O Modelo Padrão (MP) da física de partículas fornece uma descrição extremamente bem sucedida de todos os dados experimentais atuais. No entanto, temos razões para esperar que ele não seja válido até escalas de energia arbitrariamente altas. No MP a massa do bóson de Higgs é quadraticamente sensível a correções radiativas, sofrendo de grandes problemas de ajuste fino. Isso gera o chamado problema da hierarquia de gauge, cuja solução natural requer nova física na escala TeV. O MP também não fornece nenhuma explicação para a grande hierarquia de massas e ângulos de mistura dos férmions. Os problemas de hierarquia podem ser resolvidos naturalmente em teorias com uma dimensão extra curva. No entanto, a sua versão mais simples viola sabor a nível árvore, em conflito com os dados. Nesta tese investigaremos modelos quadridimensionais que descrevem a física na escala TeV obtidos da discretização de teorias em cinco dimensões no espaço AdS5, segundo o procedimento de desconstrução dimensional. As hierarquias de gauge e das massas dos férmions são geradas naturalmente como no modelo extra-dimensional, satisfazendo ainda os vínculos de sabor e de precisão eletrofraca. Estudaremos também um modelo desconstruído em que o Higgs é um pseudo bóson de Nambu-Goldstone, a fim de obter um Higgs naturalmente leve e dinamicamente localizado / The Standard Model (SM) of particle physics provides an extremely successful description of all current experimental data. However, we have reasons to expect that it cannot be valid up to arbitrarily high energy scales. In the SM the Higgs boson mass is quadratically sensitive to radiative corrections and, hence, suffers from a severe fine-tunning problem. This creates the so-called gauge hierarchy problem, the natural solution of which requires new physics at the TeV scale. The SM also doesnt provide any explanation for the large hierarchy of fermion masses and mixing angles. The hierarchy problems can be naturally solved in theories with a warped extra dimension. However, their simplest version violates flavor at tree level, conflicting with experimental data. In this thesis we investigate four dimensional models that describe physics at the TeV scale obtained from a coarse discretization of five dimensional theories in AdS5 space, by the dimensional deconstruction procedure. The gauge as well as the fermion mass hierarchies are naturally generated in the same manner as in the extra-dimensional model, while also satisfying bonds from flavor physics and precision electroweak data. We also study a deconstructed model in which the Higgs is a pseudo Nambu-Goldstone boson, with the motivation of obtaining a naturally light and localized Higgs.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:31:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CARINE SCHEIFER.pdf: 4030200 bytes, checksum: a17f82c10aafc178342dc3f47ffff908 (MD5) Previous issue date: 2017-04-26 / The present research focused on the specificities of the Theory of Registers of Semiotic Representation on Geometry for the elaboration of a compiled framework of categories for cognitive analysis of questions. It was based on the methodology of Content Analysis. From this picture, it was possible to point which aspect of the referred theory concerning the learning of Geometry is contemplated in examples of Prova Brasil applied to the elementary school and high school. The objectives sought were:indicating how this theory may theoretically subsidize the organization of the Geometry teaching; evidence, in examples of questions of the Prova Brazil, the occurrence of Duval's propositions relating to the ideas of Geometry; and point out, possible referrals to a teaching with the cognitive approach of the theory. The results of the analyzes allowed to infer that the cognitive specificities are contemplated in superficial andincomplete perspectives, and according to the level of teaching of the questions some views or apprehensions are not required. The category table may be extended for analyzes of other types of questions or resolutions, it allows a broader view of what is being valued or neglected in the teaching of Geometry. / A presente pesquisa se debruçou sobre as especificidades da Teoria dos Registros de Representação Semiótica sobre a Geometria para elaboração de um quadro compilado de categorias para análise cognitiva de questões. Fundamentou-se na metodologia de Análise de Conteúdo. A partir deste quadro foi possível apontar quais aspectos da referida teoria em relação à aprendizagem da Geometria está contemplado em exemplos de questões da Prova Brasil para o ensino fundamental e médio. Os objetivos buscados foram: apontar de que modo esta teoria pode subsidiar teoricamente a organização do ensino da Geometria; evidenciar, em exemplos de questões da Prova Brasil, aocorrência das proposições de Duval relativas às ideias da Geometria; e apontar, possíveis encaminhamentos para um ensino com o enfoque cognitivo da teoria. Os resultados das análises permitiram inferir que as especificidades cognitivas são contempladas de maneira superficial e incompleta, e conforme o nível de ensino das questões alguns olhares ou apreensões não são requeridos. O quadro de categorias pode ser estendido para análises de outros tipos de questões ou resoluções, pois permite uma visão mais ampla do que está sendo valorizado ou deixado de lado no ensino.