Investigamos transições de fase quânticas em condensados de Bose-Einstein unidimensionais em rede, descritos pelo modelo de Bose-Hubbard e generalizações. Nosso foco principal é na transição de localização induzida tanto por desordem aleatória (modelo de Anderson) quanto por potenciais incomensuráveis (modelo de Aubry-André). Por meio de diagonalização exata do Hamiltoniano, calculamos fração de superfluído (parâmetro apropriado para sinalizar localização), emaranhamento, gap de energia, compressibilidade, e fidelidade do estado fundamental. Complementando-se mutuamente, essas quantidades dão claras indicações da ocorrência de transições de fases quânticas, mesmo em redes pequenas. Analisamos em detalhe efeitos de tamanho finito, obtendo expoentes críticos para a transição de localização de Anderson, tanto no limite não interagente quanto com interação fraca. Também estudamos a transição entre as fases isolante de Mott e vidro de Bose para interação forte, que pode ser tratada com um limite de baixa mobilidade (pequena amplitude de hopping). Adicionalmente, estudamos propriedades topológicas de um modelo de Aubry-André unidimensional generalizado, e sua inter-relação com a “desordem”, com especial atenção para a estabilidade de certos estados topológicos frente a uma perturbação periódica incomensurável. / We investigate quantum phase transitions in one-dimensional Bose-Einstein condensates on a lattice, described by the Bose-Hubbard model and generalizations. Our main focus is on the localization transition induced by either random disorder (the Anderson model) or incommensurate potentials (the Aubry-Andr´e model). By means of exact diagonalization of the Hamiltonian, we calculate superfluid fraction (an appropriate parameter to signal localization), entanglement, energy gap, compressibility, and ground-sate fidelity. Complementing each other, these quantities provide clear signatures of quantum phase transitions, even for small lattices. We analyze finite-size effects in detail, obtaining critical exponents for the Anderson-localization transition, both in the non-interacting limit and with weak interaction. We also study the transition between the Mott-insulator and Bose-glass phases for strong interactions, which can be treated as a low-mobility (small-hopping) limit. In addition, we study topological properties of a generalized one-dimensional Aubry-André model, and their interplay with “disorder”, focusing on the robustness of certain topological states against a periodic incommensurate perturbation.

Estudamos um Hamiltoniano exatamente solúvel que modela um condensado de Bose- Einstein hetero-triatômico molecular. Este modelo descreve a mistura de duas espécies de átomos em proporções diferentes que podem se combinar e formar uma molécula triatômica. Começando por uma análise clássica, nós determinamos os pontos fixos do sistema. Bifurcações destes pontos fixos separam o espaço de parâmetros em diferentes regiões. Três cenários distintos são encontrados, dependendo da diferença hetero-atômica. Estes resultados sugerem que as propriedades do estado fundamental do sistema exibem uma sensibilidade à diferença hetero-atômica. Subseqüentemente, nós fazemos uma análise quântica do sistema, utilizando diferentes técnicas, como a dinâmica quântica, valores esperados, o gap de energia e a fidelidade. Nós encontramos que os resultados da análise quântica confirmam as previsões da análise clássica. / We investigate an integrable Hamiltonian modelling a hetero-triatomic-molecular Bose- Einstein condensate. This model describes a mixture of two species of atoms in different proportions, which can combine to form a triatomic molecule. Beginning with a classical analysis, we determine the fixed points of the system. Bifurcations of these points separate the parameter space into different regions. Three distinct scenarios are found, varying with the atomic population imbalance. This result suggests the ground state properties of the quantum model exhibits a sensitivity on the atomic population imbalance, which is confirmed by a quantum analysis using different approaches, such as the ground-state expectation values, the behaviour of the quantum dynamics, the energy gap and the ground state fidelity.