Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-02Bitstream added on 2014-06-13T18:53:35Z : No. of bitstreams: 1 ymai_lh_me_ift.pdf: 483788 bytes, checksum: 4f0df0fea1d850bbc366844622fd0b5f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Apresentamos a formulação da hierarquia mKdV e sinh-Gordon supersimétrica com N = 1 baseada na superálgebra de Kac-Moody sl(2,1). Obtivemos soluções para até quatro vértices para ambos os modelos de dressing e também discutimos a transformação de Bäcklund para o modelo sinh-Gordon supersimétrico utilizando supercampos / We introduce the formulation of supersymmetric mKdV and sinh-Gordon hierarchy with N = 1 based on Kac-Moody sl(2,1) superalgebra. We ontained solutions to up to four vertex operator for both models using the dressing method and we also discuss the Bäcklund transformation for the supersymmetric sinh-Gordon model using superfields

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-02Bitstream added on 2014-06-13T20:23:07Z : No. of bitstreams: 1 cabreracarnero_i_dr_ift.pdf: 1015322 bytes, checksum: 915c6683e6c1c022f54ca1d9f5a03904 (MD5) / Nesta fase construísmo e estudamos uma nova classe de modelos integráveis (relativístico e não relativístico) em duas dimensões, associados à álgebra afim 'A IND.3 POT.(1)'. Estes modelos apresentam sólitons tipológicos os quais portam duas cargas elétricas U(1) X U(1). O modelo de Toda afim (relativístico) é construído a partir do modelo WZNW mediante a calibração da ação Swznw e corresponde ao primeiro membro de grau negativo q = -1 de uma hierarquia de modelos cKP do tipo dyon. O modelo mais simples não relativístico dentro desta hierarquia corresponde ao grau q = 2 positivo. As soluções de 1-sóliton para ambos modelos foram construídas e relações explícitas entre ambas soluções (assim como entre as cargas conservadas) foram encontradas. Outro modelo integrável com simetrias não abelianas locais SL(2) X U(1) é introduzido. Numa aproximação à integrabilidade em espaços não-comutativos estudamos generalizações não comutativas no plano dos modelos integráveis bidimensionais sine-, sinh-Gordon e U(N) Quiral Principal. Calculando a amplitude de espalhamento à nível de árvore de um processo de produção de partículas provamos que a versão não-comutativa do modelo de sinh-Gordon que se obtém mediante a deformação Moyal da respectiva ação não é integrável. Por outro lado, a incorporação de vínculos adicionais que são obtidos a partir da generalização da condição de curvatura nula, tornam o modelo integrável. O modelo Quiral Principal generalizado a partir da deformação Moyal da ação, preserva a sua integrabilidade, ao contrário dos modelos sinh-Gordon e sine-Gordon. / In this thesis we have constructed and studied a new class of two-dimensional integrable models (relativistic and nonrelativistic), related to the affine algebra 'A IND.3 POT.(1)'. These models admit U(1) X U(1) charged topological solitons. The affine Toda relativistic model is constructed from the gauged WZNW action and corresponds to the first negative grade q = -1 member of a dyonic hierarchy of cKP models. The simplest nonrelativistic model corresponds to the positive grade q = 2 of this hierarchy. The 1-soliton solutions for both models were constructed and explicit relations between them (and the conserved charges as well) were found. Another integrable model with local nonabelian SL(2) X U(1) simetries is introduced. In the context of integrability on noncommutative spaces, we have studied noncommutative generalizations on the plane of the two-dimensional integrable models sine-, sinh-Gordon and U(N) Principal Quiral. By computing for the sinh-Gordon model, the tree-level amplitude of a process of production of particles, we proved that the noncommutative generalization of this model that it is obtained by the Moyal deformation of the corresponding action is not integrable. On the other hand, the addition of extra constraints, obtained by the generalization of the zero-curvature method, renders the integrability of the model. The generalization of the Principal Quiral model by the Moyal deformation of the action preserves the integrability, contrary to the previous case

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:25:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-20. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:49:08Z : No. of bitstreams: 1 000846817.pdf: 2163733 bytes, checksum: ff2516a4b76821b3ebeb84675776dd6d (MD5) / Nesta tese lidamos com a equação de Schroedinger não linear com coeficientes modulados em diferentes contextos. Esta equação diferencial não linear é amplamente usada para descrever a propagação de pulsos de luz através de uma fibra óptica ou para modelar a dinâmica de um condensado de Bose-Einstein. Primeiro, aplicamos as transformações canônicas de ponto para resolver algumas classes de equação de Schroedinger não linear com coeficientes modulados ou seja, aqueles que possuem não linearidades cúbica e quântica (dependentes do espaço e tempo) específicas. O método aplicado aqui nos permite encontrar soluções tipo sólitons localizados (no espaço) para a equação de Schroedinger não linear com coeficientes modulados, que não foram apresentados antes. No contexto de condensados de Bose-Einstein, nós generalizamos o potencial externo o qual armadilha o sistema, e os termos de não linearidade da equação diferencial. Em seguida, aplicamos as transformações canônicas de ponto para resolver algumas classes de duas equações de Schroedinger não lineares