Orientador: Patricio A. Letelier Sotomayor / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-25T08:30:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 D'Afonseca_LuisAlberto_M.pdf: 3660155 bytes, checksum: bd590f0bb71985ebc9273e35064d21a5 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Esta dissertação é uma revisão das soluções das equações de Einstein para sistemas estáticos com simetria axial, que são conhecidas como soluções de Weyl. Os primeiros capítulos tratam dos aspectos gerais destas soluções. Inicialmente apresentando a forma das equações de Einstein para este caso e as equações para suas geodésicas. Em seguida tratamos das singularidades que podem ser encontradas. Nos capítulos seguintes são apresentadas várias soluções de Weyl, com algumas informações sobre suas interpretações físicas e geométricas. Começando com soluções para distribuições de matéria em equilíbrio estático, isto é, que não contradizem a estaticidade imposta a estas métricas. Depois apresentamos uma série de soluções onde a hipótese de estaticidade não é compatível com a distribuição de matéria, essa discrepância é resolvida pelo aparecimento de singularidades estruturais. Algumas destas soluções são originais sendo obtidas numericamente. Por fim segue um conjunto de apêndices. Entre os quais, um com a descrição dos métodos numéricos empregados e as listagens dos programas. / Abstract: This dissertation is a review of static axial-symmetric solutions of Einstein equations also known as Weyl solutions. The first chapters deal with general aspects of these solutions, the form of Einstein equation and its geodesic equations. Next we study the singularities at these metrics. In the following chapters several Weyl solutions, also some information about its physic and geometric interpretations are presented. Beginning with solutions for matter distributions with static equilibrium, that is, which agree with the imposed staticty of the metric. We show a list of solutions which contradict this hypothesis, this discrepancy is solved by the existence of strut singularities. Some of this solutions are originals and are obtained using numerical methods. At the end follows a set of appendices. Among them, there are a description of numerical methods employed and the programs listings. / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Jose Bellandi Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T21:06:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pavao_HamiltonGermano_M.pdf: 627144 bytes, checksum: 4ba361d4b2336585984f7a2aae450ccb (MD5) Previous issue date: 1983 / Resumo: Utilizando-se o operador de evolução temporal e o método de ordenação temporal, calcula-se os propagadores para uma partícula livre e para o oscilador harmônico. Estabelece-se, também, a conexão entre um propagador para um potencial bidimensional tipo 1/r e o propagador do oscilador harmônico bidimensional. Através de uma transformação adequada de coordenadas, transforma-se o operador de evolução temporal para o problema do potencial 1/r em um operador de evolução temporal para o oscilador harmônico, onde a determinação do propagador é feita, utilizando-se a técnica de ordenação temporal. Demonstra-se, também, um teorema de adição para as funções associadas de Legendre / Abstract: Utilizing the operator of temporal evolution and the method of time ordering, the propagators for a free particle and for a harmonic oscillator are calculated. Also, a connection between the propagator for a bi-dimensional potential of the type 1/r and a propagators of a bi-dimensional harmonic oscillator is established. Through na adequate transformations of coordinates, the operator of temporal evolution for a problem with a potential 1/r transformed into na operator of temporal evolution for a harmonic oscillator where determination of the propagator is done utilizing the technique of time ordering. Also, na addition theorem, for the associated Legendre functions is demonstrated. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Paulo Roberto de Paula e Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T21:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roversi_JoseAntonio_D.pdf: 2323195 bytes, checksum: 08487873b2dbe64b7a27c216cd86b713 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: Um estudo da transição de fase ferro elétrica em materiais da família KDP e também no par PbHPO4-PbDPO4, focalizando três quantidades físicas, a saber, Temperatura Crítica Tc, Polarização elétrica espontânea a zero Kelvin PM, e Constante de Curie Cc, próximo de Tc, é realizado, no quadro de uma Hamiltoniana simplificada. A referida Hamiltoniana contém, ao contrário da Hamiltoniana de De Gennes, um termo onde a energia cinética entra de maneira explícita, um termo