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2015-05-26T04:09:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333639.pdf: 3849323 bytes, checksum: c94d21a2a71f465a1bcd59f4c13d69c1 (MD5) Previous issue date: 2015 / Torres de resfriamento são empregadas para o resfriamento de água utilizada em processos industriais. Neste procedimento, cerca de 2 a 3% do volume da água resfriada é expelida para o ambiente em uma mistura de vapor saturado e ar. Este volume de água pode ser significativo, se tornando um problema ambiental, especialmente em locais onde este insumo é escasso. Portanto, um processo que possa capturar, condensar e devolver à indústria parte desta água perdida por evaporação é importante quando se busca reduzir o consumo e empregar de forma racional este recurso. Neste sentido, o presente trabalho propõe o emprego de estruturas resfriadas por meio de conjunto de tubos de cobre, conectados em um circuito de água fria, que simulam o comportamento do evaporador de termossifões, localizados dentro das torres e em contato com o ar úmido e quente e cujos condensadores estão em contato com o ambiente. Para melhorar a performance destes dispositivos, duas estruturas de condensação em contato com os evaporadores são estudadas: uma formada por um conjunto de tubos de cobre aletados em contato com um meio poroso, e outra semelhante, porém, sem as aletas. O meio poroso estudado consiste em fitas flexíveis de aço inox espiraladas, semelhantes a uma esponja metálica porosa. Uma estrutura semelhante já foi previamente testada em bancadas adequadas, mostrando resultados promissores. Afim de testar a tecnologia proposta, foi construído em laboratório, em escala reduzida, uma torre de resfriamento de tiragem mecânica induzida com fluxo cruzado (com dupla entrada de ar). As estruturas de condensação foram inseridas no seu interior ao lado do enchimento. De uma forma simplificada, o processo a ser monitorado na torre de resfriamento assistida pelas estruturas consiste no escoamento de ar ambiente, que entra pelas laterais da torre passando pelo enchimento (sistema de calhas responsável por retardar a velocidade de escoamento da água, permitindo um maior tempo de contato entre ar e água). Depois de umidificado, o ar percola o meio poroso (estrutura de condensação), o que permite a condensação de parte do vapor contido no ar úmido. Este condensado é, por efeito da gravidade, conduzido até bandejas de recolhimento localizadas na região inferior da torre sendo o seu volume medido. O aparelho experimental em escala reduzida permite controlar a velocidade do ventilador, a temperatura e a vazão mássica de água paraser arrefecida e a temperatura e a vazão da água para ser utilizado nos tubos de cobre que simulam os termossifões. A umidade do ar ambiente e temperatura são variáveis não controladas. Os resultados apontam que a estrutura de condensação sem aleta apresentou uma capacidade maior em recuperar água, com uma porcentagem máxima de 9,36 % da água perdida pela torre, em relação à estrutura contendo aletas, com 8,18% de recuperação máxima. Esta diferença pode estar relacionada com a disposição do meio poroso nos tubos de cobre, a quantidade de meio poroso e o método de construção adotado para confeccionar as estruturas. Estudos preliminares mostram um potencial maior de recuperação de água que deve ser buscado na continuação da presente dissertação.<br> / Abstract: Cooling towers are used to cool the water utilized in industrial processes. Through this process, roughly 2 to 3% of the volume of the cooled water is lost to the environment as a mixture of saturated steam and air. This volume of water can be significant, becoming an environmental problem, especially in places where this input is scarce. Therefore, a process that can condense, capture and return part of this water to the industry is important when seeking to reduce consumption and employ rationally this resource. In this sense, this work proposes the use of structures passively cooled through a set of copper tubes, connected in a cold water circuit, which simulate the thermosyphon evaporator behavior, located inside the towers and in contact with moist air and hot and whose capacitors are in contact with the environment. To improve the performance of these devices, two types of condenser structures, which are attached to the evaporators, are studied: one formed by a set of finned copper tubes in contact with a porous medium, and another that uses the same structure, however, without the fins. The porous medium is composed by flexible