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-10-01T22:56:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Franciele Isabelita Lopes.pdf: 3495114 bytes, checksum: ed95e25e247c25ba4f43b32c5e4296dd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-01T22:56:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Franciele Isabelita Lopes.pdf: 3495114 bytes, checksum: ed95e25e247c25ba4f43b32c5e4296dd (MD5) Previous issue date: 2018-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A geometria consiste numa área da Matemática rica em possibilidades de desenvolvimento cognitivo, porém nem sempre valorizada sob esse ponto de vista. A partir dessa constatação, a teoria dos Registros de Representações Semióticas de Raymond Duval (2004, 2005, 2011, 2012a, 2012b, 2013, 2015) evidencia atividades cognitivas referentes ao desenvolvimento do pensamento geométrico, servindo de amparo para possibilidades de melhoria dos processos de ensino e aprendizagem. Uma articulação da geometria com um ambiente dinâmico direciona o presente estudo na busca pela resposta ao seguinte questionamento: De que forma é possível estimular o desenvolvimento de atividades cognitivas segundo Raymond Duval com a utilização do ambiente dinâmico GeoGebra em atividades de geometria? A partir desse questionamento, o objetivo desta pesquisa consiste em apontar contribuições referentes ao uso desse ambiente dinâmico para o trabalho com a Geometria no que diz respeito ao estímulo da visualização de características envolvendo figuras geométricas, indicando quais atividades cognitivas específicas da Teoria dos Registros de Representação Semiótica de Raymond Duval foram presentes. Este estudo foi realizado com 30 alunos do oitavo ano do Ensino Fundamental de uma escola pública do estado do Paraná, em que foram analisadas as produções digitais e escritas dos sujeitos no decorrer da aplicação de uma oficina, cuja temática foi a geometria, com atividades envolvendo polígonos e poliedros por meio do uso do GeoGebra. Como resultado, foi possível inferir que o dinamismo proporcionado pelo ambiente dinâmico GeoGebra foi um facilitador para a identificação de características de determinados objetos matemáticos. A escolha dos conteúdos envolvendo poliedros regulares e não regulares e a Relação de Euler, bem como a retomada de conceitos de polígonos regulares e não regulares determinaram estímulo para a desconstrução dimensional. A presença das apreensões foi identificada e os olhares icônicos mais evidenciados. Por meio do GeoGebra, as explorações das figuras geométricas são eficientes e favorecem o estabelecimento de conjecturas, consequentemente, as apreensões, olhares e a desconstrução dimensional são requisitados. / Geometry consists of an area of mathematics which is rich in possibilities of cognitive development, but not always valued from this point of view. Raymond Duval's Theory of Registers of Semiotic Representations (2004, 2005, 2012, 2012a, 2012b, 2013, 2015) provides a description of cognitive activities related to the development of geometric thinking, serving as a support for possibilities of improving teaching and learning processes. An articulation of the geometry with a dynamic environment directs the present study in the search for the answer to the following question: In what way is it possible to stimulate the development of cognitive activities according to Raymond Duval using the GeoGebra dynamic environment in geometry activities? From this questioning, the objective of this research is to point out contributions referring to the use of this dynamic environment for the work with Geometry with respect to the stimulus of the visualization of characteristics involving geometric figures indicating which specific cognitive activities of the Theory of Semiotic Representation Registers of Raymond Duval were present. This study was carried out with 30 students from the eighth grade of elementary school of a public school in the state of Paraná, in which the subjects' digital and written productions were analyzed during the application of a workshop, whose theme was geometry, with activities involving polygons and polyhedra through the use of GeoGebra. As a result, it was possible to infer that the dynamism provided by the GeoGebra dynamic environment was a facilitator for the identification of characteristics of certain mathematical objects. The choice of contents involving regular and non-regular polyhedra and Euler's Relation, as well as the resumption of concepts of regular and non-regular polygons, provided a stimulus for dimensional deconstruction. The presence of the apprehensions was identified and the iconic views more evident. Through GeoGebra, the explorations of the geometric figures are efficient and favor the establishment of conjectures, consequently, the seizures, views and dimensional deconstruction are required.