de potencial local simétrico anarmônico e um termo de muitos-corpos semelhante à interação de Heisenberg. A análise toda é feita na Aproximação do Campo Molecular, a qual juntamente com a forma do potencial local permitiram a inclusão de todos os níveis de energia da Hamiltoniana local, necessários nos cálculos estatísticos quânticos na determinação das quantidades acima referidas. Resultados interessantes são obtidos para a importância relativa dos efeitos quânticos na determinação de Tc, PM e Cc para elementos da família KDP e para o par PbHPO4-PbDPO4. Os resultados da aplicação do modelo por nós considerado bem como do modelo de De Gennes na forma considerada por Tokuntaga e Matsubara, a elementos da família KDP, mostram vantagem do primeiro em relação ao segundo modelo, embora ambos os modelos não descrevam quantitativamente os resultados experimentais. Uma curva é obtida para a influência de uma barreira e um fosso de potencial na determinação de Tc, PM e Cc. É mostrado classicamente que, a barreira tende a favorecer o ordenamento ferroelétrico, aumentando Tc, enquanto que o fosso tem tendência exatamente oposta. Também foi mostrado, ainda no quadro da aproximação clássica, que para o caso do poço de potencial dom fosso, existe uma região de valores de Vb, amplitude do fosso, em que o modelo apresenta duas transições de fase uma de 2º ordem e outra de primeira ordem, cujo valor de Tc é menor . O estudo do parâmetro quântico gS em termos da amplitude do fosso de potencial em VS(u), revela um decréscimo no seu valor quando esta aumenta / Abstract: A study of the ferroelectric phase transition in KDP-type materials and PbHPO4 -PbDPO4 pairs was carried out using the framework of a simplified Hamiltonian to explain three physical quantities namely, the critical temperature, Tc, spontaneous electric polarization, PM, at zero 0ºK and the Curie constant, Cc near Tc. Unlike the De Gennes Hamiltonian, the Hamiltonian used has an explicit kinetic energy term, a local symmetric anharmonic potential energy term and a many-body term similar to a Heisenberg interaction. The complete analysis is done using the Molecular Field Approximation (MFA), which together with the chosen form of the local potential, allowed the inclusion of all of the energy levels of the local Hamiltonian that are necessary for the calculation of the statistical quantities used in the determination of the above quantities. Interesting results are obtained about the relative importance of quantum effects in the determination of Tc, PM and Cc for KDP-type materials as well as for the PhHPO4 - PbDPO4 pair. A comparison of the results of our model with that of Tokunaga and Matsubara(16) applied to the above materials, show that the first one describes more closely the experimental observations, though both models failed to account for them quantitatively. Several curves are obtained for the parameters Tc, PM and Cc using the potential function with barrier decreasing to dip. It is clear from the curves that the presence of the barrier favors the ferroelectric ordering and increases as the barrier increases, whereas the presence of the dip has the opposite effect. It has also been shown that there exists a region of values of amplitude, Vb, of dip for which the model predicts two phase transitions, namely one each of 1st and 2nd order. The value of the Tc for the first order phase transition is lower than the second order phase transition. The study of the quantum parameter gS in terms of the amplitude of the potential dip reveals a decrease in its value as the amplitude is increased. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Neste trabalho à feito um estudo da gravidade atravÃs de equaÃÃo de Einstein utilizando a aproximaÃÃo pÃs-newtoniana, que à um mÃtodo de linearizÃ-la indicado para objetos se movendo nÃo-relativisticamente. Mostra-se que com essa aproximaÃÃo à possÃvel se construir, com os elementos independentes do tensor mÃtrico, campos regidos por equaÃÃes semelhantes Ãs de Maxwell quando fixado o gauge de Lorentz. Finalmente calculamos a promediaÃÃo de tais campos para sistemas do tipo sistemas solares, o que nos permite a definiÃÃo de campos efetivos em grande escala. / Neste trabalho à feito um estudo da gravidade atravÃs de equaÃÃo de Einstein utilizando a aproximaÃÃo pÃs-newtoniana, que à um mÃtodo de linearizÃ-la indicado para objetos se movendo nÃo-relativisticamente. Mostra-se que com essa aproximaÃÃo à possÃvel se construir, com os elementos independentes do tensor mÃtrico, campos regidos por equaÃÃes semelhantes Ãs de Maxwell quando fixado o gauge de Lorentz. Finalmente calculamos a promediaÃÃo de tais campos para sistemas do tipo sistemas solares, o que nos permite a definiÃÃo de campos efetivos em grande escala.

