Métodos sem malha constituem uma classe de métodos numéricos usualmente aplicados na solução de equações diferenciais parciais (PDE). A principal característica destes métodos é que os mesmos não necessitam de uma malha como a usada nos métodos de elementos finitos. Esta característica pode ser bastante útil quando se esta modelando estruturas móveis, situação onde geralmente se necessita de um processo de reconstrução da malha. Este trabalho apresenta soluções para alguns dos principais aspectos encontrados na modelagem de dispositivos eletromagnéticos através do método sem malha denominado Element-Free Galerkin Method. Problemas como descontinuidade de materiais, domínios periódicos, imposição de condições de contorno essenciais, acoplamento entre as equações de campo e de circuito e modelagem de movimento são tratados nesta tese. Problemas de eletromagnetismo com materiais descontínuos constituem uma situação muito comum e são a causa de alguns problemas para os métodos sem malha. Geralmente esta característica leva a oscilações espúrias nas curvas do campo elétrico e magnético. Para se resolver este tipo de problema é proposta a utilização de funções de peso especiais na implementação do método. O uso de funções de peso especiais também permitira que a imposição das vii condições de contorno essenciais seja feita de maneira similar ao Método de Elementos Finitos. Este tipo de função propiciara também a simplificação da formulação variacional e do código computacional. Uma nova abordagem para o tratamento de problemas com fronteiras periódicas é proposta, fazendo uso de funções de peso especiais e na manipulação do sistema de equações. Este trabalho também apresenta um método que permite o acoplamento entre equações de circuito e do campo magnético no domínio do tempo para o EFGM. Para tal, uma maquina de indução trifásica é usada como exemplo, sendo apresentadas suas equações acopladas entre campo magnético e circuito magnético e circuito elétrico. Como etapa final do trabalho uma abordagem de modelagem do movimento desta maquina elétrica é proposta.

Estuda-se a Eletrodinâmica Quântica realçando suas propriedades como uma teoria de operadores campo no espaço-tempo, em lugar de considerá-la apenas como uma teoria para as funções de Green como se faz usualmente. O objetivo desta análise consiste em adquirir maior discernimento em relação a propriedades que possam vir a ser úteis para outras teorias de campo. A teoria formulada neste sentido contém várias simetrias que são quebradas espontaneamente como resultado do processo de renormalização. O problema geral de quebras espontânea de simetrias é analisado e uma hierarquia de possíveis simetrias é definida, a qual se entende desde uma invariância puramente matemática até uma invariância fisicamente exata. Esta hierarquia contém um tipo de quebra espontânea de simetria (chamada “Local”), além da usual, que possui propriedades adequadas para a descrição das partículas elementares. A corrente relacionada a este tipo de quebra não é conservada e, portanto, o teorema de Goldstone não é aplicável. São dados dois modelos, um sendo solúvel exatamente e o outro sendo essencialmente a Eletrodinâmica Quântica, que são exemplos de quebras espontâneas de simetrias com correntes não conservadas. A conexão entre a quebra local de simetria e a renormalização é esclarecida. A renormalização é considerada como o processo de limite necessário para as definições da diferenciação e dos produtos de operadores campos num ponto, que são combinado de forma invariante para a transformação de calibre. Isto conduz, de um modo natural, à definição das constantes de renormalização. As consequências desta nova formulação par a teoria de perturbação na Eletrodinâmica Quântica são estudadas e mostra-se que surgem identidades generalizadas de Ward através das quais são eliminadas divergências quadrática e logarítmica. / Quantum Electrodynamics is studied emphasizing its properties as a theory of operator field in space-time, instead of considering it only as a theory for the Green’s functions as is the more usual approach. The purpose of this analysis is to gain more insight into general properties which could be useful for other field theories. The theory as formulated contains several symmetries which are spontaneously broken as a result of the renormalization procedure. The problem of spontaneously broken symmetries is defined, which reaches form a purely mathematical invariance up to the physically exact one. This hierarchy contains one type of spontaneously broken symmetry (called “local”), in addition to the usual one, which has suitable properties for the description of elementary particles. The current related to this type of breaking is not conserved and therefore the Golstone theorem is not applicable. Two models are given, one being exactly solvable and the other essentially being Quantum Electrodynamics, which are examples of spontaneously broken symmetries with non-conserved currents. The connection between local symmetry breaking and renormalization is alucinated. The renormalization is considered as the limiting procedure necessary for the definitions of the differentiation and the products of field operators at one point, which are combined in a gauge invariant way. This leads in a natural way to the definition of renormalization constants. The consequences of this new formulation for the perturbation theory in Quantum Electrodynamics are studied an it is shown that generalized Ward identities arise by which quadratic and logarithmic divergences are eliminated.

