O músculo cricofaríngeo desempenha um importante papel na deglutição. Acredita-se que seu comportamento elástico seja dependente não apenas do componente muscular, mas também do tecido conectivo intramuscular. O objetivo desse estudo foi analisar a presença e a distribuição do colágeno total, colágenos tipo I e III, fibras elásticas, fibronectina e versican no endomísio do músculo cricofaríngeo em cadáveres de diferentes idades. Vinte e sete músculos foram obtidos mediante autópsia de indivíduos de ambos os sexos com idades entre 28 e 92 anos. Foram realizadas colorações histoquímicas, Método Picrossírius e Método Resorcina-fuccina com oxidação prévia pela oxona, e imunoistoquímicas, para colágeno tipo I, tipo III, fibronectina e versican. A medida dos elementos estudados foi feita por meio de um sistema de análise de imagens que incluía um microscópio, conectado a um computador por meio de uma câmera de vídeo. Foi utilizado o software Image pro Plus, versão 4.1. Para cada caso, quinze imagens não sobrepostas de cada coloração no aumento de 400x foram analisadas. A área de marcação positiva dentro do endomísio do músculo cricofaríngeo foi determinada por um padrão de cor específico para cada coloração. A área de cada elemento da matriz extracelular foi expressa como porcentagem da área total do estudada. Os dados foram expressos em medianas e intervalos interquartílicos. A correlação entre idade e os diferentes elementos da matriz extracelular foi realizada por meio da correlação de Spearman. O teste de Mann-Whitney para distribuição não paramétrica foi utilizado para comparar as áreas porcentuais e os indivíduos de diferente sexo. Todos os testes foram realizados pelo software SPPS versão 13.0 e foi admitido um calor de significância com p < 0,05. O colágeno foi o elemento mais abundante dentre os estudados. Encontrou-se fibras elásticas longitudinais à fibra muscular, finas fibras transversais entre as fibras musculares e espessamento as fibras elásticas nos pólos da fibra muscular. Foi encontrada uma grande variação no conteúdo de fibronectina e versican entre os casos. Não foi evidenciada diferença estatisticamente significativa entre os elementos estudados, o sexo e a idade. Os resultados sugerem que a presença e distribuição desses elementos são importantes para a função do músculo cricofaríngeo e para a manutenção da homeostase. A porcentagem de colágeno encontrada é condizente com a característica esfinctérica do músculo e o arranjo de fibras elásticas contribui para o comportamento elástico e a capacidade de rapidamente reassumir a posição tônica após a abertura durante as deglutições. As variações da quantidade de fibronectina e versican, podem ser resultante da susceptibilidade a fatores agressores. A ausência de alterações com a idade pode significar que o músculo não esteja sujeito às mesmas alterações decorrentes da idade que outros músculos esqueléticos / The cricopharyngeus muscle is thought to play an important role in swallowing and related activities. Its elastic behavior is likely to depend not only on its muscular components, but also on the intramuscular connective tissue. Our objective is to analyze the presence and distribution of total collagen, type I and III collagen, elastic fibers, fibronectin and versican in cricopharyngeus muscle endomysium in adults of a wide age range. Twenty-seven cricopharyngeus muscles obtained from male and female cadavers (age range, 28-92 years-old) were analyzed with the Picrosirius method, oxidized Weigert resorcin-fuchisin, immunohistochemistry. Quantification of stained areas in the cricopharyngeus endomysium with different techniques was performed by an image analysis system connected to a light microscope. The correlation between age and the density of different extracellular matrix proteins was tested using Spearman test. T-tests for independent samples were used to analyze the influence of gender and smoking habit on the fractional areas of extracellular matrix. Collagens had the highest density among the analyzed components. Elastic fibers surrounded each muscle cell, longitudinal to their long axis, associated to traversing fibers, forming a fiber network embedding muscle cells. There was a wide variation on fibronectin and versican content among cases. There were no statistical significance for analysis made between those components of extracellular matrix and age andgender. Our findings suggest that presence and distribution of these extracellular matrix components are important to cricopharyngeus muscle homeostasis. The elastic fibers arrangement can contribute for the cricopharyngeus muscle elastic behavior and ability to rapidly reassume its tonic position after opening during swallows. Variations in the expression of fibronectin and versican can beresultant of its injury susceptibility. The absence of changes on extracellular components during aging could mean that cricopharyngeus muscle is not susceptible to similar age changes as other skeletal muscles

