Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Neste trabalho investigaremos a relaÃÃo da violaÃÃo da simetria de Lorentz com a anisotropia da radiaÃÃo cÃsmica de fundo. Exporemos o desenrolar da compreensÃo do Big Bang e tambÃm da radiaÃÃo em questÃo e mostraremos o seu significado e a sua natureza. Mostraremos as definiÃÃes de simetria de Lorentz e de violaÃÃo da simetria de Lorentz. Usaremos o modelo Bumblebee para lidar com os termos que violam essa simetria e mostraremos quais termos serÃo utilizados. Desenvolveremos uma equaÃÃo de Einstein modificada atravÃs da variaÃÃo, com respeito à mÃtrica, da aÃÃo de Einstein-Hilbert com os termos de Bumblebee adicionados, pois sÃo os termos que violam a simetria de Lorentz. Usaremos essa equaÃÃo desenvolvida para fazer uma anÃlise perturbativa. Usaremos a mÃtrica de Friedmann-LemaÃtre-Robertson-Walker, por ser uma mÃtrica isotrÃpica, e introduziremos uma perturbaÃÃo em cada direÃÃo da parte espacial da mÃtrica em questÃo para tornÃ-la anisotrÃpica. Por fim, apresentaremos um conjunto de quatro equaÃÃes diferenciais lineares acopladas (com as perturbaÃÃes como variÃveis) que relacionam as perturbaÃÃes propostas com o campo de Bumblebee. / Neste trabalho investigaremos a relaÃÃo da violaÃÃo da simetria de Lorentz com a anisotropia da radiaÃÃo cÃsmica de fundo. Exporemos o desenrolar da compreensÃo do Big Bang e tambÃm da radiaÃÃo em questÃo e mostraremos o seu significado e a sua natureza. Mostraremos as definiÃÃes de simetria de Lorentz e de violaÃÃo da simetria de Lorentz. Usaremos o modelo Bumblebee para lidar com os termos que violam essa simetria e mostraremos quais termos serÃo utilizados. Desenvolveremos uma equaÃÃo de Einstein modificada atravÃs da variaÃÃo, com respeito à mÃtrica, da aÃÃo de Einstein-Hilbert com os termos de Bumblebee adicionados, pois sÃo os termos que violam a simetria de Lorentz. Usaremos essa equaÃÃo desenvolvida para fazer uma anÃlise perturbativa. Usaremos a mÃtrica de Friedmann-LemaÃtre-Robertson-Walker, por ser uma mÃtrica isotrÃpica, e introduziremos uma perturbaÃÃo em cada direÃÃo da parte espacial da mÃtrica em questÃo para tornÃ-la anisotrÃpica. Por fim, apresentaremos um conjunto de quatro equaÃÃes diferenciais lineares acopladas (com as perturbaÃÃes como variÃveis) que relacionam as perturbaÃÃes propostas com o campo de Bumblebee.

Neste trabalho apresentamos a avaliação da taxa de dose gama ambiental e da concentração de 222Rn no ar de 16 ambientes de centros de radioterapia e 15 locais de 7 estações do Metrô da cidade de São Paulo. Os locais estudados foram ambientes fechados com permanência contínua de trabalhadores. Os ambientes de trabalho nas maiores profundidades das estações do Metrô nas linhas 1, 2 e 3 e recintos de trabalho em radioterapias da cidade de São Paulo, foram considerados. As medidas se basearam na exposição de dois tipos de detectores passivos: TL (LiF:Mg,Cu,P) e SSNTD (LR-115 II), durante um período de 5 meses, Nov.-2003 até Mar.-2004. Na determinação da concentração do 222Rn foi utilizado um monitor que evita a entrada dos descendentes de radônio no volume de detecção, e que foi calibrado contra um monitor NRPB/SSI em ambiente com e sem ventilação forçada. Além das medidas TL, foram feitas medidas da taxa de dose absorvida in situ com um contador Geiger Müller em cada local. Os resultados mostraram que nos locais estudados, caracterizados por ter pequena troca de ar com o exterior, os valores médios da concentração do gás 222Rn são mais altos que os relatados mundialmente para ambientes domésticos e outros recintos de trabalho fechados. O valor médio da concentração de 222Rn para as estações de Metrô e para as radioterapias foram de 0,81 kBq/m3 e 0,66 kBq/m3 respectivamente, com desvios padrão de 0,04 e 0,08 kBq/m3. Esperava-se valores altos de concentração de 222Rn, mais não tão elevados. Estes valores estariam dentro da faixa de intervenção definidas pelo ICRP, para 40 horas semanais de trabalho (500 a 1500 Bq/m3). Devido a não ter sido possível testar o ingresso de torônio (220Rn) no monitor utilizado, há uma possibilidade de parte dessa concentração de ser torônio, que não contribuiria para a dose efetiva da mesma maneira que o radônio. Adicionalmente, a taxa de dose absorvida, devida a radiação gama ambiental foi semelhante em todos os locais, com um valor médio de 220 nGy/h com um desvio padrão de 31 nGy/h, que está no grupo mais elevado de valores recentemente medidos em outros locais fechados da cidade de São Paulo. Tanto a taxa de dose gama e concentração de 222Rn de cada ambiente apresentaram valores homogêneos, isto devido às características similares dos locais. Como as taxas de dose gama não são especialmente altas, tudo leva a crer que a baixa troca de ar com o exterior é o fator de maior importância para os altos valores na concentração de radônio. / In this work we present the evaluation of the ambient gamma dose rates and the concentration of 222Rn in the air of 16 rooms of radiotherapy centers and 15 places of seven subway stations in the city of São Paulo. The places included in this study were indoor places with continuous permanence of workers. The deepest working places of the subway stations in lines 1, 2 and 3 and working rooms in radiotherapy centers had been considered. The measurements were based on the exposition of two types of passive detectors: TL (LiF:Mg, Cu, P) and SSNTD (LR-115 II) during a period of 5 months, from Nov.