Apresentamos neste trabalho os resultados de um estudo experimental e teórico dos compostos borocarbetos supercondutores da série Y(Ni1-xMnx)2B2C com x = 0; 0,01; 0,025; 0,05; 0,10; 0,15. A principal motivação para este trabalho foi investigar a estrutura eletrônica e a possível formação do momento magnético sobre os átomos de impureza de Mn nos compostos Y(Ni1- xMnx)2B2C. O aparecimento do momento magnético localizado no sítio da impureza possibilitou estudar a influência do Mn sobre o mecanismo de quebra de pares supercondutores e sobre as propriedades magnéticas do composto. Os borocarbetos são compostos de estrutura cristalina tetragonal de corpo centrado e altamente anisotrópicos (c/a~3). São intermetálicos de alta temperatura crítica supercondutora Tc, com forte acoplamento elétron-fonon. Em alguns casos podem apresentar ordem magnética, supercondutividade e também coexistência ou competição energética entre ambos. As medidas de transporte eletrônico, em função da temperatura, foram feitas utilizando-se um detector síncroton baseado na técnica de quatro pontos operando na faixa de 4,2K até 300K. Essas medidas possibilitaram o estudo das propriedades relacionadas ao transporte eletrônico na fase supercondutora. Na fase normal, extraiu-se a dependência em energia da função espectral de fonons α² F (ω) para alguns compostos da série estudada. As medidas magnéticas em função da temperatura e do campo magnético foram feitas utilizando-se um SQUID (Superconducting Quantun Interference Device – Quantun Design Model MPMS XL). Tais medidas permitiram a caracterização das propriedades magnéticas de nossas amostras. Em particular determinou-se o valor, em regime de saturação, do momento magnético associado ao sítio cristalino do Mn. Foram determinadas também as correntes críticas supercondutoras usando o Modelo de estado crítico de Bean e a variação da temperatura crítica supercondutora (Tc) com a mudança do campo externo aplicado. As medidas magnéticas permitiram a obtenção do diagrama que relaciona o campo crítico inferior (HC1) e a temperatura, variando-se a concentração do átomo dopante de manganês. Foi feito um esforço teórico no sentido de interpretar os resultados experimentais. Para isso foram usados três modelos: O modelo de estado crítico de Bean já citado acima e um modelo baseado na fórmula de Ziman usando uma aproximação para a função espectral de fonons para descrever a resistividade no regime de alta temperatura. Além disto, usou-se o modelo de duas sub-redes para a descrição do momento magnético das impurezas de Mn, em função da concentração, na série Y(Ni ) ( 2 ω α F 1-xMnx)2B2C.

Neste trabalho estudamos modelos teóricos que descrevem sistemas eletrônicos fortemente correlacionados, em especial o modelo t-J, e suas aplicações a compostos de óxidos de cobre, notadamente os compostos que apresentam supercondutividade de alta temperatura crítica e o composto Sr2CuO2Cl2. No primeiro capítulo do trabalho, fazemos uma exposição de três modelos que envolvem o tratamento das interações elétron-elétron, que são os modelos de Hubbard de uma banda, o modelo de Heisenberg e o modelo t-J. Na dedução deste último fazemos uma expansão canônica do hamiltoniano de Hubbard, no limite de acoplamento forte, levando-nos a obter um novo hamiltoniano que pode ser utilizado para descrever um sistema antiferromagnético bidimensional na presen- ça de lacunas, que é exatamente o que caracteriza os compostos supercondutores de alta temperatura crítica na sua fase de baixa dopagem.Após termos obtido o hamiltoniano que descreve o modelo t-J, aplicamos à este uma descrição de polarons de spin, numa representação de holons, que são férmions sem spin, e spinons, que são bósons que carregam somente os graus de liberdade de spin. Utilizando uma função de Green para descrever a propagação do polaron pela rede, obtemos uma equação para a sua autoenergia somando uma série de diagramas de Feynman, sendo que para este cálculo utilizamos a aproxima ção de Born autoconsistente[1]. Do ponto de vista numérico demonstramos que a equação integral de Dyson resultante do tratamento anterior não requer um procedimento iterativo para sua solução, e com isto conseguimos trabalhar com sistemas com grande número de partículas. Os resultados mostram, como um aspecto novo, que o tempo de