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Intelligent simulation of coastal ecosystems

Pereira, António Manuel Correia January 2010 (has links)
Tese de doutoramento. Engenharia Informática. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Faculdade de Ciência e Tecnologia. Universidade Fernando Pessoa. 2010
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Estudo de novos processos de empacotamento em duas dimensões

Morais, Pablo Abreu de 31 January 2008 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo503_1.pdf: 4139282 bytes, checksum: 7c8b6bfae97edc2933a02f8c24b69e24 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O processo de amassamento de fios em cavidades bidimensionais leva à formação de padrões complexos de laços interagentes controlados por interações de auto-exclusão e descritos por leis de escala robustas. A partir da análise de imagens de configurações de fios de cobre amassados em uma cavidade circular, estudamos a geometria individual dos laços. Entre outras propriedades, calculamos médias do ângulo de torção(b) e da relação perímetro/(área) 1 2 (k). Os valores médios de b e k obtidos obedecem consistentemente as relações para polígonos regulares para um número de lados n fracionário. Experimentos de empacotamento foram realizados utilizando o laço médio e obtivemos a fração de ocupação máxima pmax = 0,8752 em uma rede, valor intermediário entre a fração de ocupação de empacotamento máxima de discos pmax = 0,9068 e a fração de ocupação de empacotamento aleatório de discos paleat = 0, 84
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Lacunaridade para caracterização de formas de dimensão finita / Not available

Rodrigues, Erbe Pandini 16 December 2004 (has links)
A caracterização de objetos de dimensões finitas é uma das áreas de aplicação do processamento de imagens [2]. Esta caracterização contribui para o estudo de dinâmicas de crescimento por modelagem matemática e simulação computacional [3, 4, 5]. Existem medidas que inicialmente foram criadas para quantificar certas características de objetos auto-similares, como as formas fractais, que são muito utilizadas em estudos de física. Uma das medidas mais conhecidas é a dimensão fractal, que está associada a complexidade do objeto. A dimensão fractal tem sido utilizada em estudos de objetos como os gerados pelo modelo DLA (Diflusion-Limited-Aggregation) (6, 7), que é um modelo que gera formas por meio de agregação de partículas. Mesmo que poderosa, a dimensão fractal é uma medida degenerada, ou seja, objetos com geometrias distintas podem apresentar mesma dimensão fractal. Com o intuito de contornar esta característica e melhor caracterizar uma forma geométrica uma nova medida denominada lacunaridade foi sugerida por Mandelbrot [8], de tal forma que objetos com mesma dimensão fractal possuíssem lacunaridade distinta. A medida de lacunaridade está relacionada com a textura do objeto e informa o quanto o objeto desvia de ser invariante a translação [9, 10, 11]. Valores baixos de lacunaridade indicam maior invariância translacional, enquanto valores altos indicam o contrário, ou seja, um objeto mais heterogêneo. Existem vários modelos para o cálculo da lacunaridade [12, 13, 14, 9], contudo, ainda restam algumas arbitrariedades que dificultam a aplicação destes no estudo de objetos finitos [15]. O objetivo deste estudo é justamente adaptar a medida de lacunaridade a análise seqüencial de imagens de objetos com auto-similaridade restrita, como por exemplo, neurônios, de forma a remover as arbitrariedades características dos algoritmos convencionais / The shape characterization of objects is an application of image processing [2] which has been applied to the understand of natural phenomena as well as growth dynamics by mathematical modeling and computational simulation [3, 4, 5]. There are many kinds of measures that were designed to quantify auto-similar features, such as fractal forms, which are largely applied in physical studies. The fractal dimension is one of these measures associated to object complexity, used to investigate features of objects, for instance, generated by DLA (Diffusion-Limited-Aggregation) models [6, 7]. These models generate ramified structures by means of particle aggregation. Although powerful, the measure presents degeneracy, e.g., some distinct fractals may present the same fractal dimension. Intended to overlook this feature and better characterize geometrical forms, a new measure has been proposed by Mandelbrot, namely the lacunarity [8], in order to distinguish between objects whit same fractal dimensions. This measure is related to object texture and provides information about translational invariance [9, 10, 11]. Low values of lacunarity mean high translational invariance while high values mean the opposite situation, e.g., more heterogeneous objects. Although, there are severa1 ways to calculate lacunarity [12, 13, 14, 9], some arbitrary parameters remains which make it difficult to apply these methods to finite size objects analysis [15]. The present study intends to adapt the lacunarity measure to finite size objects in order to achieve translation an rotational invariance