-2003 to Mar.-2004. In the determination of the concentration of 222Rn a monitor supporting the SSNTD was used, which prevents the entrance of radon progeny in the volume of detection. It was calibrated against a monitor NRPB/SSI in environments with and without forced ventilation. Besides the TL measurements, gamma dose rates were evaluated in situ with Geiger Müller counter at the end of expositions. The results show that in the studied workplaces, characterized as low ventilation rooms, the average values of the concentration of the 222Rn gas are higher than reported worldwide for domestic environments and other of indoor workplaces. The average values of radon concentration in the subway stations and radiotherapy centers were 0,81 kBq/m3 and 0,66 kBq/m3 respectively and standard deviations of 0,04 and 0,08 kBq/m3. High values were expected but not so elevated. These values would be in the range of intervention defined by ICRP, for 40 hours of work per week (500 to 1500 Bq/m3). The impossibility of testing the entrance of thoron (220Rn) in the used monitor suggests the possibility that part of this concentration would be thoron, that does not contribute to the effective dose in the same way as 222Rn. Additionally, the gamma dose rates were similar in all the studied places, with an average value of 220 nGy/h, standard deviation of 31 nGy/h, value that is in the highest group of values measured in other indoor places in the city of São Paulo. Both the gamma dose rate and the concentration of 222Rn in each environment presented homogeneous values, due to similar characteristics of the places. As the gamma dose rates are not especially high, there is a strong indication that low air exchange with the exterior is the main cause for the high values obtained for the radon concentration.

Neste trabalho apresentamos a avaliação da taxa de dose gama ambiental e da concentração de 222Rn no ar de 16 ambientes de centros de radioterapia e 15 locais de 7 estações do Metrô da cidade de São Paulo. Os locais estudados foram ambientes fechados com permanência contínua de trabalhadores. Os ambientes de trabalho nas maiores profundidades das estações do Metrô nas linhas 1, 2 e 3 e recintos de trabalho em radioterapias da cidade de São Paulo, foram considerados. As medidas se basearam na exposição de dois tipos de detectores passivos: TL (LiF:Mg,Cu,P) e SSNTD (LR-115 II), durante um período de 5 meses, Nov.-2003 até Mar.-2004. Na determinação da concentração do 222Rn foi utilizado um monitor que evita a entrada dos descendentes de radônio no volume de detecção, e que foi calibrado contra um monitor NRPB/SSI em ambiente com e sem ventilação forçada. Além das medidas TL, foram feitas medidas da taxa de dose absorvida in situ com um contador Geiger Müller em cada local. Os resultados mostraram que nos locais estudados, caracterizados por ter pequena troca de ar com o exterior, os valores médios da concentração do gás 222Rn são mais altos que os relatados mundialmente para ambientes domésticos e outros recintos de trabalho fechados. O valor médio da concentração de 222Rn para as estações de Metrô e para as radioterapias foram de 0,81 kBq/m3 e 0,66 kBq/m3 respectivamente, com desvios padrão de 0,04 e 0,08 kBq/m3. Esperava-se valores altos de concentração de 222Rn, mais não tão elevados. Estes valores estariam dentro da faixa de intervenção definidas pelo ICRP, para 40 horas semanais de trabalho (500 a 1500 Bq/m3). Devido a não ter sido possível testar o ingresso de torônio (220Rn) no monitor utilizado, há uma possibilidade de parte dessa concentração de ser torônio, que não contribuiria para a dose efetiva da mesma maneira que o radônio. Adicionalmente, a taxa de dose absorvida, devida a radiação gama ambiental foi semelhante em todos os locais, com um valor médio de 220 nGy/h com um desvio padrão de 31 nGy/h, que está no grupo mais elevado de valores recentemente medidos em outros locais fechados da cidade de São Paulo. Tanto a taxa de dose gama e concentração de 222Rn de cada ambiente apresentaram valores homogêneos, isto devido às