highly twisted metallic tapes, which works like porous metal foams. The condensation within this structure has previously been tested in an appropriate apparatus, showing promising results. In order to test the proposed technology, it was built in the laboratory, on a smaller scale, a mechanical draft cooling tower, cross-flow induced and with dual air intake. The condensation structures were inserted inside, next to the two fillings, which, in turn, are located close to the tower lateral walls. Therefore, the main parameter to be monitored in the cooling tower assisted by these structures is the flow of air, which enters through the side of the tower through the filling (system responsible for slowing the rate of flow of water, allowing greater contact time between air and water). After humidified, air percolates through the porous (condensation structure), which allows the condensation of the steam contained in the humid air. Therefore, as the condensed vapor forms water, droplets, these are dragged by gravity and conducted at a specific reservoir located in the bottom region of the tower. The experimental small-scale apparatus can control the fan speed, temperature and water flow to be cooled and the temperature and flow of water to be used in copper tubes, which mimic the thermosyphon. The humidity of the ambient air temperature and are not controlled variables. The results show that the condensation structure without fins had a greater ability to recover water, with a maximum percentage of 9.36% of the water lost by the tower, incomparison with the structure containing fins, which recovers the maximum of 8.18%. This difference may be related to the arrangement of the porous copper pipes, the amount of the porous medium and the method of construction adopted for making the structures. Preliminary studies show a greater potential for water recovery to be pursued in the continuation of this dissertation.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-26Bitstream added on 2014-06-13T20:27:16Z : No. of bitstreams: 1 silva_ley_dr_ift.pdf: 4929051 bytes, checksum: ca9589a1164e8d2361903c516c6ac865 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nesta tese estudamos conceitos básicos de um condensado de Bose-Einstein (BEC) e sua extensão para sistemas com propriedades mais exóticas, incluindo misturas de dois componentes, com algumas características interessantes encontradas devido à interação entre espécies, e condensados de átomos com forte momento (magnético) dipolar, nos quais a interação dipolo-dipolo (anisotrópica e de longo-alcance), abre novas possibilidades de pesquisa na procura por desconhecidas e fascinantes características para gases atômicos ultra-frios. Mostramos o modelo de campo-médio para misturas de dois BECs interagindo através do potencial de contato e da interação dipolar de longo-alcance empregando termos não lineares de inter e intra-espécies. Aplicamos este modelo em sistemas binários com diferentes armadilhas em que um deles ou ambos podem ser dipolares. Especificamente, estudamos as características físicas de uma mistura de dois BECs - com e sem interação dipolar -, a formação (e dinâmica) de bright solitons para um BEC dipolar, algumas propriedades interessantes para um BEC dipolar no limite de interação forte, e as características de um BEC dipolar quase-livre vinculado à um outro BEC não dipolar confinado numa armadilha magnética. Apresentamos nossos resultados numéricos usando gráficos de densidade, diagramas de fase, de formação de estruturas nas densidades ou a dinâmica dos sistemas, entre outros. Sempre que possível, nossos resultados serão associados com quantidades usadas em técnicas experimentais através de um tipo específico de átomo, o número de partículas, os valores dos parâmetros de interação, a anisotropia da armadilha ou outras quantidades relacionadas com observáveis experimentais / We described the basic ideas of Bose-Einstein condensation (BEC), and then we focused our study on extensions to more exotic condensates including mixtures of two components, where interesting characteristics are found due to the interspecies interaction, and magnetic dipolar gases, which with their ansiotropic long-range dipolar interaction have opened up new avenues of research into cold atoms, in a quest for novel and fascinating features. In this thesis, we present the mean-field model for the binary BEC