Processos de sincronização são observados em uma imensa quantidade de sistemas físicos, biológicos, químicos, tecnológicos e sociais. Tais sistemas podem ser descritos e modelados utilizando a teoria das redes complexas, de forma que o completo entendimento da emergência do comportamento coletivo nestes sistemas complexos só é alcançado por teorias que englobam a interação entre seus elementos. Nesta dissertação, estudamos a emergência de transições de fase de primeira-ordem na sincronização de osciladores acoplados através de estruturas heterogêneas e não-triviais. Utilizando teorias de campo médio, obtemos a expressão analítica do acoplamento crítico necessário para a ocorrência de sincronização explosiva em redes livre-escala. Além disso, estudamos o comportamento de tais transições na presença de atrasos temporais e verificamos que é possível elevar o grau de sincronismo dos osciladores quando a interação se dá de forma não-instantânea. Os resultados obtidos contribuem para um melhor entendimento da relação entre topologia e dinâmica em redes. / Synchronization processes are observed in many physical, biological, chemical, technological and social systems. These systems can be described and modelled through the theory of complex networks, in a way that the full comprehension of the emergence of collective behavior in these complex systems will only be achieved by theories that encompass the interaction of its elements. In this thesis, we study the emergence of first-order phase transitions in the synchronization of oscillators coupled through heterogeneous and non-trivial structures. By using mean-field theories, we obtain an analytical expression for the critical coupling necessary for the occurrence of explosive synchronization in scale-free networks. Furthermore, we study the behavior of such transitions in the presence of time delays, verifying that is possible to enhance the synchronization level of the oscillators when the interaction is non-instantaneous. The obtained results contribute for the better understanding of the interplay between topology and dynamics in networks.

Neste trabalho, analisamos três modelos definidos sobre redes e governados por dinÂmicas estocásticas. Nosso principal interesse repousa no estudo das transições de fase e no comportamento crítico desses modelos. O primeiro deles é o autômato celular pobabilístico da Domany-Kinzel, ao qual aplicamos o método de expansões em série. Em seguida, estudamos o comportamento para tempos longos de alguns processos de reação-difusão por meio de simulação numérica. Tais processos podem ser relevantes para o entendimento da compactação em sistemas granulares. Finalmente, também através de dimulações numéricas, analisamos o processo de contato conservativo, que é uma versão do modelo original definida em um ensemble onde o número de partículas é conservado. / In this work, we analyzed three lattice models governed by stochastic dynamics. Our main interest lies on the study of the phase transitions and critical behavior of these models. The first of them is the Domany-Kinzel probabilistic cellular automaton, to which we applied the method of series expansions. Next, we studied the long time behavior of some reaction-diffusion processes by means of numerical simulations. Such processes may be relevant to the understanding of granular compaction. Finally, also by means of numerical simulations, we have analyzed the conserved contact process, which is a version of the original model defined on an ensemble where the number of particles is conserved.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na natureza há vários fenômenos envolvendo transições de fase com quebra ou restauração de simetrias. Tipicamente, mudanças de fase, são associadas com uma quebra ou restauração de simetria, que acontecem quando um determinado parâmetro de controle é variado, como por exemplo temperatura, densidade, campos externos, ou de forma dinâmica. Essas mudanças que os sistemas sofrem podem levar a formação de defeitos topológicos, tais como paredes de domínios, vórtices ou monopolos magnéticos. Nesse trabalho estudamos particularmente mudanças de fase associadas com quebras ou restaurações dinâmicas de simetria que estão associadas com formação ou destruição de defeitos do tipo paredes de domínio em modelos de campos escalares com simetria discreta. Nesses processos dinâmicos com formação ou destruição de domínios, estudamos a possibilidade de formação de estruturas do tipo oscillons, que são soluções não homogêneas e instáveis de campo, mas que podem concentrar nelas uma quantidade apreciável de energia e terem uma vida (duração) suficientemente grande para serem de importância física. Estudamos a possibilidade de formação dessas soluções em modelos de dois campos escalares interagentes em que o sistema é preparado em diferentes situações, com a dinâmica resultante nesses sistemas estudada numa rede discreta. / In nature there are several phenomena involving phase transitions with symmetries breaking or restoration. Typically,the phase state changes associated with a break or a restoration of the sistem's symmetry, that occur when a particular control parameter is varied, such as as temperature, density, external fields or dynamically. These systems undergo changes which can lead to formation of defects, such as domain walls, vortices or magnetic monopoles. In this work we study particularly phase changes, breaks or restorations, associated with dynamic symmetry that are associated with the formation or destruction of defects, as domain walls in models of scalar fields with discrete symmetry. In these dynamical processes with formation or destruction of domains we studied the possibility of forming oscilons type structures, which are not homogeneous and unstable field solutions, but can concentrate there in an appreciable amount of energy and have a lifetime (duration) large enough to have physical importance. We study the possibility of formation of oscillon kind solutions in models with scalar fields interacting in which the system is prepared for different situations, with the resulting dynamics of these systems studied in a discrete lattice.

