Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-06Bitstream added on 2014-06-13T21:03:28Z : No. of bitstreams: 1 costa_aif_dr_guara.pdf: 4600583 bytes, checksum: 3d77d0ac5008ebea1c760741e6b7ed43 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O estudo da formação de planetas terrestres no Sistema Solar, é crucial para compre- endermos como outros sistemas planetários formam e também inferir as condições que poderiam ter influenciado a origem e evolução de vida na Terra. Esta Tese de douto- rado apresenta um estudo numérico da formação de planetas terrestres. Nosso objetivo principal é analisar o último estágio da formação desses planetas no Sistema Solar, em particular, a formação de Marte e a origem da água da Terra. Esses dois pontos têm intrigado cientistas ao longo de muitos anos. Enquanto que o planeta produzido ao redor de 1.5 UA é, em geral, muito mais massivo do que Marte, na grande parte das simulações, a origem da água da Terra é outro tema de intenso debate. Em vista disso, nós desenvol- vemos um cenário considerando uma depleção local de massa, no disco protoplanetário, a fim de analisarmos a origem da baixa massa de Marte, e também usamos um modelo composto para estudarmos a origem da água da Terra. Este trabalho apresenta um grande número de simulações numéricas explorando uma diversidade de parâmetros do sistema. Entre os principais podemos citar as variadas configurações de planetas gigantes, discos com diferentes perfis de densidade superficial de massa e modelos de distribuição de água. Nós também apresentamos um estudo dos efeitos de ressonâncias seculares nesses discos protoplanetários. Os principais resultados desses experimentos apontam a possibilidade da formação de planetas similares a Marte ao redor de 1.5 UA, especialmente, quando é considerado uma escala de depleção local, no disco protoplanetário, moderadamente alta (50-75%), localizada ao redor de 1.5 UA. Isto é observado juntamente com a formação de planetas do tipo Terra, em torno de 1 UA do Sol, com substanciais... / The study of terrestrial planet formation in the Solar System is crucial to understand how other planetary systems form and to infer the conditions that favored the origin and evolution of life on Earth. In this Thesis we present a numerical study of the accretion of terrestrial planets. Our main goal is study the late stage of the terrestrial planet accretion in the Solar System, especially the formation of Mars and the origin of Earth’s water. These two points have intrigued scientists for many years. Whereas the planet formed around Mars’ semimajor axis is, in general, much more massive than Mars, the origin of Earth’s water is a matter of intense debate. In view of that, we have developed a scenario considering a local depletion in the density of the protosolar nebula in order to analyze the low mass of Mars, and also explored a compound model of water distribution to study the origin of Earth’s water. We have carried out extensive numerical simulations of the formation of terrestrial planets in protoplanetary disks exploring a large variety of parameters of the system, as different giant planet configurations, surface density profiles and water distribution models. We also have presented a study of the effects of secular resonances on the evolution of these protoplanetary disks. Our main results point to the possibility of the formation of Mars-sized bodies around 1.5 AU, especifically when is considered a scale of the disk local mass-depletion moderately high (50-75%) around 1.5 AU, as well as Earth-sized planets can form around 1 AU with substantial amount of water. Regarding the origin of Earth’s water, we find that the compound model incorporating both the principal endogenous and exogenous theories, play an important role by... (Complete abstract click electronic access below)

Resumo: Neste trabalho sao apresentados: os metodos de determinacao do geoide astro-geodesico , gravimet r ico, astro-grav i metri co, celeste e o combinado, assim como alguns exemplos de geoides calculados atraves desses processos. A autora anal i s a tambem as inf luencias das di versas regioes afastadas, no calculo da ondulacao geoidal pela formula de Stokes.