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Estudo da persistência no mercado de câmbio: análise do expoente de Hurst à mudança de câmbio fixo para câmbio flutuante

Silva, Marcus Fernandes da January 2009 (has links)
Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-05-08T16:05:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcus da Silva.pdf: 1242912 bytes, checksum: 85e120dde646a318d8c3d3f29ca09fa0 (MD5) / Rejected by Alda Lima da Silva(sivalda@ufba.br), reason: Documento de Física on 2013-05-08T18:28:00Z (GMT) / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-05-09T16:49:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcus da Silva.pdf: 1242912 bytes, checksum: 85e120dde646a318d8c3d3f29ca09fa0 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-05-09T17:06:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcus da Silva.pdf: 1242912 bytes, checksum: 85e120dde646a318d8c3d3f29ca09fa0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-09T17:06:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcus da Silva.pdf: 1242912 bytes, checksum: 85e120dde646a318d8c3d3f29ca09fa0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Este trabalho usa conceitos da propriedade persistência para descrever o comportamento das flutuações cambiais entre os regimes de câmbio fixo e câmbio flutuante. Para tanto, fez-se uso do cálculo do Expoente de Hurst, que é uma ferramenta que pode expressar a propriedade persistência de um determinado perfil. A determinação deste expoente foi via método RMS, que relaciona o desvio padrão médio (ou rugosidade média) de um perfil (no nosso caso esse perfil é a cotação diária do dólar) com intervalos de tempos determinados. Quando há uma lei de potência entre os valores das rugosidades médias com os intervalos de tempo considerados, então o expoente desta lei é denominado por expoente de Hurst. O primeiro objetivo deste trabalho é, a partir da análise de Hurst, observar o comportamento da mudança entre os regimes de câmbio fixo e câmbio flutuante dos países em desenvolvimento Brasil, México e Argentina. O segundo é o de observar, também a partir da análise de Hurst, se há um comportamento padrão do regime de câmbio flutuante para os países desenvolvidos Canadá e Austrália; caso isso ocorra, associaremos eficiência do mercado de câmbio com o expoente de Hurst. Observamos que houve um comportamento padrão dos países em desenvolvimento na mudança entre os dois regimes cambiais. Este padrão foi caracterizado por persistência; seguido por um rápido decrescimento para valores antipersistentes e seguido de um rápido crescimento para valores persistentes. Foi observado que os valores médios do expoente de Hurst para os países em desenvolvimento se afastaram mais do valor 0,5 (movimento Browniano ordinário) do que os países desenvolvidos, o que corrobora a hipótese de que a eficiência do mercado de câmbio está associada ao movimento browniano ordinário. / Salvador
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Os processos de aprendizagem gerencial em uma organização hospitalar: uma abordagem sistêmico-complexa

Martini, Beatriz Prange January 2010 (has links)
Made available in DSpace on 2013-08-07T19:08:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000430142-Texto+Completo-0.pdf: 724235 bytes, checksum: a38a35844dcf6563011499cb2dc9a180 (MD5) Previous issue date: 2010 / The theme of this thesis is the management learning in hospital context. Thus, considering their compromise of offering high complexity services, the organization needs to develop the technical and behavioral competence of their functional body. It practices a model of management based on the fundamentals of knowledge: (a) their professionals’ technical competence; (b) the management capacity; (c) the scientific development; and (d) research. In this sense, the learning processes are fundamental to the business growth. This thesis has two sections. Section I, Implications of systemic-complex approach in