Esta dissertação visa realizar um estudo acerca dos modelos de mundo brana no contexto proposto por Randall e Sundrum. O trabalho focaliza as perturbações de spin 0 no espaço-tempo de Kerr tomado como um mundo brana 4-dimensional. Para isso apresentamos os principais aspectos da Relatividade Geral de Einstein, bem como perturbações em métricas que descrevem buracos negros. Fizemos uma revisão dos modelos de Randall-Sundrum, suas motivações e tentativas de descrever buracos negros na brana. Por m a perturbação escalar da corda negra em rotação (Kerr-Randall-Sundrum) e o fenômeno de super-radiação são analisados. / This dissertation aims at studying the braneworld models in the context proposed by Randall and Sundrum. The focus is on the spin-0 perturbations in the Kerr space-time as a 4- dimensional braneworld. The work deals the main aspects of Einstein General Relativity as well as perturbations of black holes metrics. We also review the Randall-Sundrum models and their motivations and attempts to describe braneworld black holes. In the end the Kerr-Randall-Sundrum black string scalar perturbation and superradiance are obtained.

Dentro da área Ensino de Ciências identificamos diversos trabalhos que defendem a utilização de obras literárias no contexto de ensino-aprendizagem. Nesta pesquisa pretendemos contribuir com o diálogo entre a literatura e o ensino de ciências, utilizando referenciais da linguística e da linguagem na análise de três romances de ficção, escritos por físicos: -Sonhos de Einstein? de Alan Lightman (1992); -Tau Zero? de Poul Anderson (1970) e -O Tempo e o Espaço do Tio Albert? (1989) de Russel Stannard. O elemento motivador de nosso trabalho surge a partir das possibilidades da inserção da Física Moderna no ensino de física, assim como a possibilidade da interface entre Física e Literatura em sala de aula. Entretanto, como veremos adiante, o diálogo entre a física do início do século XX e as obras literárias é presente na obra de diversos autores, portanto havia a necessidade de um recorte temático que possibilitasse um recurso educacional para o ensino de física moderna. Dessa forma, a Teoria da Relatividade configura-se como uma teoria da física moderna que permite essa pesquisa por conta: do entendimento da TER como um fenômeno cultural; do diálogo histórico entre a Teoria da Relatividade e a Literatura; da necessidade de novos recursos para o ensino de TER e da exploração da TER para além dos conceitos. Os romances mencionados são caracterizados por tratar dos fenômenos inerentes à TER tanto em nível conceitual, quanto epistemológico. Portanto sua utilização no ensino de Física possibilita a discussão das esferas conceituais, sócio-histórica e filosófico-epistemológica em sala de aula. Para a análise da instância da produção e do discurso externo às obras, utilizaremos a análise de discurso derivada dos trabalhos de Mikhail Bakhtin, quanto à estrutura interna do texto, utilizamos a semiótica estruturalista de A.J. Greimas. A utilização da semiótica e da análise do discurso para analisar um romance a ser levado em sala de aula, possibilita identificar elementos textuais que auxiliem na construção dos conceitos junto aos estudantes. As diferentes percepções dos personagens se relacionam com as próprias ansiedades que a sociedade verifica na ciência, que dependendo da forma como é divulgada possui conotações eufóricas ou disfóricas. Além disso, a instância da produção do texto, que identifica o seu público-alvo e o discurso ideológico, possibilita a reflexão por questões sócio-históricas inerentes à ciência e ao papel do cientista. Quanto ao ensino de TER, tal análise, propicia uma reflexão sobre a abordagem dos conceitos e fenômenos relativísticos, norteando as novas visões sobre espaço e tempo que a teoria propõe. / It is possible to identify in Sciences Education several studies that advocate the use of literary works in the context of teaching and learning. In this research, we intend to contribute to the dialogue between literature and science teaching, using references from linguistics and language in the analysis of three fictional novels, written by physicists: \"Einstein\'s Dreams\" by Alan Lightman (1992); \"Tau Zero\" Poul Anderson (1970) and \"Time and Space of Uncle Albert\" (1989) by Russell Stannard. Our work motivation comes from the possibility of integration of modern physics in physics education, as well as the possibility of the interface between physics and literature in the classroom. However, as we shall see, the dialogue between the physics of the early twentieth century literary works and literature is present in the work of many authors, so there was need for a thematic focus that would enable an educational resource for teaching modern physics. Thus the special theory of relativity is configured as a theory of modern physics that enables this research because of: the understanding of the STR as a cultural phenomenon, the historical dialogue between the Theory of Relativity and Literature, the need for new resources for teaching STR and explored this theory beyond the concepts. The novels mentioned are characterized by treating the phenomena inherent in STR at both the conceptual and epistemological. Therefore its use in the teaching of physics allows the discussion of conceptual spheres, socio-historical and philosophical-epistemological classroom. For the analysis of the fictional text, we use benchmarks for Discursive Studies. For instance the analysis of speech production and external to the works, we use discourse analysis derived from the works of Mikhail Bakhtin, the internal structure of the text, use structuralist semiotics of AJ Greimas. The use of semiotics and discourse analysis to analyze a novel to be brought into the classroom enabling to identify textual elements, what helps in constructing the concepts together with students. As different perceptions of the characters relate to their own anxieties that society finds in science, depending on how it is disclosed has connotations euphoric or dysphoric. Furthermore, the instance of text production, identifying your target audience, as well as the ideological discourse, allows the reflection of socio-historical issues related to science and the scientific role. As for teaching STR, this analysis provides a reflection on the approach to relativistic concepts and relativistic phenomena, guiding the new views on space and time that the theory proposes.

