Nesta dissertação trataremos partículas de Dirac em espaços de Riemann-Cartan, que são espaços métricos riemanniânos onde não se impõe a restrição de que a conexão seja simétrica. Inicialmente mostramos, a título de revisão, como a equação de Dirac pode ser generalizada para tais espaços, passando a seguir ao estudo do acoplamento dessas partículas à geometria de fundo. Enquanto que na Relatividade Geral o acoplamento à curvatura do espaço leva simplesmente a uma alteração da massa efetiva de repouso do férmion, a introdução da torção dá origem a mudanças mais profundas. Isso é também comprovado analisando o limite não relativístico da equação de Dirac. A seguir, estudamos o comportamento do spin da partícula, determinando sua equação de movimento na presença adicional de um campo eletromagnético de fundo. Finalmente, obtemos as leis de conservação associadas aos grupos de movimento nesses espaços, isto é, construímos o Teorema de Noether para férmions em espaços de Riemann-Cartan. O enfoque é o de Jackiw e Fleming, e é particularmente confortante observar que, apesar das complicações introduzidas pelo caso não trivial aqui tratado, a simplicidade e a clareza da formulação original não são perdidas. / ETETRONS OF DIRAC IN TWIST SPACE

Nesta dissertação trataremos partículas de Dirac em espaços de Riemann-Cartan, que são espaços métricos riemanniânos onde não se impõe a restrição de que a conexão seja simétrica. Inicialmente mostramos, a título de revisão, como a equação de Dirac pode ser generalizada para tais espaços, passando a seguir ao estudo do acoplamento dessas partículas à geometria de fundo. Enquanto que na Relatividade Geral o acoplamento à curvatura do espaço leva simplesmente a uma alteração da massa efetiva de repouso do férmion, a introdução da torção dá origem a mudanças mais profundas. Isso é também comprovado analisando o limite não relativístico da equação de Dirac. A seguir, estudamos o comportamento do spin da partícula, determinando sua equação de movimento na presença adicional de um campo eletromagnético de fundo. Finalmente, obtemos as leis de conservação associadas aos grupos de movimento nesses espaços, isto é, construímos o Teorema de Noether para férmions em espaços de Riemann-Cartan. O enfoque é o de Jackiw e Fleming, e é particularmente confortante observar que, apesar das complicações introduzidas pelo caso não trivial aqui tratado, a simplicidade e a clareza da formulação original não são perdidas. / ETETRONS OF DIRAC IN TWIST SPACE