Neste trabalho foi feito um estudo do limite de Karlhede para ondas pp. Para este fim, uma revisão rigorosa de Geometria Diferencial foi apresentada numa abordagem independente de sistemas de coordenadas. Além da abordagem usual, a curvatura de uma variedade riemanniana foi reescrita usando os formalismos de referenciais, formas diferenciais e espinores do grupo de Lorentz. O problema de equivalência para geometrias riemannianas foi formulado e as peculiaridades de sua aplicação é a Relatividade Geral são delineadas. O limite teórico de Karlhede para espaços-tempo de vácuo de tipo Petrov N foi apresentado. Esse limite é estudado na prática usando técnicas espinores e as condições para sua existência são resolvidas sem a introdução de sistemas de coordenadas. / In this work a study of the Karlhede limit was made. To this end, a thorough review of Differential Geometry was presented in a coordinate independent approach. Besides the usual approach, the curvature of a riemannian manifold was rewritten using the formalisms of frames, differential forms and Lorentz group spinors. The equivalence problem for riemannian geometries was formulated and the peculiarities of its application to General Relativity are outlined. The theoretical Karlhede limit for vacuum Petrov N space-times is presented. This limit was studied in practice using spinor techniques and the conditions for its existence are solved without introducing coordinate systems.

Neste trabalho foi feito um estudo do limite de Karlhede para ondas pp. Para este fim, uma revisão rigorosa de Geometria Diferencial foi apresentada numa abordagem independente de sistemas de coordenadas. Além da abordagem usual, a curvatura de uma variedade riemanniana foi reescrita usando os formalismos de referenciais, formas diferenciais e espinores do grupo de Lorentz. O problema de equivalência para geometrias riemannianas foi formulado e as peculiaridades de sua aplicação é a Relatividade Geral são delineadas. O limite teórico de Karlhede para espaços-tempo de vácuo de tipo Petrov N foi apresentado. Esse limite é estudado na prática usando técnicas espinores e as condições para sua existência são resolvidas sem a introdução de sistemas de coordenadas. / In this work a study of the Karlhede limit was made. To this end, a thorough review of Differential Geometry was presented in a coordinate independent approach. Besides the usual approach, the curvature of a riemannian manifold was rewritten using the formalisms of frames, differential forms and Lorentz group spinors. The equivalence problem for riemannian geometries was formulated and the peculiarities of its application to General Relativity are outlined. The theoretical Karlhede limit for vacuum Petrov N space-times is presented. This limit was studied in practice using spinor techniques and the conditions for its existence are solved without introducing coordinate systems.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação de Mestrado Profissional em Ensino de Física, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-02-29T20:43:49Z No. of bitstreams: 1 2015_MarcosRibeiroRabelodeSá.pdf: 5213171 bytes, checksum: 3294108f430f7c0e2fe99c098eb128af (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-02T18:47:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_MarcosRibeiroRabelodeSá.pdf: 5213171 bytes, checksum: 3294108f430f7c0e2fe99c098eb128af (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-02T18:47:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_MarcosRibeiroRabelodeSá.pdf: 5213171 bytes, checksum: 3294108f430f7c0e2fe99c098eb128af (MD5) / Este estudo analisou se é possível e virtuoso abordar a Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino de Física do ensino médio (EM), ao longo das séries, de forma paralela e em pé de igualdade com a Física Clássica, utilizando a Teoria da Transposição Didática de Yves Chevallard como referencial. Neste sentido, assume-se que: (1) há necessidade de inserção da FMC no EM; (2) há uma lacuna de materiais que versem sobre o ensino da Teoria da Relatividade Geral (TRG) para esse nível; (3) identifica-se que os jovens têm um contato informal com a Teoria da Relatividade (TR) muito antes de fazê-lo na escolarização formal, segundo estudos da literatura. A Teoria da Transposição Didática fomentou uma proposta, levando em conta o estabelecido pela Lei de Diretrizes e Bases da Educação, pelos Parâmetros Curriculares Nacionais e