interacting two-componente mixtures of dipolar and nondipolar BECs, the formation and dynamics of bright solitons, the strong coupling domain for dipolar BECS, and the features of an untrapped bound dipolar droplet in a trapped nondipolar condensate. Our numerical results are presented in density plots, stability, phase plots, structure formartion in densities, breathing oscillation, and more. However, these solutions, whenever possible, are associated with quantities widely handled in experimental techniques, theough a specific types of atoms, number of particles, values of parameters of interaction or the anisotropy of trap, and others quantities related to experimental observables

Neste trabalho estudamos as propriedades termodinâmicas da Condensação de Bose-Einstein (CBE) para um gás de bósons não-interagentes confinado em potenciais bidimensionais V(x,y) que apresentam classicamente, um caos-suave (soft chaos), isto é, um espaço de fases compartilhado por ilhas de estabilidade e mares de caos. O formalismo estatístico mais apropriado para os nossos objetivos é o descrito pelo ensemble canônico, de forma que o número de partículas N é mantido fixo em cada simulação. Nosso principal objetivo é investigar se o caos pode caracterizar algum comportamento distinto nas propriedades do Condensado de Bose-Einstein. Para comparação dos nossos resultados com a literatura, mostramos em detalhes todos os cálculos para o oscilador bidimensional e a caixa bidimensional suavizados1. No potencial harmônico a suavização implica em um amortecimento da freqüência de oscilação, enquanto que para a caixa bidimensional, a suavização implica em um aumento da área da caixa quando N é aumentado. Esse recurso é necessário, uma vez que não se define rigorosamente uma transição de fase em sistemas com dimensão menor que três. Embora a suavização pareça ser mais um recurso matemático que físico, ela descreve bem a CBE em potenciais suaves. Para estudar o efeito do caos na CBE, escolhemos dois potenciais: i) O potencial Nelson, que é um potencial parabólico que descreve essencialmente dois osciladores harmônicos x e y com um termo de acoplamento não-linear que origina caos; ii) O potencial quártico, cuja base é mais achatada parecendo-se mais com uma caixa. Simulamos também a situação em que a partícula confinada é sujeita a um campo magnético perpendicular uniforme ao longo do eixoz. Os nossos resultados mostram que estatísticas que são bilineares em relação à densidade de energia do potencial de confinamento, como a variância do número de ocupação do estado fundamental, exibem assinatura do caos subjacente. / In this work we examine some of the thermodynamics propertie of Bose-Einstein Condensation (BEC) for a gas of non-interacting bosons trapped in bidimensional potentials V(x,y). We choose potentials that exhibits soft chaos in the classical regime which means they have a mixed phase space where islands of stability share the space with chaotic seas. We also describe the statistics via the canonical ensemble formalism which is more appropriate for our purposes. In this case, the number of particles N is kept fixed through each numerical simulation. Our main goal is to detect, if there is any, influence of the subjacent chaotic behavior in the BEC. For a matter of comparison, we show in details the calculations of both smoothed bidimensional harmonic oscillator and smoothed bidimensional box. The smoothing is equivalent to weakening the potential, so that it can be understood as to slowing down the oscillator frequency and to an enlargement of the box side as N is increased. This is necessary since phase transitions are rigorously violated in systems with dimension d < 3. Although this smoothing seems rather artificial, it models well BEC in non-rigid potentials. In order to study any possible fingerprint of chaos in the Bose-Einstein condensate we choose two potentials: i) Nelson Potential which is a paraboloid describing two harmonic oscillators coupled via a term that is responsible for the chaos in the system and ii) Quartic Potential which has a flat bottom resembling a box. We were also able to simulate the potentials with uniform magnetic field in the z direction. Our results show that statistics that are bilinear in the potential density of states like the particle number fluctuation of the ground state exhibit some fingerprints of the subjacent chaos.