acopladas com coeficientes modula-dos isto é, não linearidades cúbica e quântica - dependentes do espaço e tempo - específicas. O método aplicado aqui nos permite encontrar uma classe de soluções de sólitons tipo vetoriais localizados (no espaço) das duas equações de Schroedinger não linear acopladas. Os sólitons vetoriais encontrados aqui podem ser aplicados a estudos teóricos de condensados de Bose-Einstein de átomos com dois estados internos diferentes ou á propagação de pulsos de luz através de fibras ópticas focalizadoras ou desfocalizadoras. Finalmente, usando transformações canônicas de ponto obtemos soluções exatas localizadas (no espaço) da equação de Schroedinger não linear com não linearidades cúbica e quântica moduladas no espaço e tempo ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / In this thesis we deal with the nonlinear Schrödinger equation with modulated coefficients in different contexts. This nonlinear differential equation is widely used to describe light pulses propagating through an optical fiber or to model the dynamics of a Bose-Einstein condensate. First, we apply point canonical transformations to solve some classes of nonlinear Schrödinger equation with modulated coefficients namely, those which possess specific cubic and quantic (time- and space-dependent) nonlinearities. The method applied here allows us to find wide localized (in space) soliton solutions to the nonlinear Schrödinger equation, which were not presented before. In the context of Bose-Einstein condensates, we also generalize the external potential which traps the system and the nonlinearities terms. Then, we apply point canonical transformations to solve some classes of two coupled nonlinear Schrödinger equations with modulated coefficients namely, specific cubic and quantic - time and space dependent - nonlinearities. The method applied here allows us to find a class of wide localized (in space) vector soliton solutions of two coupled nonlinear Schrödinger equations. The vector solitons found here can be applied to theoretical studies of Bose-condensed atoms in two different internal states and of ultrashort pulse propagation in optical fibers with focusing and defocusing nonlinearities. Finally, we use point canonical transformations to obtain localized (in space) exact solutions of the nonlinear Schrödinger equation with cubic and quantic space and time modulated nonlinearities and in the presence of time-dependent and inhomogeneous external potentials and amplification or absorption (source or drain) term. We obtain a class of wide localized exact solutions of nonlinear Schrödinger equation in the presence of a number of non-Hermitian ... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: José Francisco Gomes / Banca: Abraham Hirsz Zimerman / Banca: Paulo Teotônio Sobrinho / Resumo: As equações GNLS (generalized nonlinear Schröndinger equations) possuem como caso particular as equações CNLS, que funcionam como modela para a geração de sólitons em fibras ópticas, na ausência de efeitos dissipativos. Nesta dissertação discutimos a construção sistemática desta classe de modelos integráveis, através das álgebras de Lie de dimensão infinita XXXXXXX bem como a construção das soluções de N-sólitons. Em particular, discutimos em detalhe o caso associado à XXXXXX / Abstract: The GNLS equations (generalized nonlinear Schröndinger equations) contain as a particular case the CNLS equations, which can be regarded a model for soliton generation in optical fibers, in the absense of dissipative efects. In this work we discuss a systematic construction for this class of integrable models, by the using of the infinite dimensional Lie algebras XXXXX. We also discuss the construction of N-soliton solutions, in particular the case associated to XXXXX / Mestre

Neste trabalho estudamos aspecto estruturais de modelos onde os bárions são tratados como sólitons quirais, tais como o proposto pó Skyrme e variantes, contendo um termo estabilizador de sexta ordem, proporcional à corrente bariônica. Modelos deste tipo têm sido bastante estudados na literatura e suas predições para as propriedades estásticas do núcleon, sistematicamente, se mantêm por volta de 2/3 dos respectivos valores experimentais. Em geral, uma dada versão do modelo envolve apenas dois ou três parâmetros, mas pode dar origem a mais de uma dezena de previsões, e esta proliferação de números torna difícil a sua avaliação. Por isso, neste trabalho investigamos os vínculos estruturais ou numéricos entre as previsões do modelo, de modo a tornar mais objetiva a sua comparação com a experimentação. Todos os modelos considerados têm a mesma parte de longo alcance. Assim, a busca de padrões é feita considerando-se tanto versões diferentes das lagrangianas de curto alcance, vários valores para os parâmetros, e campos do píon que se transformam segundo representações não usuais de SU(2) X SU(2). Dessas várias possibilidades emerge um número muito grande de resultados numéricos que, depois de organizados, mostram regularidade. Dessas regularidades decorre uma proposta para a análise dos dados experimentais. Finalmente, este trabalho também inclui um cálculo alternativo do fator de forma píon-núcleon, a partir da interação NN do modelo de Skyrme. / In this work we study structural features of models where baryons are treated as chiral solitons, such as that proposed by Skyrme and variants, containing a sixth order stabilizing term, proportional to the baryonic current. Models of this kind have been