As propriedades termodinâmicas relacionadas a um gás composto por partículas bosônicas em geometrias esfericamente simétricas são apresentadas ao longo deste trabalho. Utilizando o formalismo proposto por Ishibashi e Kodama, verificou-se que as equações de movimento associadas aos campos escalar e eletromagnético podem ser reduzidas a uma equação tipo Schrödinger. Ao considerarmos algumas soluções esfericamente simétricas observou-se que o espectro de energia associado às partículas é discretizado. Em particular, no estudo das lightspheres, superfícies onde os fótons estão confinados em órbitas fechadas, propomos um mecanismo de quantização para as partículas bosônicas. Estudamos algumas propriedades termodinâmicas e dentro deste tratamento, é apresentada uma expressão para a densidade de energia espectral da radiação emitida. Nossos resultados sugerem que as lightspheres quando termalizadas com o seu ambiente, possuem propriedades termodinâmicas não-usuais. Ao levarmos em consideração a presença da constante cosmológica negativa, constatou-se que além de um espectro de energia discretizado, a geometria adS possui um comportamento confinante, podendo ser interpretada como uma caixa de tamanho conhecido. Considerando um gás de partículas bosônicas confinadas na geometria anti-de Sitter, obtivemos as grandezas termodinâmicas associadas tais como energia interna, entropia e pressão. Para a energia interna observamos um comportamento diferente do usual para o limite de baixas temperaturas. / The thermodynamic properties related to a gas composed of bosonic particles in spherically symmetrical geometries are presented in this work. Using the formalism proposed by Ishibashi and Kodama, we have seen that the equations of motion associated to the scalar and electromagnetic fields can be reduced to a Schrödinger-like equation. For some spherically symmetrical solutions it has been demonstrated that the energy spectrum associated with the particles is discretized. In particular, when we considered lightspheres, surfaces where photons are confined in closed orbits, we propose a quantization procedure for the bosonics particles. In this treatment, it is presented an expression for the spectral energy density of the emmited radiation. Our results suggest that lightspheres thermalized with its environment, have unusual thermodynamical properties. When taken into account the presence of the negative cosmological constant, it has been shown that, besides a discretized energy spectrum, the geometry has a confining behavior and can be interpreted as a finite size box. Considering a gas of bosonic particles confined in the anti-Sitter geometry, we obtained the associated thermodynamics quantities such as internal energy, entropy and pressure. For the internal energy, in the low temperatures limit, we observe a different behavior from the usual one.

A hierarquia de equações de Boltzmann que descreve a temperatura e polarização da radiação cósmica de fundo ´e tratada no espaço das posições. Mostramos neste formalismo que temperatura e polarização podem ser descritas como medias dos termos de fonte ponderados por probabilidades associadas a um problema de voos aleatórios. Decorre da estrutura geral da hierarquia que se pode fazer uma expansão da temperatura e polarização em termos do numero de espalhamentos ocorridos durante a recombinação. Incorporamos o efeito de lentes gravitacionais sobre a radiação cósmica de fundo tirando proveito da estrutura das equações no espaço das posições. Mostraremos que o efeito ´e incorporado através de correções aos coeficientes da decomposição angular dos campos de temperatura e polarização. Para descrever o efeito de lentes gravitacionais fazemos uma revisão sobre resultados formais da teoria e apresentamos uma derivação de equações centrais em espaços-tempo arbitrários. / The Boltzmann hierarchy describing the temperature and polarization of the cosmic microwave background is presented in a position space formalism. We show that temperature and polarization can be described in terms of averages over source terms weighted by probabilities densities that appear in problems of random flights. The temperature and polarization signals can be expanded in terms of the number of scatterings photons suffered during the recombination. The gravitational lensing effects are incorporated over the free-propagation phase of the CMB photons. This effect can be included in the position space formalism as a correction to the expansion coefficients of the temperature and polarization fields. The bases of the theory of gravitational lensing are also presented and a rederivation of the central equations of the theory in arbitrary spacetimes is here developed.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Esta pesquisa procura entender o cotidiano das ExpediÃÃes BritÃnica, Americana e Brasileira, no ano de 1919, na cidade de Sobral, na tentativa de confirmar a Teoria da Relatividade de Albert Einstein. As relaÃÃes travadas entre cientistas, autoridades locais e imprensa explicitam os discursos e as prÃticas cientÃficas contrastantes de modernidade universal e atraso local / This research seeks to understand the daily routine of British, American and Brazilian Expeditions, in 1919, in the city of Sobral, in an attempt to confirm the Theory of Relativity by Albert Einstein. The relationships developed between scientists, local authorities and the media expose the discourses and scientific practices of modernity and backwardness local

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.

