Orientador: Luiz Agostinho Ferreira / Banca: Abraham Hirsz Zimerman / Banca: Marco Aurélio Cattacin Kneipp / Resumo: Através do formalismo de sistemas integráveis em qualquer dimensão desenvolvido em [18], nos propomos a resolver um modelo integrável em 4 dimensões Euclideanas cujos campos escalares tomam valores na esfera 'S POT. 2'. A Lagrangiana é dada pelo quadrado do pull-back da 2-forma da área de 'S POT. 2'. A ação Euclideana é invariante por reescalonamento x 'seta' 'lâmbda'x, o que garante a estabilidade das soluções a la Derrick. Encontramos a equação de curvatura nula e as correntes conservadas associadas. A invariância conforme do modelo nos fornece um ansatz que permite reduzir as equações de movimento a uma equação diferencial parcial em duas variáveis. As soluções explicitas são obtidas através de programas de manipulação algébrica, Mathematica e Maple, por uma expanão em série de potências / Abstract: Using the approach to integrable theories in any dimension introduced in [18], we analyse an integrable model in four Euclidean dimensions, with fields taking values in the sphere 'S POT. 2'. The Lagrangean is given by the square of the pull-back of the area form of 'S POT. 2'. The Euclidean action is invariant under the rescaling x 'seta' 'lâmbda'x, which guarantees the estability of the solutions a la Derrick. We construct the generalized zero curvature condition and find the associated conserved currents. The four dimensional conformal invariance of the model leads to an ansatz which reduces the equations of motion to a single (linaer) partial differential equation in two variables. The solutions are obtained by through computer programs for agebraic manipulation, as Maple and Mathematica, using a method of power series expansion / Mestre

O entendimento de quebra espontânea de simetria é um problema importante para o estudo de fenômenos na evolução de sistemas abertos, tanto em física quanto em química, como também na biologia. Aqui estudamos um método a mais para este tipo de análise, usando conceitos de sistemas dinâmicos com simetria. O sistema dinâmico escolhido é discreto, isto é, realizado por iteração de um difeomorfismo equivariante sob a ação de um grupo compacto, neste caso um grupo finito do tipo Dm. Especificamente, investigamos o comportamento de atratores caóticos sob a variação dos parâmetros. / The understanding of spontaneous symmetry breaking is an important problem in the study of phenomena in the evolution of open systems, in physics and chemistry as well as in biology. Here we study another method for this kind of analysis, using concepts from dynamical systems with symmetry. The chosen dynamical system is discrete, that is, realized by iteration of an equivariant diffeomorphism under the action of a compact group, in this case one of the finite groups of type Dm. Specifically, we investigate the behavior of chaotic attractors under variation of the parameters.

O comportamento critico de sistemas unidimensionais de spin do tipo Z(N) na ausência de campos magnéticos, é estudado sob a luz da teoria do grupo de renormalização. Os modelos são resolvidos exatamente pelo método da matriz de transferência e expressões para as funções de correlação e susceptibilidade (a campo zero) por si tio são também calculadas. As transformações do grupo de renormalização são efetuadas através de um traço parcial na função de partição, obtendo- se um conjunto de relações de recorrência que podem ser escritas de maneira simples para qualquer valor inteiro do fator de reescala espacial, mediante o uso de campos de escala convenientes. Tirando vantagem de um ponto fixo inteiramente atrativo, calculamos uma expressão para a energia livre por sitio, exata para T ¢ O. Analisamos o comportamento de nossos modelos no espaço de parâmetros, onde identificamos em particular as ~s ferro e antiferromagnéticas. O problema de correções às previsões de escala em termos de campos de escala não lineares é discutido. Aventamos também a possibilidade de calcular os auto valores da matriz de transferência através dos campos não lineares / In this work we study the criticai behaviour of one dimensional Z(N) spin systems in zero magnetic fields, using the approach of the renormalization group (RG) theory. The models are solved by the transfer matrix method and expressions for the correlation functions and zero field susceptibility per site are found. The RG transformations are carried out via a partial trace over the partition function and one obtains a set of recursion relations which, with the use of a convenient set of scaling fields, are written out in a simple manner for any integer value of the spatial rescaling factor. Using a totaly attractive fixed point we calculate an expression for the free energy per site, valid exactly for non zero values of the temperature. We analyse the behaviour of our models in the space of parameters, identifying in particular ferro and antiferromagnetic regions. The problem of corrections to scaling in terms of nonlinear scaling fields is discussed and a possibility of finding the eigen values of the transfer matrix from such fields is contemplated