A medida de similaridade é parte fundamental no corregistro de imagens, guiando todo seu processo. Neste estudo foi feita a comparação entre diferentes métricas de similaridade no contexto do corregistro não rígido (ou elástico) de imagens médicas. Como as imagens cardíacas representam as mais desaadoras situações em corregistro de imagens médicas, foram utilizadas para teste imagens de ressonância magnética nuclear e imagens de ultrasom cardíaco com contraste. 10 métricas de similaridades diferentes foram comparadas extensivamente, quanto ao seu desempenho para o corregistro não rígido: a soma do quadrado das diferenças (SQD), correlação cruzada (CC), correlação cruzada normalizada (CCN), informação mútua (IM), entropia da diferença (ED), variância da diferença (VD), energia (EN), campo de gradiente normalizado (CGN), medida pontual de informação mútua (MPIM), medida pontual de entropia da diferença (MPED). As métricas baseadas em entropias de informação, IM, ED, foram generalizadas em termos da entropia de Tsallis e avaliadas em seu parâmetro q. Os resultados apresentados mostram a eciência das métricas estudadas para diferentes parâmetros, como dimensão da região de comparação entre as imagens, dimensão da região de busca por similaridade, número de tons de cinza das imagens e parâmetro entrópico. Estes achados podem ser úteis para a construção de denições apropriadas para o corregistro não-rígido, utilizado no corregistro de imagens médicas complexas. / The similarity measurement plays a key role in images registration, driving the whole process of registration. In this study a comparison was made between dierent metrics of similarity in the context of non-rigid registration in medical images. As cardiac images represent the most challenging situation in medical image registration, it has been used as test heart magnetic resonance imaging (MRI) and cardiac ultrasound contrast images. In this work ten different similarity metrics have been compared extensively, as well its performance for the non-rigid registration process: the sum of the squared differences (SQD), cross- correlation (CC), normalized cross correlation (CCN), mutual information (IM), the entropy difference (ED), variance of the difference (VD), energy (EN), eld of normalized gradient (CGN), point measure of mutual information (MPIM), point measure of entropy differences (MPED). Metrics based on information entropies, IM, ED were eneralized in terms of Tsallis entropy and evaluated in its parameter q. The presented results show the effectiveness of the studied metrics for different parameters such as similarity window search size, similarity region search size, image maximum gray level, and entropic parameter. These nding can be helpful to construct appropriate non-rigid registration settings for complex medical image registration.

A radiação ionizante de fontes de radiação gama ou geradores de raios-x é frequentemente utilizada na ciência médica, como em exames de radiodiagnóstico, radioterapia e esterilização de aloenxertos. A radiação ionizante é capaz de quebrar cadeias polipeptidicas e provocar a libertação de radicais livres, pela radiólise de moléculas de água. A radiação ionizante interage também com o material orgânico a nível molecular, podendo alterar as suas propriedades mecânicas. No caso específico do tecido ósseo, estudos reportam que a radiação ionizante induz alterações nas moléculas de colágeno e reduzem a densidade de ligações cruzadas intermoleculares. O objetivo deste estudo foi verificar as alterações promovidas por diferentes doses de radiação ionizante no tecido ósseo utilizando a técnica de Espectroscopia Transformada de Fourier com Reflexão Total Atenuada (ATR-FTIR), e também a análise dinâmico-mecânica. Amostras de osso bovino foram irradiadas usando irradiador de Cobalto-60, com cinco doses diferentes: 0,01 kGy, 0,1 kGy, 1 kGy, 15 kGy e 75 kGy. Para estudar os efeitos da radiação ionizante sobre a estrutura química do osso foram avaliadas a relação material orgânico por material inorgânico, a relação de sub-bandas de amida I e o índice de cristalinidade. As alterações mecânicas foram determinadas por meio do módulo de elasticidade e do valor do amortecimento. Para verificar