A experiência E781/SELEX acumulou um total de 1 bilhão de eventos de trígger charmoso em fita utilizando um feixe secundário de POT.-/ POT.- de 600 GeV/c e um de próton de 500 GeV/c, ambos a partir do feixe de prótons de 800 GeV/c gerado pelo Tevatron no Fermilab. Aqueles incidiram em alvos de cobre e carbono com o objetivo de estudar a produção e o decaimento de estados charmosos. Neste trabalho estudamos os estados POT. ++0 IND.C(2455) c++/- e POT. ++0* IND.C (2520) POT.+ IND. C POT. +/- a partir dos dados da E781 tomados durante o período de Dezembro de 1996 até Setembro de 1997. Obtivemos as medidas de massa e largura para dos báríons IND.C e * IND.C com valores: M IND. c++ M IND. c+ = 167.5 ± 0.5 ± 0.2MeV/c2, M IND. c POT.0 -- M IND. c+ = 167.9 ± 0.7 ± 1.2 MeV/c2, M IND. c++* M IND. c+ = 237.4 ± 4.9 ± 3.1MeV/c2, M IND. c POT.0* -- M IND. c+ = 232.6 ± 1.7 ± 1.3 MeV/c2, M IND. c++- = 16.2 ± 7.8 ± 5.5MeV e M IND. c POT.0* = 9.1 ± 6.0 ± 6.2MeV. Fizemos também o estudo de hadroprodução destes estados medindo o parâmetro que caracteriza a distribuição em x IND.f. OS valores obtidos são: n IND. c++ = 2.57 ± 0.57 ± 0,45, n IND. c POT.0 = 1.37 ± 0,27 ± 0.43, n IND. c++ = 2,13 ± 0,26 ± 0,61, n IND. c POT.0- =2.05 ± 0,35 ± 0,80. / The experiment E781/SELEX collected a total of 1 billion charm trígger events ou tape using a 600 GeV/c -/ and a 500 GeV/c proton secondary beams, both from the 800 GeV/c proton beam delivered by the Fermilab Tevatron, Those beams reached the copper and carbon targets. The main goal was to study charm hadron production and decays. This work is dedicated to study the c++/0(2455) c++/- e c (++/0)*(2520) c++/- states from the E781 data obtained from December 1996 to September 1997. We obtained the mass and width values for the c and c* bárions as: M c++ M c+ = 167.5 ± 0.5 ± 0.2MeV/c2, M c0 -- M c+ = 167.9 ± 0.7 ± 1.2 MeV/c2, M c++* M c+ = 237.4 ± 4.9 ± 3.1MeV/c2, M c0* -- M c+ = 232.6 ± 1.7 ± 1.3 MeV/c2, M c++- = 16.2 ± 7.8 ± 5.5MeV e M c0* = 9.1 ± 6.0 ± 6.2MeV. We also studied the hadroproduction for those states measuring the paramenter that characterizes the xf distribution. The values obtained are: n c++ = 2.57 ± 0.57 ± 0,45, n c0 = 1.37 ± 0,27 ± 0.43, n c++- = 2,13 ± 0,26 ± 0,61, n c0- =2.05 ± 0,35 ± 0,80.

O Modelo Padrão (MP) da Física de Partículas é uma descrição extremamente bem sucedida dos dados experimentais com que contamos hoje. No entanto, as suas limitações são aparentes pelo fato dele possuir um grande número de parâmetros arbitrários. Mais importante ainda, no MP a escala eletrofraca é instável, o que dá lugar ao chamado problema da hierarquia de escalas. A solução desse problema requer nova física na escala TeV, que é precisamente a escala de energia a ser explorada no Large Hadron Collider (LHC) do CERN. Neste trabalho foi estudada a fenomenologia de Teorias Quiver, que são extensões do Modelo Padrão (MP) que descrevem nova física na escala TeV. Foram investigadas teorias da escala eletrofraca onde a hierarquia com a escala ultravioleta, ou seja, a escala de Planck, é gerada por uma estrutura de cadeia de grupos de gauge espontaneamente quebrados em cascata. Essas teorias, também geram a hierarquia das massas dos férmions de forma natural, mas são puramente quadridimensionais. Porém, elas podem ser construídas a partir de teorias com uma dimensão extra curva, com métrica anti de Sitter. Desta forma, as teorias resultantes tem várias propriedades boas das teorias com dimensões extras, mas são mais gerais e melhor comportadas no ultra-violeta. Foram calculados os acoplamentos do primeiro estado excitado dos bósons de gauge com quarks do MP. É possível determinar a localização dos férmions no Quiver, analogamente à localização na dimensão extra. Deste modo, define-se os acoplamentos para um certo número de sítios. Esse trabalho tem como objetivo o estudo da fenomenologia das chamadas Teorias Quiver no LHC. Foram obtidos vínculos de massa para ressonâncias na escala TeV. Tanto dados vindo de experimentos de precisão eletrofracos quanto de detecção direta restringem a teoria para a massa do estado excitado do bóson de gauge a MG > 3 TeV. Dados vindos da próxima fase do LHC, com maior energia e luminosidade, irão resultar em vínculos de detecção direta que ultrapassam os limites dos vínculos indiretos de sabor e precisão eletrofraca. / The Standard Model of Particle Physics (SM) is a very successful description of the experimental data gathered until now. However, this model has limitations due to the large number of arbitrary parameters. More importantly, the electroweak scale is unstable, which results in the scale hierarchy problem. The solution to this problem requires new physics at the TeV scale, which is precisely the energy scale to be explored at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN. We have studied the phenomenolgy of Full Hierarchy Quiver Theories (FHQT), which is an extension of the Standard Model (SM) that describes new physics at the TeV scale. We have investigated theories of the electroweak scale, where the hierarchy with the ultraviolet scale (e.g. Plank scale) is generated by a chain of gauge groups spontaneously broken by ordered vacuum expectation values. These four-dimensional quantum field theories also generate the fermion mass hierarchy in a natural way. They can be obtained by deconstruction of models with a curved extra dimension in an anti-de Sitter backround. Thus, the resultant four-dimensional theories have many of the desired properties that extra dimensional theories have, alas without some of its problems. We have calculated the couplings acquired from the interaction between the first excited mode of the gauge boson with SM quarks. It is possible to obtain the localization of the wave function of the fermion zero modes in a similar way it is done in extra dimensional theories. Thus the couplings depend on the number of sites in the theory. This project has the purpose of studying the phenomenology of what we call full hierarchy quiver theories (FHQT). We obtained bounds of resonance masses at the TeV scale. Both data from electroweak precision measurements and direct detection result in MG > 3 TeV. Data from the next run at the LHC, at higher energies and luminosities, will result in the first direct search bounds that surpass indirect flavor and electroweak precision limits.