Made available in DSpace on 2018-07-27T18:26:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-28. Added 1 bitstream(s) on 2018-07-27T18:30:43Z : No. of bitstreams: 1 000876019.pdf: 830419 bytes, checksum: d04b4fc0f1ac3688428cce3a07901b9e (MD5) / A matéria escura é responsável por cerca de 85% de toda a matéria do universo. Sabe-se que ela possui um longo tempo de vida, que é neutra e interage com a matéria comum apenas gravitacionalmente. Muitos modelos foram aventados para descrever as possíveis partículas de matéria escura, muitos deles baseados em extensões do modelo padrão para partículas elementares. Em particular, há os modelos de partículas massivas interativas por força forte, os SIMPs, que estendem o modelo padrão com um setor escalar extra contendo todas as partículas de matéria escura, cuja estabilidade é garantida por uma simetria discreta, a qual respeitam. Essa simetria também estende as possível interações entre as partículas de matéria escura para além da usual auto-aniquilação de pares e do contexto do problema de Lee-Weinberg, descrito pelas partículas massivas interagentes por força fraca, os WIMPs. Neste trabalho postulamos a existência de um setor escalar com uma simetria discreta 'Z IND. 3'; consequente de uma quebra de simetria U(1)DM global. Esta simetria permite que processos de semi-aniquilação e aniquilação 3 SETA 2 também ocorram, além do usual processo de auto-aniquilação. Estudaremos esses três cenários, encontrando as soluções das equações de Boltzmann e comparando suas respectivas abundâncias com o resultado observacional, para podermos avaliar nosso modelo. Começaremos por revisar importantes conceitos da cosmologia padrão e por apresentar o modelo. Então revisaremos as soluções numéricas para as equações, e apresentaremos nossos próprios resultados para soluções semi-analíticas dos processos de semianiquilação e de aniquilação 3 'SETA' 2. Concluiremos por apresentar nossos próprios resultados para a solução da equação de Boltzmann para o processo 3 'SETA' 2 usando uma seção de choque que é dependente da temperatura, calculada com o pacote CalcHEP / Dark matter accounts for approximately 85% of all the matter in the universe. It is known to have a long lifetime, to be neutral and to interact with ordinary matter almost only gravitationally. There have been several models to suggest possible particles for the dark matter, many of them relying on extensions to the standard model of elementary particles. In particular, there are SIMP (strongly-interacting massive particles) models, which extend the standard model by an extra scalar sector containing the dark-matter particles, whose stability is provided by a discrete symmetry. This symmetry also extends the possible interactions between the dark-matter particles to beyond the usual pair annihilation and Lee-Weinberg scenario described by the WIMP (weakly-interacting massive particles) models. In our study, we postulate the existence of an extended dark sector with a 'Z IND. 3' discrete symmetry, which is the consequence of a global U(1)DM symmetry breaking. This symmetry allows the semi-annihilation and 3 'SETA' 2 annihilation processes to take place, besides the usual self-annihilation process. We will study each of these three scenarios, solving the respective Boltzmann equations and comparing the correspondent relic abundance to the observed one, in order to verify the liability of each of them. We will start by reviewing important aspects of standard cosmology and presenting our model. Then we will review the numerical solutions for the equations, and present our own results for semi-analytical solutions to the semi- and 3 'SETA' 2 annihilation processes. We will end by presenting our own results on solving the 3 'SETA' 2 Boltzmann equation for a temperature-dependent cross-section, calculated with the CalcHEP package