processes of management learning, is a theoretical deepening that contextualizes the knowledge society, the area of health services, the management models, five approaches of organizational learning and the systemic-complex approach as a possibility of understanding the complexity of the business world in the contemporary area. The research report of this work, exposed in section II of this thesis, Management learning as a “virtuous process” to organizational management, is the result of a research that had as its general goal analyzing and understanding how the process of management learning develops in the hospital organization to guarantee the performance of strategies as a model of management that offers quality in the medical-assistance service according to the needs of the complex hospital organization. In order to do this research, a qualitative approach and theoreticalmethodological bases were used, following Edgar Morin. At the end of this thesis, it is evident what makes learning possible: the personal attitude of the managers through their experiences/practices/actions; the interpersonal relations they establish with the other employees in lower or higher position and the administration; and the hospital organization as a system that establishes dynamic connections internally and around itself.However, the managers’ expectations related to the organization and to the gaps of educational formation constrain this process. / Esta dissertação tem como tema a aprendizagem gerencial no contexto hospitalar. A organização, ao considerar seu compromisso como prestadora de serviço de alta complexidade, precisa desenvolver competências técnicas e comportamentais do seu corpo funcional. Pratica um modelo de gestão fundamentado por pilares baseados no saber: (a) a competência técnica de seus profissionais; (b) a capacidade de gestão; e (c) o desenvolvimento científico e da pesquisa. Nesse contexto, os processos de aprendizagem são fundamentais para o crescimento do negócio. A dissertação é composta por duas seções: a seção I, Implicações da abordagem sistêmico-complexa nos processos de aprendizagem gerencial, é um aprofundamento teórico que contextualiza a sociedade do conhecimento, a área da saúde, modelos de gestão, cinco abordagens de aprendizagem organizacional e a abordagem sistêmico-complexa como uma possibilidade de entendimento da complexidade no mundo dos negócios na contemporaneidade. O relatório de pesquisa deste trabalho, na seção II da dissertação, A aprendizagem gerencial como um “processo virtuoso” para a gestão organizacional, é resultado de uma pesquisa que teve como objetivo geral compreender como o processo de aprendizagem gerencial se desenvolve dentro de uma organização hospitalar complexa, o qual aplica estratégias de um modelo de gestão voltadas para autosustentabilidade e para a qualidade da prestação de serviço médico assistencial.Para essa pesquisa, utilizou-se uma abordagem qualitativa e pressupostos teóricos-metodológicos sistêmicos complexos, a partir dos conceitos de Edgar Morin. Ao final da dissertação, evidencia-se a potencialização da aprendizagem por meio da atitude pessoal dos gerentes com suas experiências/práticas/ações; as relações interpessoais que estabelecem com subordinados, pares e a alta administração; e a organização hospitalar como um sistema que estabelece conexões dinâmicas internamente e com o seu entorno. Contudo, o que limita são expectativas dos gerentes em relação à organização e às lacunas deixadas pela formação educacional.
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Lacunaridade para caracterização de formas de dimensão finita / Not available

Erbe Pandini Rodrigues 16 December 2004 (has links)
A caracterização de objetos de dimensões finitas é uma das áreas de aplicação do processamento de imagens [2]. Esta caracterização contribui para o estudo de dinâmicas de crescimento por modelagem matemática e simulação computacional [3, 4, 5]. Existem medidas que inicialmente foram criadas para quantificar certas características de objetos auto-similares, como as formas fractais, que são muito utilizadas em estudos de física. Uma das medidas mais conhecidas é a dimensão fractal, que está associada a complexidade do objeto. A dimensão fractal tem sido utilizada em estudos de objetos como os gerados pelo modelo DLA (Diflusion-Limited-Aggregation) (6, 7), que é um modelo que gera formas por meio de agregação de partículas. Mesmo que poderosa, a dimensão fractal é uma medida degenerada, ou seja, objetos com geometrias distintas podem apresentar mesma dimensão fractal. Com