Neste trabalho, analisamos três modelos definidos sobre redes e governados por dinÂmicas estocásticas. Nosso principal interesse repousa no estudo das transições de fase e no comportamento crítico desses modelos. O primeiro deles é o autômato celular pobabilístico da Domany-Kinzel, ao qual aplicamos o método de expansões em série. Em seguida, estudamos o comportamento para tempos longos de alguns processos de reação-difusão por meio de simulação numérica. Tais processos podem ser relevantes para o entendimento da compactação em sistemas granulares. Finalmente, também através de dimulações numéricas, analisamos o processo de contato conservativo, que é uma versão do modelo original definida em um ensemble onde o número de partículas é conservado. / In this work, we analyzed three lattice models governed by stochastic dynamics. Our main interest lies on the study of the phase transitions and critical behavior of these models. The first of them is the Domany-Kinzel probabilistic cellular automaton, to which we applied the method of series expansions. Next, we studied the long time behavior of some reaction-diffusion processes by means of numerical simulations. Such processes may be relevant to the understanding of granular compaction. Finally, also by means of numerical simulations, we have analyzed the conserved contact process, which is a version of the original model defined on an ensemble where the number of particles is conserved.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-06T17:35:07Z No. of bitstreams: 1 EdsonFirmino.pdf: 1970355 bytes, checksum: d3777c3685602b1f299f41ead9f30f1f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T17:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EdsonFirmino.pdf: 1970355 bytes, checksum: d3777c3685602b1f299f41ead9f30f1f (MD5) Previous issue date: 2007-02-16 / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / In this work we have performed static atomistic simulations to investigate the structural and bulk properties of the complex double perovskites with rock-salt ordering with the Ba2BiM+5O6 stoichiometry, where M+5 = Ta5+, Sb5+ and Nb5+, under pressure changes. For this we have adopted a Buckingham potential model for the ionic interactions and the shell model in order to model the atomic polarizations. In the case of Ba2BiTaO6 and Ba2BiNbO6 compounds, we assumed potential parameters listed in the literature and in the case of Ba2BiSbO6 compound, new potential parameters for the Sb5+¡O interaction were founded. The results observed with theses potentials for the cases of Ba2BiTaO6 and Ba2BiSbO6 materials, shown that the potential sets are sensitive to the structural phase transition observed experimentally between the phases R¹3 and I2=m at high pressures. Thus it was possible to de ne the critical pressure for Ba2BiSbO6. Some elastic and mechanical properties of these materials had been calculated and had shown these transitions clearly, where it was observed the Young's modulus collapse at the critical pressure and discontinuities in the shear modulus and in the longitudinal and transversal sound propagation speeds. The elastic constants had not presented collapse and the volume practically did not change at the transition, what as expected from the experimental results. For the case of Ba2BiNbO6 material, once that there are not experimental results, the aim was to predict their structural characteristics. There were tested four potential sets presented in the literature using as input initial cell parameters data generated by the SPUDS software. Two of these potential sets exhibited the same phase transition that Ba2BiTaO6 and Ba2BiSbO6 present. / Neste trabalho foram empregadas simulações atomísticas estáticas para investigar as propriedades estruturais e de bulk das perovskitas complexas duplas com ordenamento do tipo NaCl com a estequiometria Ba2BiM5+O6, onde M5+ = Ta5+, Sb5+ e Nb5+ sob varia ção de pressão. Para tanto assumimos um modelo de potencial de Buckingham para as interações entre os íons e o modelo de casca esférica para tratar as polarizações dos átomos. No caso dos compostos Ba2BiTaO6 e Ba2BiNbO6 potenciais adotados da literatura foram empregados e para o Ba2BiSbO6, o potencial para a interação Sb5+¡O foi encontrado. Os resultados obtidos com os potenciais para os casos do Ba2BiTaO6 e Ba2BiSbO6, mostraram que ambos são sensíveis à transição de fase estrutural observada experimentalmente entre as fases R¹3 e I2=m que ocorre para altas pressões, de nindo o ponto de transição para o Ba2BiSbO6. Algumas propriedades elásticas e mecânicas destes compostos foram calculadas e mostraram claramente esta transição, onde foi observado o colapso do módulo de Young na pressão crítica e descontinuidades no módulo de cisalhamento e nas velocidades, longitudinal e transversal, de propagação do som dos compostos. As componentes das constantes elásticas não apresentaram colapsos, e o volume praticamente não variou na transição, o que era esperado dos resultados experimentais, implicando em um módulo de bulk praticamente contínuo na transição. Já no caso do Ba2BiNbO6, como não se dispunha de resultados experimentais, o principal objetivo foi predizer suas características estruturais. Testou-se quatro conjuntos de potenciais encontrados na literatura utilizando-se como dados iniciais os parâmetros de rede e posições atômicas gerados pelo software SPUDS. Dois destes conjuntos de potenciais mostraram a mesma transição de fase que o Ba2BiTaO6 e Ba2BiSbO6.

