas por trens passando com diferentes velocidades. Dados de vibração de dois locais no Reino Unido é utilizado para este propósito. Uma expressão analítica aproximada para energia extraída por um extrator linear submetido a excitação periódica de tempo limitado é avaliado utilizando os componentes harmônicos das vibrações em um dormente. Os resultados são comparados com os obtidos através da análise numérica. Também, o comportamento de um extrator de energia linear submetido a vibrações induzidas por diversos trens passantes, é avaliado para trens com uma faixa de velocidade observado nos dados mensurados em Steventon / With advances in technology, and with the need to seek for solutions to reduce the effects of global warming, makes energy harvesting a popular research topic. The particular interest in this project is the harvesting of energy from ambient vibrations, which has applications in hostile environments or in remote areas. This type of device has the capacity feed microelectromechanical systems that use a low power, for example sensors for structural health monitoring, wireless sensors, radio communications, etc. In this work, an investigation is conducted to determine how much energy can be scavenged from vibrations due the passage of a train. A study is conducted to investigate the optimum parameters design of an energy harvester subject to vibrations induced by trains passing at different speeds. Vibration Data from two sites in the United Kingdom is used for this purpose. An approximate analytical expression for energy harvested from a linear harvester subject to a time-limited periodic excitation is evaluated using the harmonic components of the sleeper vibrations. The results are compared with those obtained through numerical analysis. Also, the behaviour of the linear energy harvester subject to vibrations induced by several passing trains is evaluated for ranges of speeds observed in measurement data sets at Steventon site

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-27Bitstream added on 2014-06-13T20:27:59Z : No. of bitstreams: 1 rosado_ec_me_rcla.pdf: 1831055 bytes, checksum: d9d7d3f82865c70d99693c4aedf93980 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho investigamos a dissociação de moléculas diatômicas heteronucleares sujeitas a pulsos de laser. Esse sistema é modelado pelo o oscilador de Morse forçado. Aplicamos o método da base Morse-Laguerre e utilizamos a técnica Split time operator para resolver as equações diferencias. Resolvemos as equações clássicas de movimento e definimos uma probabilidade de dissociação clássica. Analisamos como a probabilidade de dissociação se comporta em função do alcance da função dipolo da molécula e em função de diversos parâmetros, tais como o tempo de duração do laser, frequência e amplitude do campo externo. Comparamos os resultados quânticos e clássicos, verificamos que nas duas teorias a probabilidade de dissociação é inibida para para algumas frequências do laser, e que essa inibição está relacionada ao alcance finito do momento de dipolo da molécula / In this work we investigated the dissociation of heteronuclear diatomic molecules subjected to laser pulses. This system is modeled by the forced Morse oscillator. We apply the method of Morse-Laguerre basis and use the Split time operator technique to solve the diferential equations. We solved the classical equations of motion and we define a classical dissociation probability. We analyze how the dissociation probability behaves according of the range of the dipole function and according several parameters, like time of the laser, amplitude and frequency of external eld. We compare some results with others provided by classical mechanics. We compare the quantum and classical results and we verified that in both theories the dissociation probability is inhibited for some frequencies of the laser and that this inhibition is related to the finite range of the dipole moment of the molecule

Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-02Bitstream added on 2014-08-27T15:57:03Z : No. of bitstreams: 1 000781211.pdf: 1283604 bytes, checksum: c5b6c668d08991eba34fc8fcdb9fdabd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta tese, tem-se por objetivo usar o princípio de ação quântica de Schwinger para estudar e caracterizar dois tipos de sistemas quânticos: o primeiro sendo um oscilador harmônico forçado, cujos parâmetros dependem explicitamente do tempo e o segundo, um conjunto de osciladores harmônicos que interagem linearmente. Mostra-se para o primeiro, que a forma funcional desse princípio, i.e. o operador que origina as variações generalizadas das variáveis dinâmicas do sistema, além de permitir a construção das funções de transformação para qualquer tipo de sistema quântico, ajuda à determinação das quantidades conservadas e, conseqüentemente, à dedução do seu espectro de energia e o conjunto de funções próprias quando existirem. Caso contrário, se o sistema é dependente do tempo, podem-se construir as álgebras dinâmicas que permitem estudá-lo de uma maneira alternativa. Da mesma forma, para o segundo sistema, são propostos dois conjuntos de estados e de operadores: um associado aos estados que cada elemento do sistema apresenta em presença da interação, conhecidos na literatura como estados vestidos e outro, que representa os modos normais do sistema como um todo. Ambos conjuntos de estados são usados na implementação do princípio deaçãoquântica,permitindoencontrar: as soluções exatas, o espectro de energia, as funções de onda e as amplitudes de transição entre quaisquer dois estados nos quais se possa encontrar o sistema. Em cada caso, serão dados alguns exemplos que se contrastarão com os resultados associados a outras abordagens teóricas / This thesis has the aim of using the Schwinger Quantum Action Principle to study and characterize two kind of quantum systems: the ?rst one is a forced harmonic oscillator whose parameters explicitly depend on time and the second one, a set of harmonic oscillators which interacts linearly. We show for the ?rst system that the functional form of this principle, i.e. the operator which causes the generalized variations of the dynamical variables of the system, besides allowing the construction of transformation functions of any kind of system, help to determine the associated conserved quantities and therefore to deduct the form of the spectrum and the set of the eigen-functions of the system, if they exist. Otherwise, if the system is time-dependent, the dynamical algebras which allows studying it in an alternative way can be constructed. Similarly, for the second system two sets of states and operators are proposed. The ?rst one associated with the quantum state of each element of the system in the presence of interaction, known in the literature as Dressed States and the second one, which represents the normal modes of the system as a whole. Both sets of states are used in the implementation of the Quantum Action Principle allowing to ?nd the exact solutions, the spectrum, wave functions and amplitudes between any two states in which the system can be found. In each case, a few examples will be given and the results are contrasted with results associated with other theoretical approaches

