Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2013-03-04T19:15:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 305011.pdf: 2487219 bytes, checksum: 713335360058710ea5201494fb42fa14 (MD5) / Calculamos neste trabalho propriedades das fases exóticas da matéria npe conhecidas como "pasta", que são encontradas na crosta das estrelas de nêutrons, partindo do modelo de Walecka não-linear com a parametrização NL3. Desenvolvemos um algoritmo para realizar o cálculo numérico incluindo termos de segunda ordem nas expansões das densidades e da energia, isto é, utilizando a aproximação de Thomas-Fermi estendida. Limitamo-nos ao estudo das fases com geometrias tridimensionais a temperatura zero, e obtivemos para esses casos a configuração preferencial (estado fundamental) para diferentes densidades, assim como a região de transição entre a pasta e a fase homogênea, mostrando uma dependência desta com a fração de prótons. / In this work, we have calculated properties of exotic phases of npe matter known as \pasta", which are found on the crust of neutron stars, starting from the non-linear Walecka model with the NL3 parametrization. We have developed an algorithm to perform the numerical calculation including second-order terms in the expansions of the densities and energy, that is, using the extended Thomas-Fermi approximation. We have limited ourselves to the study of phases with three-dimensional geometry at zero temperature, and have obtained for those cases the preferential (ground-state) configuration for different densities, as well as the transition region between the pasta and the homogeneous phase, showing its dependence with the proton fraction.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:04:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 238177.pdf: 493574 bytes, checksum: 565dee90f40bfd7d85e63a9fca174db6 (MD5) / Neste trabalho, nós nos dedicamos a estudar a estrutura nuclear a partir da obtenção das densidades de corrente de transição de um próton arrancado do núcleo, em um espalhamento (e,e'p). Este espalhamento envolve um elétron com alta energia que interage com um núcleo, tendo como estado final um próton no contínuo e o núcleo residual, sendo que o próton é detectado em coincidência com o elétron espalhado. As densidades são obtidas em uma aproximação relativística para a estrutura nuclear (aproximação relativística de Hartree) e supondo que o próton, após deixar o núcleo, pode ser descrito por uma onda plana. Tais densidades podem ainda ser utilizadas na obtenção da secção de choque de espalhamento para o processo (e,e'p), as quais trazem consigo informações únicas sobre a função de onda do próton ligado. Uma aplicação numérica é feita para o 16O.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T00:30:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 285471.pdf: 322523 bytes, checksum: 8f8b675363c4e1481e549c50d3bb5cec (MD5) / Investigamos a estrutura de estrelas híbridas levando em conta duas construções diferentes. Uma é baseada na condição de Gibbs para a coexistência de fases e considera a existência de uma fase mista para as densidades intermediárias, entre as densidades onde a matéria é composta por hádrons e as densidades onde a matéria é composta por quarks, a outra, é baseada na construção de Maxwell, e não possuí fase mista. Neste trabalho a fase de hádrons é descrita pelo modelo de Walecka não-linear (WNL) e a fase de quarks pelo modelo de Nambu-Jona-Lasinio (NJL). Concluímos que os resultados da matéria estelar macroscópica são dependentes do modelo, mas, não são significantemente diferentes para as duas construções.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:56:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255583.pdf: 751377 bytes, checksum: ccfde372502b1d02846a75472ef3e98a (MD5) / Abordamos aqui o problema da estrutura nuclear usando um modelo baseado em prótons e nêutrons interagindo através da troca de mésons escalares, vetoriais e isovetoriais, além do fóton. Além disso, consideramos a auto-interação entre os mésons escalares. Este é o conhecido Modelo de Walecka Não-Linear, o qual é resolvido na aproximação de Hartree expandindo-se tanto os campos bariônicos como os mesônicos em uma base de oscilador com simetria esférica. O sistema de equações acopladas envolvendo tanto os campos bariônicos quanto os mesônicos é então resolvido de forma autoconsistente. Os resultados para a energia de ligação, raio de carga e raio de nêutrons são comparados com os resultados obtidos sem a inclusão dos termos não-lineares. Em particular, estamos interessados nas distribuições de próton e nêutron do sistema. As primeiras são bem conhecidas a partir da medida da seção de choque elástica de elétrons de alta energia, enquanto que as outras podem ser extraídas de experimentos com elétrons polarizados, atualmente em andamento, e que exploram o fato de que a interação fraca entre o elétron e o nêutron é mais intensa que entre o elétron e o próton. Resultados tanto para as seções de choque quanto para a chamada assimetria são comparados usando diferentes parametrizações do modelo para alguns núcleos selecionados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2013-03-04T20:57:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304885.pdf: 1350331 bytes, checksum: 0951b36a3ab876f92faba064f5943004 (MD5) / O conhecimento obtido do estudo da física nuclear é fundamental para que todo o processo de evolução estelar seja melhor compreendido. Vamos neste trabalho, estudar e descrever algumas das características físicas do interior das estrelas de nêutrons. Partiremos de um gás de Fermi livre, e depois estudaremos modelos com hádrons interagentes. Para se descrever as interações físicas entre os hádrons utilizaremos os modelos efetivo de Walecka linear e o não-linear. Feito isso, vamos refinar nossos resultados, a fim de deixar nossa descrição mais realística, incluindo todo o octeto bariônico e um forte campo magnético, e analisar como esses novos termos alteram as características principais das estrelas de nêutrons, como massa e raio, além de estimar como a composição química varia de acordo com a densidade. Ao final, poderemos comparar os diversos resultados obtidos com aqueles encontrados na literatura. / The knowledge gained from the study of nuclear physics is fundamental to the understanding of the whole process of stellar evolution. In this work, we study and describe some of the physical characteristics of neutron star interior. Start from a free Fermi gas, and then we study models with interacting hadrons. To describe the physical interactions between hadrons we use the Walecka linear and non-linear effective models. Then, we refine our results in order to make our description more realistic, including all the baryon octet and a strong magnetic field. Finally analyze how these new terms affect the main features of neutron stars, like mass and radius, and estimate how the chemical composition varies with the density. In the end, we compare the different results obtained with those found in the literature.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:38:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320905.pdf: 5169618 bytes, checksum: c9c749987e39412c9680939d66429264 (MD5) Previous issue date: 2013 / Nesta tese aplicamos campos magnéticos da ordem de 10 17 G e 10 18 G à matéria de nucleons e estudamos sua influência sobre a energia de simetria e sua inclinação. Investigamos também os efeitos causados pela inclusão dos momentos mangnéticos anômalos nessas quantidades. Depois, investigamos os efeitos causados por fortes campos magnéticos nas propriedades de objetos compactos, compostos por matéria hadrônica em equilíbrio-beta, interagindo através dos campos mesônicos sigma-omega-rho. Para isso utilizamos o modelo efetivo de Walecka não linear e algumas parametrizações comumente utilizadas. Submetendo matéria hadrônica a campos magnéticos da ordem de 10 17 G e 10 18 G, estudamos os efeitos da inclusão dos momentos magnéticos anômalos às equações de estado e das relações de massa-raio correspondentes. Apresentamos também um estudo a respeito da inclusão de um termo que leva em conta a interação entre os mésons omega e rho nessas equações de estado submetidas a fortes campos magnéticos. Por fim fazemos um comparativo entre as curvas dos modelos teóricos obtidos e dados observacionais de três sistemas binários conhecidos. No final deste trabalho estão incluídos os papers publicados durante o doutorado e também um trabalho submetido. <br> / Abstract : In this thesis we apply magnetic fields of the order of 10 17 G and 10 18 G to nuclear matter, and study its influence on the symmetry energy and its slope. We also study the effects caused by the inclusion of anomalous magnetic moments to these quantities. Then, we investigate the effects caused by strong magnetic fields on the properties of compact objects, composed by hadronic matter in B-equilibrium, interacting via (o-w-p) mesonic fields. To do so we use the non-linear Walecka model and some parametrizations normally found in the literature. Submitting hadronic matter to magnetic fields of the order of 10 17 G and 10 18 G, we also study the effects of the inclusion of the anomalous magnetic moment to the equations of state and corresponding massradius relation. We also study the effects of the inclusion of a term that takes into account the interaction between the # and $ mesons subject to strong magnetic fields. At last we compare the obtained curves for the theoretical models with three known binary systems observation data. At the end of this work are included the papers published during the PhD period e also a submitted work.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Curso de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-20T04:10:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Nesta dissertação, estudamos os efeitos de diferentes equações de estado para explicar as propriedades da matéria a densidades da ordem da matéria nuclear e também a densidades altas (10 vezes maior). Analisamos não somente estados (b estáveis, matéria simétrica ou matéria pura de nêutrons, mas também estados com diferentes frações de prótons. Mostramos que a influência da parametrização é sentida na matéria não tão densa, enquanto que os efeitos dos acoplamentos mésons-híperons somente aparecem a densidades muitos maiores do que a da saturação da matéria nuclear. Também estudamos os efeitos de um acoplamento méson-híperon maior do que o acoplamento universal.