This work provides a full description of the critical behavior of the XX spin-1/2 chain under correlated quenched disorder. Previous investigations have shown that the introduction of correlation between couplings in the random XX model gives rise to a novel critical behavior, where the infinite-randomness critical point of the uncorrelated case is replaced by a family of finite-disorder critical points that depends on the disorder strength. Here it is shown that most of the critical exponents of the XX model with correlated randomness are equal to clean (without disorder) chain values and do not depend on disorder strength, except the critical dynamical exponent and the anomalous dimension. The former increases monotonically with disorder strength, whereas the results obtained for the latter are unreliable. Furthermore, the scaling relations between the critical exponents were also tested and it was found that those involving the system dimensionality, namely the hyperscaling and Fisher´s scaling relations, are not respected. Measurements of the Rényi entanglement entropy of the system at criticality have also been performed, and it is shown that the scaling behavior of the correlated-disorder case is similar to the theoretical prediction for the clean chain, displaying the same finite-size correction and a disorder-dependent effective central charge in the leading term of the scaling. Further corrections to the scaling of the entanglement entropy were also investigated, but the results are inconclusive. The model was studied via exact numerical diagonalization of the corresponding Hamiltonian. / Este trabalho proporciona uma descrição completa do comportamento crítico da cadeia XX de spin-1/2 sob desordem correlacionada e independente do tempo. Investigações prévias mostraram que a introdução de correlação entre os acoplamentos da cadeia XX desordenada ocasiona o aparecimento de um novo comportamento crítico, onde o ponto crítico de desordem infinita da cadeia não-correlacionada é substituído por uma família de pontos críticos com desordem finita que depende da intensidade da desordem. Mostra-se aqui que a maioria dos expoentes críticos da cadeia XX com desordem correlacionada são iguais aos valores da cadeia limpa (sem desordem) e não dependem da intensidade da desordem, com exceção do expoente dinâmico crítico e da dimensão anômala. O primeiro cresce monotonicamente com a intensidade da desordem, enquanto que para o segundo os resultados obtidos não são confiáveis. Além disso, as relações de escala entre os expoentes críticos também foram testadas, e encontrou-se que aquelas envolvendo a dimensionalidade do sistema, isto é as relações de hiperescala e de Fisher, não são respeitadas. Medidas da entropia de emaranhamento de Rényi do sistema na criticalidade também foram efetuadas, e mostra-se que o comportamento de escala do caso com desordem correlacionada é semelhante à previsão teórica para a cadeia limpa, exibindo a mesma correção de tamanho finito e uma carga central dependente da desordem no termo principal da função de escala. Correções adicionais à função de escala da entropia de emaranhamento também foram investigadas, mas os resultados são inconclusivos. O modelo foi estudado pela diagonalização numérica exata do Hamiltoniano correspondente.

Neste trabalho, estudamos modelos para crescimento de superfície. Mais especificamente, trabalhamos com um modelo que respeita a condicão RSOS e outro modelo que apresenta uma transicão de rugosidade da classe de universalidade da percolacão direcionada. Obtivemos resultados com aproximacão de campo médio e simulacão. / In this work we studied models for surface growth. More specifically, we worked with a model that presents the RSOS restriction and another one that displays a depinning transition in the direct percolation universality class. We obtained results using mean field approximation and simulation methods.