O termo sigma do núcleon, $sigma_N$, pode ser extraído dos dados experimentais e permite testar teorias e modelos que buscam descrever os efeitos da quebra explícita de simetria quiral sobre o núcleon. A teoria de perturbação quiral é considerada atualmente a teoria efetiva da cromodinâmica quântica, sendo destinada a descrever o regime de baixas energias das interações fortes. Neste contexto, a expansão do termo sigma do núcleon em função da massa do píon depende das chamadas constantes de baixa energia, que devem ser extraídas da experiência. Neste trabalho apresentamos um modelo em que se elimina este tipo de dependência e fornece valores para $sigma_N$ e o termo sigma da delta, $sigma_Delta$, a partir de parâmetros conhecidos. No caso deste último, este procedimento é particularmente importante, porque não é possível extrair $sigma_Delta$ a partir da experiência, apesar desta grandeza ser fundamental para a obtenção de amplitudes na teoria de perturbação quiral, quando a delta aparece como grau de liberdade explícito. Variando as constantes de acoplamento entre os bárions e o píon, obtivemos resultados nos intervalos 43~MeV~$leq sigma_N leq$~49~MeV e 28~MeV~$leq sigma^R_Delta leq$~32~MeV, compatíveis com resultados de outros grupos. Pela possibilidade da delta decair, o seu termo sigma possui uma parte imaginária, a qual usamos para testar a consistência dos nossos resultados. Analisamos também a contagem de potências e o limite quiral, que mostraram o acordo entre a nossa expansão e a tirada da teoria de perturbação quiral. / The nucleon sigma term, $sigma_N$, may be extracted from experimental data and allows theories and models aimed at describing chiral symmetry breaking effects to be tested. At present, chiral perturbation theory is considered the effective theory of quantum chromodynamics at low energies. With this theory, one can obtain an expansion of $sigma_N$ in terms of the pion mass, involving low energy constants, which must be obtained from experiment. In this work we present a model that yields values for both $sigma_N$ and the delta sigma term, $sigma_Delta$, as functions of known parameters only. In the case of $sigma_Delta$, this procedure is particularly relevant, because $sigma_Delta$ is an important quantity in the evaluation of theoretical amplitudes and it is impossible to take it from experimental data. Several choices for pion-baryon coupling constants were used and our results lie in the intervals 43~MeV~$leq sigma_N leq$~49~MeV e 28~MeV~$leq sigma^R_Delta leq$~32~MeV, which are compatible with values produced by other groups. As the delta can decay, its sigma term has an imaginary part that we used to test the consistency of our calculations. The power counting in the chiral limit of our results is consistent with chiral perturbation theory.

Apresentamos um estudo do setor da quebra espontânea de simetria da teoria eletrofraca através do formalismo de lagrangianas quirais, analisando os operadores que geram vértices anômalos genuinamente quárticos entre os bósons de gauge, os quais podem ser sondados pela próxima geração de aceleradores: LHC e NLC. Com o objetivo de obter vínculos aos acoplamentos anômalos relativos a esses operadores, estudamos as reações e POT. +e POT. - W POT. + W POT. Z e e POT. +e POT. - ZZZ no NLC operando com energias no centro de massa de s = 0.5 TeV e 1 TeV, estendendo as nossas análises para a colisão com o feixe de elétrons polarizado. Avaliamos também o impacto desses mesmos acoplamentos ao processo pp VV + 2 jatos (V = W±, Z) no LHC. No intuito de desenvolver cálculos realísticos, todas as amplitudes de espalhamento das reações estudadas foram determinadas sem qualquer tipo de aproximação. / We present a study of electroweak symmetry breaking sector in the framework or chiral Lagrangians, analyzing the operators that lead to genuine quartic gauge boson couplings, which could be probed by the next generation accelerators; LHC and NLC. In order to get bounds on the anomalous couplings related to these operators, we studied the reactions e+e- W+W-Z and e+e- ZZZ at the NLC operating with center-or-mass energy of s = 0.5 TeV and 1 TeV, extending our analysis to polarized electron beam collisions. We also estimate the impact of these couplings to the process pp VV + 2 jets (V = W±, Z) at the LHC. In order to develop realistic calculations, all the scattering amplitudes considered have been determined without any kind of approximation.