se as mudanças químicas e as características mecânicas de osso possuem alguma relação, realizou-se um estudo sobre a correlação entre as análises feitas com os dados espectroscópicos e as análises mecânicas. Foi possível avaliar os efeitos de diferentes doses de radiação ionizante no tecido ósseo. Com a análise por espectroscopia ATR-FTIR, foi possível observar as modificações dos componentes orgânicos e na organização cristais de hidroxiapatita. Também foram observadas alterações no módulo elástico e na tangente de delta (dissipação de energia mecânica). Foram encontradas altas correlações com significância estatística entre a relação das bandas (amida III + colágeno)/v1,v3, PO43- com a tangente de delta, e entre a relação 1/FHMW e o módulo elástico. / Ionizing radiation from gamma radiation sources or X-ray generators is frequently used in Medical Science, such as radiodiagnostic exams, radiotherapy, and sterilization of haloenxerts. Ionizing radiation is capable of breaking polypeptidic chains and causing the release of free radicals by radiolisys.of water. It interacts also with organic material at the molecular level, and it may change its mechanical properties. In the specific case of bone tissue, studies report that ionizing radiation induces changes in collagen molecules and reduces the density of intermolecular crosslinks. The aim of this study was to verify the changes promoted by different doses of ionizing radiation in bone tissue using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and dynamic mechanical analysis (DMA). Samples of bovine bone were irradiated using Cobalt-60 with five different doses: 0.01 kGy, 0.1 kGy, 1 kGy, 15 kGy and 75 kGy. To study the effects of ionizing irradiation on the chemical structure of the bone, the sub-bands of amide I, the crystallinity index and relation of organic and inorganic materials, were studied. The mechanical changes were evaluated using the elastic modulus and the damping value. To verify whether the chemical changes and the mechanical characteristics of the bone were correlated, the relation between the analysis made with spectroscopic data and the mechanical analysis data was studied. It was possible to evaluate the effects of different doses of ionizing radiation in bone tissue. With ATR-FTIR spectroscopy, it was possible to observe changes in the organic components and in the hidroxyapatite crystals organization. Changes were also observed in the elastic modulus and in the damping value. High correlation with statistical significance was observed among (amide III + collagen)/v1,v3, PO43- and the delta tangent, and among 1/FHWM and the elastic modulus.

A radiação ionizante de fontes de radiação gama ou geradores de raios-x é frequentemente utilizada na ciência médica, como em exames de radiodiagnóstico, radioterapia e esterilização de aloenxertos. A radiação ionizante é capaz de quebrar cadeias polipeptidicas e provocar a libertação de radicais livres, pela radiólise de moléculas de água. A radiação ionizante interage também com o material orgânico a nível molecular, podendo alterar as suas propriedades mecânicas. No caso específico do tecido ósseo, estudos reportam que a radiação ionizante induz alterações nas moléculas de colágeno e reduzem a densidade de ligações cruzadas intermoleculares. O objetivo deste estudo foi verificar as alterações promovidas por diferentes doses de radiação ionizante no tecido ósseo utilizando a técnica de Espectroscopia Transformada de Fourier com Reflexão Total Atenuada (ATR-FTIR), e também a análise dinâmico-mecânica. Amostras de osso bovino foram irradiadas usando irradiador de Cobalto-60, com cinco doses diferentes: 0,01 kGy, 0,1 kGy, 1 kGy, 15 kGy e 75 kGy. Para estudar os efeitos da radiação ionizante sobre a estrutura química do osso foram avaliadas a relação material orgânico por material inorgânico, a relação de sub-bandas de amida I e o índice de cristalinidade. As alterações mecânicas foram determinadas por meio do módulo de elasticidade e do valor do amortecimento. Para verificar se as mudanças químicas e as características mecânicas de osso possuem alguma relação, realizou-se um estudo sobre a correlação entre as análises feitas com os dados espectroscópicos e as análises mecânicas. Foi possível avaliar os efeitos de diferentes doses de radiação ionizante no tecido ósseo. Com a análise por espectroscopia ATR-FTIR, foi possível observar as modificações dos componentes orgânicos e na organização cristais de hidroxiapatita. Também foram observadas alterações no módulo elástico e na tangente de delta (dissipação de energia mecânica). Foram