Orientador: Eduardo Pontón Bayona / Banca: Enrico Bertuzzo / Banca: Ricardo D'Elia Matheus / Resumo: O problema da matéria escura é uma das questões abertas da cosmologia e da física de partículas. Inúmeras observações, em diferentes escalas astronômicas, sustentam que a quantidade de matéria luminosa presente não é capaz de explicar o comportamento observado. A solução para esta inconsistência foi obtida através da introdução de uma nova forma de matéria que, não interagindo com a luz, foi intitulada por matéria escura. O Modelo Padrão da Cosmologia indica que esta componente contribui com mais de 80% da densidade de matéria no Universo, deve ser estável, não relativística e sua densidade relíquia deve combinar com as medidas obtidas pelas flutuações da CMB. Apesar disso, a natureza da matéria escura ainda é um mistério. Entre as partículas candidatas à matéria escura os mais populares são os chamados WIMPs. Esta espécie é considerada uma relíquia térmica e podem fornecer uma abundância compatível com a observada. Nesta direção, o presente trabalho então, trata uma extensão do Modelo Padrão da Física de Partículas, uma vez que este modelo não fornece nenhuma partícula apropriada à matéria escura, chamada Modelo do Dubleto Inerte, que é obtido adicionando um novo dubleto escalar por meio de uma simetria Z_2 que desenvolve uma configuração de vácuo trivial. Dentro do novo espectro de partículas estudamos aquela que parece propor um candidato viável à matéria escura. / Abstract: Abstract: The problem of dark matter is one of the open questions of cosmology and particle physics. Several observations, at di erent astronomical scales, maintain that the amount of light matter present is not able to explain the observed behavior. The solution to this inconsistency was obtained by introducing a new form of matter which, not interacting with light, was titled as dark matter. The Standard Model of Cosmology indicates that this component contributes with more than 80% of the matter density in the Universe, must be stable, non relativistic and its relic density should match with the measurements obtained by the uctuations of the CMB. Despite this, the nature of dark matter is still a mystery. Among the candidate particles for dark matter the most popular are the so-called WIMPs. This species is considered a thermal relic and can provide an abundance compatible with that observed. In this direction, the present work then deals with an extension of the Standard Model of Particle Physics, since this model does not provide any particle appropriate to dark matter, called Inert Doublet Model, which is obtained by adding a new scalar doublet through a Z2 symmetry that develops a trivial vacuum con guration. Inside this new spectrum of particles we study the one that seems to propose a viable candidate to the dark matter / Mestre

Orientador: Camil Gemael / Dissertaçao (mestrado) -Universidade Federal do Paraná. Curso de Pós-Graduaçao em Ciencias Geodésicas / Resumo: Este trabalho pode ser dividido em duas pabtes: A primeira é uma parte bãsica para facilitar ao leitor a compreensão do ajustamento de observações, na qual foram abordar dos os princípios bãsicos de cálculo matricial, soluções de sistemas de equações homogênenos e não homogêneos e o princípio dos mínimos quadrados. A segunda apresenta o desenvolvimento matemático na forma matricial para o ajustamento de observações iterativamente; estuda a convergência para cada método, PARÂMETROS, CORRELATOS e COMBINADO; e compara os resultados obtidos no ajustamento de um quadrilátero através da linearização por TAYLOR e clássica. / Abstract: This work is divided into two parts: The first one is basically essential for the reader to understand the adjustment of observations, in which basic principles of matricial calculus, solution of systems of homogeneous equations as well as non - homogeneous equations, and the principle of least squares were considered. The second one presents the mathematical development in the matricial form for the âdjustment of observations iteratively; it considers the convergence for each method: Parameters, Correlated and Combined; and it compares the results that are to be accomplished in the adjustment of a quadrilateral by means of classical linearization as well as TAYLOR linearization.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-21Bitstream added on 2014-06-13T19:27:57Z : No. of bitstreams: 1 000755268.pdf: 15353732 bytes, checksum: f21fb21c66f75bcc7589a5ff10fb51b3 (MD5) / Este trabalho pode ser dividido em dois objetivos principais: explorar as ferramentas que o integrador numérico hidrodinâmico FARGO 2D e investigar a possibilidade de formação de satélites nas regiões de baixas velocidades próximas ao lóbulo de Roche de um planeta gigante. Como descrito acima um dos objetivos desse trabalho é encontrar regiões que apresentem baixas velocidades próximas ao lóbulo de Roche de um planeta gigante. Nossa ideia consiste em que estas regiões sejam bons sítios para a formação de satélites planetários, para isso precisamos estudar o comportamento do gás que será simulado, nessas regiões, analisando sua densidade, velocidade radial e azimutal buscando evidências de um comportamento que