Estudamos um modelo exatamente solúvel para um condensado de Bose- Einstein hetero-atômico molecular. Começamos por uma revisão da integrabilidade do modelo através da álgebra de Yang-Baxter. Usando uma analise clássica, determinamos os pontos fixos do espaço de fase do sistema. Encontramos bifurcações dos pontos fixos que separam o espaço de parâmetros em diferentes regiões. Dois cenários distintos emergem, dependendo do número de átomos de espécies diferentes ser igual ou não. Este resultado sugere que as propriedades do estado fundamental do sistema exibem uma sensibilidade incomum a diferença hetero-atômica. Confirmamos esta indicação através de analises quânticas usando diferentes métodos, tais como o gap de energia, fidelidade, emaranhamento e o comportamento das soluções das equações do ansatz de Bethe para o estado fundamental. / We study an exactly solvable model for hetero-atomic-molecular Bose- Einstein condensates. We start by revisiting the integrability of the model trhough the Yang-Baxter algebra. Using a classical analysis we determine the phase space fixed points of the system. It is found that bifurcations of the fixed points naturally separate the coupling parameter space in different regions. Remarkably, two distinct scenarios emerge, depending if the number of atoms of different species is equal or not. This result suggests the groundstate properties of the model exhibit an unusual sensitivity on the atomic imbalance. We then confirm this finding by a quantum analysis using different approaches, such as the energy gap, the fidelity, the entanglement and the behaviour of the ground-state solutions of the Bethe ansatz equations.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / With the aim to verify the influence of the presence of the trifluoromethyl group and the heterocyclic precursor in the heteroaroyl-coumarin synthesis, this dissertation describes firstly a methodology optimization to obtain some 1-cyanoacetylpyrazoles (6) described in the literature. Using cyanoacetohydrazide (4) and 4-alkoxy-4-alkyl(aryl/heteroaryl)-1,1,1-trifluoro-3-alken-2-ones (5), [CF3C(O)CH=COR(R1), where R = Me, Et; R1 = Me, Ph, 4-BrC6H4, 2-furyl e 2-thienyl], as the reagents, it was possible to obtain three novel examples of 3-alkyl(aryl/heteroaryl)-1-cyanoacetylpirazolines (6) employing the above cited methodology in 88 92 % yields. In a subsequent step, aiming to obtain the target compounds, it was performed the synthesis of a new series of 3-(5-hydroxy-3-methyl-5-trifluoromethyl-4,5-dihydro-1H-pyrazol-1-carbonyl)-2-imine-2H-cromenes (8) (4 examples) by Knoevenagel reaction type. This procedure involved reactions of 3-methyl-1-cyanoacetyl-pyrazoline (6a) and four polysubstituted salicylic aldehydes (7), in presence of ethanolic solution of NaOH 15% in ethanol, in 50 78 % yields. Since the 2-imine-2H-chromenes (8) had poor solubility in many organic solvents and difficulty to characterize using the conventional methods of structural analysis, it was decided to perform a derivatization reaction of compounds 8, which employed aqueous hydrochloric acid 36% in ethanol. This imino group hydrolysis reaction conducted to the new series of trifluoromethyl substituted pyrazolyl-coumarins 9 (4 examples) in 80 91 % yields. Finally, reactions to obtain heteroaroyl-coumarins in absence of the trifluoromethyl group and from a pyrrol nucleous were performed. According to the same methodology used to obtain pyrazolyl-coumarins 8 and 9, now it was used 2-cyanoacetyl-1-methylpyrrole (12) and five salicylic aldehydes (7), as precursors, resulting directly in a new series of five pyrrolyl-coumarins 14 in 40 60 % yields. The most of synthetic