A liga de FeRh apresenta uma transição de fase magneto-estrutural de primeira ordem próxima da temperatura ambiente, fazendo deste material um forte candidato para aplicações de gravação magnética termicamente assistida ou em refrigeradores magnéticos. Em baixas temperaturas o FeRh apresenta uma fase antiferromagnética enquanto em altas temperaturas apresenta uma fase ferromagnética. Cientes disto, neste trabalho foram analisados as transições de fase de filmes de FeRh, porém quando na presença de nanofios de Ni. Para isso foram fabricados filmes de FeRh, próximos da composição equiatômica, sobre uma matriz nanoporosa de Al 2 O 3 com nanofios de Ni. A matriz nanoposora foi produzida por um processo de anodização em dois passos, sendo preenchido os poros com Ni via eletrodeposição. O filme de FeRh foi crescido por deposição via magnetron sputtering, em duas temperaturas distintas, 525 e 600 o C. Um tratamento térmico in situ a 600 o C, por uma hora, foi feito no filme depositado na mesma temperatura. Curvas de magnetização em função de campo magnético aplicado, em temperaturas fixas, mostraram comportamentos característicos de filmes ou nanofios quando medidos nas direções preferenciais de cada componente, respectivamente, sugerindo um forte acoplamento via magnetoestrição entre os elementos. Foi analisada a dependência da transição de fase com relação a condições de magnetização dos nanofios de Ni, sendo observado clara dependência do comportamento da transição de fase com relação à estas condições. A transição de fase do FeRh é dada por nucleações e, posteriormente, por um deslocamento das paredes de domínio adjacentes a nucleação. Este comportamento é bem descrito pela somatória de duas distribuições gaussianas, sendo ajustadas na primeira derivada da magnetização em função da temperatura. Estes ajustes mostraram um claro comportamento da distribuição de nucleação com relação a magnetização remanente dos nanofios. Tal comportamento não tinha sido relatado até este momento. O filme depositado em 525 o C se mostrou mais suscetível a magnetização remanente dos nanofios do que o filme depositado em 600 o C. Posteriormente, medidas de transição de fase sob campo magnético intenso mostraram uma forte relação entre as temperaturas críticas de transição e a intensidade de campo aplicado, sendo deslocada a curva de transição para temperaturas mais baixas devido o incremento do campo. O filme depositado em 525 o C apresentou uma transição mais larga e uma menor magnetização em altas temperaturas do que o filme depositado em 600 o C. / The FeRh alloy presents a first order magnetic-structural phase transition close the room temperature, making this material a strong candidate to heat-assisted magnetic recording or magnetic refrigerators. At low temperaturas the FeRh the FeRh shows a antiferromagnetic phase while at high temperatures shows a ferromagnetic phase. Aware of this, in this work were analyzed the FeRh films phase transition, but under the Ni nanowires presence. For this were maked FeRh films, close the equiatomic composition, over a nanoporous matrix of Al 2 O 3 with Ni nanowires. The nanoporou matrix were produced by a two-step anodization process and the nanoporou fille with Ni via eletrodeposition. The FeRh film were grown by deposition via magnetron sputtering at two different temperatures, 525 e 600 o C. Annealing in situ at 600 o C for one hour was done in the film deposited at same temperature. Magnetization curves as function of applied magnetic field, at fixed temperatures, showed characteristic behaviors of the films or nanowires where measured in the preferential direction of each componente, respectively, suggest a strong magnetostriction coupling between elements. The phase transition dependence was analyzed with respect to magnetization conditions of Ni nanowires, been observed a clear dependence of the phase transition behavior with these conditions. The FeRh phase transition is given by nucleations and followed by a displacement of domain walls adjacents to the nucleation. This behavior is well defined for the sum of two gaussians distributions, been fitted to the first derivative of magnetization as function of temperature. These fittings showed a clear behavior of the nucleation distribution with repect to a nanowires remanent magnetization. Such behavior has never been reported before. The film deposited at 525 o C showed more susceptible to nanowires remanentc magnetization than film deposited at 600 o C. Subsequently meadures of phase transition under high magnetic fields showed a strong relation between the critical temperatures of depostion and the field intensity, being displaced to lower temperatures the transition curve with the field increment. The film deposited at 525 o C presented a broader transition with lower magnetization at high temperatures than film deposited at 600 o C.

