Orientador: Volia Lemos Crivelenti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica " Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-21T18:35:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freire_PaulodeTarsoCavalcante_D.pdf: 3929386 bytes, checksum: 58126c3970d073241bc4dd3abe1b1bb1 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Nesta tese são estudadas as luminescências do Cr3+ e do CO2+ na matriz cristalina KZnF3 nas condições de pressão atmosférica e altas pressões hidrostáticas. Tais sistemas possuem a importante característica de emitirem numa larga banda do espectro eletromagnético, do infravermelho distante até próximo do visível. Como conseqüência, são bons materiais para a produção de lasers sintonizáveis. O espectro de luminescência do KZnF3:Cr3+ é caracterizado por uma banda larga correspondente à transição eletrônica 4T2 ® 4A2 no regime de campo fraco. O efeito produzido pelo acréscimo de pressão hidrostática é um aumento do campo cristalino. Campo cristalino forte é caracterizado por uma luminescência de linhas finas, correspondentes à transição 2E ® 4A2. Neste trabalho foram determinadas as pressões nas quais ocorre o cruzamento dos estados eletrônicos excitados 4T2 - 2E do Cr3+ para o íon no sítio de simetria cúbica, bem como a pressão de cruzamento para o íon nos sítios de simetria trigonal e tetragonal à baixa temperatura. Foi realizada a identificação de todas as linhas finas que aparecem nos espectros de luminescência de baixa temperatura e altas pressões. Um estudo da luminescência do KZnF3:Co2+ foi feito à baixa temperatura e diversas pressões. À pressão atmosférica foi possível fazer a identificação de várias linhas do espectro de emissão, correspondentes a transições zero-fônon e outras a transições eletrônicas envolvendo fônons. Os resultados permitiram determinar o comportamento de várias energias de transição eletrônica com a pressão / Abstract: High resolution luminescence measurements were performed in KZnF3:Cr3+ and KZnF3:Co2+ for pressure varying in the range 0 - 12.5 GPa and temperature chosen between 300 K and 15 K. These materiais are solid-state wide band tunable lasers and their emission cover the region from far infra-red up to near visible spectrum. The reason for the tunability is that some of the electronic transitions of the impurity couple to the host lattice and exhibit broad band emission. At atmospheric pressure the multiphonon broad band emission from KZnF3:Cr3+ is due to the 4T2 ® 4A2 transition. The emission can be displaced towards the red portion of the visible spectrum by application of pressure. The limit is established by the crossing from low- to high-crystal-field regime. The results of this work lead to the determination of the crossing pressure at room temperature as well as at T = 90 K and furnish the direct measure of the separation between 2E and 4T2 states. The results are important because they open the possibility to select the tuning range for available pressures. Broadenings and line displacements observed for 2E close to the crossing region were attributed to the mixing of 2E and 4T2 states. In the high-crystal field regime, sharp lines dominate the spectra. These lines were identified with 2E ® 4A2 transitions from cubic and lower symmetry centers. Time-resolved spectroscopy provides support for our interpretation. Emission from KZnF3:CO2+ at T = 20 K occurs with several sharp lines superimposing on a broad band. Assignments of the sharp lines are given here based on comparison with previous reported data. Pressure data furnish the behavior of several electronic transition energies. A complete understanding of the emission properties of this material is achieved through our analisis / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

A representação Fock-Tani é um formalismo de teoria de campos para tratar problemas envolvendo simultaneamente partículas compostas e seus constituintes. O formalismo foi originalmente desenvolvido para problemas de física atômica e nesta tese este é estendido para problemas de física hadrônica. Uma mudança de representação é implementada através de um operador unitário tal que estados mesônicos no espaço de Fock compostos por um par quark-anti- quark sejam redescritos em termos de operadores de campo de mésons elementares num espaço de Hilbert estendido. A aplicação do operador unitário a um Hamiltoniano microscópico de quarks leva a um Hamiltoniano efetivo que descreve todos os possíveis processos envolvendo quarks, anti-quarks e mésons. Esse Hamiltoniano efetivo é utilizado para estudar as interações entre mésons em baixa energia num modelo de quarks constituintes onde os quarks e anti-quarks interagem através da troca de um glúon e são confinados por um potencial fenomenológico. Este mesmo Hamiltoniano efetivo é empregado para estudar as propriedades de estados ligados mesônicos num meio a temperatura finita. Apresentamos também uma generalização do formalismo Fock-Tani para modelos de quarks sofisticados. / The Fock-Tani representation is a field theoretic formalism to deal with problems involving simultaneously composite particles and their constituents. The formalism was originally developed for problems in