Estuda-se a Eletrodinâmica Quântica realçando suas propriedades como uma teoria de operadores campo no espaço-tempo, em lugar de considerá-la apenas como uma teoria para as funções de Green como se faz usualmente. O objetivo desta análise consiste em adquirir maior discernimento em relação a propriedades que possam vir a ser úteis para outras teorias de campo. A teoria formulada neste sentido contém várias simetrias que são quebradas espontaneamente como resultado do processo de renormalização. O problema geral de quebras espontânea de simetrias é analisado e uma hierarquia de possíveis simetrias é definida, a qual se entende desde uma invariância puramente matemática até uma invariância fisicamente exata. Esta hierarquia contém um tipo de quebra espontânea de simetria (chamada “Local”), além da usual, que possui propriedades adequadas para a descrição das partículas elementares. A corrente relacionada a este tipo de quebra não é conservada e, portanto, o teorema de Goldstone não é aplicável. São dados dois modelos, um sendo solúvel exatamente e o outro sendo essencialmente a Eletrodinâmica Quântica, que são exemplos de quebras espontâneas de simetrias com correntes não conservadas. A conexão entre a quebra local de simetria e a renormalização é esclarecida. A renormalização é considerada como o processo de limite necessário para as definições da diferenciação e dos produtos de operadores campos num ponto, que são combinado de forma invariante para a transformação de calibre. Isto conduz, de um modo natural, à definição das constantes de renormalização. As consequências desta nova formulação par a teoria de perturbação na Eletrodinâmica Quântica são estudadas e mostra-se que surgem identidades generalizadas de Ward através das quais são eliminadas divergências quadrática e logarítmica. / Quantum Electrodynamics is studied emphasizing its properties as a theory of operator field in space-time, instead of considering it only as a theory for the Green’s functions as is the more usual approach. The purpose of this analysis is to gain more insight into general properties which could be useful for other field theories. The theory as formulated contains several symmetries which are spontaneously broken as a result of the renormalization procedure. The problem of spontaneously broken symmetries is defined, which reaches form a purely mathematical invariance up to the physically exact one. This hierarchy contains one type of spontaneously broken symmetry (called “local”), in addition to the usual one, which has suitable properties for the description of elementary particles. The current related to this type of breaking is not conserved and therefore the Golstone theorem is not applicable. Two models are given, one being exactly solvable and the other essentially being Quantum Electrodynamics, which are examples of spontaneously broken symmetries with non-conserved currents. The connection between local symmetry breaking and renormalization is alucinated. The renormalization is considered as the limiting procedure necessary for the definitions of the differentiation and the products of field operators at one point, which are combined in a gauge invariant way. This leads in a natural way to the definition of renormalization constants. The consequences of this new formulation for the perturbation theory in Quantum Electrodynamics are studied an it is shown that generalized Ward identities arise by which quadratic and logarithmic divergences are eliminated.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-04-11T18:00:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_RelacoesDispersaoDerivativas.pdf: 1946965 bytes, checksum: dd5a7a6632b195a56409eb06847f4951 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-05-04T13:54:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_RelacoesDispersaoDerivativas.pdf: 1946965 bytes, checksum: dd5a7a6632b195a56409eb06847f4951 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T13:54:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_RelacoesDispersaoDerivativas.pdf: 1946965 bytes, checksum: dd5a7a6632b195a56409eb06847f4951 (MD5) Previous issue date: 1998-10-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O formalismo de difração múltipla de Glauber conecta a amplitude de espalhamento elástico hadrônica (interação hádron-hádron) com a amplitude de espalhamento elementar (constituinte-constituinte). O ponto central desta tese é apresentar um primeiro estudo sobre a utilização de relações de dispersão derivativas na determinação da parte real da amplitude elementar, a partir de parametrizações adequadas para sua parte imaginária. Com essa abordagem, no contexto de um modelo fenomenológico anteriormente desenvolvido, obtém-se uma descrição satisfatória das grandezas físicas que caracterizam o espalhamento elástico de hádrons: seção de choque diferencial, seção de choque total e parâmetro r (razão entre a parte real e imaginária da amplitude hadrônica frontal). Apresenta-se também uma discussão crítica do modelo anteriormente desenvolvido e, em certo detalhe, uma revisão do formalismo de difração múltipla e do estabelecimento das relações derivativas a partir das relações integrais, no regime de altas energias. / The Glauber multiple diffraction formalism connects the hadronic elastic scattering amplitude (hadron-hadron interactions) with the elementary scattering amplitude (constituent-constituent ). In this thesis the central point is a first investigation on the applicability of the derivative dispersion relations in the determination of the real part of the elementary amplitude, from suitable parametrizations for its imaginary part. With this approach, in the context of a phenomenological model previously developed, a satisfactory description of the physical quantities that characterize the elastic hadron scattering is achived, namely, the differential cross section, the total cross section and the r parameter (the ratio of the forward real and imaginary parts of the hadronic amplitude ). It is also presented a critical discussion concerning the model previously developed and, in some detail, a review of the multiple diffraction formalism and how to deduce the derivative dispersion relations from the integral ones, in the high energy region.

Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:31Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:222 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we consider a real massless scalar field in a two-dimensional spacetime, satisfying Dirichlet or Neumann boundary condition at the instantaneous position of a moving boundary. For a relativistic law of motion, we show that Dirichlet and Neumann boundary conditions yield the same radiation force on a moving mirror when the initial field state is invariant under time translations. We obtain the exact formulas for the energy density of the field and the radiation force on the boundary for vacuum, coherent and squeezed state. In the nonrelativistic limit, our results coincide with those found in the literature. We also investigate the field inside an oscillating cavity. Considering Neumann and Dirichlet boundary conditions, we write the exact formula for the energy density inside a non-static cavity for an arbitrary initial field state. Taking as basis the Moore equation, we calculate recursively the energy density and investigate its time evolution for the coherent state. / No presente trabalho foi considerado um campo escalar real não massivo em um espaço-tempo bidimensional, satisfazendo à condição de fronteira Dirichlet ou Neumann na posição instantânea de uma fronteira em movimento. Para uma lei de movimento relativística, foi mostrado que as condiçõoes de fronteira Dirichlet e Neumann produzem a mesma força de radiação sobre um espelho em movimento quando o estado inicial do campo é invariante sobre translações temporais. Obtemos as fórmulas exatas para a densidade de energia do campo e da força de radiação na fronteira para os estados de vácuo, coerente e comprimido. No limite não-relativistico, os resultados obtidos coincidem com os encontrados na literatura. Também foi investigado o campo dentro de uma cavidade oscilante. Considerando as condiçõoes de fronteira Neumann e Dirichlet, escreveu-se a fórmulas exata para a densidade de energia dentro de uma cavidade não-estática, para um estado inicial arbitrário do campo. Tomando como base a equação de Moore, nós calculamos recursivamente a densidade de energia e investigamos a evolução temporal da densidade de energia para o estado coerente do campo.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-25T13:20:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ModosQuasinormaisPolos.pdf: 2282255 bytes, checksum: 4ccb8f4c63ec7c82ef4552481454f576 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2014-06-17T12:40:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ModosQuasinormaisPolos.pdf: 2282255 bytes, checksum: 4ccb8f4c63ec7c82ef4552481454f576 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-17T12:40:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ModosQuasinormaisPolos.pdf: 2282255 bytes, checksum: 4ccb8f4c63ec7c82ef4552481454f576 (MD5) Previous issue date: 2010 / Usando o formalismo relativístico no estudo da propagação de perturbações lineares em fluidos ideais, obtêm-se fortes analogias com os resultados encontrados na Teoria da Relatividade Geral. Neste contexto, de acordo com Unruh [W. Unruh, Phys. Rev. Letters 46, 1351 (1981)], é possível simular um espaço-tempo dotado de uma métrica efetiva em um fluído ideal barotrópico, irrotacional e perturbado por ondas acústicas. Esse espaço-tempo efetivo é chamado de espaço-tempo acústico e satisfaz as propriedades geométricas e cinemáticas de um espaço-tempo curvo. Neste trabalho estudamos os modos quasinormais (QNs) e os pólos de Regge (PRs) para um espaço-tempo acústico conhecido como buraco acústico canônico (BAC). No nosso estudo, usamos o método de expansão assintótica proposto por Dolan e Ottewill [S. R. Dolan e A. C. Ottewill, Class. Quantum Gravity 26, 225003 (2009)] para calcularmos, em termos arbitrários do número de overtone n, as frequências QNs e os momentos angulares para os PRs, bem como suas respectivas funções de onda. As frequências e as funções de onda dos modos QNs são expandidas em termos de potências inversas de L = l + 1/2 , onde l é o momento angular, enquanto que os momentos angulares e funções de onda dos PRs são expandidos em termos do inverso das frequências de oscilação do buraco acústico canônico. Comparamos os nossos resultados com os já existentes na literatura, que usam a aproximação de Wentzel-Kramers-Brillouin (WKB) como método de determinação dos modos QNs e dos PRs, e obtemos uma excelente concordância dentro do limite da aproximação eikonal (l ≥ 2 e l > n). / Using the relativistic framework in the study of the propagation of linear perturbations in ideal fluids, we obtain a strong anology with the results found in