vida média do holon tem um valor bastante grande no ponto (π,0 ) da rede recíproca, perto da singularidade de Van Hove mencionada na literatura[2]. Este aspecto, e suas implicações, é amplamente discutido neste capítulo. No capítulo 3 estudamos o modelo estendido t-t'-J, com tunelamento à segundos vizinhos e a incorporação dos termos de três sítios[3]. Fazemos a mesma formulação do capítulo anterior, e discutimos as aplicações dos nossos resultados ao óxido mencionado anteriormente. Finalmente, no último capítulo apresentamos uma aplicação original do modelo t-J à uma rede retangular, levemente distorcida, e demonstramos que os resultados do capítulo 3 são reproduzidos sem necessidade de introduzir termos de tunelamento adicionais no hamiltoniano. Esta aplicação pode se tornar relevante para o estudo das fases de tiras encontradas recentemente nesses materiais de óxidos de cobre.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A física de partículas vem atualmente estudando tópicos como o plasma de quarks e glúons (QGP), o bóson de Higgs e a matéria escura, que requerem experimentos de colisões entre partículas cada vez mais energéticas. Para isso, são necessários aceleradores capazes de gerar partículas projéteis a cada vez mais altas energias, o que pode levar a uma nova física. Quando novos dados surgem nos laboratórios, novos processos são necessários para explicar estes dados e algumas vezes a estrutura interna das partículas envolvidas é desconhecida. Nos modelos teóricos, usados para descrever estes processos de espalhamento, é comum introduzir o fator de forma. O fator de forma é simplesmente uma maneira de simular a sub-estrutura das partículas envolvidas nestes processos com função da energia ou momento. A obtenção dos atores de forma pode ser feita usando o método conhecido como Regras de Soma da QCD (RSQCD). Neste trabalho, será estudado o vértice D*Dp usando as RSQCD, de modo que seja possível obter os seus fatores de forma e sua constante de acoplamento. Para isso, foram estudados os casos em que o méson ρ e o méson D estão fora de suas camadas de massa. O vértice D*Dp é muito importante para entender melhor o ρπ Puzzle, onde o méson Ј/ψ decai ρπ em com um branching ratio maior do que o esperado (este é um processo suprimido pela regra de OZI). Estudando este processo com graus de liberdade mesnicos, é possível escapar da regra de OZI, uma vez que o processo Ј/ψ→ DD → ρπ não é suprimido por OZI. Ao se fazer isso, aparecerá, entre outros, o vértice D*Dp . Este é um vértice que também aparece em outros decaimentos, como por exemplo X(3872) →Ј/ψp e B→Ј/ψD. Ao final do desenvolvimento, os resultados obtidos neste trabalho para o vértice D*Dp foram comparados com outros encontrados na literatura, se mostrando compatíveis com estes outros trabalhos. / The particle physics have been studying topics like the Quark-Gluon Plasma (QGP), Higgs boson and dark matter, which require experiments in heavy-ion collisions. Therefore, accelerators capable of generate high energy particle beams are necessary and may generate new physics. When new data arise in the laboratories, new processes are necessary to explain this data and sometimes, the internal structure of the involved particles is unknow or are virtual. In the theoretical models, used to describe this scattering processes, is common to introduce the form factors. The form factor is a way to simulate the sub-structure of the involved particles as function of energy or momentum. The form factor can be obtained using a method called QCD Sum Rules (QCDSR). In this work, the vertex D*Dp will be studied using the QCDSR, in order to obtain its form factors and coupling constant.The D*Dp vertex is very important to understand the ρπ Puzzle, where the Ј/ψ meson decays in ρπ with a branching ratio bigger than expected (this is a suppressed process by the OZI Rule). Studying this process with hadronic degrees of freedom, its possible to escape of the OZI rule, once the Ј/ψ→ DD → ρπ is not suppressed by the OZI rule. In this process, the D*Dp vertex is necessary. There are other processes where this vertex is necessary: X(3872)→Ј/ψp and B→Ј/ψD for example. In this work, was only possible to obtain results from the ρ off-shell diagram. This results were compared with others obtained in the literature.

