Estudamos a estabilidade de um feixe relativístico continuo e intenso de partículas carregadas que se propaga no interior de um tubo condutor cilíndrico. As equações de movimento para o centróide e o envelope de um feixe, cujo eixo de propagação esta levemente desalinhado com relação ao eixo do tubo condutor, são obtidas e utilizadas na determinação das condições de equilíbrio e estabilidade para o transporte do feixe. Nosso estudo mostra que, dependendo dos parâmetros principais que definem o sistema, a propagação do feixe ao longo do eixo de simetria do tubo pode se tornar instável devido à presença da parede condutora, o que define um limite fundamental na fração de área efetiva que um feixe em equilíbrio pode ocupar dentro do tubo. / We study the stability of a continuous and intense relativistic beam of charged particles that propagates inside a cylindrical conducting pipe. The equations of motion for the centroid and the envelope of a beam, whose axis of propagation is slightly misaligned with the axis of the transport channel, are obtained and used in determining the conditions of equilibrium and stability for the transport of the beam. Our study shows that, depending on main parameters that define the system, the transport of the beam along the axis of symmetry of the pipe may become unstable due to the presence of the conducting wall. This defines a fundamental limit on the fraction of the effective area that an stable beam can occupy inside the pipe.

Estudamos os efeitos de correções relativísticas a interação spin-spin no espalhamento núcleon no modelo de quarks. No nível dos hádrons utilizamos o Método do Grupo Ressonante (RGM) em segunda quantização para obter um potencial entre o méson e o barion em função de um potencial entre quarks constituintes. Para esse potencial no nível dos quarks utilizamos um potencial de troca de um gluóns onde os espinores do charm são truncados em segunda ordem em momento e os espinores dos quarks up e down sao truncados em quarta ordem obtendo assim um potencial tipo Fermi-Breit. O potencial entre os hádrons é então utilizado para calcular a seção de choque na aproximação de Born. Na ausência de dados experimentais, ajustamos nosso modelo e comparamos os resultados com os obtidos por Hilbert et al. (2007) [1]. / We study the effects of relativistic corrections to spin-spin interaction in the c-nucleon scattering in quark model. At hadron level we use the Ressonating Group Method (RGM) in second quanti- zation in order to obtain a potential between the meson and baryon as a funtion of the potential between constituent quarks. To obtain this potential at quark level we use a one gluon exchange potential in which the charm spinors are truncated at second order in momentum and the quarks up and down spinors are truncated at fourth order in momentum obtaining thus a Fermi-Breit-like potential. Then the potential between hadrons is used to calculate the scattering cross section in the Born approximation. In the absence of experimental data we adjust our model and compare our results with the ones obtained by Hilbert et al. (2007) [1].

Esta tese analisa a transição de um feixe com perfil isotrópico para um perfil anisotrópico em um canal focalizador linear. Considerando um feixe de íons de alta intensidade no regime dominado pelas forças eletromagnetoestáticas do próprio feixe e com um grande desacasamento (RMS) do envelope do feixe, observa-se um rápido crescimento da anisotropia espacial do feixe. Uma vez que as interações eletromagnetoestáticas do próprio feixe em um acelerador linear de alta intensidade podem levar a equipartição da energia entre os graus de liberdade do feixe, este fenômeno de anisotropização sugere uma espécie de rota para a equipartição. Nesta tese, mostramos que as ressonâncias de partícula-partícula e as ressonâncias entre os modos de oscilação do feixe e as partículas levam a anisotropização do feixe, isto é, tanto a razão do envelope como a razão das emitâncias são diferentes de um. Propomos que esta anisotropia é responsável pelo equiparticionamento do feixe. Os resultados sugerem que quando o feixe permanece equiparticionado ele apresenta uma anisotropia macroscópica, que é caracterizada pelas seguintes propriedades: o desenvolvimento de uma forma elíptica do feixe, com o crescimento do semi-eixo ao longo da direção x, a presença de um acoplamento entre as emitâncias transversais, a formação do anel ao longo de uma direção preferencial, a estacionariedade da temperatura e um crescimento da entropia, sob a forma de cascata. Chamamos o estado