atomic physics and in this thesis it is extended to problems in hadron physics. A change of representation is implemented by means of a unitary operator such that Fock-space bound meson states composed by a quark- anti-quark pair are redescribed by elementary-meson field operators in an extended Hilbert space. Application of the unitary operator on a microscopic quark Hamiltonian gives rise to an effective Hamiltonian which describes all possible processes involving quarks, anti-quarks, and mesons. This effective Hamiltonian is used to study meson interactions at low energies in a constituent quark model in which quarks and anti-quarks interact through one-gluon-exchange and are confined by a phenomenological potential. This same effective Hamiltonian is employed to study the properties of meson bound states in a medium at finite temperature. We also present a generalization of the Fock-Tani formalism for sophisticated quark models.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2375_1.pdf: 1129192 bytes, checksum: 60a27e8622d22561e15fe1d2b3858ed1 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Universidade Federal de Pernambuco / Neste trabalho estudamos características do universo primitivo, que ocorre logo após a era de Planck. Mostraremos o paradigma atual da cosmologia moderna baseado na teoria da inação cosmológica. Essa teoria foi proposta na década de 80 e explica alguns problemas associados a teoria do Big Bang, como o da platitude e do horizonte. Resolvemos as equações de movimento associadas a evolução dinâmica do fator de escala do universo que emergem da teoria da relatividade geral com a métrica de FLRW. A equação de Hamilton-Jacobi para o campo escalar acoplado minimamente a gravidade será apresentada como uma via alternativa de resolução das equações de Friedmann. Vamos analisar alguns tipos de potenciais inacionários, como o exponencial, o trigonométrico e polinomial. Nesse último veremos que a inação não elimina completamente a escolha de condições iniciais

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo900_1.pdf: 981023 bytes, checksum: e88801fa96cc764631689185ef17b1a8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, usamos téecnicas de teoria de campos escalares e argumentos de grupo de renormalização para determinarmos a razão entre as amplitudes críticas do calor específico para sistemas competitivos arbitrários. Os resultados são obtidos pela primeira vez na literatura em primeira ordem na expansão em loops. Utilizamos um campo (parâmetro de ordem) de N componentes com simetria O(N). Calculamos as amplitudes críticas primeiramente para os casos anisotrópicos e isotrópicos para os comportamentos críticos do tipo Lifshitz m-axial. Posteriormente, computamos as amplitudes críticas para o sistema competitivo de Lifshitz mais geral, que corresponde a criticalidade de Lifshitz de caráter genérico, para os casos anisotrópicos e isotrópicos. Os valores obtidos são consistentes com a hipótese de universalidade

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo903_1.pdf: 1709112 bytes, checksum: d4070ee21cb2a35ebf276269228bd83b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Sistemas competitivos arbitrários do tipo Lifshitz apresentam diversos eixos de competi ção e podem ser tratados pelo modelo CECI, que é o caso mais geral dentre os modelos que exibem o ponto de Lifshitz como característica. Para formular o problema das transições de fase nesses exemplos de sistemas complexos, introduzimos uma técnica de teoria de campo escalar de massa nula e aplicamos o método de subtração mínima, como meio de renormalização, para calcular, perturbativamente, os expoentes críticos do modelo CECI, tanto no caso anisotrópico, quanto no caso isotrópico. Para o caso isotrópico desse modelo, conseguimos também calcular os expoentes críticos exatamente até O(2 n) (até O(3 n) para a dimensão anômala n), o que nos permitiu por a prova a aproximação realizada nos outros casos. É importante frisar que o cálculo dos expoentes críticos por subtração mínima para o caso isotrópico exato do modelo CECI é a novidade trazida por este trabalho

Orientador: Adolfo Maia Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-25T03:40:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EspichanCarrillo_JorgeAbel_D.pdf: 1237829 bytes, checksum: c154f7047d6e9761a26a165c386db715 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: No presente trabalho, apresentamos primeiramente um breve resumo histórico sobre ondas solitárias (solitary waves) assim como definições do kink (Soliton) e estabilidade clássica. Também apresentamos o modelo de Dashen-Hasslacher-Neveu (DHN) [1], mostrando as contribuições para as correções radiativas da massa do kink. Começamos então com o cálculo da solução geral estática para o potencial V (f ) = -1/2M 2f 2 + l/4 f 4, determinando duas famílias de soluções as quais denominamos Soluções Elípticas tipo sn e cn. Mostramos que a condição de fronteira Vácuo - Vácuo não pode ser satisfeita por nenhuma das Soluções Elípticas tipo sn num domínio limitado. No entanto as Soluções Elípticas tipo cn podem satisfazer esta condição. Além disso, impondo condições de fronteira tipo Dirichlet mostramos a existência