O impacto que estruturas algébricas podem exercer em teorias físicas e bem ilustrado pela Mecânica Quântica, onde os números complexos são inquestionavelmente a escolha mais adequada para desenvolver a teoria. A Relatividade Geral pseudo-complexa avalia a possibilidade da interação gravitacional assumir sua descrição mais natural quando construída tendo como base os números pseudo-complexos, que consistem em uma das três possibilidades de números complexos abelianos com uma unica unidade imaginária. Esse conjunto numérico e dotado de elementos não nulos cujo produto e zero, tais números recebem o nome de zeros generalizados ou divisores de zero. A presença de zeros generalizados permite a introdução de um princípio variacional modificado do qual um termo adicional, ausente na Relatividade Geral, emerge nas equações de campo. Esse termo adicional e interpretado como uma energia escura, cuja origem física está relacionada com flutuações no vácuo. A inclusão desse efeito e legítima pois flutuações no vácuo a priori devem gravitar como qualquer outra forma de energia. Das equações de campo podemos resumir a principal ideia conceitual da teoria, na Relatividade Geral pseudo-complexa massa não apenas curva o espaçotempo como também e capaz de alterar a estrutura do espaço-tempo ao redor da massa. As diferenças com relação a Relatividade Geral se manifestam em situações físicas extremas, no regime de campos gravitacionais intensos. Como aplicação analisamos sob o ponto de vista teórico um objeto compacto exótico composto por matéria escura fermiônica. / The impact that algebraic structures can exert on physical theories is well illustrated by Quantum Mechanics, where complex numbers are unquestionably the most appropriate choice to develop the theory. Pseudo-complex General Relativity evaluates the possibility that the gravitational interaction acquires its most natural description when constructed upon pseudo-complex numbers, which consist of one of the three possibilities of abelian complex numbers with a single imaginary unit. This numerical set is endowed with nonzero elements whose product is zero, such numbers are called generalized zeros or divisors of zero. The presence of generalized zeros allows the introduction of a modi ed variational principle from which an additional term, absent in General Relativity, emerges in the eld equations. This additional term is interpreted as a dark energy, whose physical origin is related to vacuum uctuations. The inclusion of this e ect is legitimate because a priori vacuum uctuations must gravitate as any other form of energy. From the eld equations we can summarize the main conceptual idea of the theory, in pseudo-complex General Relativity mass not only curves spacetime but also is able to change the structure of the spacetime around the mass. The di erences with respect to General Relativity are manifested in extreme physical situations in the regime of intense gravitational elds. As an application we analyze from the theoretical point of view an exotic compact object composed of fermionic dark matter.

Orientador: Vilson Tonin Zachin. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Física, 2009.