caracterizado por estas propriedades como um estado de equartição via anisotropias. / This thesis examines the transition from isotropic to anisotropic beam profiles in a linear focusing channel. Considering a high-intensity ion beam in a space-charge dominated regime and with an initially large mismatcaed RMS beam size, we observe a fast increasing spatial anisotropy of the beam. Since space-charge interactions in a high-intensity linear accelerator can lead to energy equip rtition between the degrees of freedom, this anisotropization phenomena suggest a kinc of route to equipartition. In this thesis we show that the particle-particle resonances and mode oscillation of the beam-particle resonances lead to the anisotropization of the beam, that is, both the envelope ratio and the emittance ratio are different from one. We propose that this anisotropy is responsible for the beam's equipartitioning. The results suggest that the beam remains equipartitioned when it exhibits a macroscopic anisotropy, which is characterized by the following properties: the development of an elliptical shape with increasing size along the x-direction, the presence of a coupling between transversal e ittances, halo formation along a preferential direction, stationarity of the temperature and a growth of the entropy in the cascade form. We call the state characterized by these properties as an anisotropic equipartition state.

Esta tese analisa a dinâmica combinada do envelope e da centróide de feixes intensos de partículas carregadas envoltos por paredes condutoras. Similarmente ao caso onde as paredes condutoras estão ausentes, nós mostramos que a dinâmica do envelope e da centróide são independentes. Envelopes descasados decaem ao estado de equilíbrio com simultâneo crescimento de emitância, mas a centróide se mantém oscilando sem perda signi cativa de energia. São mostradas estimativas analíticas para obtenção de algumas características de formação de halo vista nas simulações completas. / This thesis analyses the combined envelope-centroid dynamics of high intensity charged beams surrounded by conducting walls. Similarly to the case were conducting walls are absent, we show that the envelope and centroid dynamics decouples from each other. Mismatched envelopes still decay into equilibrium with simultaneous emittance growth, but the centroid keeps oscillating with no appreciable energy loss. Some estimates are performed to analytically obtain some characteristics of halo formation seen in the full simulations.

Submitted by Tatiana Silva (tsilva@icict.fiocruz.br) on 2013-01-25T16:23:38Z No. of bitstreams: 1 monique_b_vieira_ioc_bcm_0035_2010.pdf: 3754001 bytes, checksum: e9addb2be437498db04bf586f51fc750 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-01-25T16:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 monique_b_vieira_ioc_bcm_0035_2010.pdf: 3754001 bytes, checksum: e9addb2be437498db04bf586f51fc750 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação Oswaldo Cruz.Instituto Oswaldo Cruz. Rio de janeiro, RJ, Brasil / Os vírus da hepatite B (HBV) e da hepatite C (HCV) são os maiores agentes causadores de doenças hepáticas crônicas. As vacinas recombinantes contra a hepatite B correspondem ao antígeno de superfície do vírus da hepatite B (HBsAg), formado apenas pela proteína small (S), as quais têm a propriedade de organizar-se em partículas subvirais não infecciosas secretadas em grande quantidade pelas células hospedeiras sendo facilmente purificadas. As partículas subvirais do HBV podem funcionar como uma estrutura carreadora de epítopos de outros agentes infecciosos e devido a essas propriedades, foram construídos plasmídios recombinantes contendo o gene S do HBV, no qual foi inserido uma sequencia de 129bp da região E2 hipervariável 1 (HVRI) do envelope do HCV, através de um sítio de restrição único localizado no interior da região nucleotídica para o determinante a do HBsAg. O objetivo deste estudo é a caracterização desses vetores HBsAg subvirais carregando epitopos do HCV, com avaliação de antigenicidade e imunogenicidade das construções plasmidiais, bem como das partículas quiméricas purificadas em comparação a partículas HBsAg subvirais. Três vetores de expressão em células de mamíferos comerciais, pcDNA3.1D/V5-His-TOPO © , o pcDNA3 e o pCI foram utilizados e os ensaios de transfecção transitória realizados em células de ovário de hamster chinês (CHO) e/ou células hepáticas de linhagem contínua humana (HuH7). A avaliação da presença de uma cauda de poli-histidina fusionada ao HBsAg foi realizada em construções