Submitted by Gustavo Caixeta (gucaixeta@gmail.com) on 2017-02-16T11:18:49Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6938402 bytes, checksum: fb41e6cefca4bd2d991d4410e29b86fb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-16T11:18:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6938402 bytes, checksum: fb41e6cefca4bd2d991d4410e29b86fb (MD5) Previous issue date: 2004-03-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES, Brasil / A presença de impurezas não magnéticas em matérias magnéticos com comportamento de baixa dimensionalidade pode alterar drasticamente suas propriedades. Por exemplo, a substituição dos ́íons magnéticos Cu 2+ por ́íons não magnéticos, aumentam as correlações antiferromagnéticas em cupratos supercondutores. Neste trabalho, tratamos das interações entre impurezas não magnéticas e excitações topológicas, além de investigarmos alguns de seus efeitos nas propriedades do sistema. Encontramos as frequências características de possíveis oscilações de sólitons em torno de impurezas em antiferromagnetos isotrópicos. Já as interações impurezas-vórtices, em ferromagnetos planares, mostraram-se atrativas, o que leva a uma redução na temperatura de transição de fase de Kosterlitz-Thouless. / The presence of non-magnetic impurities in low-dimensional magnetic materials can drastically change their properties. For example, when Cu 2+ ions was substituted by non-magnetic ones, antiferromagnetic correlations are enhanced in high-T c cuprate superconductors. In this work, we deal with the interactions between non-magnetic impurities and topological excitations and also investigate some of their effects on the properties of the system. We found the characteristics frequencies of possible oscilla- tory motions of solitons around non-magnetic impurities in isotropic antiferromagnets. The impurity-vortex interaction, in planar ferromagnets, was found to be attractive, what led to a reduction of the Kosterlitz-Thouless phase transition temperature

HOLANDA, Rocicler Oliveira. Propriedades vibracionais de L-Treonina e D-Treonina sob altas pressões. 2014. 119 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-10-31T20:15:08Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_roholanda.pdf: 2595208 bytes, checksum: d4037f3a4f3d3f7bca8d38d5d6bac1ab (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-10-31T21:05:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_roholanda.pdf: 2595208 bytes, checksum: d4037f3a4f3d3f7bca8d38d5d6bac1ab (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-31T21:05:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_roholanda.pdf: 2595208 bytes, checksum: d4037f3a4f3d3f7bca8d38d5d6bac1ab (MD5) Previous issue date: 2014 / In this work, crystals threonine (C4H9NO3) in the forms L and D were subjected to analysis by Raman spectroscopy. Initially there was an attempt to identify all of the Raman bands for the two samples by comparison with data from other work Raman spectroscopy of amino acids. In a second step we obtained the spectra of the material by varying the thermodynamic parameter hydrostatic pressure. For the D-threonine spectral experiments for the hydrostatic pressure due region was in the range of frequencies between approximately 30 cm-1 and 600 cm-1 and the change in pressure between 0.0 GPa and 8.5 GPa. The results show that the crystal D-threonine undergone two structural phase transitions, the first pressure range between 1.9 and 2.4 GPa and the second pressure range between 5.1 and 6.0 GPa. The crystals of the L-form were reviewed by the pressure of 27.0 GPa in the frequency range between approximately 50 cm-1 and 3300 cm-1. Changes associated with the external modes indicate that the material suffered three reversible phase transitions: the first at 1.6 GPa, 9.2 GPa in the second and a third at 15.5 GPa. A compared with a previous work on L-conformer is also provided. / Neste trabalho, cristais de treonina (C4H9NO3) nas formas L e D foram submetidos à análises através da técnica de espectroscopia Raman. Inicialmente realizou-se uma identificação de todas as bandas Raman para as duas amostras por comparação com dados de outros trabalhos de espectroscopia Raman em aminoácidos. Em uma segunda etapa obteve-se os espectros do material variando o parâmetro termodinâmico de pressão hidrostática. Para a D-treonina a região espectral para os experimentos realizados em função da pressão hidrostática esteve no intervalo de frequência entre aproximadamente 30 cm-1 e 600 cm-1 e a variação da pressão entre 0,0 GPa e 8,5 GPa. Os resultados mostram que o cristal de D-treonina sofreu duas transições de fase estruturais, primeiro no intervalo de pressão entre 1,9 e 2,4 GPa e a segunda no intervalo de pressão entre 5,1 e 6,0 GPa. Os cristais da forma L foram revistos até a pressão de 27,0 GPa no intervalo de frequência entre aproximadamente 50 cm-1 e 3300 cm-1. Modificações associadas aos modos externos indicam que o material sofreu três transições de fase reversíveis: a primeira em 1,6 GPa, a segunda em 9,2 GPa e uma terceira em 15,5 GPa. A comparação com um trabalho anterior sobre o L-confórmero também é fornecida.