Orientador: Maximiliano Ujevi Tonino / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Física, 2013

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-08-15T17:16:32Z No. of bitstreams: 1 PDF - Bruno Barros Camêlo.pdf: 1453825 bytes, checksum: 0c755892d9dbe76fb2ec46bbaa59aad2 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-08-17T15:30:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Bruno Barros Camêlo.pdf: 1453825 bytes, checksum: 0c755892d9dbe76fb2ec46bbaa59aad2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-17T15:30:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Bruno Barros Camêlo.pdf: 1453825 bytes, checksum: 0c755892d9dbe76fb2ec46bbaa59aad2 (MD5) Previous issue date: 2014-10-08 / In physics is very familiar employment of vectors. These can be seen, the geometric point of view, as straight segments oriented. However, certain quantities are better represented by other objects with geometrical features than with vectors. Such objects are represented by fragments of oriented planes, which cannot be determined by vectors, unless we are in three dimensional space. Geometric or Clifford algebra can be treated as a generalization of vector algebra, and consists of a powerful formalism for the physical description of nature. Thus, we propose in this work, to build strategies to introduce the Clifford algebra as modeler physical concepts of the Theory of Special Relativity and from the modeled concepts, develop educational material for teaching physics in the light of the conception of learning Ausubel. / Na Física é muito familiar o emprego de vetores. Estes podem ser vistos, pelo ponto de vista geométrico, como segmentos de reta orientados. No entanto, certas grandezas ficam mais bem representadas por outros objetos com características geométricas do que com os vetores. Tais objetos são representados por fragmentos de planos orientados, os quais não podem ser determinados por vetores, a menos que estejamos no espaço tridimensional. A álgebra geométrica ou de Clifford pode ser tratada como uma generalização da álgebra vetorial, e consiste em um poderoso formalismo para a descrição física da natureza. Assim, propomos nesse trabalho,construir estratégias para introduzir a álgebra de Clifford como modelador de conceitos físicos da Teoria da Relatividade Restrita à luz da concepção Ausubeliana da aprendizagem para organizar os conceitos dentro de um modelo cognitivo.

Dentro da área Ensino de Ciências identificamos diversos trabalhos que defendem a utilização de obras literárias no contexto de ensino-aprendizagem. Nesta pesquisa pretendemos contribuir com o diálogo entre a literatura e o ensino de ciências, utilizando referenciais da linguística e da linguagem na análise de três romances de ficção, escritos por físicos: -Sonhos de Einstein? de Alan Lightman (1992); -Tau Zero? de Poul Anderson (1970) e -O Tempo e o Espaço do Tio Albert? (1989) de Russel Stannard. O elemento motivador de nosso trabalho surge a partir das possibilidades da inserção da Física Moderna no ensino de física, assim como a possibilidade da interface entre Física e Literatura em sala de aula. Entretanto, como veremos adiante, o diálogo entre a física do início do século XX e as obras literárias é presente na obra de diversos autores, portanto havia a necessidade de um recorte temático que possibilitasse um recurso educacional para o ensino de física moderna. Dessa forma, a Teoria da Relatividade configura-se como uma teoria da física moderna que permite essa pesquisa por conta: do entendimento da TER como um fenômeno cultural; do diálogo histórico entre a Teoria da Relatividade e a Literatura; da necessidade de novos recursos para o ensino de TER e da exploração da TER para além dos conceitos. Os romances mencionados são caracterizados por tratar dos fenômenos inerentes à TER tanto em nível conceitual, quanto epistemológico. Portanto sua utilização no ensino de Física possibilita a discussão das esferas conceituais, sócio-histórica e filosófico-epistemológica em sala de aula. Para a análise da instância da produção e do discurso externo às obras, utilizaremos a análise de discurso derivada dos trabalhos de Mikhail Bakhtin, quanto à estrutura interna do texto, utilizamos a semiótica estruturalista de A.J. Greimas. A utilização da semiótica e da análise do discurso para analisar um romance a ser levado em sala de aula, possibilita identificar elementos textuais que auxiliem na construção dos conceitos junto aos estudantes. As diferentes percepções dos personagens se relacionam com as próprias ansiedades que a sociedade verifica na ciência, que dependendo da forma como é divulgada possui conotações eufóricas ou disfóricas. Além disso, a instância da produção do texto, que identifica o seu público-alvo e o discurso ideológico, possibilita a reflexão por questões sócio-históricas inerentes à ciência e ao papel do cientista. Quanto ao ensino de TER, tal análise, propicia uma reflexão sobre a abordagem dos conceitos e fenômenos relativísticos, norteando as novas visões sobre espaço e tempo que a teoria propõe. / It is possible to identify in Sciences Education several studies that advocate the use of literary works in the context of teaching and learning. In this research, we intend to contribute to the dialogue between literature and science teaching, using references from linguistics and language in the analysis of three fictional novels, written by physicists: \"Einstein\'s Dreams\" by Alan Lightman (1992); \"Tau Zero\" Poul Anderson (1970) and \"Time and Space of Uncle Albert\" (1989) by Russell Stannard. Our work motivation comes from the possibility of integration of modern physics in physics education, as well as the possibility of the interface between physics and literature in the classroom. However, as we shall see, the dialogue between the physics of the early twentieth century literary works and literature is present