Neste trabalho, estuda-se propriedades e implementações de duas importantes representações de formas denominadas curvatura e eixos de simetria (ou esqueletos), relacionando-as ao clássico modelo de processamento da informação visual proposto por Marr. Para tanto, fez-se necessária uma releitura dos critérios para a representação de formas já existentes, além da proposição e comparação de algumas abordagens numéricas através das quais curvaturas e esqueletos são calculados, com especial atenção dada a características como robustez e invariância. No caso da curvatura, que é uma medida clássica da geometria diferencial sem divergências quanto a sua definição e interpretação, foi dado maior enfoque à robustez dos métodos quanto à presença de ruídos de diversas naturezas e quanto a sensibilidade na escolha dos parâmetros que levaram aos resultados mais precisos. Além disso, propôs-se uma versão não-derivativa da curvatura (denominada circularidade local) a fim de contornar o problema advindo das instabilidades do cálculo de derivadas de dados reais amostrados. Ainda relativamente à curvatura, um método baseado na transformada de Fourier bidimensional foi proposto e comparado à abordagem unidimensional já estabelecida e a outro método padrão (&#946-Splines/ Medioni) de cálculo de curvatura de contornos digitais. Já no caso dos esqueletos, a existência de diversas interpretações geométricas e matemáticas para o conceito e as inúmeras abordagens numéricas para o cálculo dos mesmos demandaram a revisão da literatura sob a luz do modelo inicialmente introduzido para que se pudesse impor uniformidade à terminologia e situar as diferentes abordagens e implementações dentro de um panorama comum, sendo que dois novos métodos para o cálculo de esqueletos foram criados quando do desenvolvimento deste trabalho (esqueletos por dilatações exatas e esqueletos afins baseados em áreas). / In this work, properties and implementations of two important shape representa¬tions had been studied: curvature and symmetry axis (or skeletons) and they had been related to the Marr\'s classical visual information processing model. Thus, it was necessary a re-interpretation of previously existent criteria for shape represen¬tation in addition to the proposition and comparison of some numerical approaches for curvature and skeletons calculations with special attention given to robustness and invariance characteristics. In the curvature case, a classic measure from dif¬ferential geometry with no divergence about its definition and interpretation, we focused mainly on the numerical methods robustness in presence of several noise categories and on the best parameter set choice sensibility. Additionally, a no derivative version of curvature (also called local circularity) was proposed in order to circumvent problems related to the sampled real data derivatives numerical ins¬tabilities. Still talking about curvature, a 2D Fourier transform based method had been proposed and assessed in comparison to the 1D approach and other standard digital contour curvature calculation method (&#946-Splines/ Medioni). In the skeleton\'s case, the existence of several geometrical and mathematical interpretations of the concept and the innumerable numeric approaches to their calculation demanded a literature survey regarding the initially introduced model to impose uniformity to the terminology and to situate the different approaches and implementations into a common framework where two new methods to skeleton\'s calculations had been created (exact dilations based skeletons and area based affine skeletons).

A renormalização e o compartamento crítico da teoria de campo contínuo em o³ para o modelo de Potts de p estados com quebra externa de simetria entre os vetores de estado é investigada no presente trabalho.