Neste trabalho estudamos modelos teóricos que descrevem sistemas eletrônicos fortemente correlacionados, em especial o modelo t-J, e suas aplicações a compostos de óxidos de cobre, notadamente os compostos que apresentam supercondutividade de alta temperatura crítica e o composto Sr2CuO2Cl2. No primeiro capítulo do trabalho, fazemos uma exposição de três modelos que envolvem o tratamento das interações elétron-elétron, que são os modelos de Hubbard de uma banda, o modelo de Heisenberg e o modelo t-J. Na dedução deste último fazemos uma expansão canônica do hamiltoniano de Hubbard, no limite de acoplamento forte, levando-nos a obter um novo hamiltoniano que pode ser utilizado para descrever um sistema antiferromagnético bidimensional na presen- ça de lacunas, que é exatamente o que caracteriza os compostos supercondutores de alta temperatura crítica na sua fase de baixa dopagem.Após termos obtido o hamiltoniano que descreve o modelo t-J, aplicamos à este uma descrição de polarons de spin, numa representação de holons, que são férmions sem spin, e spinons, que são bósons que carregam somente os graus de liberdade de spin. Utilizando uma função de Green para descrever a propagação do polaron pela rede, obtemos uma equação para a sua autoenergia somando uma série de diagramas de Feynman, sendo que para este cálculo utilizamos a aproxima ção de Born autoconsistente[1]. Do ponto de vista numérico demonstramos que a equação integral de Dyson resultante do tratamento anterior não requer um procedimento iterativo para sua solução, e com isto conseguimos trabalhar com sistemas com grande número de partículas. Os resultados mostram, como um aspecto novo, que o tempo de vida média do holon tem um valor bastante grande no ponto (π,0 ) da rede recíproca, perto da singularidade de Van Hove mencionada na literatura[2]. Este aspecto, e suas implicações, é amplamente discutido neste capítulo. No capítulo 3 estudamos o modelo estendido t-t'-J, com tunelamento à segundos vizinhos e a incorporação dos termos de três sítios[3]. Fazemos a mesma formulação do capítulo anterior, e discutimos as aplicações dos nossos resultados ao óxido mencionado anteriormente. Finalmente, no último capítulo apresentamos uma aplicação original do modelo t-J à uma rede retangular, levemente distorcida, e demonstramos que os resultados do capítulo 3 são reproduzidos sem necessidade de introduzir termos de tunelamento adicionais no hamiltoniano. Esta aplicação pode se tornar relevante para o estudo das fases de tiras encontradas recentemente nesses materiais de óxidos de cobre.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, foram calculados os fatores de forma e as constantes de acoplamento dos vértices mesônicos J/ψ DsDs, J/ψ Ds*Ds e J/ψ Ds*Ds*usando a técnica das regras de soma da QCD (RSQCD) até a ordem 5 da OPE. Estes três vértices estão envolvidos em algumas das numerosas hipóteses que tentam explicar a estrutura interna de alguns mésons charmosos exóticos que começaram a ser observados a partir de 2003. Tais mésons não se encaixam no espectro do charmonium e/ou apresentam números quânticos exóticos dentro do modelo CQM (constituent quark model). Um exemplo é o méson Y(4140), cujo decaimento observado é no par J/ψφ enquanto o esperado seria que tivesse decaimento predominante em mésons com open charm, devido à sua massa. Uma das propostas para se entender este méson consiste em estudá-lo como um estado molecular Ds*ar{D}s*, de modo que seu decaimento seria Y(4140) → Ds* ar{D}s* → J/ψφ. Neste processo, aparecerão os