in the work of many authors, so there was need for a thematic focus that would enable an educational resource for teaching modern physics. Thus the special theory of relativity is configured as a theory of modern physics that enables this research because of: the understanding of the STR as a cultural phenomenon, the historical dialogue between the Theory of Relativity and Literature, the need for new resources for teaching STR and explored this theory beyond the concepts. The novels mentioned are characterized by treating the phenomena inherent in STR at both the conceptual and epistemological. Therefore its use in the teaching of physics allows the discussion of conceptual spheres, socio-historical and philosophical-epistemological classroom. For the analysis of the fictional text, we use benchmarks for Discursive Studies. For instance the analysis of speech production and external to the works, we use discourse analysis derived from the works of Mikhail Bakhtin, the internal structure of the text, use structuralist semiotics of AJ Greimas. The use of semiotics and discourse analysis to analyze a novel to be brought into the classroom enabling to identify textual elements, what helps in constructing the concepts together with students. As different perceptions of the characters relate to their own anxieties that society finds in science, depending on how it is disclosed has connotations euphoric or dysphoric. Furthermore, the instance of text production, identifying your target audience, as well as the ideological discourse, allows the reflection of socio-historical issues related to science and the scientific role. As for teaching STR, this analysis provides a reflection on the approach to relativistic concepts and relativistic phenomena, guiding the new views on space and time that the theory proposes.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-29T16:18:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_SolitonsLatentesCordas.pdf: 472398 bytes, checksum: 8c4b56ce0727a674ba202e7a46a8fb4c (MD5) / Approved for entry into archive by Albirene Aires (albireneufpa@gmail.com) on 2014-06-16T17:14:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_SolitonsLatentesCordas.pdf: 472398 bytes, checksum: 8c4b56ce0727a674ba202e7a46a8fb4c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-16T17:14:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_SolitonsLatentesCordas.pdf: 472398 bytes, checksum: 8c4b56ce0727a674ba202e7a46a8fb4c (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho investigamos soluções solitônicas em modelos de Kaluza-Klein com um número arbitrário de espaços internos toroidais, que descrevem o campo gravitacional de um objeto massivo compacto. Cada toro di-dimensional possui um fator de escala independente Ci, i = 1, ..., N, que é caracterizado pelo parâmetro ᵞi. Destacamos a solução fisicamente interessante correspondente à massa puntual. Para a solução geral obtemos equações de estado nos espaços externo e interno. Estas equações demonstram que a massa pontual solitônica possui equações de estado tipo poeira em todos os espaços. Obtemos também os parâmetros pósnewtonianos que nos possibilitam encontrar as fórmulas da precessão do periélio, do desvio da luz e do atraso no tempo de ecos de radar. Além disso, os experimentos gravitacionais levam a uma forte limitação nos parâmetros do modelo: T = ƩNi=1 diYi = −(2, 1±2, 3)×10−5. A solução para massa pontual com Y1 = . . . = YN = (1+ƩNi=1 di)−1 contradiz esta restrição. A imposição T = 0 satisfaz essa limitação experimental e define uma nova classe de soluções que são indistinguíveis para a relatividade geral. Chamamos estas soluções de sólitons latentes. Cordas negras e membranas negras com Yi = 0 pertencem a esta classe. Além disso, a condição de estabilidade dos espaços internos destaca cordas/membranas negras de sólitons latentes, conduzindo exclusivamente para as equações de estado de corda/membrana negra pi = −ε/2, i = 1, . . . ,N, nos espaços internos e ao número de dimensões externas d0 = 3. As investigações do fluido perfeito multidimensional estático e esfericamente simétrico com equação de estado tipo poeira no espaço externo confirmam os resultados acima. / In Kaluza-Klein models with an arbitrary number of toroidal internal spaces, we investigate soliton solutions which describe the gravitational field of a massive compact object. Each di-dimensional torus has its own scale factor Ci, i = 1, ..., N, which is characterized by a parameter Yi. We single out the physically interesting solution corresponding to a pointlike mass. For the general solution we obtain equations of state in the external and internal spaces. These equations demonstrate that the point-like mass soliton has dust-like equations of state in all spaces. We also obtain the parameterized post-Newtonian parameters, which give the possibility to obtain the formulas for perihelion shift, deflection of light and time delay of radar echoes. Additionally, the gravitational experiments lead to a strong restriction on the parameters of the model: T = ƩNi=1 diYi = −(2, 1±2, 3)×10−5. The point-like mass solution with Y1 = . . . = YN = (1+ƩNi=1 di)−1 contradicts this restriction. The condition T = 0 satisfies the experimental limitation and defines a new class of solutions which are indistinguishable from general relativity. We call such solutions latent solitons. Black strings and black branes with Yi = 0 belong to this class. Moreover, the condition of stability of the internal spaces singles out black strings/branes from the latent solitons and leads uniquely to the black string/brane equations of state pi = −ε/2, i = 1, . . . ,N, in the internal spaces and to the number of the external dimensions d0 = 3. The investigation of multidimensional static spherically symmetric perfect fluid with dust-like equation of state in the external space confirms the above results.