Orientador: Ermínia de Lourdes Campello Fanti / Coorientador: Flávia Souza Machado da Silva / Banca: Pedro Luiz Queiroz Pergher / Banca: Maria Gorete Carreira Andrade / Resumo: O objetivo principal deste trabalho e estudar a relação entre cohomologia de grupos e o problema de classificar grupos wallpaper, que são grupos de simetrias de certas figuras do plano chamadas padrões wallpaper. Há, a menos de equivalência, exatamente 17 grupos wallpaper, que classificamos usando teoria dos grupos e algebra linear. Dado um grupo wallpaper G, temos associado inicialmente a G um subgrupo abeliano normal T (subgrupo das translações) chamado reticulado, um grupo G0 = G=T chamado grupo ponto, uma ação de G0 sobre T (de modo que T e um ZG0-m odulo) e uma extensão do grupo G0 por T , 0 ! T ! G ! G0 ! 0. Usando o fato de que existe uma correspondência biunívoca entre o segundo grupo de cohomologia, H2(G0; T ), e o conjunto das classes de equivalência de G0 por T que dão origem a ação induzida de G0 sobre T e computando H2(G0; T ), para as várias possibilidades para G0, apresentamos um limitante superior para o número de grupos wallpaper. Para o cálculo de H2(G0; T ), para certos grupos pontos G0, utiliza-se a sequência espectral cohomológica e a sequência exata de cinco termos / Abstract: The main goal of this work is to study the relation between the cohomology of groups and the problem of classifying wallpaper groups, which are symmetry groups of certain gures on the plane called wallpaper patterns. There are, up to isomorphism/equivalence, exactly 17 wallpaper groups, classi ed by using group theory and linear algebra. Given a wallpaper group G, we initially associate to G an abelian normal subgroup T (subgroup of the translations) called lattice, a group G0 = G T called point group, an action of G0 on T (in such a way that T is a ZG0-module) and an extension of the group G0 by T , 0 ����! T ����! G ����! G0 ����! 0. Using the fact that there is an one-to-one correspondence between the second cohomology of group, H2(G0; T ), and the set of equivalence classes of the extensions of G0 by T , that gives rise to the induced action of G0 on T , and computing H2(G0; T ), for the sereval possibilities for G0, we present an upper bound for the number of wallpaper groups. For the calculation of H2(G0; T ), of certain point groups G0, it is used the cohomological spectral sequence and the ve terms exact sequence / Mestre

Esta tese trata da eletrodinâmica dual, cujas equações descrevem o eletromagnetismo em presença de monopolos magnéticos. Revemos a ligação direta dos monopolos com a solução do problema da quantização da carga e como eles surgem em modelos unificados tipo GUT ou Kaluza-Klein. Discutimos a dificuldade de formulação da teoria em termos de um princípio de mínima ação e descrevemos algumas tentativas de solução deste problema, através da introdução das funções de onda não-locais de Cabibbo e Ferrari, da corda de Dirac ou dos potenciais não-unívocos de Wu e Yang. Por fim, sugerimos uma lagrangiana não-local, baseada no tensor de campo generalizado de Cabibbo e Ferrari, a partir da qual obtemos todas as equações (locais) de movimento. / The present work discusses the classical electromagnetic theory in the presence of magnetic monopoles. We review the connection between such objects and the long standing problem of charge quantization and the main theoretical difficulties in formulating the classical dual electromagnetic theory in terms of an action principle. We show that a deeper understanding of the source of such difficulties leads naturally to the construction of a variational principle for a non-local lagrangean from which all the (local) dynamical equations for electric, magnetic charges and fields can be obtained.

Estudamos duas teorias nas quais o termo de Einstein, R -9 , encontra-se ausente da lagrangeana original do problema e é gerado através de mecanismo de quebra espontânea de simetria. Na primeira delas e introduzido um campo escalar, que e o responsável pelo fenômeno de quebra de simetria. Na segunda, não há campo escalares: a quebra de simetria aparece como um efeito dinâmico. / We study two theories in which the Einstein term, R -9, is not present in the original lagrangian. This term is created by a spontaneous broken symmetry mechanism. In the first theory, there is a scalar field through which the breaking of symmetry occurs. In the second one, there is no scalar field. The symmetry is dynamically broken.