Orientador: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-10T14:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DiazPolanco_JoseLuisBernardo_D.pdf: 1702870 bytes, checksum: b78c0c03a9b2631b73aa3127ce3e7c0b (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Apresentamos duas soluções analíticas das equações de Einstein: A primeira para o caso estático no qual um fluido carregado está em torno de um corpo massivo com propriedades magnétic~ do tipo dipolar. Esta solução se reduz à solução de Gutsunaev-Manko [Ts.I. Gutsunaev , V .8. Manko Phys. Lett. 5, 215, 19851 se o fluido carregado desaparece. Encontramos que o balanço entre os campos acoplados é devido à existência de fluxos de energia (térmica e eletromagnética) auto-compensados. A pressão de radiação compensa os efeitos dinâmicos do fluido ao redor do corpo central. Estudamos os fluxos de energia no sistema e suas propriedades termodinâmicas. Encontramos o estado termodinâmico do sistema. Esta solução contém a solução de 8chwarzschild como caso particular . A segunda solução descreve um dipolo magnético massivo e irradiante. Esta solução é dependente do tempo e descrevemos cada uma das grandezas que participam na solução. Analisamos os fluxos de energia do sistema e notamos que a radiação do dipolo diminui com o tempo chegando num estágio final do tipo dipolo magnético massivo no vácuo. Torna-se interessante pensar na possibilidade de observação destes fluxos de energia na vizinhança de objetos estrelares compactos com propriedades magnéticas extremas / Abstract: We derive analytical solutions of the Einsteinfs equations for two different cases: The first one, a static case, in which a charged fluid is around a mass with extreme magnetic properties of the dipole type. This solution reduces to the Gutsunaev-Manko solution [Ts.I. Gutsunaev , V .S. Manko Phys. Lett. 5, 215, 19851 in the abscense of the charged fluid. We found that the gravitational equilibrium of the system is achieved when the energy fluxs ( thermal and electromagnetic) are balanced and the effective radiation pressure compensates the gravitational effects in the fluid. We study the flows of energy in the system and their thermodynamics properties, we found an analytical expression for the thermodynamic state of the coupled systems. This solution contains the Schwarzschild solution as a particular case. The second solution describes a massive magnetic dipole emiting radiation decreasing in time. In this case we also found the thermodynamic state of the system. As a conclusion, we believe that our theoretical model can be applied to compact stellar systems with extreme magnetic properties / Doutorado / Relatividade e Gravitação / Doutor em Ciências

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-08-16T14:37:21Z No. of bitstreams: 1 Izabelly Karine da Silva.pdf: 1223157 bytes, checksum: dc2dd80a1fcfb5f53ec71dd6ba97ad58 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-16T14:37:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Izabelly Karine da Silva.pdf: 1223157 bytes, checksum: dc2dd80a1fcfb5f53ec71dd6ba97ad58 (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / The objective of this dissertation is to analyze the changes in the notion of relativistic time, and the aspects relative to teaching of this notion at middle school, that future Physics teachers start to highlight, after experiencing an intervention based on Kelly's Personal Construct Theory. Since we deal with a complex subject, The Theory of Relativity, many times we cannot comprehend it during our formative process, what implies in future difficulties for our teaching practice. Through Kellyan Experience Cycle (KEC) and a workshop about The Theory of Relativity, future Physics teachers reflected about the repercussion of this experience on their conceptions about the notion of relativistic time, and talked about some aspects related to the teaching of this notion at middle school. The results indicate that, despite the changes that occurred at students' conceptions, not all of them could differentiate the notion of absolute time from that of relativistic time. We verified that, after the experience of the workshop about the kinematics of space-time, they realized that they could start to teach the notion of relativistic time to middle school students, without mentioning that they were dealing with the Theory of Relativity, to avoid psychological blockade. However, they presented difficulties to notice the aspects related to the teaching of that notion. / Esta dissertação tem como objetivo analisar as mudanças na noção de tempo relativístico, e os aspectos relativos ao ensino dessa noção no Ensino Fundamental, que futuros professores de Física passam a destacar, após vivenciarem uma intervenção baseada na Teoria dos Construtos Pessoais de Kelly. Por tratarmos de um assunto complexo, a Teoria da Relatividade, muitas vezes não conseguimos compreendê-lo durante o nosso processo formativo, o que acarreta dificuldades futuras a nossa prática docente. Através do Ciclo da Experiência de Kelly (CEK), e de uma oficina sobre a Teoria da Relatividade, licenciandos em Física refletiram sobre a repercussão dessa vivência em suas concepções sobre a noção de tempo relativístico, e dialogaram sobre alguns aspectos relativos ao ensino dessa noção no Ensino Fundamental. Os resultados obtidos indicam que, apesar das mudanças que iam ocorrendo na concepção dos alunos, nem todos conseguiram diferenciar a noção de tempo absoluto da de tempo relativístico. Verificamos que após a vivência da Oficina sobre a Cinemática do Espaço-Tempo, eles perceberam que poderiam começar a ensinar a noção de tempo relativístico a alunos do Ensino Fundamental, sem mencionar que tratavam da Teoria da Relatividade para evitar bloqueios psicilógicos. Porém, apresentaram dificuldades para perceber os aspectos relativos ao ensino dessa noção.