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Curso de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-19T05:24:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:47:44Z : No. of bitstreams: 1 182698.pdf: 1659281 bytes, checksum: 2dcc63c3c1a37370df8ca4b1731c868d (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2013-03-04T20:15:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 305338.pdf: 862756 bytes, checksum: f7d8856e929eab0f2285b61f2ff81aee (MD5) / Estamos interessados em estudar o comportamento dos neutrinos e suas propriedades em um meio nuclear denso. O meio nuclear será descrito pelo modelo de Walecka não linear, onde usamos a aproximação de campo médio para a solução do mesmo. Além de mésons, nucleons e léptons, incluímos os bósons fracos neutro Z e carregados W+ e W- no modelo, calculando propriedades do sistema, como a densidade de energia, pressão e fração de partículas. Obtemos também a seção de choque total e o livre caminho médio dos neutrinos, levando em conta tanto espalhamentos, mediados pelo bóson fraco neutro, quanto absorção de neutrinos pelo meio, mediado pelos bósons carregados. Comparamos então o resultado para duas parametrizações diferentes para a interação forte: uma onde a não linearidade é introduzida explicitamente e os acoplamentos são definidos por constantes e outra onde tais constantes passam a depender da densidade. A solução desse problema tem interesse direto em simulações para a perda de neutrinos no momento da formação de uma estrela de nêutrons a partir da explosão de uma supernova. / The behavior and properties of neutrinos in dense nuclear matter is studied. The nuclear matter itself is described by the non-linear Walecka model, solved in the mean-field approximation. Besides the nucleons, mesons and leptons, the weak neutral boson and the weak charged bosons are included in the model and the energy density, pressure and particle fractions are calculated. We also obtain the total cross-section and mean-free path for the neutrinos, taking into account scattering and neutrino absorption. We compare the final results for two know kinds of model parametrizations: one in which nonlinear effects in the strong sector are explicitly written in the model Lagrangian and another one in which the coupling constants are density dependent. The solution for this problem is interesting for the understanding of neutrino diffusion in a newly born neutron star after a supernova explosion.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T22:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314267.pdf: 2155696 bytes, checksum: b5faabe3741556208d7a3bb7c8cf0894 (MD5) / Neste trabalho investigamos efeitos de mistura de isospin através da assimetria observada no espalhamento elástico de elétrons polarizados, para vários alvos nucleares ao longo da tabela periódica, desde 4He até 208Pb. Os cálculos para o espalhamento são realizados em uma aproximação de Born de ondas planas (PWBA) assim como de forma exata, utilizando uma expansão em ondas parciais (DWBA), levando-se em conta os fatores de forma dos nucleons, dados pela parametrização de Galster. Para decrever o núcleo utilizamos o Modelo de Walecka (QHD), onde incluímos os mésons sigma, omega, rho e delta, além da interação eletromagnética. Os efeitos da inclusão dos mésons rho e delta são de especial interesse devido a sua influência na mistura de isospin, juntamente com o campo eletromagnético. Comparamos os resultados utilizando dois tipos de lagrangeanas, uma contendo termos não-lineares e outra com acoplamentos dependentes da densidade bariônica. O modelo é resolvido em uma aproximação de Hartree, considerando-se simetria esférica, através de um cálculo auto-consistente utilizando uma expansão das funções de onda e potenciais nucleares em uma base de oscilador harmônico. As implicações da mistura de isospin na obtenção de parâmetros do Modelo Padrão, do fator de forma de estranheza para o nucleon e na determinação da chamada pele de nêutrons do núcleo, usando a técnica de espalhamento de elétrons polarizados, são analizadas. <br> / Abstract : We investigate isospin mixing effects in the asymmetry as obtained through polarized elastic electron scattering, for selected nuclei from 4He to 208Pb. The scattering analysis is developed within a plane wave Born approximation (PWBA) as well as within a partial wave phase-shift analysis (DWBA), accounting for nucleon form factors, which are given by the Galster parametrization. To describe the nuclear structure, we use Walecka's Model (QHD), including the sigma, omega, rho and delta mesons as well as the electromagnetic interaction. The $\rho$ and $\delta$ meson effects are specially interesting once they should add a contribution for isospin mixing together with the electromagnetic field. We employ two type of lagrangeans, one including non-linear terms and another one which contains density dependent couplings. The model is solved in a Hartree approximation within spherical symmetry using a self-consistent calculation by means of an expansion of the nuclear wave functions and strong potentials in an harmonic oscillator basis. The implications of isospin mixing in the determination of some Standard Model parameters and the extraction of the strange nucleon form factor, as well as in the determination of the so called neutron skin, from polarized elastic electron scattering, is analized and discussed.