de uma única solução clássica para as Soluções Elípticas tipo sn dentro do domínio. Definimos então grandezas físicas, as quais denominamos respectivamente de "carga topológica", "energia total" (massa clássica) e "densidade de energia", em domínios finitos para as Soluções Elípticas tipo sn e cn. Em seguida, calculamos os níveis de energia dos estados ligados de um campo escalar c , o qual interage com outro campo escalar f num domínio finito (caixa) em dimensão (1 + 1). Estes cálculos são feitos para duas configurações clássicas do campo f : primeiramente, para um caso particular das Soluções Elípticas tipo sn, a saber, o kink, e depois consideramos um caso mais geral com o campo f dado pelas Soluções Elípticas tipo sn. No primeiro caso, mostra-se que quando a caixa é comprimida o nível de energia do estado fundamental do campo c se divide, o que pode ser interpretado como uma instabilidade levando à produção de pares partícula-antipartícula sob pequenas pertubações num regime semi-clássico. Para o segundo caso, mostramos que existem comprimentos críticos da caixa unidimensional em que os autovalores de energia tornam-se complexos levando a instabilidades para as soluções do campo c / Abstract: In this work, we present firstly a brief historical summary of solitary waves, as well as definitions of the kink and classical stability. We present the model of Dashen-Hasslacher-Neveu (DHN) [1], showing the contributions for radiative corrections of the kink's mass. We start with the calculation of the general static solutions for the potential V (f ) = - 1/2 M2 f2 + l /4 f4 , by finding two families of solutions named Elliptic Solutions of type sn and cn. We show that the vacuum-vacuum boundary conditions can not be satisfied by any Elliptic sn-type Solution in afinite domain. On the other hand the Elliptic cn-type Solutions can satisfy this condition. We prove the uniqueness for Elliptic sn-type Solutions satisfying Dirichlet boundary conditions in a finite domain. Also we define expressions for the "topological charge", "total energy" (or classical mass) and "energy density" for Elliptic sn and cn-type Solutions in a finite domain. Next we calculate the energy levels of bound states of a scalar field c interacting with another scalar field f in a finite domain (box) in (1 +1) dimensions. We make these calculations for two classical configurations of the field f : Firstly a particular case of the Elliptic sn-type Solutions is considered, namely, the kink solution and later we consider as classical configuration of the field f , the Elliptic sn-type Solutions. For the first case, we show that when the box is squeezed the ground state level splits, which can be interpreted as an instability leading to a particle-antiparticle pair production under small perturbations in a semi-classical regime. For the second case, we show that there exist critical sizes of the box (one-dimensional) for which the energy eigenvalues become complex leading to instabilities for the solutions of the field c / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:15:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pages from Wesley Bueno1.pdf: 4320775 bytes, checksum: 75a8ed4cb0407f9831577bca544b704b (MD5) Previous issue date: 2010-07-09 / This work combines some of the results obtained on the study of solitons in relativistic fields and Bose-Einstein condensates. By using a first order formalism to solve the equations of motion of relativistic fields, introduced previously by our group, we construct several classes of lump solutions described by a single real scalar field. We show how these solutions can be controlled depending on a single parameter in the field potential. In condensed matter the solutions of the lump type correspond to bright solitons, very studied in the context of nonlinear crystals, fiber optics, Bose-Einstein condensates, etc. In all these cases, such solutions are obtained via a nonlinear Schr¨odinger equation, responsible for describing the propagation of pulses in optical fibers or crystals, or the atomic density in condensates. In this sense, our main goal is to study the soliton and breather modulations via nonlinear Schrodinger equation. We concentrate on the Bose-Einstein condensate in which the modulation of atomic density can be accomplished through the Feshbach resonance. We study cases where the nonlinearity is described by terms cubic, cubic and quintic, and purely quintic in the nonlinear Schr¨odinger equation. Also, situations where two interacting condensates in which the nonlinear Schr¨odinger equations are coupled, breather modulations, and the study of the soliton behavior under influence of chaotic, random and non-periodic perturbations in the nonlinearity of the system. In many cases we consider the condensate trapped in the cigarshaped configuration, i.e., with freedom in only one spatial dimension. Numerical simulations are performed to verify the stability of the solutions. / Este trabalho reúne alguns dos resultados obtidos sobre o estudo de sólitons em modelos de campos escalares relativísticos e em condensados de Bose-Einstein. Com o uso de um formalismo de primeira ordem para a equação de movimento de campos