Orientador: Prof. Dr. Vilson Tonin Zanchin / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2017. / No presente trabalho estudam-se buracos negros regulares e outros objetos compactos eletricamente carregados no contexto das teorias de Einstein-Maxwell. O objetivo principal do trabalho é a construção de soluções de buracos negros regulares e o estudo da estabilidade de cada solução. Com tal propósito, primeiro revisamos alguns conceitos fundamentais da Relatividade Geral e apresentamos as equações principais a serem usadas. Em particular, escrevemos explicitamente as equações de campo de Einstein para o caso de um uido anisotrópico eletricamente carregado, cuja distribuição de matéria-energia tem simetria esférica e uma equação de estado do tipo de Sitter, onde a pressão radial é igual ao negativo da densidade de energia. Em seguida, a equação de campo de Einstein é usada para busca de duas soluções, uma solução interior para a região com matéria, a qual não apresente singularidade, e outra solução exterior para a região fora da matéria que corresponde à métrica de Reissner-Nordström. Para construir uma solução à equação de campo de Einstein que seja válida em todos os pontos do espaço, aplicamos o formalismo de junção de Darmois-Israel com uma thin shell tipo-tempo. Supõe-se que a thin shell pode ter massa (densidade de energia) e pressão, na forma de um uido perfeito que obedece uma equação de estado barotrópica P = !. Uma equação de movimento para a shell é derivada das condições de junção. Encontram-se soluções estacionárias de buracos negros regulares e outros objetos compactos eletricamente carregados para escolhas especicas do parâmetro !, e encontram-se as regiões de estabilidade da solução para os casos em que a massa própria da shell é não negativa. / In the present work we study black holes and other electrically charged compact objects in the context of the Einstein-Maxwell theory. The main objective is the construction of solutions of black holes and the study of their stability. With this purpose, we rst reviewed some fundamental concepts of General Relativity introducing the main equations to be used. In particular, we write explicitly the Einstein's eld equations for the case of an electrically charged anisotropic uid, which presents spherical symmetry and a de Sitter type equation of state, where the radial pressure is equal to the negative of energy density. Then, the Einstein eld equation is used to search for two solutions, an interior solution for the region with matter, which presents no singularity, and an external solution for the region outside the matter, that corresponds to the Reissner-Nordström metric. To construct a complete solution we apply the Darmois-Israel junction conditions with a timelike thin shell at the matching surface. It is assumed that the thin shell may have mass (energy density) and pressure, in the form of a perfect uid obeying the barotropic equation of state P = !. The equations of motion for the shell is derived from the junction conditions. We show that there are stationary electrically charged regular black holes solutions and other compact objects for specic choices of the ! parameter. We also show the stability and instability regions of the solutions considering the regions fo the parameter space for which the the mass of the shell is non-negative.