pelas Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais – Ensino Médio e tendo em vista os conteúdos propostos nos livros de Física do Programa Nacional do Livro Didático do Ensino Médio, além de propostas semelhantes desenvolvidas no meio acadêmico e testadas em salas de aulas do 1º ano do EM. Assim, foi elaborado um Produto Educacional, contendo planos de aula e materiais de apoio, inclusive textos autorais e sugestões de implementação. O produto é voltado à inserção de temas da Teoria da Relatividade Restrita e Geral ao 1º ano do ensino médio, seguindo uma abordagem menos matemática e mais conceitual, adequada à essa etapa do ensino. Os planos de aula tratam de 4 temas da TR em até 7 h/a ao longo dos 2 primeiros bimestres do 1º ano e são facilmente adaptáveis a uma menor carga horária, com o intuito de motivar outros professores de Física a experimentarem a abordagem. O referido produto foi testado em uma escola da rede pública de ensino do Distrito Federal, para duas turmas do 1º ano, por meio da estratégia de pesquisa conhecida como observação participante. A análise de filmagens das aulas e a aplicação de questionários aos alunos forneceram elementos para avaliar a qualidade dos planos de aula e dos textos de apoio, particularmente os autorais. Também permitiram analisar os impactos das intervenções do professor na condução das discussões ao longo das aulas. Os resultados apontam que, do ponto de vista da aprendizagem, é possível abordar a Teoria da Relatividade no 1º ano. Além disso, essa abordagem se mostrou bastante virtuosa do ponto de vista da motivação. Ela também promoveu uma visão de ciência histórica e coletivamente construída aos alunos. De maneira geral, o nível de aprendizado dos conceitos relativísticos demonstrado nas avaliações foi igual ou superior ao dos conceitos da Mecânica Clássica tradicionalmente ensinados no 1º ano. / This study aims to examine whether it is possible and virtuous to insert the Modern and Contemporary Physics in the High School Physics Teaching, along the series, in parallel and as important as Classical Physics, using the Didactic Transposition Theory, from Yves Chevallard, as theoretical base. Therefore, it is assumed that: (1)it is necessary to insert Modern and Contemporary Physics in the High School; (2) there is a gap of materials about teaching the General Theory of Relativity for this level; (3) it is established that young people have an informal contact with the Theory of Relativity long before they do trough formal studies in school. The Didactic Transposition Theory fomented a proposal taking into account brazilian educational laws and guidelines, and considering the contents proposed in the Physics Books of the National High School Textbook Program, as well as similar proposals developed trough other scientific approaches and applied at high school’s first year classrooms. Thus, an Educational Product was developed, containing lessons plans and support materials, including implementation suggestions and texts written along this study. The Product intends to insert Special and General Theory of Relativity themes along the 1st year of high school, following a less mathematical and more conceptual approach, appropriate to this level. The lessons plans includes 4 Relativity Theory themes, inserted along a maximum of 7 lessons over the high school first semester, and it is easily adaptable to a smaller workload, in order to motivate other Physics teachers to try the approach. The Educational Product has been empirically tested at two high school’s 1st year classes, through research strategy known as participant observation. The analysis of the school testes results and the application of questionnaires to students allowed the researchers to test the quality of the lesson plans and support material, particularly copyright texts. It also permitted to analyze the impact of teacher interventions during the lessons. The results show that, from the standpoint of learning outcomes, it is possible to insert the Theory of Relativity in the 1st year of high school. In addition, this approach proved to be quite virtuous, from the standpoint of students motivation and interest. It also helped the students to recognize the historical an collective aspects of science. In general, the learning outcomes of relativistic concepts demonstrated in the school testes were equal or superior to learning outcomes related to classical mechanics traditionally taught in the high school’s 1st year.