o intuito de contornar esta característica e melhor caracterizar uma forma geométrica uma nova medida denominada lacunaridade foi sugerida por Mandelbrot [8], de tal forma que objetos com mesma dimensão fractal possuíssem lacunaridade distinta. A medida de lacunaridade está relacionada com a textura do objeto e informa o quanto o objeto desvia de ser invariante a translação [9, 10, 11]. Valores baixos de lacunaridade indicam maior invariância translacional, enquanto valores altos indicam o contrário, ou seja, um objeto mais heterogêneo. Existem vários modelos para o cálculo da lacunaridade [12, 13, 14, 9], contudo, ainda restam algumas arbitrariedades que dificultam a aplicação destes no estudo de objetos finitos [15]. O objetivo deste estudo é justamente adaptar a medida de lacunaridade a análise seqüencial de imagens de objetos com auto-similaridade restrita, como por exemplo, neurônios, de forma a remover as arbitrariedades características dos algoritmos convencionais / The shape characterization of objects is an application of image processing [2] which has been applied to the understand of natural phenomena as well as growth dynamics by mathematical modeling and computational simulation [3, 4, 5]. There are many kinds of measures that were designed to quantify auto-similar features, such as fractal forms, which are largely applied in physical studies. The fractal dimension is one of these measures associated to object complexity, used to investigate features of objects, for instance, generated by DLA (Diffusion-Limited-Aggregation) models [6, 7]. These models generate ramified structures by means of particle aggregation. Although powerful, the measure presents degeneracy, e.g., some distinct fractals may present the same fractal dimension. Intended to overlook this feature and better characterize geometrical forms, a new measure has been proposed by Mandelbrot, namely the lacunarity [8], in order to distinguish between objects whit same fractal dimensions. This measure is related to object texture and provides information about translational invariance [9, 10, 11]. Low values of lacunarity mean high translational invariance while high values mean the opposite situation, e.g., more heterogeneous objects. Although, there are severa1 ways to calculate lacunarity [12, 13, 14, 9], some arbitrary parameters remains which make it difficult to apply these methods to finite size objects analysis [15]. The present study intends to adapt the lacunarity measure to finite size objects in order to achieve translation an rotational invariance
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Simulação de sistemas complexos para fins de entretenimento usando Redes Bayesianas : o caso do FutSim

Luiz Freitas Valadares, Jeferson January 2002 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T15:59:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5094_1.pdf: 2091431 bytes, checksum: 79fa2ce7c5f5e3a6ed85b468d6c0b956 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2002 / O objetivo deste trabalho é resolver o problema de Inteligência Artificial do FutSim, um jogo online de administração de futebol desenvolvido pela empresa Jynx Playware. Os jogos de computador são relevantes hoje não apenas pela sua expressão de mercado, mas também para propósitos de pesquisa. O futebol é um excelente exemplo de sistema complexo, porque o seu entendimento não é possível a partir do entendimento de seus componentes. Hoje em dia são utilizadas simulações em software para se entender e experimentar com este tipo de sistema. Existem muitas discussões sobre a simulação de sistemas complexos para outros fins, mas não para entretenimento. Este tipo de simulação de sistemas complexos tem vários requisitos específicos que não são atendidos pelos sistemas de simulação atuais. Além disso, a maioria das simulações desenvolvidas hoje pela indústria de jogos é baseada em técnicas como regras de produção e lógica difusa, que não são adequadas para o tratamento de incerteza. Já a abordagem de redes bayesianas é capaz de lidar com incerteza de maneira correta e eficiente, mas elas não têm sido utilizadas para simulação, e nem são capazes de representar conceitos como entidade e relacionamento. Como resultado deste trabalho, nós resolvemos o problema de simulação do FutSim através da complementação do formalismo de redes bayesianas com os conceitos de entidades e eventos, e propomos uma metodologia geral para desenvolver simulações de sistemas complexos para fins de entretenimento