encontradas altas correlações com significância estatística entre a relação das bandas (amida III + colágeno)/v1,v3, PO43- com a tangente de delta, e entre a relação 1/FHMW e o módulo elástico. / Ionizing radiation from gamma radiation sources or X-ray generators is frequently used in Medical Science, such as radiodiagnostic exams, radiotherapy, and sterilization of haloenxerts. Ionizing radiation is capable of breaking polypeptidic chains and causing the release of free radicals by radiolisys.of water. It interacts also with organic material at the molecular level, and it may change its mechanical properties. In the specific case of bone tissue, studies report that ionizing radiation induces changes in collagen molecules and reduces the density of intermolecular crosslinks. The aim of this study was to verify the changes promoted by different doses of ionizing radiation in bone tissue using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and dynamic mechanical analysis (DMA). Samples of bovine bone were irradiated using Cobalt-60 with five different doses: 0.01 kGy, 0.1 kGy, 1 kGy, 15 kGy and 75 kGy. To study the effects of ionizing irradiation on the chemical structure of the bone, the sub-bands of amide I, the crystallinity index and relation of organic and inorganic materials, were studied. The mechanical changes were evaluated using the elastic modulus and the damping value. To verify whether the chemical changes and the mechanical characteristics of the bone were correlated, the relation between the analysis made with spectroscopic data and the mechanical analysis data was studied. It was possible to evaluate the effects of different doses of ionizing radiation in bone tissue. With ATR-FTIR spectroscopy, it was possible to observe changes in the organic components and in the hidroxyapatite crystals organization. Changes were also observed in the elastic modulus and in the damping value. High correlation with statistical significance was observed among (amide III + collagen)/v1,v3, PO43- and the delta tangent, and among 1/FHWM and the elastic modulus.

A reação 10B+120Sn foi medida no Laboratório Aberto de Física Nuclear (LAFN) do Instituto de Física da Universidade de São Paulo, em energias próximas a barreira coulombiana (VB = 35 MeV). Distribuições angulares de espalhamento elástico e inelástico foram obtidas, e o canal de transferência de um nêutron do alvo para o projétil foi identificado. Além disso, foram feitas medidas utilizando a técnica de detecção em coincidências gamma-partícula no espectrômetro Saci-Perere (Sistema Ancilar de Cintiladores e Pequeno Espectrômetro de Radiação Eletromagnética com Rejeição de Espalhamento). Tais medidas possibilitaram a identificação do processo de fusão completa, a partir da detecção dos raios-gamma provenientes do núcleo composto 127Cs, formado pela absorção de toda carga do projétil pelo alvo, seguido da evaporação de nêutrons. Eventos relacionados ao processo de fusão incompleta, originados da quebra do projétil 10B, também foram identificados. Uma descrição teórica dos principais resultados experimentais foi realizada dentro do formalismo de canais acoplados, utilizando o potencial de São Paulo para descrever a parte real da interação nuclear entre os núcleos participantes da reação. / The 10B+120Sn reaction was measured at the \"Laboratório Aberto de Física Nuclear\" (LAFN, acronym in Portuguese) of the \"Instituto de Física da Universidade de São Paulo\", at energies around the Coulomb barrier (VB = 35 MeV). Angular distribuitions for the elastic and inelastic scattering were obtained, and the transfer channel of a neutron from the target to the projectile was also identified. Besides that, another set of measurements were carried out using the gamma-particle coincidence techinique with the ancillary system of scintillators and gamma-ray detectors Saci-Perere (acronym of \"Sistema Ancilar de Cintiladores e Pequeno Espectrômetro de Radiação Eletromagnética com Rejeição de Espalhamento\"). Such measurements have allowed the identification of the complete fusion process through the detection of gamma-rays coming from the compound nuclei 127Cs, formed by the absorption of the total projectile charge by the target, followed by the evaporation of neutrons. Events related to the incomplete fusion process, originated from the breakup of 10B, were also identified. A theoretical description of the main experimental results has been performed within the coupled channel formalism, using the São Paulo potential to represent the real part of the nuclear interaction between the two reacting nuclei.