relativísticos, introduzido anteriormente por nosso grupo, construímos várias classes de soluções do tipo lump para um único campo escalar real. Mostramos que as formas dessas soluções podem ser controladas dependendo de um único parâmetro no potencial de campo utilizado. Em matéria condensada as soluções do tipo lump correspondem a sólitons brilhantes, muito estudados no contexto de cristais não-lineares, fibras ópticas, condensados de Bose-Einstein, etc. Em todos esses casos tais soluções são obtidas através da equação não-linear de Schrodinger, responsável por descrever a propagação de pulsos, em cristais ou fibras ópticas, ou a densidade atômica, no caso de condensados. Nesse sentido, nosso objetivo principal consiste no estudo da modulação de sólitons e breathers através da equação não-linear de Schrodinger. Nossa concentração é nos condensados de Bose-Einstein nos quais a modulação da densidade atômica pode ser realizada através da ressonância de Feshbach. Estudamos casos onde a não-linearidade é descrita por termos cúbico, cúbio e quíntico e puramente quíntico na equação não-linear de Schrodinger. Investigamos também situações onde dois condensados podem interagir e as ENLS estão acopladas, modulação de breathers e o estudo da influência de ruídos caóticos, aleatórios e não-periódicos na não-linearidade do sistema para o comportamento do sóliton. Na maior parte deste trabalho consideramos o condensado aprisionado na forma de charuto, isto é, com liberdade em apenas uma dimensão espacial. Simulações numéricas foram realizadas para verificar a estabilidade das soluções.

Orientador: Saulo Henrique Pereira / Resumo: Efeitos térmicos em teoria de campos são estudados pela chamada Teoria de Campos a Temperatura Finita. Nessa dissertação estudamos os efeitos de temperatura de um campo fermiônico de dimensão de massa um (MDO), que obedece à equação Klein-Gordon em vez da de Dirac. A função de partição foi obtida por meio do formalismo de tempo imaginário e o resultado foi o mesmo que o obtido para campos fermiônicos padrões de Dirac. Obtemos os limites de alta e baixa temperatura, sendo que o limite de baixas temperaturas é proposto como sendo o responsável por manter os halos de matéria escura da galáxia numa região da mesma ordem ou maior que o raio galáctico. Para uma partícula leve com massa de 1eV e densidade de 0.1 partículas por cm³, o valor da massa total da matéria escura devido a partículas MDO é da mesma ordem da massa de uma galáxia típica. Tal resultado pode explicar a matéria escura como sendo formada por partículas fermiônicas de dimensão de massa um. Por fim, comparamos as estimativas de densidade dessas partículas com densidades obtidas através de dados de simulações numéricas e concluímos que para valores de massa entre 0.1eV a 1eV, as partículas MDO produzem uma massa típica de galáxias desde que a densidade delas esteja no intervalo de 10^(-2) cm^(-3) a 10^(5)cm^(-3). / Abstract: Thermal effects in feld theory are studied by the so called Finite Temperature Field Theory. In this dissertation we study the effects of temperature of a mass dimension one (MDO) fermionic field, which obeys the Klein-Gordon equation rather than the Dirac equation. The partition function was obtained via the imaginary time formalism and the result was the same as for the a Dirac fermionic field. We obtained the high and low temperature limits, and the latter is proposed as being responsable for keeping the dark matter halos of galaxies in a region greater than or of the same order as a typical galaxy radius. For a light particle of about 1eV and density of 0.1 particles per cm3 , the value of the total dark mass due to MDO particles is of the same order of a typical galaxy. Such result can explain dark matter as being formed by fermionic particles. Lastly, we compared those particles densities estimates with the ones obtained numeric simulation data and conclude that for mass values between 0.1eV and 1eV, the MDO particles yield a typical galaxy mass as long as their density is in the 10−2 cm−3 to 105 cm−3 interval / Mestre

Cerca de 25% do conteúdo energético do universo se encontra sob uma forma de natureza ainda não determinada e é conhecida pelo nome de matéria escura. Desde as primeiras especulações acerca de sua existência (Zwicky ~ 1933), vários modelos foram propostos na tentativa de justificar os dados observacionais encontrados mas, até hoje, nenhum deles foi capaz de cumprir essa tarefa a contento. Nesta dissertação, apresentaremos uma breve discussão desses modelos, além de propor um novo, baseado na idéia de que tanto a matéria escura quanto a energia escura possam ser compostas pelo campo escalar de Born-Infeld. / Nearly twenty five percent of the energetic content of the universe appears in a form that is still unknown and is named dark matter. Since the first speculations about its existence (Zwicky ~1933), many models have been proposed trying to justify all the observed data but, until now, none of them has been able to solve this problem. In this monography, we will present a brief discussion about these models and propose a new one, based on the idea that both dark matter and dark energy could be the Born Infeld scalar field.