the Theory of General Relativity. In this context, according to Unruh [W. Unruh, Phys. Rev. Letters 46, 1351 (1981)], it is possible to mimic a spacetime with an effective metric in an ideal fluid, barotropic, irrotacional and perturbed by acoustic waves. These spacetimes are called acoustic spacetimes and satisfy the geometric and kinematic properties of a curved spacetimes. In this work, we study the quasinormal modes and the Regge poles for the so called canonical acoustic hole. In our study, we use an asymptotic expansion method proposed by Dolan e Ottewill [S. R. Dolan and A. C. Ottewill, Class. Quantum Gravity 26, 225003 (2009)] to compute, for arbitrary overtones n, the quasinormal frequencies and angular momentum of the Regge poles, as well as their correspondent wavefunctions. The quasinormal frequencies and quasinormal wavefunction are expanded in inverse powers of L = l + 1/2 , where l is the angular momentum, while the angular momentum and wavefunction of the Regge poles are expanded in inverse powers of the frequency of oscillation of the canonical acoustic hole. We validate our results against existing ones obtained using Wentzel-Kramers-Brillouin (WKB) approximation, and we obtain excellent agreement in the limit of the eikonal approximation (l ≥ 2 e l > n).

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-25T16:01:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturasAdsorvidas.pdf: 4801609 bytes, checksum: 6603a1be0844e60b119974d5b3017c11 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-17T12:47:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturasAdsorvidas.pdf: 4801609 bytes, checksum: 6603a1be0844e60b119974d5b3017c11 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-17T12:47:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturasAdsorvidas.pdf: 4801609 bytes, checksum: 6603a1be0844e60b119974d5b3017c11 (MD5) Previous issue date: 2011 / CVRD - Companhia Vale do Rio Doce / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Neste trabalho, utilizamos o método de primeiros princípios RS-LMTO-ASA (Real Space – Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation) baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT - Density Functional Theory) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não-colineares, para investigar as propriedades magnéticas de nanoestruturas adsorvidas em superfícies metálicas. Consideramos aglomerados com diferentes geometrias e tamanhos como adátomos, dímeros, trímeros, nanofios e nanoestruturas de geometria triangular de Fe, Fe-Co e Fe-Pt adsorvidos sobre a superfície de Pt(111) e tratamos também nanoestruturas de Mn sobre a superfície de Ag(111). Mostramos que os nanofios de Fe-Co sobre a superfície de Pt(111) apresentam um ordenamento ferromagnético. Devido à redução do número de coordenação presente na superfície, os momentos de spin e orbital nos sítios de Fe e Co mostram-se elevados comparados com os respectivos valores dos momentos destes metais como bulk. Analisamos também como estes momentos variam em função da concentração destes elementos nos nanofios. Para os sistemas compostos por nanofios Fe-Pt adsorvidos em Pt(111), mostramos que é possível sintonizar as interações de troca entre os adátomos magnéticos Fe através da introdução de um diferente número de átomos Pt para ligá-los. Por exemplo, a interação de troca entre os adátomos de Fe pode ser consideravelmente aumentada pela introdução de cadeias de Pt que os conectem e tanto configurações ferromagnéticas, antiferromagnéticas ou não-colineares entre os adátomos de Fe podem ser estabilizadas, dependendo da espessura do espaçador Pt. Para os aglomerados Mn sobre a Ag(111) mostramos que a interação de troca entre os sítios de Mn depende não somente da distância entre os átomos, mas também do número de coordenação de cada sítio. Desta forma, verificamos um magnetismo não-colinear nestas nanoestruturas causado tanto por frustração geométrica, quanto pela competição de interações de curto e longo alcance. Nossos resultados estão em boa concordância com os resultados experimentais da literatura e com os resultados teóricos obtidos por outros métodos, quando existentes. / We use the first principles RS-LMTO-ASA (Real Space - Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation) method, based on the Density Functional Theory and implemented to calculate noncollinear magnetic structures, to investigate the magnetic properties of nanostructures adsorbed on metallic surfaces. We have considered different geometries and sizes such as adatoms, dimers, trimers, nanowires, and nanostructures with triangular geometry of Fe, Fe-Co and Fe-Pt on Pt(111), as well as Mn nanostructures on Ag(111) surface. The