utilizando como vetor o plasmídio comercial pCI. Os sobrenadantes e extratos celulares obtidos das transfecções transitórias foram analisados quanto à detecção de HBsAg por ensaios imunoenzimáticos. As proteínas recombinantes obtidas foram pré-purificadas por colchão de sacarose 20%, caracterizadas por eletroforese em gel de poliacrilamida desnaturante (SDS-PAGE) e Western-Blot e os ensaios de imunogenicidade foram realizados em camundongos BALB/c de 4 semanas. Os níveis de expressão transitória de partículas HBsAg subvirais expressas nas células CHO e HuH7 foram duas vezes menores utilizando o vetor pCI contendo a sequencia para poli-histidinas em comparação com o vetor pCI comercial. O perfil em SDS-PAGE evidenciou duas bandas protéicas de 30 kDa e 24 kDa, presentes somente nos sobrenadantes das culturas transfectadas transitoriamente e não nos controles negativos. Tais bandas foram reconhecidas em Western-Blot, por um anticorpo monoclonal anti-HBs específico para a proteína S, corroborando a antigenicidade da proteína HBsAg quimérica (30kDa) e não quimérica (24kDa). Os ensaios de imunogenicidade em camundongos BALB/c demonstraram que a vacinação com as construções moleculares contendo o gene HBsAg (pCI-SAa) ou a sequencia quimérica HBsAg/HCV (pCI-SAaHCV) foi capaz de elicitar uma resposta imune humoral, com uma detecção de anticorpos anti -HBs cerca de 3 e 400 vezes, respectivamente, maior do que detectada nos camundongos imunizados com as partículas HBsAg subvirais obtidas pelas mesmas construções plasmidiais. O desenvolvimento dessa tecnologia se torna uma ferramenta útil para a produção de vacinas bivalentes, como insumos para testes de diagnóstico ou ainda como agente terapêutico / The hepatitis B virus (HBV) and hepatitis C virus (HCV) are the major causative agents of chronic hepatitis disease worldwide. The HBV recombinant vaccines are composed of the HBV small (S) envelope protein(HBsAg).These particles have the capacity of self-assemble into virus-like particles (VLPs), which can be produced in large quantities and are easily enriched and purified. Nevertheless, the HBsAg subviral particles may be used as a carrier for foreign epitopes. Due to this property we have constructed HBsAg recombinant plasmids from a HBV isolate of genotype A, subgenotype A1, which we have used to insert epitopes of the E2 hypervariable region 1 (HVR1) from HCV envelope protein, using a natural unique restriction site located into the a determinant of S region. The aim of this study is to characterize these chimeric subviral HBsAg vectors carrying HCV epitopes, to evaluate the antigenicity and immunogenicity of molecular constructions, as well as, the purified chimeric particles compared with HBsAg subviral particles. The chimeric HBsAg/HCV and wild type HBsAg sequences were cloned into three different mammalian commercial vectors, the pcDNA3.1D/V5-His-TOPO©, pcDNA3 and pCI. Transient transfection assays were carried out in Chinese Ramster Ovary (CHO) and Human Hepatoma (HuH7) cell lines. The evaluation of a poly-histidine tag fused to HBsAg sequence was performed using pCI vector constructions. The detection of HBsAg from medium and cells extracts of the transient transfection cell lines were analysed by immunosorbent assay. The recombinant proteins were partially purified by 20% sucrose cushion, characterized by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and Western-Blot analysis. The immunogenicity assays were performed with Male 4-week-old BALB/c mice. The expression patterns of HBsAg particles expressed by CHO and HuH7 cell lines were 2-fold lower in pCI vectors fused with a poly-histidine tag than commercial pCI vectors. The SDS-PAGE profile showed two protein bands of 30 kDa and 24 kDa at culture medium of transfected cells, which were absent at negative controls. These bands were detected in Western Blot assay, using a specific anti-HBs monoclonal antibody S protein, and corroborates the chimeric HBsAg (30 kDa) and wild type HBsAg (24 kDa) antigenicity. The immunogenicity assays performed at BALB/c mice showed the vaccination with molecular constructions, containing the HBsAg wild type (pCI-SAa) or chimeric HBsAg/HCV (pCI-SAaHCV) sequences, were able to elicit a humoral immune response, with anti-HBs antibodies titers about 3 to 400-fold higher than detected in mice immunized with wild type and chimeric HBsAg/HCV purified particles, obtained with the same molecular constructions. This study has practical applications, such as the development of bivalents vaccines, therapy, as well as, diagnosis fields.