A presente dissertação versa sobre a sincronização idêntica em redes de osciladores caóticos. Uma perspectiva razoavelmente histórica sobre a literatura da área é apresentada . O conceito de caos é introduzido junto com outras idéias da dinâmica não-linear: sistemas dinâmicos, exemplos de sistemas, atratores, expoentes de Liapunov, etc. A integração numérica de equações diferenciais é largamente utilizada, principalmente, para o cálculo de expoentes e o desenho do diagrama de fases. A sincronização idêntica é definida, inicialmente, em redes que não passam de um par de osciladores. A variedade de sincronização (conjunto de pontos no espaço de fases no qual a solução do sistema é encontrada se há sincronização) é determinada. Diferentes variantes de acoplamentos lineares são enfocadas: acoplamento interno, externo, do tipo mestre-escravo e birecional, entre outras. Para detectar sincronização, usa-se o conceito de expoente de Liapunov transversal, uma extensão do conceito clássico de expoente de Liapunov que caracteriza a sincronização como a existência de um atrator na variedade de sincronização. A exposição é completada com exemplos e atinge relativo detalhe sobre o assunto, sem deixar de ser sintética com relação à ampla literatura existente. Um caso de sincronização em antifase que usa a mesma análise é incluído. A sincronização idêntica também é estudada em redes de osciladores idênticos com mais de dois osciladores. As possibilidades de sincronização completa e parcial são explanadas. As técnicas usadas para um par de osciladores são expandidas para cobrir este novo tipo de redes. A existência de variedades de sincronização invariantes é considerada como fator determinante para a sincronização. A sincronização parcial gera estruturas espaciais, analisadas sob a denominação de padrões. Algumas relações importantes entre as sincronizações são explicitadas, principalmente as degenerescências e a relação entre a sincronização parcial e a sincronização completa do respectivo estado sincronizado para alguns tipos de acoplamento. Ainda são objetos de interesse as redes formadas por grupos de osciladores idênticos que são diferentes dos osciladores dos outros grupos. A sincronização parcial na qual todos os grupos de osciladores têm seus elementos sincronizados é chamada de sincronização primária. A sincronização secundária é qualquer outro tipo de sincronização parcial. Ambas são exemplificadas e analisadas por meio dos expoentes transversais e novamente por meio da existência de invariantes de sincronização. Obtém-se, então, uma caracterização suficientemente ampla, completada por casos específicos.

Orientador : Ricardo Luiz Viana / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: Um oscilador linear por partes, carregado, amortecido e forçado é investigado numericamente. A não-linearidade é devida à rigidez assimétrica. A motivação física remete às ondulações de uma ponte pênsil, estimulada pelo fluxo lateral do vento. Um mapa de Poincaré bidimensional é obtido. Os parâmetros são introduzidos gradualmente, favorecendo uma abordagem fenomenológica. Retratos de fase revelam multi-estabilidade com estrutura de bacia muito intrincada, cujo expoente de incerteza resulta não-inteiro, apesar de argumentos geométricos demonstrarem que esta estrutura não é fractal. Um atrator caótico é destruído por uma crise de fronteira. Próximo ao parâmetro crítico, o tempo médio de transiente diminui com o amortecimento segundo uma lei de potência. Ocorre erosão da bacia de segurança quando é introduzido um limiar de ruptura para a mola unilateral. Atratores de períodos mais altos são destruídos pela adição de ruído. Movimento quasiperiódico, sincronização e caos são criados pelo acoplamento entre dois osciladores conectados por uma mola unilateral. / Abstract: A forced damped and preloaded piecewise-linear oscillator is numerically investigated. Nonlinearity is due to asymmetrical stiffness. Physical motivation alludes to the undulations of a suspension bridge, stimulated by transversal wind flow. A two-dimensional Poincare map is obtained. Parameters are gradually introduced, enhancing a phenomenological approach. Phase portraits reveal multistability with a highly entangled basin structure, which uncertainty exponent is non-integer, despite geometrical arguments demonstrate this structure is not fractal. A chaotic attractor is destroyed through boundary crisis. Close to critical parameter, average transient time decreases with damping as a power-law. Erosion of safe basin occurs as a rupture threshold for the one-sided spring is established. Periodic attractors with higher periods are destroyed by addition of noise. Quasiperiodic motion, synchronization and chaos are created by the coupling between two oscillators connected by a one-sided spring.