Orientador: Denis Dalmazi / Coorientador: Alessandro L. R. dos Santos / Banca: Elias Leite Mendonça / Banca: Fabrício Augusto Barone Rangel / Resumo: Neste trabalho abordamos de forma introdutória o tratamento de sistemas singulares, em especial as teorias de Maxwell, Proca e Fierz-Pauli, e obtemos resultados originais para a família de modelos de spin-2 massivos do tipo não-Fierz-Pauli. Tendo como ferramenta principal o método de Dirac para sistemas vinculados, escrevemos a densidade de hamiltoniana primária do modelo LnF P, obtemos seus vínculos primários, secundários, terciários e quartenários, assim como os multiplicadores de Lagrange. Calculamos também o número de graus de liberdade independentes e mostramos a positividade da hamiltoniana reduzida / Abstract: In this work, we approach in an introductory way the treatment of singular systems, especially the theories of Maxwell, Proca and Fierz-Pauli, and obtain original results for the non-Fierz-Pauli family of massive spin-2 models. Having as main tool the Dirac method for constrained systems, we write the primary Hamiltonian density of the LnF P model, obtain their primary, secondary, tertiary and quaternary constraints, as well as Lagrange multipliers. We calculate the number of independent degrees of freedom of the model and demonstrate the positivity of the reduced Hamiltonian / Mestre

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-06-09T18:45:03Z No. of bitstreams: 1 Dissertação .pdf: 8597580 bytes, checksum: bb76dda18d3a914f374ff1ebfea47fe1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-09T18:45:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação .pdf: 8597580 bytes, checksum: bb76dda18d3a914f374ff1ebfea47fe1 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Estrelas de nêutrons se manifestam como diferentes tipos de classes de fontes astrofísicas, que estão associadas a distintas fenomenologias. Aqui focaremos nossas atenções aos magnetares (ou estrelas de nêutrons altamente magnetizadas) que estão associados aos Soft Gamma Repeaters e os Anomalous X-ray pulsars. O campo magnético na superfície desses objetos atingem valores maiores que 1015G. No âmbito de campos magnéticos tão intensos, efeitos relativísticos começam a serem determinantes para a definição da estrutura desses objetos e somos tentados a nos questionarmos de que forma esses campos magnéticos tão intensos modificam a estrutura e a evolução dessas estrelas. Neste trabalho realizaremos um estudo a respeitos de duas soluções das equações de Einstein-Maxwell (a solução de Bonnor que é uma solução analítica e a solução completa das equações de Einstein-Maxwell encontrada por métodos numéricos) e que descrevem o espaço-tempo exterior a um objeto compacto massivo e com campo magnético dipolar. Para isto revisaremos estas duas soluções e em seguida descreveremos as equações das geodésicas geradas por tais soluções. Nossos estudos mostram que, apesar da solução de Bonnor não satisfazer as equações de Maxwell, as órbitas geradas por esta solução são as mesmas descritas pela solução numérica. Também mostraremos que a inserção de campos magnéticos que assumem valores de até 1017G no centro da estrela não modificam tanto as órbitas das partículas massivas e dos fótons descritas ao redor dessa estrela, e assim a utilização da solução de Schwarzschild para a descrição das órbitas ao redor desse objeto é uma aproximação razoável. / Neutron stars manifest themselves as different classes of astrophysical sources that are associated to distinct phenomenology. Here we focus ours attention on magnetars (or strongly magnetized neutron stars) that are associated to Soft Gamma Repeaters and Anomalous Xray Pulsars. The magnetic field on surface these objects, reaches values greater than 1015. Under intense magnetic fields, relativistic effects begin to be decisive for the definition of the structure and evolution of these objects and are tempted to question ourselves how these strengths fields affect the structure of these stars. In this work we will conduct a study to respect the two solutions of Einstein-Maxwell’s equations (the Bonnor solution which is an analytical solution and a complete solution of the Einstein -Maxwell equations found by numerical methods) that have been found in the literature which describe the spacetime exterior a massive compact object wich possess a magnetic field that a character dipole. For this we revised this two solutions, and then describe the geodesic equations generated by such solutions. Our studies show that, despite the Bonnor solution does not satisfy Maxwell’s equations, the orbits generated by this solution are the same as described by numerical solution. Also show that the inclusion of magnetic fields that assumes values of up to 1017G in the center of the star does not modify the orbits of the massive particles and the photons which are described around this star, and so the use of Schwarzschild solution for the description of the orbits around this object is a reasonable approximation.

Orientador: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-31T23:34:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vogt_Daniel_M.pdf: 649100 bytes, checksum: e8a346c8861f6ce847f16d4d80860fd1 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: É dada uma visão geral do problema de reação à radiação na teoria clássica de campos. São discutidas a dedução e propriedades das equações de movimento de partículas com reação à radiação para campos de spin 0, spin 1 e spin 2. Em particular, é feito um estudo detalhado da equação de Lorentz-Dirac. Utilizando um método numérico conveniente, aplicou-se a equação de Lorentz-Dirac a alguns problemas físicos de interesse e obteve-se, na maioria dos casos, resultados satisfatórios. Discute-se ainda o problema de reação à radiação na teoria da Relatividade Geral / Abstract: A general view of the problem of radiation reaction in classical field theory is given. The deduction and properties of the equations of motion of particles with radiation reaction for spin 0, spin 1 and spin 2 fields are discussed. In particular, a detailed study of the Lorentz-Dirac equation is done. Using an appropriate numerical method, the Lorentz-Dirac equation was applied to some physical problems of interest, and in most cases, the results were satisfactory. The problem of radiation reaction in General Relativity is also discussed. / Mestrado / Física / Mestre em Física