indique que nessas regiões as velocidades sejam, de fato, baixas. Se optássemos por fazer uma simulação que envolvesse além do planeta, seus satélites desde o inicio estaríamos contrariando a teoria que prevê que os satélites teriam se formado logo após a formação dos planetas. Dessa forma procedemos de forma à simular primeiramente apenas a formação do planeta com o FARGO 2D, o tempo de simulação foi baseado no que foi encontrado na literatura, após a formação do planeta adicionamos as partículas nas regiões préviamente estipuladas e retomamos a evolução do sistema do ponto em que tinhamos parado, assim o quando as partículas forem simuladas o planeta já terá se formado e teremos um modelo mais condizente com a teoria. Ainda utilizamos o mesmo integrador para simular um planeta exposto aos efeito do disco e de migração / This work can be split into two main goals: to explore the tools than the hydrodynami- cal numerical integrator FARGO 2D and investigate the possibility of satellites formation in the low velocities regions close to the Roche lobe of a giant planet. As described above an objective of this work is to find regions with low velocities close to the Roche lobe of a giant planet. Our idea is that these regions are goods sites to the formation of planetary satellites, so we need to study the behavior of the gas that will be simulated in these region, analysing its density and radial and azimuthal velocities searching for evidences for behavior that indicate that in these regions the velocities are, indeed, low. If we had choosed to do a simulation that involved the planet and its satellites since the beginning, we contrary the theory that predicts that the satellites would have formed soon after the formation of the planets. Thus we proceeded in order to simulate firstly only the forma- tion of the planet using the FARGO 2D, the time of the simulation was based on what was found in the literature, after of the formation of the planet, was added particles on the region previously estipulated and we restarted the evolution of the system from the point where we had stopped, so when the particles are simulated, the planet has already formed and then we have a model more consistent with the theory. We still used the same integrator to simulate a planet exposed to the effects of the disc and the migration

Orientador: Rogério Rosenfeld / Banca: Ruben Aldrovandi / Banca: Luís Raul Weber Abramo / Resumo: Nos últimos anos diversas evidências acumularam-se indicando que o universo é plano e dominado por alguma forma de energia escura, cuja pressão negativa está atualmente fazendo com que ele esteja em expansão acelerada. Vários modelos têm sido propostos para a energia escura, entre os quais destacam-se os modelos de quintessência, nos quais essa energia é modelada por um campo escalar. Neste trabalho analisamos alguns vínculos observacionais nos modelos de quintessência com potenciais exponenciais, e obtivemos limites para o espaço de parâmetros desses modelos no caso em que a quintessência está desacoplada dos demais componentes do universo e no caso em que ela está acoplada à partícula de matéria escura. No caso desacoplado, estudamos as soluções do tipo scaling, e mostramos que nesse regime, o único em que a quintessência exponencial desacoplada apresenta soluções cosmologicamente realísticas, esses modelos não podem ser considerados menos naturais que os demais potenciais de quintessência. Obtivemos ainda que o caso acoplado, assim como o desacoplado, também não resolve o problema da coincidência cósmica, e que a idade do universo nestes modelos é consideravelmente maior que no caso desacoplado, de modo que os limites na idade podem ser úteis para distinguir observacionalmente entre as quintessências acoplada e desacoplada / Abstract: During the last years many evidences are indicating that the universe is flat and dominated by some form of dark energy, whose negative pressure is currently driving its accelerated expansion. A plenty of models have been proposed, with special attention to the quintessence models, in which the dark energy is modelled by a scalar field. In this work we have analysed some observational constraints in the quintessence models with exponential potentials, and we have put limits on the parameter space in both coupled and uncoupled cases. In the uncoupled case, we have studied the scaling Solutions, and we have showed that in this regime, that is the only one in which the exponential uncoupled quintessence presents realistic Solutions, such models can not be considered less natural than others quintessence potentials. We have also obtained that in the case in which the quintessence is coupled to dark matter the cosmic coincidence problem can not be solved, and that the age for coupled models is considerably higher than the age for non-coupled models, in such a way that limits on the age can be useful in distinguishing between coupled and non-coupled models. / Mestre