vértices de interação estudados neste trabalho, de maneira que o conhecimento mais preciso de seus fatores de forma e de suas constantes de acoplamento pode beneficiar a compreensão sobre a constituição fundamental do Y(4140) assim como a de outros novos estados como o X(4350), Y(4274) e Y(4660) por exemplo. Foram considerados neste trabalho, todos os casos off-shell possíveis para cada um dos três vértices, obtendo assim dois fatores de forma distintos para o vértice J/ψ DsDs, três para o vértice J/ψ Ds*Ds e dois para o vértice J/ψ Ds* Ds*. Nestes três vértices, os fatores de forma para o caso J/ψ off-shell foram bem ajustados por curvas monopolares enquanto os casos Ds e Ds* foram ajustados por curvas exponenciais, o que está de acordo com o comportamento encontrado em trabalhos anteriores do grupo. Os cálculos das constantes de acoplamento tiveram como resultados: g_{J/ψ Ds Ds} = 5.98^{+0.67}_{ -0.58}, g_{J/ψ D*s Ds} = 4.30_{+0.41}^{-0.35}GeV^{-1} e g_{J/ψ Ds* Ds*} = 7.47^{+1.04}_{-0.71}, resultados estes que estão compatíveis com os trabalhos anteriores que utilizaram as RSQCD para o cálculo das constantes de acoplamento dos vértices J/ψ D(*)D(*). / In this work, the form factors and coupling constants of the meson vertices J/ψ DsDs, J/ψ Ds*Ds and J/ψ Ds*Ds* have been calculated with the QCD sum rule (QCDSR) technique up to dimension 5 of the operator product expansion (OPE). These three vertices are involved in some of the numerous hypotheses that attempt to explain the internal structure of some exotic charmed mesons which began to be observed since 2003. Such mesons do not fit in the charmonium spectrum and/or have exotic quantum numbers within the CQM (constituent quark model). An example is the Y(4140) meson, which decays in the pair J/ψφ while the expected would be a dominant decay in open charm mesons. One of the proposals to understand this meson is to study it as a molecular state Ds*{D}s*, so it would decay as Y(4140)→ Ds* {D}s* → J/ψφ.In this process, the vertices studied in this work will appear, so the more accurate knowledge of their form factors and their coupling constants can benefit our understanding of the fundamental constitution of the Y(4140) as well as other new states as the X(4350), Y(4274) and Y (4660) eg. In this study all possible off-shell cases for each of these three vertices were considered, thus obtaining two different form factors for the vertex J/ψ DsDs, three for the vertex J/ψ Ds*Ds and two for the vertex J/ψ Ds* Ds*. In these three vertices, the form factors for the J/ψ off-shell case were well fitted by monopolar curves, while the Ds and Ds* off-shell cases were well fitted by exponential curves which is in agreement with the behavior found in previous work of the group. The calculations of the coupling constants leaded to the following results: g_{J/ψ Ds Ds} = 5.98^{+0.67}_{-0.58}, g_{J/ψ Ds* Ds} = 4.30^{+0.41}_{-0.35}GeV^{-1} and g_{J/ψ Ds* Ds*} = 7.47^{+1.04}_{-0.71}, these results are compatible with previous QCDSR works for the non strange vertices J/ψD(*)D(*).