VERAS, Diego Frankin de Souza. Solitons em macromoléculas poliméricas helicoidais. 2012. 79 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-20T20:11:29Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_dfsveras.pdf: 1461424 bytes, checksum: e03cd018aa0d13ccd561b6569912d54e (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-21T20:39:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_dfsveras.pdf: 1461424 bytes, checksum: e03cd018aa0d13ccd561b6569912d54e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-21T20:39:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_dfsveras.pdf: 1461424 bytes, checksum: e03cd018aa0d13ccd561b6569912d54e (MD5) Previous issue date: 2012 / Um dos desafios da Física Teórica é a tentativa de explorar como seus conceitos e técnicas podem ser aplicados à Biologia para descrever a dinâmica da matéria viva. A complexidade da estrutura e organização dos sistemas biológicos conduz a efeitos não-lineares onde é possível a manifestação de mecanismos solitônicos. Uma forma atrativa de se estudar a propagação de energia vibracional em biopolímeros, tais como proteínas, é baseada em modelos de redes não-lineares. Na década de 1970, Davidov sugeriu que os modos de vibrações intramoleculares de uma proteína estão relacionados às interações presentes nas deformações de sua estrutura e propagam ao longo da cadeia polipeptídica com velocidade constante. Este é um comportamento de ondas solitárias (soluções de certas classes de equações de onda não-lineares). Os modelos básicos utilizados para se estudar a dinâmica não linear de macromoléculas poliméricas trabalham com redes anarmônicas unidimensionais. No entanto, tais moléculas são tridimensionais e é necessário levar em conta não apenas deslocamentos longitudinais mas também deslocamentos transversais à cadeia. Com base no fato de que, no estado fundamental, uma macromolécula polimérica assume a forma de uma hélice, estudamos um modelo físico que descreve a dinâmica não linear de polímeros, em particular, para uma proteína alfa-hélice, tratando com interações entre monômeros de diferentes ciclos da hélice, responsáveis por estabilizar a geometria espiral da molécula. As soluções numéricas das equações dinâmicas obtidas para esta cadeia mostram que o modelo suporta soluções do tipo sóliton. Analizamos ainda quais os valores aceitáveis dos parâmetros livres para que estas soluções existam. Mostramos de que forma os sólitons representam uma torção na molécula e como suas dinâmicas descrevem a propagação desta torção ao longo da cadeia protéica.