Robôs de reabilitação como próteses ativas e exoesqueletos necessitam de atuadores capazes de atender certos requisitos como baixa impedância de saída, backdrivability, geração de torques grandes e precisos, e uma estrutura leve e compacta. Este trabalho apresenta o projeto de um Atuador Elástico em Série rotacional (AESr) para ser usado em uma prótese ativa para auxiliar na flexão/extensão da articulação do joelho durante a fisioterapia. O dispositivo é constituído de um motor de corrente contínua, um redutor de velocidade do tipo coroa e rosca sem-fim e uma mola torcional personalizada. Uma vez que o elemento elástico é o componente mais importante no projeto do AESr, um procedimento de análise baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF) é utilizado para cumprir os requisitos definidos para a reabilitação do joelho. Com uma massa total de 2,53 Kg, é possível montar diretamente o atuador proposto em uma estrutura de prótese de joelho. Controladores de torque e impedância são implementados para assegurar uma interação segura com o paciente, permitindo que novas estratégias de reabilitação sejam avaliadas. As especificações do projeto bem como o desempenho dos controladores são validados experimentalmente. / Wearable robots, like prostheses, active orthosis and exoskeletons need of actuators able to meet certain requirements as low output impedance, backdrivability, precise and large torque generation, and a compact and lightweight design. This work presents the design of a rotary Series Elastic Actuator (rSEA) to be used in an active orthosis to assist in flexion/extension of the knee joint during physical therapy. The device includes a DC motor, a worm gear and a customized torsion spring. Since the elastic element is the most important component in the design of the rSEA, an analysis procedure based on Finite Element Method (FEM) is used in order to meet the requirements for the specific application. With a total weight of 2.53 kg, it is possible to directly mount the actuator on the frame of a knee orthosis. Torque and impedance controllers are implemented to ensure secure interaction with the patient and enable new strategies for rehabilitation. The design specifications as well as the controllers performance are verified by experiments.

O fraturamento hidráulico é uma das técnicas de estimulação mais utilizadas pela indústria petrolífera. Esta técnica permite o aumento de produtividade de poços com baixo custo. Essa técnica consiste em induzir a propagação de fissuras nas rochas por meio de uma pressão externa. Assim, modelos para a simulação da propagação de fissuras em tais condições tornam-se de grande importância. O presente trabalho apresenta uma contribuição ao estudo da propagação de fissuras durante o fraturamento hidráulico. Um modelo numérico baseado no Método dos Elementos Finitos será apresentado. Teorias da mecânica da fratura elástico linear são aplicadas e a propagação de fissuras durante o faturamento hidráulico é modelada, tendo como processador das análises a ferramenta numérica FRANC 2D. Os resultados obtidos pelo modelo numérico são comparados com respostas apresentadas na literatura. Boa concordância é observada entre os resultados. Em especial, para os valores da pressão de quebra e o raio de reorientação. / Fracking is one of the most used stimulation techniques by the oil and gas industry. This technique allows the increase of productivity of wells with low cost. Consists in inducing the propagation of cracks in the rocks by means of an external pressure. Thus, models for simulating the propagation of cracks in such conditions become of great importance. This work presents a contribution to the study of the propagation of cracks during the fracking. A numerical model based on the Finite Element Method will be presented. Theories of linear elastic fracture mechanics are applied and the propagation of cracks during hydraulic billing is modeled, with the FRANC 2D numerical tool as the analysis processor. The results obtained by the numerical model are compared with answers presented in the literature. Good agreement is observed among the results. In particular, for the values of the breakdown pressure and the reorientation radius.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-04-11T18:00:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_RelacoesDispersaoDerivativas.pdf: 1946965 bytes, checksum: dd5a7a6632b195a56409eb06847f4951 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-05-04T13:54:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_RelacoesDispersaoDerivativas.pdf: 1946965 bytes, checksum: dd5a7a6632b195a56409eb06847f4951 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T13:54:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_RelacoesDispersaoDerivativas.pdf: 1946965 bytes, checksum: dd5a7a6632b195a56409eb06847f4951 (MD5) Previous issue date: 1998-10-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O formalismo de difração múltipla de Glauber conecta a amplitude de espalhamento elástico hadrônica (interação hádron-hádron) com a amplitude de espalhamento elementar (constituinte-constituinte). O ponto central desta tese é apresentar um primeiro estudo sobre a utilização de relações de dispersão derivativas na determinação da parte real da amplitude elementar, a partir de parametrizações adequadas para sua parte imaginária. Com essa abordagem, no contexto de um modelo fenomenológico anteriormente desenvolvido, obtém-se uma descrição satisfatória das grandezas físicas que caracterizam o espalhamento elástico de hádrons: seção de choque diferencial, seção de choque total e parâmetro r (razão entre a parte real e imaginária da amplitude hadrônica frontal). Apresenta-se também uma discussão crítica do modelo anteriormente desenvolvido e, em certo detalhe, uma revisão do formalismo de difração múltipla e do estabelecimento das relações derivativas a partir das relações integrais, no regime de altas energias. / The Glauber multiple diffraction formalism connects the hadronic elastic scattering amplitude (hadron-hadron interactions) with the elementary scattering amplitude (constituent-constituent ). In this thesis the central point is a first investigation on the applicability of the derivative dispersion relations in the determination of the real part of the elementary amplitude, from suitable parametrizations for its imaginary part. With this approach, in the context of a phenomenological model previously developed, a satisfactory description of the physical quantities that characterize the elastic hadron scattering is achived, namely, the differential cross section, the total cross section and the r parameter (the ratio of the forward real and imaginary parts of the hadronic amplitude ). It is also presented a critical discussion concerning the model previously developed and, in some detail, a review of the multiple diffraction formalism and how to deduce the derivative dispersion relations from the integral ones, in the high energy region.