Esta dissertação visa realizar um estudo acerca dos modelos de mundo brana no contexto proposto por Randall e Sundrum. O trabalho focaliza as perturbações de spin 0 no espaço-tempo de Kerr tomado como um mundo brana 4-dimensional. Para isso apresentamos os principais aspectos da Relatividade Geral de Einstein, bem como perturbações em métricas que descrevem buracos negros. Fizemos uma revisão dos modelos de Randall-Sundrum, suas motivações e tentativas de descrever buracos negros na brana. Por m a perturbação escalar da corda negra em rotação (Kerr-Randall-Sundrum) e o fenômeno de super-radiação são analisados. / This dissertation aims at studying the braneworld models in the context proposed by Randall and Sundrum. The focus is on the spin-0 perturbations in the Kerr space-time as a 4- dimensional braneworld. The work deals the main aspects of Einstein General Relativity as well as perturbations of black holes metrics. We also review the Randall-Sundrum models and their motivations and attempts to describe braneworld black holes. In the end the Kerr-Randall-Sundrum black string scalar perturbation and superradiance are obtained.

The motion of neutral test particles, both massive and massless, in the space time of a charged source described by the Reissner-Nordström solution is studied. This solution is characterized by two parameters, mass and charge, which defines the horizons of the source. When the mass is larger than the charge, the solution describes a black hole, with two distinct horizons. When the mass and charge are equal there is an extremal black hole, and both horizons merge to one. Finally, when the charge is larger than the mass there is a naked singularity, with no horizon. The structure and properties of these different type of solution are presented and discussed. A general solution of the equations of motion is presented in function of the Weierstrass elliptic function ℘. In addition, the possible orbits for test particles are discussed, and the conditions for existence of closed, circular or escape orbits are presented. The classifications is made based on the particles energy, and the mass and charge of the source. We find that all mentioned orbits are allowed for the three different type of solutions. In particular, for extremal black holes and naked singularities, we find stable circular orbits located outside the event horizon and hence being visible for an external observer. / O movimento de partículas teste neutras, ambas massivas e sem massa, no espaço-tempo de uma fonte carregada descrita pela solução de Reissner-Nordström é estudada. Essa solução é caracterizada por dois parâmetros, massa e carga, que definem os horizontes da fonte. Quando a massa é maior que a carga tal solução descreve um buraco negro com dois horizontes distintos. Quando a massa e a carga são iguais há um buraco negro extremo, e ambos os horizontes se unem em um. Finalmente, quando a carga é maior que a massa, há uma singularidade nua, sem horizontes. A estrutura e as propriedades dessas diferentes soluções são apresentadas e discutidas. Uma solução geral da equação de movimento é apresentada em termos da função elíptica de Weierstrass, ℘. Além do mais as possiveis órbitas para uma partícula teste são discutidas, e as condições para existência de órbitas fechadas, circulares e de escape são apresentadas. A classificação é feita a partir da energia da partícula, e da massa e carga da fonte. Encontramos que todas as orbitas mencionadas são permitidas nos três diferentes tipos de soluções. Em partícular, para buracos negros extremos e singularidades nuas, encontramos órbitas circulares estáveis localizadas fora do horizonte de eventos e, consequentemente, sendo visível para observadores externos.