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Forest fire in heterogeneous environments: the role of enlarged active neighborhoods and random forbidden sites

SILVA, Florentino Gomes de Oliveira 15 August 2016 (has links)
Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-01-23T18:28:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) mestrado_FLORENTINO_vfinal.pdf: 34893603 bytes, checksum: 9f4e52bf21e32df95d14f3aa8c75cba0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T18:28:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) mestrado_FLORENTINO_vfinal.pdf: 34893603 bytes, checksum: 9f4e52bf21e32df95d14f3aa8c75cba0 (MD5) Previous issue date: 2016-08-15 / FACEPE / In the present work, the spread of forest fires in heterogeneous environments is studied through cellular automata (CA) models, that are commonly used to simulate contact processes, and display a critical self-organized dynamics. The concept of self-organized criticality (SOC) is related to the ability of a dynamical system to evolve towards a critical phase spontaneously. The signature of these processes is the scale invariance (power-law behavior) of its observables. The forest fire model proposed by Drossel and Schawbl (DSFFM) in 1992, regards an homogeneous population of trees and its fire-size and fire duration distributions suggest typical SOC behaviors. In the other hand, the literature reports wildland fires whose frequency-area histograms are either power-law distributions or ‘heavy-tailed’ distributions. In 2011, Camelo-Neto and Coutinho proposed a CA model in which two distinct populations of trees are considered: one comprising trees with low flammability (with a parameter R of resistance to ignite) and the other composed by high flammability (susceptible trees). Aiming to generalize this model, some ingredients have been added in order to amplify or constrain the effective reach of the fire spreading. By increasing the reach of the interactions, the system performs fires that spread more like a ‘field’ of heat than like a contact process as in the DSFFM. Another novel aspect of the model – related to the heterogeneity of the population – is the addition of a fraction s of forbidden sites (randomly placed), at which trees are not allowed to sprout. Moreover, theses forbidden sites do not interact with fire. Results have showed that the fire-size distributions can display either a ‘heavy-tailed’ behavior or a power-law behavior, depending on the resistance parameter R and on the fraction s of forbidden site. / Nesta dissertação, a propagação de incêndios em florestas heterogêneas é estudada através de modelos de autômatos celulares (AC) que descrevem processos de propagação por contato e apresentam características de uma dinâmica crítica auto-organizada. O conceito de criticalidade auto-organizada (CAO) está relacionado com a capacidade de um sistema dinâmico evoluir espontaneamente para um estado crítico. A assinatura desses processos é a invariância de escala (comportamento tipo lei de potência) das distribuições de certas grandezas observáveis. O modelo de incêndio florestal proposto por Drossel e Schawbl (DS), em 1992, considera apenas florestas homogêneas e as distribuições de tamanhos e duração das queimadas encontradas sugerem a existência de um estado crítico auto-organizado. A literatura, no entanto, reporta incêndios reais cujos histogramas de frequência de tamanho apresentam tanto distribuições tipo lei de potência, quanto casos de distribuições com “caudas pesadas”. Em 2011, Camelo-Neto e Coutinho propuseram um modelo de AC, onde são consideradas duas populações de árvores distintas, uma com baixa inflamabilidade, árvores com distintos graus R de resistência à ignição, e outra com alta inflamabilidade, ditas árvores susceptíveis. Com o intuito de generalizar o modelo, alguns ingredientes foram adicionados de modo a ampliar ou limitar o alcance efetivo da propagação do fogo na vizinhaça de uma árvore em chamas. O aumento do alcance das interações produz incêndios que se propagam como um “campo de calor”, desta forma difere dos processos de contato característicos do modelo DS. Outro novo aspecto do modelo para explorar a heterogeniedade da floresta foi a inclusão de um fração s de sítios proibidos (distribuídos aleatoriamente) nos quais árvores não podem brotar, além disso eles também não interagem com o fogo. Os resultados alcançados mostram que as distribuições de tamanho dos incêndios podem exibir tanto um comportamento de “cauda pesada”, como comportamento tipo lei de potência, dependendo do ajuste do parâmetro de resistência R e da concentração s de sítios proibidos.