Fe-Co nanowires adsorbed on Pt(111) are found to order ferromagnetically regardless of the nanowire size. We find enhanced spin and orbital moments at Fe and Co sites compared to what is found in bulk, which is attributed to the reduced coordination number presented at the surface. We also analyzed how these moments vary as a function of the concentration of these elements at the nanowires. For systems composed by Fe-Pt nanowires adsorbed on Pt(111), our results show that it is possible to tune the exchange interaction between magnetic adatoms (Fe) by introducing a different number of Pt atoms to link them. For instance, the exchange interaction between Fe adatoms can be considerably increased by introducing Pt chains to link them. Moreover, either a ferromagnetic or an antiferromagnetic configuration between magnetic adatoms (Fe) can be stabilized depending on the Pt spacer thickness. Furthermore, even a non-collinear magnetic ordering can be obtained tuned by Pt-mediated atoms. For Mn clusters on Ag(111), the exchange interactions between Mn sites depend not only on the distance between the atoms, but also on the coordination number of each site. Therefore, the non-collinear ordering in these nanostructures is caused not only if antiferromagnetism is frustrated by the cluster geometry, but also by the competition between short and long range exchange interactions. The results obtained are in general in good agreement with experiment and other calculations, when available in the literature.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 745150 bytes, checksum: 65d875b3f6e0f0b2ab1416fbad20e76b (MD5) Previous issue date: 2010-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Planck energy scale is still far beyond current possibilities. A question of interest is whether the Lorentz symmetry remains valid at these extremely high energies, whose answer certainly would be useful whenever building grand unified theories, in which general relativity is consistently accommodated. Here, we study a reminiscent of this possible symmetry violation, incorporated in the body of the so-called Standard Model Extension (SME). More precisely, we deal with the pure (Abelian) gauge sector, so that we have a modified classical electromagnetism in (3+1) dimensions, whose Lagrangian include a term proportional to a (constant) background tensorial object that breaks the Lorentz symmetry (active Lorentz frame of particle transformation, more precisely in the other hand, particle transformation), but respecting CPT. Our attention is devoted to the wave-like solutions constrained to propagate inside waveguides. We studied basically, a waveguide of rectangular shape, which in usual case admits transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) modes. We obtained the partial differential equations which describe the axial components of the electric and magnetic fields in the waveguide. In a coaxial transmission line, which admits transverse electromagnetic modes (TEM), our results indicate that Lorentz- breaking implies in modifications of these modes and small corrections of the standard results which are proportional to the very small violating parameters, could be largely enhanced by diminishing the size of the confined media. Perhaps, such an extra feature combined with the usual boundary conditions could lead us to large effects of this violation, somewhat similar to those predicted for CPT- and Lorentz-odd electromagnetic waves constrained to propagate along a hollow conductor waveguide. / A escala de Planck, um regime de altíssimas energias, constitui-se um domínio ainda muito distante da tecnologia nos dias de hoje. Uma questão de interesse é saber se a simetria de Lorentz continua válida nesta escala de energia. Tal investigação pode ajudar na construção de novas teorias que buscam unificar Gravitação (Relatividade Geral) e Mecânica Quântica via Teoria de Cordas, por exemplo. Assim sendo, temos como reminiscente de tal modelo unificado, o Modelo Padrão Estendido (MPE), que é uma extensão da estrutura de calibre usual SU(3) SU(2) U(1), que incorpora os termos que quebram a simetria de Lorentz. Neste trabalho estudamos o setor de radiação do MPE em (3+1)D. Em sua lagrangiana que essencialmente possui um termo adicional ao usual, de Maxwell; tal termo é proporcional a um objeto tipo tensorial (constante) que quebra a simetria de Lorentz (somente sob transformação ativa de Lorentz, também chamada transformação de partícula), mas é par sob a transformação CPT. Analisamos e interpretamos as consequências físicas desta quebra nas equações de Maxwell modificadas do modelo. Aplicamos estas equações a dois tipos particulares de confinamento