widely considered in the literature and their predictions for nucleon static properties are systematically around 2/3 of the corresponding experimental values. In general a given version of the model contains only two or three parameters, but may hield more than ten observable predictions. This makes its assessment rather difficult. Therefore in this work we investigate structural and numerical constraints between the predictions of the model, so as to render the comparision with experimental more objective. All the models considered here contain the same long range parl. Hence the search of patterns is clone by considering different versions for the short range lagrangian. Various values for the free parameters and pion fields which transform according to unusual representations of SU(2) x SU(2) . A rather large amount of numerical results emerge form these various possibilities, which display regularities after being organized. These patterns motivate a proposal for the analysis of experimental information. Finally, this work also includes an altenative calculation for the pion-nucleon form factor, starting from the NN interaction in the Skyrme model.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O objetivo deste trabalho à estudar a geometria dos sÃlitons de Ricci compactos, os quais correspondem as soluÃÃes auto-similires do fluxo de Ricci. AlÃm disso, essas variedades podem ser vistas como uma generalizaÃÃo das mÃtricas de Einstein. Neste trabalho, mostraremos que todo sÃliton de Ricci compacto tem curvatura escalar positiva. Alem disso, mostraremos que o seu grupo fundamental à sempre finito. Em particular, apresentaremos uma prova feita por Perelman [19] que todo sÃliton de Ricci compacto à do tipo gradiente / The aim of this work is to study the geometry of the compact Ricci soliton, which correspond to self-similar solution of the Ricci flow. These manifolds are natural generalization to Einstein metrics. Here we shall prove that every compact Ricci soliton has positive scalar curvature. Moreover, we show that its fundamental group is finite. Finally, we prove that every compact Ricci soliton must be gradient.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-05-04T18:54:25Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafael Marques Paes Teixeira - 2017.pdf: 12639296 bytes, checksum: a0fc40914d28a4f117459a9314e27b7a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-05T12:55:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafael Marques Paes Teixeira - 2017.pdf: 12639296 bytes, checksum: a0fc40914d28a4f117459a9314e27b7a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T12:55:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafael Marques Paes Teixeira - 2017.pdf: 12639296 bytes, checksum: a0fc40914d28a4f117459a9314e27b7a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-04-10 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This dissertation presents the research that was focused on the study of solitons in nonintegrable systems governed by effective models of partial differential equations (PDEs) of (1+1) dimensions, that is, one spatial and one time dimension. In the main research line, we considered a model of two fields given by nonlinear Schrödinger equations with logarithmic nonlinearity and linear coupling, the main aspects of the collision dynamics of two Gaussian solitons (gaussons) were investigated, addressing the stability of the solutions, the interaction mechanisms, and the regularity of the scattering. The study of gaussons collisions in this model was performed via two approaches: semianalytic (variational/reduced model) and direct numerical simulation. For the system considered in this work, both approaches provided similar results which revealed the existence of a chaotic and fractal dynamics involving the initial conditions and the post-collisional properties of the solitons, which were verified by the analysis of the correlations between the input and output parameters. The fractal patterns are constituted by regularity windows that are positioned accordingly to a well defined rule, which was obtained via a linearization model that was found to be very similar in both approaches (i.e., the windows arrangement was well described by the variational model). In such windows the solitons collision dynamic turns out to be not chaotic (regular collision), it becomes predictable and very well defined, hence the width of these windows provides the conditions in which the control of the interaction is possible. Besides, by analyzing the dynamics of the variational parameters of the reduced model and also the dynamics of the most relevant physical quantities in the exact approach via PDEs (namely the total kinetic and potential energies), we attested that these windows arise due to a resonant mechanism of energy exchange between translational and vibrational soliton modes. By studying the linear stability of the solitary waves, we proved that the vibrational modes originate from shape oscillations induced by internal modes and also, possibly, by instability modes excited during the collisions. We verified that these oscillations are well defined in all regular collisions. The viability of the variational method in the system studied is due to the suitable description of the vibrational modes by the reduced model, and also the low influence of the emitted nonlinear radiation in the regular collision processes found in the direct simulations. / Essa dissertação apresenta o trabalho de pesquisa