Orientador: Rogério Rosenfeld / Banca: Reuven Opher / Banca: Ioav Waga / Banca: Ruben Aldrovandi / Banca: José Ademir Sales de Lima / Resumo: Investigamos a formação, em larga escala, de estruturas no Universo, na presença da energia escura. Sua influência sobre o crescimento de perturbações cosmológicas é exercida tanto através do efeito sobre a taxa de expansão do fundo cósmico homogêneo, quanto de suas próprias flutuações de densidade de energia. Para calcularmos a taxa de formação de aglomerados de galáxias, empregamos uma generalização do formalismo de colapso esférico para a inclusão de fluidos com pressão. Um importante efeito de flutuações de energia escura associados a halos de matéria escura é a indução de halos de energia escura, que reprimem o crescimento de estruturas quando temos equações de estado não phantom; por outro lado, quando temos equações de estado phantom, são gerados vazios de energia escura, aumentando o crescimento de estruturas de matéria. Outro importante efeito ocorre quando consideramos a possibilidade da energia escura mudar sua equação de estado quando há grandes variações de sua densidade no interior dos halos em relação ao fundo homogêneo. O grande número de parametrizações da energia escura que foram obtidos com dados, de supernovas Ia são sensíveis apenas até desvios para o vermelho de ordem um. Mostramos que as parametrizações produzem assinaturas distintas na formação de aglomerados com o uso do formalismo de Press-Schechter. Portanto, futuras observações de aglomerados galácticos podem prover vínculos importantes no comportamento da energia escura durante a evolução do Universo / Abstract: We investigate large scale structure formation in universe with dark energy presence. The dark energy influence on cosmological perturbation growth is exerted both through its effect on the expansion rate of background, and through its own density fluctuation as well. To compute the rate of formation of massive objects we employed the spherical collapse formalism, which was generalized to include fluids with pressure. An important effect caused by fluctuations in dark energy associated with dark matter halos is the induction of dark energy halos damping the growth of structures when the equations of state are non-phantom; on the other hand, phantom models generate dark energy voids, enhancing the growth of matter halos. Other important effect occurs when we consider the possibility of dark energy changing its equation of state when there are large differences between densities in the background and in the halos. The large number of dark energy parametrizations obtained with supernova Ia data are only sensitive to redshifts up to order one. We show these parametrizations produce distinguishable signatures in cluster formation using the Press-Schechter formalism. Therefore, future observations of galaxy clusters can provide important constraints on the behavior of dark energy in the course of universe evolution / Doutor

Orientador: Othon Cabo Winter / Coorientador: Massayoshi Tsuchida / Banca: Tadashi Yokoyama / Banca: Nelson Callegari Junior / Banca: Roberto Vieira Martins / Banca: Fernando Virgilio Roig / Resumo: O estudo da formação de planetas terrestres no Sistema Solar, é crucial para compre- endermos como outros sistemas planetários formam e também inferir as condições que poderiam ter influenciado a origem e evolução de vida na Terra. Esta Tese de douto- rado apresenta um estudo numérico da formação de planetas terrestres. Nosso objetivo principal é analisar o último estágio da formação desses planetas no Sistema Solar, em particular, a formação de Marte e a origem da água da Terra. Esses dois pontos têm intrigado cientistas ao longo de muitos anos. Enquanto que o planeta produzido ao redor de 1.5 UA é, em geral, muito mais massivo do que Marte, na grande parte das simulações, a origem da água da Terra é outro tema de intenso debate. Em vista disso, nós desenvol- vemos um cenário considerando uma depleção local de massa, no disco protoplanetário, a fim de analisarmos a origem da baixa massa de Marte, e também usamos um modelo