A produção exclusiva de mésons vetoriais bem como a produção direta de fótons têm sido estudadas recentemente em ambos aspectos, experimental e teoricamente. Neste trabalho, investigamos a fotoprodução exclusiva de mésons vetoriais e os processos de radiação de fótons reais em colisões próton-próton (pp), próton-núcleo (pA) e núcleo-núcleo (AA) nas energias do Large Hadron Collider (LHC), considerando a abordagem de dipolos de cor. As massas dos mésons pesados fornecem uma escala perturbativa para o problema, permitindo testar a Cromodinâmica Quântica (QCD) perturbativa. Por outro lado, os mésons leves não têm uma escala perturbativa associada ao processo e, portanto, possibilitam testar o regime não perturbativo da QCD. A transição entre o tratamento duro perturbativo e o regime suave pode ser abordada através dos modelos de saturação partônica dentro do formalismo de dipolos de cor. Além disso, tratamos da produção de fótons diretos, onde estimamos a correspondente seção de choque em colisões pp e pA no LHC. Os fótons diretos são uma importante prova da dinâmica da QCD, sondando a região de pequenas distâncias e, consequentemente, oferecendo acesso a estrutura hadrônica do próton. Para ambas reações tratadas nesta tese, o objetivo central é analisar as incertezas teóricas referentes aos respectivos modelos físicos na descrição dos observáveis em colisões hadrônicas no regime de altas energias. / The exclusive production of vector mesons as well the prompt photon production have been studied recently, both experimentally and theoretically. In this work, we investigated the exclusive photoproduction of vector mesons and the real photon radiation processes in proton-proton (pp), proton-nucleus (pA) and nucleus-nucleus (AA) collisions at the Large Hadron Collider (LHC) energies, considering the color dipole approach. The masses of heavy mesons provide a perturbative scale for the problem allowing to test the perturbative Quantum Chromodynamics (QCD). On the other hand, the light mesons do not have a perturbative scale associated to the process, so they allow to test the non-perturbative regime of QCD. The transition between the hard perturbative and the soft regimes can be addressed by the parton saturation models within the color dipole formalism. In addition, we investigated the direct photon production, where we estimate the corresponding cross section in pp and pA collisions at the LHC. The prompt photon are an important probe of QCD dynamics, scanning the small distances region and, consequently, providing access to the hadronic structure of the proton. For both reactions treated in this thesis, the main objective is to analyze the theoretical uncertainties related to the phenomenological models in the description of observables in hadronics collisions at high energy regime.

Ingeniero Civil Eléctrico / La creciente demanda de dispositivos que requieren autonomía han marcado un importante y creciente desarrollo de las baterías. En el contexto de la electromovilidad y el desarrollo sustentable de soluciones que permitan el transporte de personas a través de la ciudad es que resulta trascendental conocer el estado de carga de la batería y poder pronosticar cuando se descargará. Este trabajo se realiza en el contexto del proyecto de investigación FONDECYT 1140774 y con la colaroración de ELIBATT, Empresa que proporcionó la bicicleta eléctrica utilizada en el estudio. El objetivo de este trabajo es estimar y pronosticar la potencia máxima disponible en una batería (SoMPA) y posteriormente utilizarlo como variable para pronosticar cuando la batería se descargará, considerando distintos perfiles de uso. Las metodologías de estimación y pronóstico utilizan como base un esquema desarrollado en \cite{Claudio}. En dicho esquema se modifica principalmente el algoritmo de pronóstico donde se incluye un cálculo off-line de los perfiles de uso, se adiciona una solución para el SoMPA en función del estado de carga y de las restricciones físicas de este problema en particular, se modifica la definición de probabilidad de falla y se realiza el pronóstico de la falla en función del SoMPA y los perfiles de uso. Los datos utilizados se obtuvieron en pruebas en terreno mediante un dispositivo basado en Arduino, el que fue rediseñado y reprogramado con el fin de obtener datos representativos del uso una batería de ión-litio en una bicicleta eléctrica. Para la etapa de estimación se obtuvo que la metodología utilizada logra estimar el SoC y el Voltaje con errores menores al $5 \%$ en los set de datos utilizados mientras que la estimación del SoMPA es consistente con la potencia medida y el tiempo de falla. Además la metodología utilizada logra un pronóstico del SoMPA que permite estimar el tiempo de falla con errores menores al $12 \%$ considerando una potencia de corte en función de la máxima corriente para cada perfil de uso, es decir, el peor caso de cada perfil. Se concluye que la metodología de estimación y pronóstico basada en filtro de partículas, logra estimar y pronosticar utilizando el SoMPA como variable crítica y perfiles de uso predefinidos.