características similares dos locais. Como as taxas de dose gama não são especialmente altas, tudo leva a crer que a baixa troca de ar com o exterior é o fator de maior importância para os altos valores na concentração de radônio. / In this work we present the evaluation of the ambient gamma dose rates and the concentration of 222Rn in the air of 16 rooms of radiotherapy centers and 15 places of seven subway stations in the city of São Paulo. The places included in this study were indoor places with continuous permanence of workers. The deepest working places of the subway stations in lines 1, 2 and 3 and working rooms in radiotherapy centers had been considered. The measurements were based on the exposition of two types of passive detectors: TL (LiF:Mg, Cu, P) and SSNTD (LR-115 II) during a period of 5 months, from Nov.-2003 to Mar.-2004. In the determination of the concentration of 222Rn a monitor supporting the SSNTD was used, which prevents the entrance of radon progeny in the volume of detection. It was calibrated against a monitor NRPB/SSI in environments with and without forced ventilation. Besides the TL measurements, gamma dose rates were evaluated in situ with Geiger Müller counter at the end of expositions. The results show that in the studied workplaces, characterized as low ventilation rooms, the average values of the concentration of the 222Rn gas are higher than reported worldwide for domestic environments and other of indoor workplaces. The average values of radon concentration in the subway stations and radiotherapy centers were 0,81 kBq/m3 and 0,66 kBq/m3 respectively and standard deviations of 0,04 and 0,08 kBq/m3. High values were expected but not so elevated. These values would be in the range of intervention defined by ICRP, for 40 hours of work per week (500 to 1500 Bq/m3). The impossibility of testing the entrance of thoron (220Rn) in the used monitor suggests the possibility that part of this concentration would be thoron, that does not contribute to the effective dose in the same way as 222Rn. Additionally, the gamma dose rates were similar in all the studied places, with an average value of 220 nGy/h, standard deviation of 31 nGy/h, value that is in the highest group of values measured in other indoor places in the city of São Paulo. Both the gamma dose rate and the concentration of 222Rn in each environment presented homogeneous values, due to similar characteristics of the places. As the gamma dose rates are not especially high, there is a strong indication that low air exchange with the exterior is the main cause for the high values obtained for the radon concentration.

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This thesis presents work around 3 themes: dark energy, gravitational waves and Bayesian inference. Both dark energy and gravitational wave physics are not yet well constrained. They present interesting challenges for Bayesian inference, which attempts to quantify our knowledge of the universe given our astrophysical data. A dark energy equation of state reconstruction analysis finds that the data favours the vacuum dark energy equation of state $w {=} -1$ model. Deviations from vacuum dark energy are shown to favour the super-negative ‘phantom’ dark energy regime of $w {< } -1$, but at low statistical significance. The constraining power of various datasets is quantified, finding that data constraints peak around redshift $z = 0.2$ due to baryonic acoustic oscillation and supernovae data constraints, whilst cosmic microwave background radiation and Lyman-$\alpha$ forest constraints are less significant. Specific models with a conformal time symmetry in the Friedmann equation and with an additional dark energy component are tested and shown to be competitive to the vacuum dark energy model by Bayesian model selection analysis: that they are not ruled out is believed to be largely due to poor data quality for deciding between existing models. Recent detections of gravitational waves by the LIGO collaboration enable the first gravitational wave tests of general relativity. An existing test in the literature is used and sped up significantly by a novel method developed in this thesis. The test computes posterior odds ratios, and the new method is shown to compute these accurately and efficiently. Compared to computing evidences, the method presented provides an approximate 100 times reduction in the number of likelihood calculations required to compute evidences at a given accuracy. Further testing may identify a significant advance in Bayesian model selection using nested sampling, as the method is completely general and straightforward to implement. We note that efficiency gains are not guaranteed and may be problem specific: further research is needed.