Este trabalho aborda a formulação geométrica das teorias clássicas de calibre, ou Yang-Mills, considerando-as como uma importante classe de modelos que deve ser incluída em qualquer tentativa de estabelecer um formalismo matemático geral para a teoria clássica dos campos. Tal formulação deve vir em (pelo menos) duas variantes: a versão hamiltoniana, que passou por uma fase de desenvolvimento rápido durante os últimos 10-15 anos, levando ao que hoje é conhecido como o ``formalismo multissimplético\'\', e a mais tradicional versão lagrangiana utilizada nesta tese. O motivo principal justificando tal investigação é que teorias de calibre constituem os mais importantes exemplos de sistemas dinâmicos que são altamente relevantes na Física e onde a equivalência entre a versão lagrangiana e a versão hamiltoniana, que no caso de sistemas não-singulares é estabelecida pela transformação de Legendre, deixa de ser óbvia, pois teorias de calibre são sistemas degenerados do ponto de vista lagrangiano e são sistemas vinculados do ponto de vista hamiltoniano. Esta propriedade característica das teorias de calibre é uma consequência direta do seu alto grau de simetria, isto é, da sua invariância de calibre. No entanto, numa formulação plenamente geométrica da teoria clássica dos campos, capaz de incorporar situações topologicamente não-triviais, a invariância sob transformações de calibre locais (transformações de calibre de segunda espécie) e, surpreendentemente, até mesmo a invariância sob as transformações de simetria globais correspondentes (transformações de calibre de primeira espécie) não podem ser adequadamente descritas em termos de grupos de Lie e suas ações em variedades, mas requerem a introdução e o uso sistemático de um novo conceito, a saber, fibrados de grupos de Lie e suas ações em fibrados (sobre a mesma variedade base). A meta principal da presente tese é tomar os primeiros passos no desenvolvimento de ferramentas matemáticas adequadas para lidar com este novo conceito de simetria e, como uma primeira aplicação, dar uma definição clara e simples do procedimento de ``acoplamento mínimo\'\' e uma demonstração simples do teorema de Utiyama, segundo o qual lagrangianas para potenciais de calibre (conexões) de primeira ordem (i.e., que dependem apenas dos próprios potenciais de calibre e de suas derivadas parciais até primeira ordem) que são invariantes sob transformações de calibre são necessariamente funções dos campos de calibre (i.e., do tensor de curvatura) invariantes sob as transformações de simetria globais correspondentes. / This thesis deals with the geometric formulation of classical gauge theories, or Yang-Mills theories, regarded as an important class of models that must be included in any attempt to establish a general mathematical framework for classical field theory. Such a formulation must come in (at least) two variants: the hamiltonian version which has gone through a phase of rapid development during the last 10-15 years, leading to what is now known as the ``multisymplectic formalism\'\', and the more traditional lagrangian version studied in this thesis. The main motivation justifying this kind of investigation is that gauge theories constitute the most important examples of dynamical systems that are highly relevant in physics and where the equivalence between the lagrangian and the hamiltonian version, which for non-singular systems is established through the Legendre trans% formation, is far from obvious, since gauge theories are degenerate systems from the lagrangian point of view and are constrained systems from the hamiltonian point of view. This characteristic property of gauge theories is a direct consequence of their high degree of symmetry, that is, of gauge invariance. However, in a fully geometric formulation of classical field theory, capable of incorporating topologically non-trivial situations, invariance under local gauge transformations (gauge transformations of the second kind) and, surprisingly, even invariance under the corresponding global symmetry transformations (gauge transformations of the first kind) cannot be described adequately in terms of Lie groups and their actions on manifolds but requires the introduction and systematic use of a new concept, namely Lie group bundles and their actions on fiber bundles (over the same base manifold). The main goal of the present thesis is to take the first steps in developing adequate mathematical tools for handling this new concept of symmetry and, as a first application, give a simple clear-cut definition for the prescription of ``minimal coupling\'\' and a simple proof of Utiyama´s theorem, according to which lagrangians for gauge potentials (connections) that are gauge invariant and of first order, i.e., dependent only on the gauge potentials themselves and on their partial derivatives up to first order, are necessarily functions of the gauge field strengths (i.e., the curvature tensor) invariant under the corresponding global symmetry transformations.