O Modelo Padrão (MP) da física de partículas fornece uma descrição extremamente bem sucedida de todos os dados experimentais atuais. No entanto, temos razões para esperar que ele não seja válido até escalas de energia arbitrariamente altas. No MP a massa do bóson de Higgs é quadraticamente sensível a correções radiativas, sofrendo de grandes problemas de ajuste fino. Isso gera o chamado problema da hierarquia de gauge, cuja solução natural requer nova física na escala TeV. O MP também não fornece nenhuma explicação para a grande hierarquia de massas e ângulos de mistura dos férmions. Os problemas de hierarquia podem ser resolvidos naturalmente em teorias com uma dimensão extra curva. No entanto, a sua versão mais simples viola sabor a nível árvore, em conflito com os dados. Nesta tese investigaremos modelos quadridimensionais que descrevem a física na escala TeV obtidos da discretização de teorias em cinco dimensões no espaço AdS5, segundo o procedimento de desconstrução dimensional. As hierarquias de gauge e das massas dos férmions são geradas naturalmente como no modelo extra-dimensional, satisfazendo ainda os vínculos de sabor e de precisão eletrofraca. Estudaremos também um modelo desconstruído em que o Higgs é um pseudo bóson de Nambu-Goldstone, a fim de obter um Higgs naturalmente leve e dinamicamente localizado / The Standard Model (SM) of particle physics provides an extremely successful description of all current experimental data. However, we have reasons to expect that it cannot be valid up to arbitrarily high energy scales. In the SM the Higgs boson mass is quadratically sensitive to radiative corrections and, hence, suffers from a severe fine-tunning problem. This creates the so-called gauge hierarchy problem, the natural solution of which requires new physics at the TeV scale. The SM also doesnt provide any explanation for the large hierarchy of fermion masses and mixing angles. The hierarchy problems can be naturally solved in theories with a warped extra dimension. However, their simplest version violates flavor at tree level, conflicting with experimental data. In this thesis we investigate four dimensional models that describe physics at the TeV scale obtained from a coarse discretization of five dimensional theories in AdS5 space, by the dimensional deconstruction procedure. The gauge as well as the fermion mass hierarchies are naturally generated in the same manner as in the extra-dimensional model, while also satisfying bonds from flavor physics and precision electroweak data. We also study a deconstructed model in which the Higgs is a pseudo Nambu-Goldstone boson, with the motivation of obtaining a naturally light and localized Higgs.

Nesta tese exploramos uma classe de modelos de N-sítios que foram desenvolvidos para produzir grandes hierarquias de escalas. Usando a abordagem de desconstrução dimensional e correspondências apropriadas, esses modelos puramente quadridimensionais coincidem com modelos AdS5 no limite do contínuo, que corresponde ao limite com um grande núumero de grupos de gauge. Por outro lado, no limite em que há poucos grupos de gauge, tais teorias possuem os acoplamentos entre estados excitados e modos zero dos campos muito distintos dos acoplamentos em construções AdS5, resultando em uma rica fenomenologia a ser explorada no Large Hadron Collider (LHC). O problema da hierarquia do Modelo Padrão (MP) é resolvido se o campo de Higgs estão localizado no infravermelho, assim como nas teorias Randall-Sundrum. A hierarquia de massa dos férmions do MP e misturas são obtidas pelas diferentes localizações dos modos zero dos férmions no espaço dos sítios. Essa estrutura é empregada para abordar o problema da hierarquia sob uma nova perspectiva. Nós mostramos que uma descrição efetiva com poucos sítios de uma dimensão extra curva pode implementar os recentemente introduzidos modelos de relaxion, que são uma nova alternativa para explicar a estabilidade radiativa do setor escalar do MP através do mecanismo de relaxação cosmológico. Esses modelos requerem que o campo experimente grandes variações, que s~ao difíceis de serem geradas em um modelo ultravioleta consistente e de serem compatíveis com o espaço compacto do relaxion. Nós propomos um modelo de N-sítios que gera naturalmente essa grande constante de decaimento necessária para abordar esses problemas. No nosso modelo, a matriz de massa dos pseudo Bósons de Nambu-Goldstone (pBNGs), cujo modo zero faz o papel do relaxion, é idêntica à matriz obtida para uma linha de Wilson pBNG na desconstrução de AdS5. / this thesis we explore a class of N-site models that were developed to generate large-scale hierarchies. Using the dimensional deconstruction approach and appropriate matchings, these purely four-dimensional theories coincide with AdS5 models in the continuum limit, which corresponds to the limit with a large number of gauge groups. On the other hand, in the coarse lattice limit such theories have very distinct couplings of the excited states to zero mode fields compared with AdS5 constructions, resulting in a rich phenomenology to be explored at the Large Hadron Collider (LHC). The Standard Model (SM) hierarchy problem is solved if the Higgs field is infrared-localized as in Randall-Sundrum scenarios. The SM fermion mass hierarchy and mixings are obtained by different localizations of zero mode fermions in the theory space. This framework is employed to tackle the electroweak hierarchy problem from a new perspective. We show that an effective few site description of a warped extra dimension can implement the recently introduced relaxion models, which are a new alternative to explain the radiative stability of the SM scalar sector through the cosmological relaxation mechanism. These models require very large field excursions, which are difficult to generate in a consistent ultraviolet completion and to reconcile with the compact field space of the relaxion. We propose an N-site model that naturally generates the large decay constant needed to address these problems. In our model, the mass matrix of the pseudo-Nambu-Goldstone Bosons (pNGBs), whose zero mode plays the role of the relaxion field, is identical to the one obtained for a pNGBWilson line in the deconstruction of AdS5.