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The h-theory: universality classes of hierarchical complex systems

ROA GONZÁLEZ, Iván René 28 April 2017 (has links)
ROA GONZÁLEZ, Iván René, também é conhecido em citações bibliográficas por: GONZÁLEZ, Iván René Roa / Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-09T19:31:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Iván René Roa González.pdf: 10499894 bytes, checksum: fc4dd4d7bc530a34f5f3bf20698efba5 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-15T22:43:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Iván René Roa González.pdf: 10499894 bytes, checksum: fc4dd4d7bc530a34f5f3bf20698efba5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T22:43:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Iván René Roa González.pdf: 10499894 bytes, checksum: fc4dd4d7bc530a34f5f3bf20698efba5 (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 / CNPq / Complex dynamical systems can be characterized through the time series associated with dynamical variables, which yield important information on the underlying stochastic process. The probability density function, the temporal correlation function, the power spectrum, and the memory function are examples of statistical properties that can be extracted from the time series. In this thesis, we are particularly interested in describing complex phenomena in which the stationary distribution of the time series of the main dynamical variable (the signal) exhibits large deviations from Gaussian statistics, possibly showing long and heavy tails. This kind of phenomena is present in many areas of physics, biology, and economics. However, our interest is focused on spectral fluctuations in non-integrable ballistic cavities, intensity fluctuations in random lasers, turbulence in fluids, stock prices fluctuations in financial markets. We shall attempt to describe these phenomena as a composition of distributions with distinct space/time scales which arise from a hierarchical dynamics with a coupling between contiguous scales. The model to be used, denominated H-Theory, was recently proposed by our research group and consists of a set of coupled stochastic differential equations, whose stationary solution leads to a parametric family of distributions represented by Fox H-function. This result unifies and generalizes the universality classes of superstatistics, which is a formalism that has been successfully used to describe systems with two separated time scales. / na caracterização de sistemas complexos nos quais a distribuição estacionária da série temporal da variável dinâmica principal (o sinal) desvia-se substancialmente da gaussiana, podendo exibir caudas longas e pesadas. Exemplos de sistemas deste tipo podem ser encontrados em diversas áreas da física, da biologia e da economia. Contudo, centraremos nosso foco nos fenômenos de flutuações espectrais em turbulência em fluidos, variações nos preços de ações no mercado financeiro, flutuações de intensidade em lasers aleatórios em fibra óptica e estatística espectral de cavidades balísticas não-integráveis. Caracterizamos esses fenômenos como resultado da composição de distribuições com distintas escalas espaçiais/temporais que resultam de uma dinâmica hierárquica com acoplamento entre escalas contíguas. O modelo a ser usado, denominado teoria H, foi recentemente proposto por nosso grupo de pesquisa e consiste de um sistema de equações diferenciais estocásticas acopladas, cuja solução estacionária produz uma família paramétrica de distribuições representadas por funções H de Fox. Este resultado unifica e estende para múltiplas escalas as classes de universalidade da superestatística, que é um formalismo que tem sido usado com sucesso para descrever sistemas dinâmicos complexos com duas escalas temporais separadas.
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Theoretical and experimental study of the lévy statistics and photonic spin glass phase in random lasers

RIQUELME PINCHEIRA, Pablo Isaias 18 January 2017 (has links)
RIQUELME PINCHEIRA, Pablo Isaias, também é conhecido em citações bibliográficas por: PINCHEIRA, Pablo Isaias Riquelme / Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-09T19:22:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Pablo Isaias Riquelme Pincheira.pdf: 4798605 bytes, checksum: e888652bfeb61519d22290b0b54c725b (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-17T19:13:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Pablo Isaias Riquelme Pincheira.pdf: 4798605 bytes, checksum: e888652bfeb61519d22290b0b54c725b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T19:13:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Pablo Isaias Riquelme Pincheira.pdf: 4798605 bytes, checksum: e888652bfeb61519d22290b0b54c725b (MD5) Previous issue date: 2017-01-18 / Since Albert Einstein established the foundations for stimulated emission of radiation in 1916, he paved a long road that culminated in the beginning of the 1960s with the invention of the laser. In a conventional laser avoiding losses by light scattering is very important. However, this paradigm is broken by the theoretical proposal of Letokhov in 1968, which says that in a disordered with gain, the scattering of light plays a positive role increasing the dwell time of light in an active medium, thereby increasing the laser amplification. Due to the disordered nature of the materials used was adopted the name Random Lasers (RLs). Random lasers have taken a new boom because they have recently been