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1994. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:33:01Z : No. of bitstreams: 1 000524316.pdf: 3132245 bytes, checksum: cdfd47a27f819ee95d467ba02ef476d7 (MD5) / Este trabalho consiste no estudo do papel das simetrias quiral e de calibre eletromagnético, da constante 'g IND. A' e do tipo de acoplamento pion-núcleon em três processos: fotoprodução de um píon e de dois píons e interação fóton-núcleon. Os dois primeiros processos são tratados na aproximação em árvore, enquanto que no último são considerados também diagramas envolvendo um loop. O papel das simetrias é analisado investigando-se a existência de relações entre os vários diagramas de um dado processo. Já o papel do tipo de acoplamento pion-núcleon é analisado, comparando-se os resultados obtidos por meio de dois modelos de implementação da simetria quiral: o sigma linear e o não linear de Weinberg. Analogamente, o papel de 'g IND. A' é avaliado pela inspeção direta das expressões obtidas para os vários processos. Este estudo mostrou que, apenas no processo envolvendo dois píons externos a simetria quiral é relevante. Em particular, a simetria quiral é irrelevante para o fator de forma eletromagnético devido à nuvem piônica do núcleon, pelo menos no contexto das correções de um loop consideradas. Estes resultados constituem pontos de partida para o estudo mais abrangente do papel da simetria quiral em abordagens não perturbativas, tais como a do modelo de Skyrme / In this Work we study the role played by chiral and electromagnetic gauge symmetries, the weak constant 'g IND. A' and pion-nucleon couplings in three processes; single and double pion photo production and photon-nucleon interaction. The first two of them are treated at tree levei, whereas the last one includes one loop corrections. The role of the symmetries is analyzed considering the existence of relationships among various diagrams contributing to a given process. The influence of the way pions couple to nucleons is studied by comparing results obtained by means of the linear sigma model and the non linear model proposed by Weinberg. Finally, the role of 'g IND. A' is assessed by direct inspection of formal expressions. Our study showed that chiral symmetry is relevant only for double pion photo production. In particular, chiral symmetry does not influence the pion cloud contribution to the electromagnetic nucleon form factor, at least within the one loop approximation considered. These results pave the way for more comprehensive studies of the role of chiral symmetry in non perturbative approaches, such as the Skyrme model

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-19Bitstream added on 2014-06-13T20:08:11Z : No. of bitstreams: 1 mendonca_el_me_guara.pdf: 384050 bytes, checksum: c137ed30a056e407a0d6398ba9532aaa (MD5) / Nesta dissertação investigaremos as formulações duais que descrevem partículas massivas de spin-2 em D = 2 + 1. Faremos isso atrav es da imersão de calibre de Noether e da tecnica da ação mestra. Daremos atenção especial ao desacoplamento de graus de liberdade esp urios. Atrav es do uso de simetrias locais oferecemos uma explicação para o fato de termos três modelos auto-duais para a descrição de partículas de spin-2, enquanto que para partículas de spin-1, existem somente dois modelos auto-duais. Para partículas de spin-2 um modelo auto-dual generalizado ser a de nido, e mostraremos que ele equivale a um par de modelos auto-duais de massas distintas e helicidades opostas. No processo de dualização, veremos que al em de um termo de Chern-Simons, um termo de Einstein-Hilbert poder a ser usado como termo de mistura na ação mestra. / In this master's thesis we investigate dual formulations for massive spin- 2 particles in D = 2 + 1. This is carried out by means of the Noether gauge embedding and the master action technique. We pay special attention to the decoupling of redundant degrees of freedom. Through the use of local symmetries, we argue why we have three self-dual models for the description of spin-2 particles, while for spin-1 particles, there are only two self-dual models. A generalized self-dual model is de ned and shown to be equivalent to a couple of self-dual models with di erent masses and oposite helicities. In the dualization process, we demonstrate that in addition to the Chern-Simons term, the Einstein-Hilbert action can also be used as a mixing term.