Nesta dissertação apresenta-se uma sugestão de atualização curricular para o Ensino Médio por meio da inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea. O objetivo desta dissertação foi desenvolver e aplicar uma Unidade de Aprendizagem (UA) sobre Partículas Elementares, além de investigar indícios de aprendizagem significativa provenientes da UA. A abordagem metodológica da UA foi pautada na teoria da mediação de Vygotsky e complementada pela teoria da aprendizagem de Ausubel. Compõe a UA: um texto que aborda o desenvolvimento do conceito de partícula elementar, a partir do referencial histórico, e analisado segundo a epistemologia de Gaston Bachelard; atividades, dentre as quais a elaboração e apresentação de mapas conceituais em pequenos grupos. A Unidade de Aprendizagem foi aplicada em uma escola de Ensino Médio da rede estadual de ensino do Rio Grande do Sul, com uma turma de terceira série, durante seis semanas. A investigação relativa a indícios de aprendizagem significativa utilizou, como instrumentos de coleta de dados, pré e pós-testes individuais e três versões de mapas conceituais construídos sequencialmente. Para análise dos dados, foram utilizados metodologias qualitativas e quantitativas. Apesar de terem sido identificadas algumas dificuldades no desenvolvimento da UA, a maioria dos estudantes manifestou grande satisfação pela proposta; e a análise dos dados coletados apresentou indícios de aprendizagem significativa. / This dissertation presents a suggestion to upgrade the physics high school curriculum through the introduction of topics of Modern and Contemporary Physics. The main objective was to develop and implement a Learning Unit (LU) on Elementary Particles, in addition of searching for hints of meaningful learning resulting from this unit. The methological approach of the LU was based on Vygotsky mediation theory. The LU is composed by: a text dealing with the development of the elementary particle concept from an historical framework, and anlysed according to Bachelard‘s epistemology; instructional activies, among them the construction and presentation of concept maps in small groups. The Learning Unit was implemented in a public high school of the Rio Grande do Sul state, during six weeks, with a third year group. The research regarding evidences of meaningful learning used individual pre and posttests and three versions of concept maps, sequentially constructed, as instruments for data gathering. Quantitative and qualitative methodologies were used in data analysis. In spite of the fact that some difficulties were detected in the implementation of the LU, the majority of the students showed a high degree of satisfaction with the proposal; in the analysis of the data some evidences of meaningful learning were found.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Nesse trabalho à analizado a localizaÃÃo de fÃrmions de spin 1/2 em um bulk D-dimensional em um cenÃrio de (D-2)-branas. O modelo usado para tal à uma extensÃo para mais dimesÃes dos modelos Randall-Sundrum (RS) e de brana espessa. Ele à conhecido como modelo de codimensÃo 1. Os resultados obtidos sÃo fundamentados em uma geometria nÃo-fatorizÃvel do tipo Anti-de Sitter. Durante o processo de localizaÃÃo do modo zero, usa-se tanto a mÃtrica de Randall-Sundrum como uma mÃtrica com fator de dobra suave que depende da coordenada da dimensÃo extra, frequentemente usada nos modelos de brana espessa. As representaÃÃes de spin 1/2 variam com a dimensÃo do espaÃo-tempo, entÃo o processo de localizaÃÃo deve levar em conta a dimensionalidade do bulk. Baseados nesses modelos, descobre-se que a localizaÃÃo de fÃrmions em (D-2)-branas muda quando o espaÃo-tempo à par ou Ãmpar. Eles nÃo sÃo localizados quando a dimensionalidadedo bulk à par e somente uma das quiralidades pode ser localizada quando D à Ãmpar. / In this work we analyzed the localization of fermions of spin-1/2 in a D-dimensional bulk in a (D-2)-branes scenario. The model used for this is a dimensional extension of models Randall-Sundrum (RS) and thick branes. It is known as co-dimension 1 model. The obtained results are based in no-factorizable geometry type Anti-de Sitter. During the zero mode localization process, it is uses both the Randall-Sundrum metric as a metric with smooth warped factor that depends on the coordinate of extra dimension, frequently used in thick brane models. As the spin-1/2 representations change with dimension of spacetime, the localization process, somehow, must take into account the dimensionality of bulk. Based on these models, one finds that the localization fermions in (D-2)-branes changes when the spacetime is par or odd. They are not located when the dimensionality of bulk is par an only one of chiralities can be located when D is odd.