exploited as a photonic platform for studies of complex systems. This thesis covers this interdisciplinary approach that opens important new avenues for understanding the behavior of random lasers. We recently studied the intensity fluctuations in the emission of Random lasers, finding the existence of non-Gaussian statistics in these emissions behaving with Lévy-type statistics. On the other hand, in another set of theoretical and experimental work, the glassy behavior of random lasers was studied by other authors, which led to the recent experimental demonstration of symmetry replica breaking phase transition. The investigations mentioned above were taken separately, and in this work shows that these two phenomena are connected. In the first chapter we study the most important concepts of a conventional laser that are necessary to understand the random lasers. In the second chapter, we present the random lasers. We begin with the presentation of the main features of random lasers. Then, we present a connection between the phenomenon of speckle and random lasers where Speckle Contrast is used to demonstrate the multimodal nature of random lasers. This feature is applied to determine the number of modes in a random fiber laser. At the end of this chapter a work is presented where it is demonstrated for the first time Bichromatic random laser in a NdAl₃ (BO₃)₄ crystalline powder. This observation opens an avenue for random lasers applications, and, as a proof of concept, we demonstrate an optical thermometer owing to the thermal dependence of the RL emissions. The third chapter is dedicated to studying the fundamental concepts of complex systems, to understand the glassy behavior of light in random lasers. In chapter 4 essential rudiments are also given to understand Lévy statistics. In chapter 5 we show a work where we use employ the NdY BO random laser system to show that from a single set of measurement the physical origin of the complex correspondence between the Lévy fluctuation regime and the replica symmetry breaking transition to spin glass phase occurs. In chapter 6 shows the observation of replica symmetry breaking phase transition in a solution of Rhodamine and particles of TᵢO₂, where specially designed amorphous TᵢO₂ particles were synthesized to obtain identical copies of the system. / Desde que Albert Einstein estabeleceu as bases para a emissão estimulada da radiação em 1916, ele pavimentou uma longa estrada que culminou, no começo dos anos 1960, com a invenção do laser. Em um laser convencional, evitar perdas por espalhamento de luz é muito importante. No entanto, este paradigma é quebrado pela proposta teórica de Letokhov em 1968, que diz que em um meio desordenado com ganho, o espalhamento da luz desempenha um papel positivo aumentando a amplificação do laser. Devido à natureza desordenada dos materiais utilizados foi adotado o nome Random Lasers (RLs). Os lasers aleatórios tomaram um novo impulso porque foram explorados recentemente como uma plataforma fotônica para estudos de sistemas complexos. Esta tese estuda esta abordagem interdisciplinar que abre novas e importantes vias para a compreensão do comportamento de lasers aleatórios. Recentemente estudamos as flutuações de intensidade na emissão de lasers aleatórios, encontrando a existência de estatísticas não gaussianas nessas emissões que se comportam como estatísticas tipo Lévy. Por outro lado, em outro conjunto de trabalhos teóricos e experimentais, o comportamento tipo vidro de spin de lasers aleatórios foi estudado por outros autores, o que levou à recente demonstração experimental de transição de fase com quebra de simetria de réplica. As investigações mencionadas acima foram realizadas separadamente, e neste trabalho mostramos que esses dois fenômenos estão conectados. No primeiro capítulo estudamos os conceitos mais importantes de um laser convencional que são necessários para entender os lasers aleatórios. No segundo capítulo, apresentamos os lasers aleatórios. Começamos com a apresentação das principais características de lasers aleatórios. Em seguida, apresentamos uma conexão entre o fenômeno de speckle e lasers aleatórios onde Speckle Contrast é usado para demonstrar a natureza multimodal de lasers aleatórios. Esta característica é aplicada para determinar o número de modos de um laser aleatório de fibra. No final deste capítulo é apresentado um trabalho onde é demonstrado pela primeira vez o laser aleatório bicromático em um pó cristalino NdAl₃ (BO₃)₄. Esta observação abre caminho para aplicações lasers aleatórios e, como prova deste conceito, demonstramos um termômetro óptico devido à dependência térmica das emissões de RL. O terceiro capítulo é dedicado a estudar os conceitos fundamentais de sistemas complexos, para entender o comportamento tipo vidro de spin da luz em lasers aleatórios. No capítulo quatro, rudimentos essenciais também são descritos para entender as estatísticas de Lévy. No capítulo cinco mostramos um trabalho onde usamos o sistema de laser aleatório NdY BO para mostrar que a partir de um único conjunto de medições ocorre a origem física da correspondência complexa entre o regime de flutuação de Lévy e a transição de simetria de réplicas para a fase de vidro de spin. No capítulo seis, observa-se a transição de fase de ruptura de simetria de réplicas em uma solução de Rhodamine e partículas de TᵢO₂, onde se sintetizaram partículas de TᵢO₂ amorfas especialmente projetadas para obter cópias idênticas do sistema.

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