Orientador: Ricardo Antonio Mosna / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-16T04:10:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_DaniloBorimdo_M.pdf: 2195612 bytes, checksum: 9db76fa3dc3fca1c9128da411fe240b5 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: No espaço euclidiano, deformações de corpos quase-rígidos podem gerar rotações globais líquidas que obedecem, em cada instante, a lei de conservação do momento angular (o problema do gato caindo é um exemplo). Em espaços curvos, um ciclo de deformações de um corpo pode gerar não só rotações, mas também translações globais. Este fenômeno é conhecido como efeito swimming, ou natação. Avron e Kenneth apresentaram recentemente um modelo físico para descrever este fenômeno [Avron JE, Kenneth O, New J. Phys. 8, 68 (2006)]. Os autores tratam de corpos compostos por um conjunto de massas puntiformes em variedades estáticas (no contexto não-relativístico) e calculam o deslocamento obtido por um ciclo de deformações infinitesimais. Tal deslocamento é então relacionado, no caso de corpos pequenos, à curvatura do espaço ambiente. Nesta dissertação, propomos uma nova formulação para o efeito swimming utilizando formalismo de fibrados e conexões. O espaço de configurações do sistema é descrito como o espaço total de um fibrado principal, cujo espaço base é dado pelo espaço dos formatos do sistema e o grupo estrutural é (essencialmente) dado pelas isometrias da variedade ambiente. Dotando o fibrado de uma conexão que carrega consigo a informação sobre as leis físicas de conservação, expressamos o ciclo de deformações como uma curva fechada no espaço base, o movimento do corpo como o levantamento horizontal desta curva e o deslocamento resultante como a holonomia da mesma. Por meio deste formalismo, sistematizamos o cálculo do deslocamento gerado por ciclos de deformações arbitrárias, além de obter, em cada instante e analiticamente, a evolução temporal do sistema em questão / Abstract: In Euclidean space, cyclic deformations of quasi-rigid bodies can lead to net global rotations even though they satisfy, at each moment, the angular momentum conservation law (the falling cat problem is an example). In curved spaces, cyclic changes in the body shape can also lead to rotations, but also to global translations. This phenomenon is known as the swimming effect. In a recent work, Avron and Kenneth developed a formalism to describe this phenomenon in the non-relativistic context [Avron JE, Kenneth O, New J. Phys. 8, 68 (2006)], which may be used to calculate the net displacement caused by an infinitesimal cycle of deformations of a given body. This displacement is then related, for small swimmers, to the curvature of the ambient space. In the present work, we propose a new formulation for the swimming effect in terms of principal bundles and connections. The configuration space of the system is described by the total space of a principal bundle, whose base space is given by the space of shapes of the body and whose structural group is (essentially) given by the isometries of the ambient manifold. A given deformation cycleof the body then corresponds to a loop in the base space. By defining a connection in this bundle which conveys the physical conservation laws of the system, the corresponding physical motion of the body is then given by the horizontal lift of this curve in the base space, while the net displacement of the body is given by the holonomy associated with this loop. As a result we obtain, in a systematical way, the displacement generated by arbitrary deformation cycles and we get, for each instant of time, the time evolution of the system analytically / Mestrado / Geometria e Topologia / Mestre em Matemática

Orientador: Prof. Dr. Vilson Tonin Zanchin / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, Santo André, 2018.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:22:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Jailson Alves das Neves.pdf: 6872017 bytes, checksum: 21050025dd0116674ad0d7cdfa56749d (MD5) Previous issue date: 2014-05-14 / The activity of the teacher is full of challenges, especially when it mits the search for materials that can facilitate their teaching activity. Even with all the technological advances and possibilities of communication today, the Textbook is still the main, if not the only, teaching material used by teachers in the classroom. Recognizing the importance and relevance of these materials present contents of Modern Physics in high school, it is considered important to investigate how these contents are contributing to a contextualization, from the perspective of scientific approach to intellectual and personal growth of students in the educational process. This, the object of study, identified as the product of the Professional Masters in Teaching Science and Mathematics Education, is guided in presenting an analysis of the treatment given to the content of the Theory of Relativity in physics Textbooks of high school, considerands the structuring of content, the historical aspects of science and the suggested activities. Observed throughout our analysis that there is a huge concern in Textbooks in presenting the mathematical tools involved in the study of the Theory Relativity which just so omitting important discussions that lead to development of the study of this subject. Throughout his work is evident that the Textbook this is the most important resource that guide all pedagogic practice of teachers and student learning, which is crucial for teaching Physics resource. / atividade do professor é cheia de desafios, especialmente no que compete à busca de materiais que possa facilitar a sua atividade docente. Mesmo com todos os avanços tecnológicos e possibilidades de comunicação da/na atualidade, o Livro Didático continua sendo o principal, se não o único, material didático utilizado pelos professores em sala de aula. Reconhecendo-se a importância destes materiais e a relevância de abordar conteúdos de Física Moderna no Ensino Médio, considera-se importante investigar como esses conteúdos vêm contribuindo para uma contextualização, numa perspectiva de aproximação científica, para o crescimento pessoal e intelectual dos estudantes no processo educativo. Assim, o objeto de estudo, identificado, como produto do Mestrado Profissional em Ensino de Ciências e Educação Matemática, pauta-se em apresentar uma análise do tratamento dado ao conteúdo da Teoria da Relatividade Restrita nos Livros Didáticos de Física do Ensino Médio, considerando a estruturação do conteúdo, os aspectos históricos da ciência e as atividades sugeridas. Observamos ao longo de nossa análise que há uma preocupação enorme nos Livros Didáticos em apresentar o ferramental matemático envolvido no estudo da Teoria da Relatividade Restrita o que acaba, de certo modo, omitindo as discussões importantes que levam ao desenvolvimento do estudo desse tema. No decorrer do trabalho fica evidente que o Livro Didático trata-se do recurso didático mais importante que orienta toda a prática pedagógica dos professores e a aprendizagem dos estudantes, sendo um recurso indispensável para o ensino de Física.