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Esta tese apresenta o estudo de localizaÃÃo de campos em cenÃrios de branas em cinco e em seis dimensÃes. Utilizamos mÃtodos numÃricos adequados para estudarmos os modos massivos dos campos gravitacional, vetorial e espinorial sobre vÃrios modelos de mundo-brana. A proprosta dos modelos de branas à solucionar alguns dos problemas fundamentais em aberto na FÃsica de PartÃculas e na Cosmologia, tais como a imensa discrepÃncia entre as escalas de Planck e da teoria eletrofraca, a origem da matÃria escura, a aceleraÃÃo cÃsmica e o valor da constante cosmolÃgica. Basicamente, a hipÃtese de mundo-branas propÃe que o nosso universo à um defeito topolÃgico possuindo as quatro dimensÃes espaÃo-temporais usuais imerso em um espaÃo de dimensÃo maior, chamado de bulk. Para que as lei fÃsicas quadridimensionais sejam restabelecidas, à necessÃrio que os campos tenham seu modo zero localizado. Isto significa dizer que a soluÃÃo para massa nula seja finita. Ademais, as soluÃÃes com massa diferente de zero, chamadas de modos massivos de Kaluza-Klein (KK), merecem atenÃÃo especial. Tais modos possuem implicaÃÃes fenomenolÃgicas importantes. Por exemplo, para o campo gravitacional, a torre de estados massivos de KK fornece uma correÃÃo na lei de Newton para curtas distÃncias. Apenas os modelos singulares possuem soluÃÃes exatas, os conhecidos modelos de Randall-Sundrum (RS) em cinco dimensÃes e de Gherghetta-Shaposhnikov (GS) em seis dimensÃes. No entanto, tais modelos receberam vÃrias extensÃes onde a brana deixou de ser singular, passando a ter uma espessura e, consequentemente, uma estrutura interna rica. As equaÃÃes dos modos massivos, de maneira geral, sÃo descritas por problemas de Sturm-Liouville e nÃo possuem soluÃÃo analÃtica sendo necessÃria a utilizaÃÃo de mÃtodos numÃricos para se obter uma soluÃÃo aproximada. A resoluÃÃo direta da equaÃÃo de Sturm-Liouville era atà entÃo evitada na literatura. Nesta tese, obtemos o espectro e as autofunÃÃes dos campos utilizando mÃtodos de discretizaÃÃo em vÃrios modelos de branas espessas. Com isso, pudemos calcular de forma direta a correÃÃo na lei de Newton da gravitaÃÃo devido à torre de estados de Kaluza-Klein para vÃrios modelos de mundo-brana. A abordagem desenvolvida aqui à de grande proveito, podendo ser utilizada como uma ferramenta de seleÃÃo para modelos de branas, determinando quais modelos possuem implicaÃÃes fenomenolÃgicas que concordem com futuras medidas experimentais de desvios no potencial gravitacional.

Nesta dissertação apresenta-se uma sugestão de atualização curricular para o Ensino Médio por meio da inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea. O objetivo desta dissertação foi desenvolver e aplicar uma Unidade de Aprendizagem (UA) sobre Partículas Elementares, além de investigar indícios de aprendizagem significativa provenientes da UA. A abordagem metodológica da UA foi pautada na teoria da mediação de Vygotsky e complementada pela teoria da aprendizagem de Ausubel. Compõe a UA: um texto que aborda o desenvolvimento do conceito de partícula elementar, a partir do referencial histórico, e analisado segundo a epistemologia de Gaston Bachelard; atividades, dentre as quais a elaboração e apresentação de mapas conceituais em pequenos grupos. A Unidade de Aprendizagem foi aplicada em uma escola de Ensino Médio da rede estadual de ensino do Rio Grande do Sul, com uma turma de terceira série, durante seis semanas. A investigação relativa a indícios de aprendizagem significativa utilizou, como instrumentos de coleta de dados, pré e pós-testes individuais e três versões de mapas conceituais construídos sequencialmente. Para análise dos dados, foram utilizados metodologias qualitativas e quantitativas. Apesar de terem sido identificadas algumas dificuldades no desenvolvimento da UA, a maioria dos estudantes manifestou grande satisfação pela proposta; e a análise dos dados coletados apresentou indícios de aprendizagem significativa. / This dissertation presents a suggestion to upgrade the physics high school curriculum through the introduction of topics of Modern and Contemporary Physics. The main objective was to develop and implement a Learning Unit (LU) on Elementary Particles, in addition of searching for hints of meaningful learning resulting from this unit. The methological approach of the LU was based on Vygotsky mediation theory. The LU is composed by: a text dealing with the development of the elementary particle concept from an historical framework, and anlysed according to Bachelard‘s epistemology; instructional activies, among them the construction and presentation of concept maps in small groups. The Learning Unit was implemented in a public high school of the Rio Grande do Sul state, during six weeks, with a third year group. The research regarding evidences of meaningful learning used individual pre and posttests and three versions of concept maps, sequentially constructed, as instruments for data gathering. Quantitative and qualitative methodologies were used in data analysis. In spite of the fact that some difficulties were detected in the implementation of the LU, the majority of the students showed a high degree of satisfaction with the proposal; in the analysis of the data some evidences of meaningful learning were found.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Nesta dissertaÃÃo, estudamos como se comporta o modelo do oscilador de Dirac, inserido em um sistema de dois nÃveis, ao interagir com o campo eletromagnÃtico externo, desconsiderando a quantizaÃÃo do campo (teoria semiclÃssica). Para tal, obtemos as funÃÃes de inversÃo de populaÃÃo de energia e de spin em trÃs situaÃÃes gerais: sem termos que violam a simetria de Lorentz; com a introduÃÃo de um termo CPT-Ãmpar que quebra a simetria vetorial de Lorentz; com a introduÃÃo de um termo CPT-Ãmpar que quebra a simetria de Lorentz por meio de um acoplamento axial. Em seguida, analisamos o caso especial da ressonÃncia entre o sistema e o campo incidente. Nesse caso, toda a influÃncia do oscilador de Dirac foi perdida e as funÃÃes de inversÃo de populaÃÃo de energia e de spin reduziram-se aos resultados encontrados na literatura cientÃfica.