Orientador: Marcio José Menon / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-03T06:43:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_PauloVictorRecchiaGomesDa_D.pdf: 2099457 bytes, checksum: 1ee131514df28d70491b1009310811be (MD5) Previous issue date: 2017 / Resumo: A Cromodinâmica Quântica (QCD) constitui a teoria quântica de campos da interação forte. Apesar do seu sucesso na descrição de diversos processos envolvendo hádrons, o espalhamento elástico ainda é um desafio para a teoria. Este processo é caracterizado por pequeno momento transferido e, nessa escala, não é possível utilizar a abordagem perturbativa. Embora resultados não-perturbativos tenham sido obtidos recentemente, ainda não possuímos uma descrição completa (para qualquer energia e momento transferido) no âmbito da QCD para grandezas físicas associadas ao espalhamento elástico, por exemplo, a seção de choque total ($\sigmatot$), o parâmetro $\rho$, a seção de choque elástica ($\sigmael$) e a seção de choque diferencial. As descrições dos dados experimentais associados baseiam-se em abordagens empíricas e fenomenológicas tais como o Formalismo de Regge-Gribov e modelos inspirados em QCD. Desde o início das operações do LHC, nós tivemos a oportunidade de estudar essas grandezas nas energias mais altas disponíveis em experimentos de aceleradores, especificamente 7 e 8 TeV para o espalhamento próton-próton ($pp$). Nesta tese, o interesse principal é a dependência com a energia de três grandezas, especificamente a razão $X=\sigmael/\sigmatot$, $\sigmatot$ e o parâmetro $\rho$, ou seja, o comportamento destas grandezas em energias altas e assintóticas, bem como a influência de contribuições sub-dominantes para $\sigmatot$. Estes tópicos estão divididos em três estudos independentes, mas complementares, envolvendo aspectos empíricos, fenomenológicos e teóricos. No primeiro tópico, desenvolvemos uma análise empírica da razão $\sigmael/\sigmatot$, a qual está relacionada com a função perfil com parâmetro de impacto nulo (opacidade hadrônica central). Através de parametrizações apropriadas, com um número pequeno de parâmetros livres, obtivemos boas descrições dos dados experimentais dos espalhamentos $pp$ e antipróton-próton ($\ppbar$). A partir dos ajustes aos dados utilizando quatro variantes, concluímos que o cenário assintótico de disco negro não é a única solução e, além disso, os resultados favorecem um cenário de disco cinza. No segundo tópico, estudamos o crescimento de $\sigmatot$ em função da energia através de parametrizações baseadas no formalismo de Regge-Gribov e testamos dois termos dominantes, um logaritmo ao quadrado e um logaritmo elevado a um número real $\gamma$, onde $\gamma$ é um parâmetro livre de ajuste. Adicionalmente, discutimos dois métodos analíticos para conectar as partes real e imaginária da amplitude de espalhamento elástico, especificamente Relações de Dispersão Derivativas (RDD) e Unicidade Assintótica (UA), os quais resultam em diferentes parametrizações para $\sigmatot$ e parâmetro $\rho$. Por sua vez, essas diferenças são também discutidas. Os resultados favorecem a método RDD tanto no contexto formal, quanto no contexto prático. A recente tensão entre os dados das Colaborações TOTEM e ATLAS em 7 e 8 TeV também é discutida e considerada nas reduções de dados. No terceiro e último tópico, dois termos subdominantes de $\sigmatot$ obtidos em uma abordagem não-perturbativa da QCD para o espalhamento elástico são considerados em ajustes aos dados de $pp$ e $\ppbar$, bem como em ajustes aos dados de outras reações bárion-bárion e méson-bárion. Nesta análise, com um parâmetro extra e com informações teóricas adicionais, também obtemos um cenário assintótico de disco cinza / Abstract: Quantum Chromodynamics (QCD) constitutes the quantum field theory of the strong interaction. Despite the success of this theory in the description of several processes involving hadrons, the elastic scattering is still a theoretical challenge. This process is characterized by a small transferred momentum and, in this range, the perturbative techniques are not applicable. Although nonperturbative results have been obtained in recent years, we still do not have a full description within QCD