composto para estudarmos a origem da água da Terra. Este trabalho apresenta um grande número de simulações numéricas explorando uma diversidade de parâmetros do sistema. Entre os principais podemos citar as variadas configurações de planetas gigantes, discos com diferentes perfis de densidade superficial de massa e modelos de distribuição de água. Nós também apresentamos um estudo dos efeitos de ressonâncias seculares nesses discos protoplanetários. Os principais resultados desses experimentos apontam a possibilidade da formação de planetas similares a Marte ao redor de 1.5 UA, especialmente, quando é considerado uma escala de depleção local, no disco protoplanetário, moderadamente alta (50-75%), localizada ao redor de 1.5 UA. Isto é observado juntamente com a formação de planetas do tipo Terra, em torno de 1 UA do Sol, com substanciais... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The study of terrestrial planet formation in the Solar System is crucial to understand how other planetary systems form and to infer the conditions that favored the origin and evolution of life on Earth. In this Thesis we present a numerical study of the accretion of terrestrial planets. Our main goal is study the late stage of the terrestrial planet accretion in the Solar System, especially the formation of Mars and the origin of Earth's water. These two points have intrigued scientists for many years. Whereas the planet formed around Mars' semimajor axis is, in general, much more massive than Mars, the origin of Earth's water is a matter of intense debate. In view of that, we have developed a scenario considering a local depletion in the density of the protosolar nebula in order to analyze the low mass of Mars, and also explored a compound model of water distribution to study the origin of Earth's water. We have carried out extensive numerical simulations of the formation of terrestrial planets in protoplanetary disks exploring a large variety of parameters of the system, as different giant planet configurations, surface density profiles and water distribution models. We also have presented a study of the effects of secular resonances on the evolution of these protoplanetary disks. Our main results point to the possibility of the formation of Mars-sized bodies around 1.5 AU, especifically when is considered a scale of the disk local mass-depletion moderately high (50-75%) around 1.5 AU, as well as Earth-sized planets can form around 1 AU with substantial amount of water. Regarding the origin of Earth's water, we find that the compound model incorporating both the principal endogenous and exogenous theories, play an important role by... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Tadashi Yokoyama / Banca: Rodney da Silva Gomes / Banca: Nelson Callegari Junior / Resumo: Neste trabalho analisamos a evolução de alguns satélites de Júpiter sob a ação da migração planetária proposta por Tsiganis et al. (2005). Estudos de sobrevivência dos satélites além da órbita de Calisto são feitos. Tais estudos são realizados seguindo uma técnica recente apresentada em Deienno (2010). Nós também mostramos a plena possibilidade de captura de planetesimais que passam próximo do planeta. Tais objetos podem se tornar satélites irregulares de Júpiter. Realizamos uma análise destes planetesimais durante todo o tempo em que permaneceram capturados e comparamos com os atuais satélites irregulares. Finalmente, fizemos um estudo semianalítico, considerando uma análise qualitativa através de curvas de nível e superfícies de seçãso de Poincaré. Mostramos brevemente uma generalização da ressonância de Lidov-Kozai, onde aparecem dois novos centros / Abstract: In this work we analyse the evolution of some Jupiter's satellites submitted to planetary migration scenario proposed by Tsiganis et al. (2005). Studies on the survival of satellites beyond the orbit of Callisto are made. Such studies are done following a new and recent approach presented in Deienno (2010). We also show a clear possibility of capture of planetesimals that pass close the planet. Such objects can become Jupiters irregular satellites. We performed analysis of these captured planetesimals during entire period they were bound to Jupiter and compared with the existing irregular satellites. Finally, semi-analytical studies were done. Qualitative analysis through the level curves and Poincar'es surfaces of section of some orbits were considered. We briefly show a generalization of Lidov-Kozai resonance where two new centers of libration appear / Mestre