de ondas eletromagnéticas, a saber: guia de onda retangular e guia de onda tipo cabo coaxial. No guia retangular obtemos equações para um submodelo que descrevem as componentes axiais das ondas eletromagnéticas que se propagam neste tipo de geometria estudando as possibilidades de haver modos transverso elétrico e vii transverso magnético. No guia tipo cabo coaxial estudamos o modo transverso eletromagnético e verificamos que as dimensões do guia podem alargar os efeitos da quebra de modo a facilitar possíveis medidas em laboratório. Buscamos verificar quais implicações físicas um modelo em questão pode trazer a aplicações envolvendo condições de contorno. Comparamos os casos conhecidos na literatura com a presente proposta.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 663701 bytes, checksum: 07cd6e5521c259dcb98087edefcf3bf3 (MD5) Previous issue date: 2007-07-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / We study magnetic monopoles in a Lorentz- and CPT-odd electrodynamical framework in (3+1) dimensions. This is the standard Maxwell model extended by means of a Chern-Simons-like term, bμF μνAv, which respects gauge but violates both Lorentz and CPT symmetries (as a consequence, duality is also lost). Our main interest concerns the analysis of the model in the presence of Dirac monopoles, so that the Bianchi identity no longer holds, which naively yields the non-conservation of electric charge. Since gauge symmetry is respected, the issue of charge conservation is more involved. Actually, the inconsistency may be circumvented, if we assume that the appearance of a monopole induces an extra electric current. The reduction of the model to (2+1) dimensions in the presence of both the magnetic sources and Lorentz-violating terms is presented. There, a quantization condition involving the scalar remnant of bμ, say, the mass parameter, is obtained. We also point out that the breaking of duality may be associated with an asymmetry between electric and magnetic sources in this background, so that the electromagnetic force experienced by a magnetic pole is supplemented by an extra term proportional to bμ, whenever compared to the one acting on an electric charge. / Nesta dissertação estudamos monopolos magnéticos numa estrutura de uma Eletrodinâmica que violam as simetrias de Lorentz e CPT, em (3+1)D. Este é o modelo de Maxwell estendido por um termo do tipo Chern-Simons, bμ.FμνAv, que respeita a transformação de calibre mas viola as simetrias de Lorentz e CPT (como conseqüência, a dualidade é perdida). O interesse principal concentra na análise do modelo na presença de monopolos magnéticos tipo-Dirac, de modo que a identidade de Bianchi seja quebrada, que nos resulta na aparente não-conservação da carga elétrica. A inconsistência pode ser contornada considerando que na presença de monopolos "carregam" com eles uma corrente extra. Uma redução dimensional do modelo para (2+1)D é considerado na presença de ambas as fontes, magnéticas e elétricas, e com o termo de violação da simetria de Lorentz e CPT, onde uma condição da quantização que envolve o remanescente escalar de bμ é obtido. Também, é indicado que a quebra da dualidade pode ser associado com uma assimetria entre fontes elétricas e magnéticas neste cenário, de modo que a força eletromagnética experimentada por um pólo magnético seja suplementada pelo termo extra, proporcional a bμ, quando comparada com uma carga elétrica.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-06-08T14:31:19Z No. of bitstreams: 2 Tese - Stefano Castro Tognini - 2018.pdf: 57497993 bytes, checksum: 7f2bc280505dae763265dbf74341c9ca (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-06-08T14:44:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Stefano Castro Tognini - 2018.pdf: 57497993 bytes, checksum: 7f2bc280505dae763265dbf74341c9ca (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-08T14:44:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Stefano Castro Tognini - 2018.pdf: 57497993 bytes, checksum: 7f2bc280505dae763265dbf74341c9ca (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-04-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The interaction of a cosmic ray particle with an element of the atmosphere results in a cascade of particles, known as extensive air showers, which can be divided into three main branches, known as the hadronic, the electromagnetic, and the muonic component. As for the latter, since muons can reach high depths underground, they are generally used to study cosmic rays at different underground depths. The dynamics of extensive air showers is directly connected to the density of the atmosphere, as it defines the probability of particles to decay