pyrrolyl-iminocoumarin intermediates 13 (analogs to 8), were not XXIV isolated due to the formation of small amount of this product in some cases. In the most of cases compounds 13 are spontaneous converted into coumarins 14 at the first step of the reaction. However, aiming the total convertion of 13 into 14, it was adopted the same convertion method of 8 into 9, i.e., heating compounds 13 in aqueous hydrochloric acid 36% in ethanol. The compounds were characterized by uni- and bidimensional NMR Espectroscopy of 1H, 13C {1H} and 2D HMBC, Infra-red Espectroscopy, Gas Chromatography Coupled of Mass Espectroscopy (GC-MS), X-Ray Diffraction, High Resolution Mass Spectrometry (HRMS). The purity of all new compounds was determined by CHN Elemental Analysis. / Objetivando verificar a influência da presença do grupo trifluormetila e da classe heterocíclica precursora na síntese de heteroaroil cumarinas, esta dissertação apresenta primeiramente a otimização de uma metodologia para a obtenção de 1-cianoacetilpirazóis (6), já descritos na literatura. Utilizando como reagentes cianoacetohidrazida (4) e 4-alcóxi-4-alquil(aril/heteroaril)-1,1,1-triflúor-3-alquen-2-onas (5), [CF3C(O)CH=COR(R1), onde R = Me, Et; R1 = Me, Ph, 4-BrC6H4, 2-furil e 2-tienil], foi possível obter com a metodologia mencionada acima, três exemplares inéditos de 3-alquil(aril/heteroaril)-1-cianoacetilpirazolinas (6) com rendimentos de 88% a 92%. Em uma etapa posterior, visando à obtenção de heteroaroil cumarimas, realizou-se a síntese de uma série inédita composta de quatro exemplares de 3-(5-hidróxi-3-metil-5-trifluormetil-4,5-diidro-1H-pirazol-1-carbonil)-2-imino-2H-cromenos (8) através de reações de condensação do tipo Knoevenagel. Este procedimento envolveu reações de 3-metil-1-cianoacetil-pirazolina (6a) e quatro aldeídos salicílicos polisubstituídos (7) na presença de solução etanólica de NaOH 15% em etanol e com rendimentos de 50% a 78%. Uma vez que os iminocromenos 8 apresentaram uma baixa solubilidade na maioria dos solventes orgânicos e difícil caracterização através dos métodos usuais de análise estrutural, reações de derivatização de 8 foram realizadas utilizando solução de ácido clorídrico 36% em etanol. Estas reações de hidrólise do grupo imino levaram a obtenção de quatro exemplares de novas pirazolil-cumarinas trifluormetil substituídas 9 com rendimentos de 80% a 91%. Finalmente, foram conduzidas reações visando à obtenção de compostos cumarínicos não trifluormetilados e a partir da classe heterocíclica dos pirróis. Seguindo a mesma metodologia para obtenção de 8 e 9, foram utilizados como precursores 2-cianoacetil-1-metilpirrol (12) e cinco aldeídos salicílicos (7), resultando XXII diretamente em cinco compostos pirrolil-cumarínicos 14 com rendimentos de 40% a 60%. Os intermediários sintéticos pirrolil-iminocumarinas 13, análogos a 8, não puderam ser isolados devido à pequena quantidade formada durante as reações. Na maioria dos casos, os compostos 13 foram total e espontaneamente convertidos aos compostos cumarínicos correspondentes 14, em passo reacional único. Mesmo assim, procurando garantir a total conversão dos compostos 13 às cumarinas 14, adotou-se procedimento de conversão análogo ao utilizado para a síntese das cumarinas 9 a partir de 8, ou seja, aquecimento em solução de ácido clorídrico 36% em etanol. Os compostos foram caracterizados por espectroscopia de NMR de 1H, 13C {1H} uni- e bidimensionais, 2D HMBC, espectroscopia no Infravermelho, cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS), Difração de Raios-X e espectrometria de massa de alta resolução (HRMS). A pureza de todos compostos inéditos foi determinada via Análise Elementar - CHN.

Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Coorientador: Rodolfo Alvan Casana Sifuentes / Banca: Silvio Roberto de Azevedo Salinas / Banca: Antônio Edson Gonçalves / Banca: Victo dos Santos Filho / Banca: Abraham Hirsz Zimerman / Resumo: Estudamos a Teoria de DKP massiva à Temperatura Finita. Primeiramente, analisamos a sua estrutura de vínculos e mostramos que ela é uma teoria de vínculos de segunda classe. Em seguida, após a introdução da Função de Partição via integração funcional, estudamos a Condensação de Bose-Einstein (CBE) e mostramos que a teoria em estudo apresenta o modo zero, fundamental para a existência da CBE, de maneira simples e clara. A análise mostra resultados idênticos aos proporcionados pelas teorias de KGF e Proca. O problema da equivalência é também estudada para o caso de termos temperatura diferente de zero. Provamos, de forma geral, que as funções de Green fotônicas das teorias de DKP e KGF coincidem. Também, calculamos a polarização do vácuo no nível de um loop, obtendo-se as contribuições dependentes e independentes da Temperatura tal como as obtidas via a teoria KGF / Abstract: We study the massive DKP theory at Finite Temperature. Firstly, we analize the constraint structure and show that it is a second class constraint theory. Afterwards, we introduce the partition function by means of path integrais and study the Bose Einstein Condensation (BEC), we show that the theory has the zero mode, crucial for the existence of BEC. This analysis show identical results that were obtained by means of the KGF and Proca theories. The problem of equivalence is also studied for the case of non-zero temper- ature. We show, in general form, that the photon Green functions in the case of DKP e KGF theories are identical. We also calculate the vacuum polariza- tion in the one loop approximation and obtain the temperature dependent and independent contributions as they were obtained via the KGF theory / Doutor

Orientador: Sadhan Kumar Adhikari / Banca: Arnaldo Gammal / Banca: Dionisio Bazeia Filho / Banca: Roberto André Kraenkel / Banca: Valery Shchesnovich / Resumo: Nesta tese estudamos conceitos básicos de um condensado de Bose-Einstein (BEC) e sua extensão para sistemas com propriedades mais "exóticas", incluindo misturas de dois componentes, com algumas características interessantes encontradas devido à interação entre espécies, e condensados de átomos com forte momento (magnético) dipolar, nos quais a interação dipolo-dipolo (anisotrópica e de longo-alcance), abre novas possibilidades de pesquisa na procura por desconhecidas e fascinantes características para gases atômicos ultra-frios. Mostramos o modelo de campo-médio para misturas de dois BECs interagindo através do potencial de contato e da interação dipolar de longo-alcance empregando termos não lineares de inter e intra-espécies. Aplicamos este modelo em sistemas binários com diferentes armadilhas em que um deles ou ambos podem ser dipolares. Especificamente, estudamos as características físicas de uma mistura de dois BECs - com e sem interação dipolar -, a formação (e dinâmica) de bright solitons para um BEC dipolar, algumas propriedades interessantes para um BEC dipolar no limite de interação forte, e as características de um BEC dipolar quase-livre vinculado à um outro BEC não dipolar confinado numa armadilha magnética. Apresentamos nossos resultados numéricos usando gráficos de densidade, diagramas de fase, de formação de estruturas nas densidades ou a dinâmica dos sistemas, entre outros. Sempre que possível, nossos resultados serão associados com quantidades usadas em técnicas experimentais através de um tipo específico de átomo, o número de partículas, os valores dos parâmetros de interação, a anisotropia da armadilha ou outras quantidades relacionadas com observáveis experimentais / Abstract: We described the basic ideas of Bose-Einstein condensation (BEC), and then we focused our study on extensions to more exotic condensates including mixtures of two components, where interesting characteristics are found due to the interspecies interaction, and magnetic dipolar gases, which with their ansiotropic long-range dipolar interaction have opened up new avenues of research into cold atoms, in a quest for novel and fascinating features. In this thesis, we present the mean-field model for the binary BEC interacting two-componente mixtures of dipolar and nondipolar BECs, the formation and dynamics of bright solitons, the strong coupling domain for dipolar BECS, and the features of an untrapped bound dipolar droplet in a trapped nondipolar condensate. Our numerical results are presented in density plots, stability, phase plots, structure formartion in densities, breathing oscillation, and more. However, these solutions, whenever possible, are associated with quantities widely handled in experimental techniques, theough a specific types of atoms, number of particles, values of parameters of interaction or the anisotropy of trap, and others quantities related to experimental observables / Doutor