of the quantities related to the elastic scattering, valid for all the energies and transferred momentum, for example, the total cross section ($\sigmatot$), the $\rho$ parameter, the elastic cross section ($\sigmael$) and the differential cross section. The attempts to describe experimental data rely on empirical and phenomenological approaches such as Regge-Gribov Formalism and QCD inspired models. Since the start of Run 1 at the LHC, we have the opportunity to study the quantities above in the largest energies available in accelerator experiments, namely 7 and 8 TeV for proton-proton ($pp$) scattering. In this thesis, the main interest is in the energy dependence of three quantities, the ratio $X=\sigmael/\sigmatot$, the $\sigmatot$ and the $\rho$ parameter, namely the behaviour at high and asymptotic energies, as well as the influence of sub-leading contributions to $\sigmatot$. These topics are divided into three different, but complementary studies, involving empirical, phenomenological and theoretical aspects. In the first topic, we develop an empirical analysis on the ratio $\sigmael/\sigmatot$, a quantity related to the profile function at impact parameter zero (the hadronic central opacity). By means of suitable parameterizations, with a small number of free parameters, we have obtained good descriptions of the experimental data on $pp$ and antiproton-proton ($\ppbar$) data. From the fits with four variants, we conclude that the asymptotic black-disk scenario is not a unique solution and, moreover, the results favour a grey-disk scenario. In the second topic, we study the rise of $\sigmatot$ with the energy through parameterizations based on the Regge-Gribov formalism and we consider two options for the leading terms: a log-square and a log-raised-to-$\gamma$, with $\gamma$ a free fit parameter. In addition, we discuss two analytic methods to connect the real and imaginary parts of the elastic scattering amplitude, namely Derivative Dispersion Relations (DDR) and Asymptotic Uniqueness (AU), which lead to different parameterizations for $\sigmatot$ and the $\rho$ parameter; these differences are critically discussed. The results favour the DDR method in both formal and practical contexts. The recent tension between the TOTEM and ATLAS data at 7 and 8 TeV is discussed and considered in the data reductions. In the third topic, two sub-leading terms for $\sigmatot$, obtained in a nonperturbative QCD approach to the elastic scattering, are considered in fits to $pp$ and $\ppbar$ data and also in fits to data from meson-baryon and other baryon-baryon scattering. In this analysis, with an extra parameter, and with theoretical inputs, we also obtain an asymptotic grey-disk scenario for the colliding particles / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 152985/2013-1 / 2013/27060-3, 2015/21855-0 / CNPQ / FAPESP

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-11-13T11:19:19Z No. of bitstreams: 1 Leandro Andrioli_.pdf: 6621163 bytes, checksum: b4a58154b0441ad094c57bbbea979ac4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-13T11:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leandro Andrioli_.pdf: 6621163 bytes, checksum: b4a58154b0441ad094c57bbbea979ac4 (MD5) Previous issue date: 2018-07-31 / Nenhuma / Até o ano de 2020, espera-se que a área de cobertura das redes de celulares aumente em 10 vezes, com mais de 50 bilhões de dispositivos conectados, suportando 100 vezes mais equipamentos de usuários e elevando a capacidade da taxa de dados em 1000 vezes. Tal circunstância gerará um aumento massivo no tráfego de dados, fomentando o desenvolvimento da 5G e fazendo com que a indústria e as iniciativas científicas passem a voltar seus esforços para atender a essa demanda. Ganha força, então, as pesquisas relacionadas a Cloud Radio Access Networks (C-RANs), uma arquitetura que consolida as base stations (BSs) para um ponto centralizado na nuvem, mudando a ideia de atuar com recursos fixos e limitados, na medida em que se beneficia de uma das características chave da Computação em Nuvem: a elasticidade de recursos. Um dos grandes desafios na arquitetura C-RAN reside na complexidade em orquestrar todos esses recursos computacionais de forma que o