que teve como foco o estudo de sólitons em sistemas não-integráveis governados por modelos efetivos de equações diferenciais parciais (EDPs) de dimensão (1+1), isto é, uma dimensão espacial e uma temporal. Na linha de pesquisa principal, foi considerado um modelo de dois campos dado por equações de Schrödinger com não-linearidade logarítmica e acoplamento linear, em que foram investigados os principais aspectos da colisão de dois sólitons gaussianos (gaussons), considerando a estabilidade das soluções, seus mecanismos de interação e a regularidade do espalhamento. O estudo de colisões de gaussons nesse modelo foi realizado a partir de duas abordagens: semianalítica (modelo variacional/reduzido) e simulação numérica direta. Para o sistema considerado nesse trabalho, as duas abordagens renderam resultados semelhantes que revelam a existência de uma dinâmica caótica e fractal envolvendo as condições iniciais e as propriedades pós-colisionais dos sólitons, que foi constatada pela análise das correlações entre os parâmetros de entrada e saída. Os padrões fractais são constituídos por janelas de regularidade, cujo posicionamento segue uma regra bem definida que foi obtida via um modelo de linearização que se mostrou muito semelhante nas duas abordagens (i.e., a distribuição de janelas foi bem descrita variacionalmente). Em tais janelas a dinâmica de colisão dos sólitons deixa de ser caótica (colisão regular), tornando-se previsível e bem definida, por isso a largura dessas janelas fornece as condições em que o controle da interação é possível. Além disso, pela análise da dinâmica dos parâmetros variacionais do modelo reduzido e das quantidades físicas mais relevantes na abordagem exata via EDPs (energia total cinética e potencial), verificou-se que essas janelas surgem devido a um mecanismo ressonante de troca de energia entre os modos translacionais e vibracionais dos sólitons. Pelo estudo da estabilidade linear das ondas solitárias, verificou-se que os modos vibracionais decorrem de oscilações de forma induzidas por modos internos e também, possivelmente, por modos de instabilidade excitados durante as colisões. Constatou-se que essas oscilações são bem definidas em todas as colisões regulares. A viabilidade do método variacional no sistema estudado se deve à adequada descrição dos modos vibracionais pelo modelo reduzido e à baixa influência da radiação não-linear emitida sobre os processos de colisão regulares encontrados via simulações diretas.

In this paper we construct explicit examples of solutions to certain nonlinear wave equations. These semilinear equations are the simplest equations known to possess localized solitary waves in more that one spatial dimension. We construct explicit localized standing wave solutions, which generate multidimensional localized traveling solitary waves under the action of velocity boosts. We study the case of two spatial dimensions and a piecewise-linear nonlinearity. We obtain a large subset of the infinite family of standing waves, and we exhibit several interesting features of the family. Our solutions include solitary waves that carry nonzero angular momenta in their rest frames. The spatial profiles of these solutions also furnish examples of symmetry breaking for nonlinear elliptic equations.

Doctor of Philosophy / Department of Mathematics / David R. Auckly / We study geometric variational problems for a class of models in quantum field theory known as Faddeev-Skyrme models. Mathematically one considers minimizing an energy functional on homotopy classes of maps from closed 3-manifolds into homogeneous spaces of compact Lie groups. The energy minimizers known as Hopfions describe stable configurations of subatomic particles such as protons and their strong interactions. The Hopfions exhibit distinct localized knot-like structure and received a lot of attention lately in both mathematical and physical literature. High non-linearity of the energy functional presents both analytical and algebraic difficulties for studying it. In particular we introduce novel Sobolev spaces suitable for our variational problem and develop the notion of homotopy type for maps in such spaces that generalizes homotopy for smooth and continuous maps. As the spaces in question are neither linear nor even convex we take advantage of the algebraic structure on homogeneous spaces to represent maps by gauge potentials that form a linear space and reformulate the problem in terms of these potentials. However this representation of maps introduces some gauge ambiguity into the picture and we work out 'gauge calculus' for the principal bundles involved to apply the gauge-fixing techniques that eliminate the ambiguity. These bundles arise as pullbacks of the structure bundles H[arrow pointing right with hook on tail]G[arrow pointing right]G/H of homogeneous spaces and we study their topology and geometry that are of independent interest. Our main results include proving existence of Hopfions as finite energy Sobolev maps in each (generalized) homotopy class when the target space is a symmetric space. For more general spaces we obtain a weaker result on existence of minimizers only in each 2-homotopy class.

We study the Cauchy problem of the derivative nonlinear Schrodinger equation in one space dimension. Using the method of inverse scattering, we prove global well-posedness of the derivative nonlinear Schrodinger equation for initial conditions in a dense and open subset of weighted Sobolev space that can support bright solitons.