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].

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].

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.

O Modelo Padrão (MP) da Física de Partículas é uma descrição extremamente bem sucedida dos dados experimentais com que contamos hoje. No entanto, as suas limitações são aparentes pelo fato dele possuir um grande número de parâmetros arbitrários. Mais importante ainda, no MP a escala eletrofraca é instável, o que dá lugar ao chamado problema da hierarquia de escalas. A solução desse problema requer nova física na escala TeV, que é precisamente a escala de energia a ser explorada no Large Hadron Collider (LHC) do CERN. Neste trabalho foi estudada a fenomenologia de Teorias Quiver, que são extensões do Modelo Padrão (MP) que descrevem nova física na escala TeV. Foram investigadas teorias da escala eletrofraca onde a hierarquia com a escala ultravioleta, ou seja, a escala de Planck, é gerada por uma estrutura de cadeia de grupos de gauge espontaneamente quebrados em cascata. Essas teorias, também geram a hierarquia das massas dos férmions de forma natural, mas são puramente quadridimensionais. Porém, elas podem ser construídas a partir de teorias com uma dimensão extra curva, com métrica anti de Sitter. Desta forma, as teorias resultantes tem várias propriedades boas das teorias com dimensões extras, mas são mais gerais e melhor comportadas no ultra-violeta. Foram calculados os acoplamentos do primeiro estado excitado dos bósons de gauge com quarks do MP. É possível determinar a localização dos férmions no Quiver, analogamente à localização na dimensão extra. Deste modo, define-se os acoplamentos para um certo número de sítios. Esse trabalho tem como objetivo o estudo da fenomenologia das chamadas Teorias Quiver no LHC. Foram obtidos vínculos de massa para ressonâncias na escala TeV. Tanto dados vindo de experimentos de precisão eletrofracos quanto de detecção direta restringem a teoria para a massa do estado excitado do bóson de gauge a MG > 3 TeV. Dados vindos da próxima fase do LHC, com maior energia e luminosidade, irão resultar em vínculos de detecção direta que ultrapassam os limites dos vínculos indiretos de sabor e precisão eletrofraca. / The Standard Model of Particle Physics (SM) is a very successful description of the experimental data gathered until now. However, this model has limitations due to the large number of arbitrary parameters. More importantly, the electroweak scale is unstable, which results in the scale hierarchy problem. The solution to this problem requires new physics at the TeV scale, which is precisely the energy scale to be explored at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN. We have studied the phenomenolgy of Full Hierarchy Quiver Theories (FHQT), which is an extension of the Standard Model (SM) that describes new physics at the TeV scale. We have investigated theories of the electroweak scale, where the hierarchy with the ultraviolet scale (e.g. Plank scale) is generated by a chain of gauge groups spontaneously broken by ordered vacuum expectation values. These four-dimensional quantum field theories also generate the fermion mass hierarchy in a natural way. They can be obtained by deconstruction of models with a curved extra dimension in an anti-de Sitter backround. Thus, the resultant four-dimensional theories have many of the desired properties that extra dimensional theories have, alas without some of its problems. We have calculated the couplings acquired from the interaction between the first excited mode of the gauge boson with SM quarks. It is possible to obtain the localization of the wave function of the fermion zero modes in a similar way it is done in extra dimensional theories. Thus the couplings depend on the number of sites in the theory. This project has the purpose of studying the phenomenology of what we call full hierarchy quiver theories (FHQT). We obtained bounds of resonance masses at the TeV scale. Both data from electroweak precision measurements and direct detection result in MG > 3 TeV. Data from the next run at the LHC, at higher energies and luminosities, will result in the first direct search bounds that surpass indirect flavor and electroweak precision limits.