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, foram calculados os fatores de forma e as constantes de acoplamento dos vértices mesônicos J/ψ DsDs, J/ψ Ds*Ds e J/ψ Ds*Ds*usando a técnica das regras de soma da QCD (RSQCD) até a ordem 5 da OPE. Estes três vértices estão envolvidos em algumas das numerosas hipóteses que tentam explicar a estrutura interna de alguns mésons charmosos exóticos que começaram a ser observados a partir de 2003. Tais mésons não se encaixam no espectro do charmonium e/ou apresentam números quânticos exóticos dentro do modelo CQM (constituent quark model). Um exemplo é o méson Y(4140), cujo decaimento observado é no par J/ψφ enquanto o esperado seria que tivesse decaimento predominante em mésons com open charm, devido à sua massa. Uma das propostas para se entender este méson consiste em estudá-lo como um estado molecular Ds*ar{D}s*, de modo que seu decaimento seria Y(4140) → Ds* ar{D}s* → J/ψφ. Neste processo, aparecerão os vértices de interação estudados neste trabalho, de maneira que o conhecimento mais preciso de seus fatores de forma e de suas constantes de acoplamento pode beneficiar a compreensão sobre a constituição fundamental do Y(4140) assim como a de outros novos estados como o X(4350), Y(4274) e Y(4660) por exemplo. Foram considerados neste trabalho, todos os casos off-shell possíveis para cada um dos três vértices, obtendo assim dois fatores de forma distintos para o vértice J/ψ DsDs, três para o vértice J/ψ Ds*Ds e dois para o vértice J/ψ Ds* Ds*. Nestes três vértices, os fatores de forma para o caso J/ψ off-shell foram bem ajustados por curvas monopolares enquanto os casos Ds e Ds* foram ajustados por curvas exponenciais, o que está de acordo com o comportamento encontrado em trabalhos anteriores do grupo. Os cálculos das constantes de acoplamento tiveram como resultados: g_{J/ψ Ds Ds} = 5.98^{+0.67}_{ -0.58}, g_{J/ψ D*s Ds} = 4.30_{+0.41}^{-0.35}GeV^{-1} e g_{J/ψ Ds* Ds*} = 7.47^{+1.04}_{-0.71}, resultados estes que estão compatíveis com os trabalhos anteriores que utilizaram as RSQCD para o cálculo das constantes de acoplamento dos vértices J/ψ D(*)D(*). / In this work, the form factors and coupling constants of the meson vertices J/ψ DsDs, J/ψ Ds*Ds and J/ψ Ds*Ds* have been calculated with the QCD sum rule (QCDSR) technique up to dimension 5 of the operator product expansion (OPE). These three vertices are involved in some of the numerous hypotheses that attempt to explain the internal structure of some exotic charmed mesons which began to be observed since 2003. Such mesons do not fit in the charmonium spectrum and/or have exotic quantum numbers within the CQM (constituent quark model). An example is the Y(4140) meson, which decays in the pair J/ψφ while the expected would be a dominant decay in open charm mesons. One of the proposals to understand this meson is to study it as a molecular state Ds*{D}s*, so it would decay as Y(4140)→ Ds* {D}s* → J/ψφ.In this process, the vertices studied in this work will appear, so the more accurate knowledge of their form factors and their coupling constants can benefit our understanding of the fundamental constitution of the Y(4140) as well as other new states as the X(4350), Y(4274) and Y (4660) eg. In this study all possible off-shell cases for each of these three vertices were considered, thus obtaining two different form factors for the vertex J/ψ DsDs, three for the vertex J/ψ Ds*Ds and two for the vertex J/ψ Ds* Ds*. In these three vertices, the form factors for the J/ψ off-shell case were well fitted by monopolar curves, while the Ds and Ds* off-shell cases were well fitted by exponential curves which is in agreement with the behavior found in previous work of the group. The calculations of the coupling constants leaded to the following results: g_{J/ψ Ds Ds} = 5.98^{+0.67}_{-0.58}, g_{J/ψ Ds* Ds} = 4.30^{+0.41}_{-0.35}GeV^{-1} and g_{J/ψ Ds* Ds*} = 7.47^{+1.04}_{-0.71}, these results are compatible with previous QCDSR works for the non strange vertices J/ψD(*)D(*).