Nesta tese apresentamos a análise da absorção e do espalhamento de partículas não massivas de spins 0 e 1 por buracos negros de Schwarzschild, assim como a absorção e espalhamento por análogos acústicos destes buracos negros. Apresentamos também a análise da absorção e do espalhamento do campo escalar não massivo por buracos negros de Reissner-Nordström. A presente pesquisa se baseia no método de decomposição em ondas parciais. Devido a estes espaços-tempos serem estáticos e esfericamente simétricos, as partes temporal e angular das soluções das equações de campo se reduzem a funções conhecidas. O mesmo não acontece com a parte radial, o que nos leva a abordar o problema, principalmente, por meio de métodos numéricos. Cálculos analíticos também são realizados, geralmente para podermos verificar a precisão dos resultados numéricos. Os principais resultados analíticos mostrados aqui são a seção de choque de absorção em baixas e altas frequências e a seção de choque diferencial de espalhamento para ângulos próximos a 180 (efeito glória). Mostramos, de forma analítica, que as principais características das seções de choque de absorção e diferencial de espalhamento estão diretamente relacionadas à existência da órbita instável de partículas não massivas. Os nossos resultados numéricos estão em excelente concordância com os resultados obtidos por meio de cálculos analíticos. Com relação ao espaço-tempo de Reissner-Nordström, mostramos qual o comportamento das seções de choque com a variação da intensidade de carga do buraco negro. No caso de buracos negros descarregados, fazemos comparações das seções de choque obtidas para partículas de diferentes spins. / We present an analysis of the absorption and scattering of massless particles of spin 0 and 1 by Schwarzschild black holes, and the absorption and scattering by analogues of these black holes. We present also the analysis of the massless scalar field absorption and scattering by Reissner-Nordström black holes. This research is based on the partial wave methods. Since these spacetimes are static and spherically symmetric, the time and angular dependence of the field equation solutions can be written in terms of well known functions. The same does not happen with the radial part of the field equation solutions, so that we apply numerical methods to solve the absorption and scattering problem. Analytical computations are also performed and we use them to verify the precision of our numerical computations. The main analytical results obtained here are the low- and high-frequency absorption cross sections and the dierential scattering cross section for angles near 180 (the glory eect). We use our analytical results to show that the main cross sections properties are related to the existence of an unstable orbit for massless particles. We compare our numerical results with semiclassical approximations from a geodesic analysis, and find excellent agreement. In the Reissner-Nordström spacetime case, we show how the cross sections behave as we vary the black hole charge. For uncharged black holes, we compare cross sections for particles with dierent spins.

Moduladores espaciais de luz são elementos que fazem a modulação de uma frente de onda de modo a resultar em uma distribuição de luz desejada. Eles operam por difração, de acordo com o princípio de Huygens-Fresnel, e por este motivo são chamados Elementos Ópticos Difrativos (EODs). O foco deste trabalho é o estudo da modulação de frentes de onda, através da Teoria Escalar da Difração. O objetivo inicial foi o domínio do cálculo dos moduladores espaciais de luz, através da implementação do Algoritmo Iterativo da Transformada de Fourier. São calculados três EODs de fase: fase contínua, 4 níveis de fase e fase binária. Os resultados são avaliados através do cálculo da eficiência difrativa e da relação sinal-ruído. Para verificação do cálculo, hologramas binários foram fabricados usando filme fotográfico, de maneira simples e baixo custo. Algumas reconstruções simuladas e ópticas são apresentadas, demonstrando a viabilidade do uso do algoritmo na codificação de EODs. Em seguida, é feita a análise das frequências de ressonância de moduladores de ferroeletretos com canaleta, através de uma montagem experimental baseada no interferômetro de Michelson. Os ferroeletretos apresentam o efeito piezoelétrico e vêm sendo produzidos através de novas técnicas de fabricação. No campo da óptica tem-se o interesse em caracterizar ferroeletretos de modo a utilizá-los como possíveis moduladores de luz. São apresentados a montagem interferométrica em detalhes e o procedimento usado para medir as frequências de ressonância. Os resultados obtidos e as discussões demonstram a viabilidade do uso da montagem interferométrica proposta na caracterização de ferroeletretos. / Spatial light modulators perform the modulation of wavefront so that the desired light distribution is acquired. They work by diffraction, according to the Huygens-Fresnel principie, and for that they are called Diffractive Optical Elements (DOEs). The focus of this work is the study of light modulators through Scalar Diffraction Theory. The initial objective was to execute the calculation of spatial light modulators through the implementation of the so-called Iterative Fourier Transform AIgorithm. The calculation of three phase holograms is made: analog phase, 4 leveI phase and binary phase. The results are evaluated by calculating the diffraction efficiency and by signal to noise ratio. To verify the calculation, binary holograms were fabricated using photographic film in a simple and low cost way. Simulated and optical reconstructions are presented, showing the viability for the use of the algorithm in the coding of DOEs. Next, the resonance frequencies analysis in open tubular channels ferroelectrets is made through an experimental setup based in the Michelson interferometer. The ferroelectrets present the piezoelectric effect and are continuously produced through new techniques. In optics there is in interest in feroelectrets characterization in order to use them as spatial light modulators. The interferometric setup and the procedure used to measure the resonance frequencies are shown. The obtained results and discussion demonstrate the viability of the use of optical measurements in the characterization of ferroelectrets.