processamento das requisições seja realizado com alto desempenho e com o menor custo de infraestrutura possível. Diante de todo esse contexto, a presente dissertação busca desenvolver o modelo Elastic-RAN, propondo um conceito de elasticidade multinível não bloqueante, com orquestração automática de recursos através da coordenação de BBU Pools e seus BBUs, junto a um mecanismo de grão elástico adaptativo. A elasticidade multinível não bloqueante permite controlar o nível de BBU Pool (máquina física), haja vista o alto volume de tráfego e a distância máxima sugerida entre as antenas e os pools, e o nível de BBU (máquina virtual), em razão do alto processamento de CPU e memória necessária para as requisições, de modo a não penalizar os processamentos correntes. O mecanismo de grão elástico adaptativo permite provisionar e mapear os recursos sob demanda e em tempo de execução, considerando o uso corrente dos recursos, para que cada ação elástica seja executada com um grão próximo das necessidades correntes de processamento. O modelo Elastic-RAN foi avaliado por intermédio de experimentos que simularam diferentes perfis de cargas, os quais são executados em uma aplicação intensiva de CPU e de tráfego na rede, explorando a transferência de streamings e processando decodificação de blocos. Como resultados, foi possível constatar que o Elastic-RAN pode atingir ganhos que vão de 4% a 26%, em relação aos custos de execução, quando comparado à abordagem de elasticidade tradicional. Além disso, obteve melhor eficiência para todos os perfis de carga e reduziu em até 55% a quantidade de operações elásticas necessárias. Outrossim, frente a abordagem sem elasticidade, os ganhos de custos foram ainda superiores, ficando entre 51% e 70%. / It is expected that, by 2020, cell phone networks will have been increased 10 times their coverage area, with more than 50 billion connected devices, supporting 100 times more user equipment and increasing data rate capacity by 1000 times. This will lead to a massive increase in data traffic, fostering the development of 5G and making industry and scientific initiatives turn their efforts to meet this demand. In this scenario, Cloud Radio Access Networks (C-RANs) based researches, an architecture that consolidates base stations (BSs) to a cloud-centric point, are gaining momentum, changing the idea of fixed and limited resources, as it benefits from one of the key features of Cloud Computing: resource elasticity. One of the major challenges in C-RAN architecture lies in the high complexity of orchestrating all of these computational resources in order to perform the requests processing with high performance and the lowest possible infrastructure cost. Considering this context, the present dissertation seeks to develop the Elastic-RAN model, proposing a multilevel non-blocking elasticity concept, with automatic orchestration of resources through the coordination of BBU Pools and their BBUs, with an adaptive elastic grain mechanism. The multilevel non-blocking elasticity allows it control the level of BBU Pool (physical machine), given the high volume of traffic and the suggested maximum distance between antennas and pools, and the level of BBU (virtual machine), due to the high CPU processing and memory required for the requests, so as not to penalize the current processing. The adaptive elastic grain mechanism allows the provisioning and mapping of resources on demand and at runtime, considering the current use of resources, so that each elastic action is performed with a grain close to the current processing needs. The Elastic-RAN model was evaluated through experiments that simulated different load profiles, which are executed in an intensive CPU and network traffic application, exploiting the transfer of streamings and processing block decoding. As a result, it was possible to observe that Elastic-RAN may achieve gains ranging from 4 % to 26 %, in relation to execution costs, when compared to the traditional elasticity approach. In addition, it achieved better efficiency for all load profiles and reduced by 55 % the amount of elastic operations required. Also, given the non-elasticity approach, cost gains were even higher, going from 51 % to 70 %.