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Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:27Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:194 / We performthe quantization of the massless vector field in Minkowski and Schwarz-schild spacetimes, and calculate the radiated power by an electric charge in a circular orbit around an object with mass M in both spacetimes. In the Minkowski case wend the analytical expression for the radiated power using quantum field theory and assuming Newtonian gravity. It coincides with classical Larmors result, since the calculations are performed at the tree level. Since in the Schwarzschild case it is not possible to express the solution of the radial equation in terms of well known special functions, we adopt the following two approaches: analytical approximation in the low frequency limit and numerical computing. The first approach was used as a consistency check for the numerical one. We also use quantum eld theory at tree level in the Schwarzschid case, and the radiated power is obtained both in the low frequency limit as well as numerically. After comparing the results, we conclude that for the same angular velocity of the charge (as measured by asymptotical static observers), the radiated power in Minkowski spacetime is bigger than in Schwarzschild case. / Desenvolvemos a quantização do campo vetorial não massivo no espaço-tempo de Schwarzschild, e calculamos a potência irradiada por uma carga elétrica em órbita circular em torno de um objeto com massa M em ambos os espaços-tempos. Em Minkowski é encontrada a expressão analítica da potência irradiada utilizando teoria quântica de campos e assumindo gravitação newtoniana. O resultado obtido é equivalente ao resultado clássico, dado que o cálculo é realizado em nível de árvore. Dadas as dificuldades matemáticas encontradas ao se tentar obter soluções expressas em termos de funções especiais conhecidas, em Schwarzschild o problema é abordado de duas formas: solução analítica no limite de baixas freqüências, e resolução numérica. O primeiro caso serviu como cheque de consistência para o método numérico. Em Schwarzschild, o cálculo também é realizado utilizando teoria quântica de campos em nível de árvore, e a expressão da potência é encontrada analiticamente na aproximação de baixas freqüências e através de métodos numérico. Após a comparação dos resultados, concluímos que, para uma mesma velocidade angular de rotação da carga (medida por observadores estatísticos assintóticos), a potência irradiada em Minkowski é maior que a potência irradiada em Schwarzschild.

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.

Estuda-se a densidade de probabilidade, no espaço de configuração, de núcleons de energia no intervalo de 80 a 320 MeV, espalhados por potenciais óticos complexos centrais de formas arbitrárias que simulam a interação núcleon-núcleo. / The probability density in configuration space of nucleons with energies between 80 and 320 MeV, which are scattered by complex central, arbitrarily shaped, optical potentials, simulating the nucleon-nucleus interaction is studied.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A análise descrita nesta dissertação tem como objetivo a medida da seção de choque difrativa d&#963;/d|t| à energia no sistema do centro de massa de &#8730;s = 8 TeV. Os eventos usados para obter a seção de choque difrativa foram selecionados para processos de difração simples com um próton espalhado na região frontal e na região cinemática de 0,03 <|t| < 1,0 GeV e 0,03 < &#958; < 0.1, usando os dados em comum obtidos em 2012 dos detectores CMS e TOTEM, o qual permite ter uma perspectiva mais detalhada do processo difrativo, devido à aceitação completa que oferece a combinação dos detectores. Os dados foram corrigidos devido à aceitação e eficiência do detector. A partir de uma parametrização exponencial da forma Ae ^Bt, o valor da inclinação do processo em que o próton espalhado é detectado em ambas as direções positiva da CMS é de B= -6,403 1,241 GeV- . / The goal of the analysis presented in this dissertation is the measurement of the diffractive cross section d&#963;/d|t| at center of mass energy of &#8730;s = 8 TeV. The events were selected for single diffractive processes with one scattering proton in the forward region and the kinematic region of 0,03 <|t| < 1,0 GeV e 0,03 < &#958; < 0.1, using the data collected during 2012 by both the CMS and TOTEM detectors, whose joint acceptance allows a more detailed perspective of the diffractive processes. The data were corrected for the effects of detector acceptance and efficiency. Since the exponential parametrization Ae ^Bt was fit to data, the value obtained for the slope for a precess when the scattering proton is detected in both positive or negative regions of CMS is of B= -6,403 1,241 GeV- .