Orientador: Lucas Catão de Freitas Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-24T12:47:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_LidianedosSantosMonteiro_D.pdf: 2071234 bytes, checksum: 6370d2ea978f96792562cdc2e2406365 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Nesta tese consideramos uma família de EDPs dissipativas do tipo escalar ativo cujos campos velocidades são acoplados aos escalares através de operadores multiplicadores de Fourier que podem ser de alta ordem. Na primeira parte, provamos boa-colocação global, decaimento de normas Lp, e algumas propriedades de simetria, para dados iniciais no espaço de Lebesgue crítico e sem assumir condição de pequenez. Na segunda parte, introduzimos os espaços de Fourier-Besov-Morrey, o qual parece ser novo na analise de EDPs, com o objetivo de encontrar soluções auto-similares e considerar uma classe maior de acoplamentos e dados iniciais. Condições de pequenez na norma do espaço são assumidas para estes resultados. Além disso, mostramos um resultado de estabilidade assintótica e obtemos uma classe de soluções assintoticamente auto-similares / Abstract: In this thesis we consider a family of dissipative active scalar equations whose velocity fields are coupled by means of multiplier operators that can be of high-order. In the first part, we prove global well-posedness, decay of Lp's norms and some symmetry properties of solutions for initial data in the critical Lebesgue space and without smallness condition. In the second part, we introduce the Fourie-Besov-Morrey spaces, which seems to be new in the analysis of PDEs in order to find self-similar solutions and to consider a larger class of couplings and initial data. Smallness conditions on the norm of the space are assumed for these results. Furthermore, we show an asymptotic stability result and obtain a class of asymptotically self-similar solutions / Doutorado / Matematica / Doutora em Matemática

O presente trabalho pretende aplicar o método de cálculo de componentes simétricas por produtos escalares de vetores espaciais para o cálculo dos sinais de referência de compensadores de perturbação. Outras metodologias de cálculo de corrente de referência são apresentadas, analisadas e comparadas com o método implementado. Uma revisão de vetores espaciais nos sistemas abc e 0 é feita para auxílio da explicação do método de extração de componentes simétricas. O método é inicialmente apresentado de forma generalista, de modo que é realizado o cálculo de componentes de sequência positiva, negativa e zero para um harmônico de ordem h. A autora apresenta algoritmos de exemplos práticos para uso em cálculo de corrente de referência incluindo as compensações de reativos da corrente fundamental, de harmônicos pré-selecionados e de desequilíbrios de carga. O método é analisado e validado por meio de simulações e resultados experimentais. / This work applies, for a disturbance compensator, a method for the calculation of the symmetrical components based on space vectors\' dot product. Other methods are presented, analyzed and compared with the proposed method. The symmetrical components calculation method is explained using a geometrical approach in abc and 0 basis. Initially, it is presented a general method that calculates the hth order positive, negative and zero sequence components of a current or voltage signal. Then, practical examples are presented for current compensation, which includes: fundamental reactive current compensation, fundamental negative sequence compensation and pre-selected order harmonics compensation. The method is analyzed and validated by simulation and experimental results.

Orientador: José Fernando de Jesus / Resumo: Estudamos o campo escalar real como um possível candidato para explicar a matéria escura no universo. No contexto de um campo escalar livre com potencial quadrático, após encontrar as equações dinâmicas do modelo usamos os dados observacionais para limitar os parâmetros livres e assim encontrar um limite inferior para o valor da massa que foi da ordem de $10^{-34}$eV, esse valor está próximo ao encontrado por alguns autores. Não foi possível encontrar um limite superior para a massa da matéria escura do campo escalar combinando os dados de $H(z)$, SN Ia. Como verificado neste trabalho e observado em outros estudos, a matéria escura pode ser descrita por um campo escalar real. Em outra linha de pesquisa, usando um método estatístico não-paramétrico envolvendo os chamados Processos Gaussianos, obtivemos um valor do redshift de transição, $z_t$, de $z_t = 0.59^{+0.12}_{-0.11}$ para dados de $H(z)$ e $z_t= 0.683^{+0.11}_{-0.082}$ para dados de SNs Ia. / Abstract: We studied the real scalar field as a possible candidate to explain the dark matter in the universe. In the context of a free scalar field with quadratic potential, after finding the dynamic equations of the model we used the observational data to limit the free parameters and thus find a lower limit for the mass value that was in the order of 10−34 eV , this value is close to that found by some authors. It was not possible to find an upper limit for the mass of dark matter in the scalar field by combining the H(z) + SNe Ia data. As verified in this work and observed in other studies, dark matter can be described by a real scalar field. In another line of research, using a non-parametric statistical method involving the so-called Gaussian Processes, we obtained a value of the transition redshift, zt , of zt = 0.59+0.12 −0.11 for H(z) data and zt = 0.683+0.11 −0.082 for SNs Ia data. / Mestre