or interact. As muons are mainly produced from the decay of pions and kaons, and a warmer atmosphere results in higher number of meson decays, such particles are prone to suffer a sea- sonality effect that is directly correlated to the yearly seasonal variations of the atmosphere, an effect that has been verified by a large number of experiments over the past six decades. In 2015 the MINOS experiment presented an anti correlation between the effective temperature of the atmosphere and the seasonality of the muon flux for multiplicities higher than one (i.e. more than one muon track per cosmic ray event). Said anti correlation is not yet fully understood, counting with only a qualitative hypothesis as a probable mechanism. As such, the main goals of this study are to verify the MINOS anti correlation effect and extend the study to verify the seasonality of the effect as a function of different variables in order to improve the understanding of the phenomenon and possible corroborations with the known hypothesis. Two full years of the NOνA Near Detector, ranging from April 2015 to April 2017, were used as the dataset for the analysis. The anti correlation between the multiple muon flux and the effective temperature of the atmosphere is confirmed by the NOνA Near Detector, being in full agreement with the results presented by the MINOS Collaboration. The seasonal effect is also broken down by different variables: i) track separation, ii) zenith angle, iii) track angular separation, and iv) multiplicity. Different regions of these variables represent different energy ranges for the detected underground muons, their hadron parents or the primary particles that originated the cosmic ray shower, being a way to verify any particular dependency with energy. The results show that there are no clear trends in any of the studied variables, except for the multiplicity, in which the intensity of the seasonal variation increases for higher multiplicities. / A interação entre um raio cósmico e algum elemento da atmosfera é responsável por produzir uma cascata de partículas, conhecida como chuveiro atmosférico extenso. Tal cascata pode ser dividida em três principais componentes, conhecidas como hadrônica, eletromagnética e muônica. O fato de que múons são capazes de alcançar grandes profundidades no subsolo, faz com que a última componente citada seja ideal para ser utilizada por detectores subterrâneos para estudar chuveiros atmosféricos extensos. A dinâmica desses chuveiros está diretamente associada à densidade da atmosfera, a qual é um fator determinante nas probabilidades de decaimento ou interação das partículas produzidas ao longo da mesma. Em vista do fato de que muons são produzidos à partir do decaimento de píons e káons, e considerando que uma atmosfera mais quente/fria implica em um maior/menor número de decaimento desses mésons, espera-se que o fluxo de múons de raios cósmicos tenha um sazonalidade anual, um efeito confirmado por um conjunto de experimentos ao longo das últimas 6 décadas. Em 2015 o experimento MINOS apresentou uma anticorrelação entre a temperatura efetiva da atmosfera e a sazonalidade do fluxo de múons para eventos com multiplicidade maior que um (ou seja, mais de uma trajetória detectada por evento de raio cósmico). Tal correlação inversa não é completamente compreendida, contando apenas com uma hipótese qualitativa como provável mecanismo físico. Portanto, os principais objetivos deste estudo implicam em verificar este efeito sazonal invertido no Near Detector do experimento NOνA, além de extender a verificação da sazonalidade de múons múltiplos em função de diferentes variáveis, de forma a trazer uma melhor compreensão sobre o fenômeno e trazer conclusões que possam corroborar com a hipótese mencionada anteriormente. Como forma de atingir os objetivos, desenvolveu-se uma análise usando dois anos de dados do NOνA Near Detector, acumulados entre abril de 2015 e abril de 2017. A anticorrelação entre o fluxo de múons múltiplos e a temperatura efetiva da atmosfera foi confirmada, estando de acordo com os resultados apresentados pelo experimento MINOS. O efeito sazonal foi estudado de acordo com diferente variáveis: i) separação entre trajetórias, ii) ângulo zenital, iii) separação angular e iv) multiplicidade. Diferentes regiões de valores destas variáveis representam diferentes regiões de energia dos múons detectados, dos hádrons que os originaram ou dos respectivos primários. Os resultados mostram que não existem claras correlações em nenhuma das variáveis estudadas, exceto pela multiplicidade, a qual mostra que a intensidade da variação sazonal de múons múltiplos aumenta à medida que a multiplicidade do evento aumenta.