A experiência E781/SELEX acumulou um total de 1 bilhão de eventos de trígger charmoso em fita utilizando um feixe secundário de POT.-/ POT.- de 600 GeV/c e um de próton de 500 GeV/c, ambos a partir do feixe de prótons de 800 GeV/c gerado pelo Tevatron no Fermilab. Aqueles incidiram em alvos de cobre e carbono com o objetivo de estudar a produção e o decaimento de estados charmosos. Neste trabalho estudamos os estados POT. ++0 IND.C(2455) c++/- e POT. ++0* IND.C (2520) POT.+ IND. C POT. +/- a partir dos dados da E781 tomados durante o período de Dezembro de 1996 até Setembro de 1997. Obtivemos as medidas de massa e largura para dos báríons IND.C e * IND.C com valores: M IND. c++ M IND. c+ = 167.5 ± 0.5 ± 0.2MeV/c2, M IND. c POT.0 -- M IND. c+ = 167.9 ± 0.7 ± 1.2 MeV/c2, M IND. c++* M IND. c+ = 237.4 ± 4.9 ± 3.1MeV/c2, M IND. c POT.0* -- M IND. c+ = 232.6 ± 1.7 ± 1.3 MeV/c2, M IND. c++- = 16.2 ± 7.8 ± 5.5MeV e M IND. c POT.0* = 9.1 ± 6.0 ± 6.2MeV. Fizemos também o estudo de hadroprodução destes estados medindo o parâmetro que caracteriza a distribuição em x IND.f. OS valores obtidos são: n IND. c++ = 2.57 ± 0.57 ± 0,45, n IND. c POT.0 = 1.37 ± 0,27 ± 0.43, n IND. c++ = 2,13 ± 0,26 ± 0,61, n IND. c POT.0- =2.05 ± 0,35 ± 0,80. / The experiment E781/SELEX collected a total of 1 billion charm trígger events ou tape using a 600 GeV/c -/ and a 500 GeV/c proton secondary beams, both from the 800 GeV/c proton beam delivered by the Fermilab Tevatron, Those beams reached the copper and carbon targets. The main goal was to study charm hadron production and decays. This work is dedicated to study the c++/0(2455) c++/- e c (++/0)*(2520) c++/- states from the E781 data obtained from December 1996 to September 1997. We obtained the mass and width values for the c and c* bárions as: M c++ M c+ = 167.5 ± 0.5 ± 0.2MeV/c2, M c0 -- M c+ = 167.9 ± 0.7 ± 1.2 MeV/c2, M c++* M c+ = 237.4 ± 4.9 ± 3.1MeV/c2, M c0* -- M c+ = 232.6 ± 1.7 ± 1.3 MeV/c2, M c++- = 16.2 ± 7.8 ± 5.5MeV e M c0* = 9.1 ± 6.0 ± 6.2MeV. We also studied the hadroproduction for those states measuring the paramenter that characterizes the xf distribution. The values obtained are: n c++ = 2.57 ± 0.57 ± 0,45, n c0 = 1.37 ± 0,27 ± 0.43, n c++- = 2,13 ± 0,26 ± 0,61, n c0- =2.05 ± 0,35 ± 0,80.

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].