Orientador: Marcelo Nalin / Co-orientador: Regina Célia Galvão Frem / Banca: Leandro Martins / Banca: Gregoire Jean-François Demets / Resumo: O interesse no estudo das MOFs ( Metal Organic Framework ) vem crescendo nos últimos anos, e isso pode ser explicado pela grande versatilidade química e potencialidades de aplicação desses materiais porosos. Possuem funçõe s que se estendem desde sensores, separação de gás, catálise, liberação controlada de fármacos, até aplicações elétricas e ópticas. Dentro desse contexto, o recente grupo de pesquisa criado no Instituto de Química da UNESP de Araraquara, denominado Applied MOFs busca a síntese e aplicação de MOFs, ZIFs e Bio - MOFs para diversas funções. Convém destacar que este é o primeiro trabalho do grupo na química das MOFs, e por essa razão, ele pretende também, na sua parte introdutória, apresentar o estado - da - arte des sa importante e atual área de pesquisa. Quanto à pesquisa desenvolvida nessa Dissertação, ela tem como base MOFs que contêm o ligante orgânico ácido 2 - aminotereftálico, as quais desempenham uma importante aplicação como catalisadores da reação de condensaç ão de Knoevenagel. Tal reação é utilizada para produção de moléculas complexas nas indústrias química e farmacêutica, como exemplo, a lumefantrina, um dos princípios ativos do medicamento antimalária Coartem, possui em sua síntese uma etapa em que duas mol éculas menores são condensadas para formação de uma maior. Neste trabalho, investigamos a influência de duas rotas sintéticas distintas bem como de diferentes precursores metálicos na preparação da MOF NH 2 - MIL - 125(Ti) . Os materiais foram obtidos via reação hidrotérmica ou assistida por microondas, usando como material de partida diferentes alcóxidos de titânio, e esses sólidos foram testados como catalisadores na reação de condensação de Knoevenagel envolvendo benzaldeído e cianoacetato de etila. Por possui r sítios ácidos e básicos, a MOF demonstrou alto desempenho na conversão do benzalde... / Abstract: The interest in the study of MOFs (Metal Organic Framework) has been growing in recent years, and this can be explained by the versatilit y and application potential of these porous materials. They have roles extend from sensors, gas separation, catalysis, drug delivery, electrical and optical applications. In this context, the recent research group created at the Chemistry Institute of UNES P Araraquara, called Applied MOFs, research the synthesis and application of MOFs, ZIFs and Bio - MOFs for various functions. It should be noted that this is the first work of the group in the chemistry of MOFs, and for that reason, it also intends, in its i ntroductory part, to present the state of the art of this important and current research area. As to research conducted in this thesis, it has as MOFs base containing the organic linker 2 - aminoterephthalic acid, which play an important application as catal ysts in the Knoevenagel condensation reaction. This reaction is used for production of complex molecules in the fine chemical and pharmaceutical industries, for example, lumefantrine, one of the active principles of the antimalarial drug Coartem, has in it s synthesis a knoevenagel reaction in one of the steps, where two smaller molecules are condensed to form higher. In this work, we investigated the influence of two different synthetic routes and different metal precursors in the synthesis of MOF NH 2 - MIL - 1 25 (Ti) . The materials were obtained via hydrothermal or microwave assisted reaction, using as a titanium source, two different alkoxides, and these solids were used as catalysts in the Knoevenagel condensation reaction involving benzaldehyde and ethyl cya noacetate. These solids have acidic and basic sites, because of this, the MOF showed high performance in the conversion of benzaldehyde, reaching a value of 96.02% in only 10 minutes of reaction. It is a novel application for that material... / Mestre