Nesta tese exploramos uma classe de modelos de N-sítios que foram desenvolvidos para produzir grandes hierarquias de escalas. Usando a abordagem de desconstrução dimensional e correspondências apropriadas, esses modelos puramente quadridimensionais coincidem com modelos AdS5 no limite do contínuo, que corresponde ao limite com um grande núumero de grupos de gauge. Por outro lado, no limite em que há poucos grupos de gauge, tais teorias possuem os acoplamentos entre estados excitados e modos zero dos campos muito distintos dos acoplamentos em construções AdS5, resultando em uma rica fenomenologia a ser explorada no Large Hadron Collider (LHC). O problema da hierarquia do Modelo Padrão (MP) é resolvido se o campo de Higgs estão localizado no infravermelho, assim como nas teorias Randall-Sundrum. A hierarquia de massa dos férmions do MP e misturas são obtidas pelas diferentes localizações dos modos zero dos férmions no espaço dos sítios. Essa estrutura é empregada para abordar o problema da hierarquia sob uma nova perspectiva. Nós mostramos que uma descrição efetiva com poucos sítios de uma dimensão extra curva pode implementar os recentemente introduzidos modelos de relaxion, que são uma nova alternativa para explicar a estabilidade radiativa do setor escalar do MP através do mecanismo de relaxação cosmológico. Esses modelos requerem que o campo experimente grandes variações, que s~ao difíceis de serem geradas em um modelo ultravioleta consistente e de serem compatíveis com o espaço compacto do relaxion. Nós propomos um modelo de N-sítios que gera naturalmente essa grande constante de decaimento necessária para abordar esses problemas. No nosso modelo, a matriz de massa dos pseudo Bósons de Nambu-Goldstone (pBNGs), cujo modo zero faz o papel do relaxion, é idêntica à matriz obtida para uma linha de Wilson pBNG na desconstrução de AdS5. / this thesis we explore a class of N-site models that were developed to generate large-scale hierarchies. Using the dimensional deconstruction approach and appropriate matchings, these purely four-dimensional theories coincide with AdS5 models in the continuum limit, which corresponds to the limit with a large number of gauge groups. On the other hand, in the coarse lattice limit such theories have very distinct couplings of the excited states to zero mode fields compared with AdS5 constructions, resulting in a rich phenomenology to be explored at the Large Hadron Collider (LHC). The Standard Model (SM) hierarchy problem is solved if the Higgs field is infrared-localized as in Randall-Sundrum scenarios. The SM fermion mass hierarchy and mixings are obtained by different localizations of zero mode fermions in the theory space. This framework is employed to tackle the electroweak hierarchy problem from a new perspective. We show that an effective few site description of a warped extra dimension can implement the recently introduced relaxion models, which are a new alternative to explain the radiative stability of the SM scalar sector through the cosmological relaxation mechanism. These models require very large field excursions, which are difficult to generate in a consistent ultraviolet completion and to reconcile with the compact field space of the relaxion. We propose an N-site model that naturally generates the large decay constant needed to address these problems. In our model, the mass matrix of the pseudo-Nambu-Goldstone Bosons (pNGBs), whose zero mode plays the role of the relaxion field, is identical to the one obtained for a pNGBWilson line in the deconstruction of AdS5.