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Esta tese està dividida em quatro partes. Na primeira delas estudaremos pontos crÃticos do funcional curvatura escalar total restrito ao espaÃo das mÃtricas de curvatura escalar constante e volume unitÃrio. Provaremos que sob certas condiÃÃes integrais convenientes os pontos crÃticos de tal funcional sÃo variedades de Einstein provando assim a conjectura dos pontos crÃticos neste caso. Na segunda parte, veremos duas estimativas para o primeiro autovalor do Laplaciano de uma variedade compacta com curvatura de Ricci limitada por baixo por uma constante. As estimativas que obtemos melhoram a estimativa correspondente provada por Li e Yau (1980). Na terceira parte, estamos interessados em estimar o diÃmetro de hipersuperfÃcies mÃnimas da esfera. A estimativa que encontramos depende apenas do primeiro autovalor do Laplaciano da hipersuperfÃcie considerada. Para superfÃcies imersas na esfera de dimensÃo trÃs, obtemos uma estimativa ligeiramente melhor do que a obtida no caso de dimensÃo alta. Na Ãltima parte, introduzimos o conceito de variedade de energia constante e provamos que a esfera e o toro sÃo as Ãnicas superfÃcies que tÃm energia constante. Em dimensÃo mais alta a situaÃÃo à bem diferente uma vez que o produto de uma esfera por qualquer variedade compacta tem energia constante. Entretanto, se impusermos uma condiÃÃo sobre a curvatura de Ricci, à possÃvel caracterizar a esfera tambÃm neste caso. Em seguida, aplicamos as informa-ÃÃes obtidas ao estudo de hipersuperfÃcies da esfera provando alguns resultados de rigidez desde que a hipersuperfÃcie tenha energia constante. / This thesis is divided into four parts. In the first one we study the critical points of the total scalar curvature functional restricted to the space of metrics with constant scalar curvature and volume one. We shall prove that under certain suitable integral conditions the critical points of such functional are Einstein manifolds proving this way the critical point equation conjecture in this case. In the second part, we will provide an estimate for the first eigenvalue of the Laplacian of a compact manifolds with Ricci curvature bounded from below by a constant. The estimate we obtain improves the corresponding estimate proved by Li and Yau (1980). In the third part, we are interested in to estimate the diameter of minimal hypersurfaces of the sphere. The estimate we get depends only on the first eigenvalue of the Laplacian of the considered hypersurface. For immersed surfaces on the three dimensional sphere, we obtain an estimate slightly better than the one obtained in the case of higher dimension. In the last part, we introduce the concept of manifolds with constant energy and prove that the sphere and the torus are the only compact surfaces that have constant energy. For higher dimension, the situation is very different sine the product of the sphere with any compact manifold has constant energy. Nevertheless, if we impose a condition over the Ricci curvature it is possible to characterize the sphere also in this case. After that, we apply the informations obtained to the study of hypersurfaces of the sphere proving some rigidity results provided that the hypersurfaces has constant energy.

Nesta dissertação apresentamos um método de quantização matemática e conceitualmente rigoroso para o campo escalar livre de interações. Trazemos de início alguns aspéctos importantes da Teoria de Distribuições e colocamos alguns pontos de geometria Lorentziana. O restante do trabalho é dividido em duas partes: na primeira, estudamos equações de onda em variedades Lorentzianas globalmente hiperbólicas e apresentamos o conceito de soluções fundamentais no contexto de equações locais. Em seguida, progressivamente construímos soluções fundamentais para o operador de onda a partir da distribuição de Riesz. Uma vez estabelecida uma solução para a equação de onda em uma vizinhança de um ponto da variedade, tratamos de construir uma solução global a partir da extensão do problema de Cauchy a toda a variedade, donde as soluções fundamentais dão lugar aos operadores de Green a partir da introdução de uma condição de contorno. Na última parte do trabalho, apresentamos um mínimo da Teoria de Categorias e Funtores para utilizar esse formalismo na contrução de um funtor de segunda quantização entre a categoria de variedades Lorentzianas globalmente hiperbólicas e a categoria de redes de álgebras C* satisfazendo os axiomas de Haag-Kastler. Ao fim, retomamos o caso particular do campo escalar quântico livre. / In this thesis we present a both mathematical and conceptually rigorous quantization method for the neutral scalar field free of interactions. Initially, we introduce some aspects of the Theory of Distributions and we establish some points of Lorentzian geometry. The rest of the work is divided in two parts: in the first one, we study wave equations on globally hyperbolic Lorentzian manifolds, hence presenting the concept of fundamental solutions within the context of locally defined wave equations. Next, we progressively construct fundamental solutions for the wave operator from the Riesz distribution. Once established a solution to the wave equation in a neighbourhood of a point of the manifold, we move forward to produce a global solution from the extension of the Cauchy problem to the whole manifold. At this stage, fundamental solutions are replaced by Green\'s operators by the imposition of appropriate boundary conditions. In the last part, we present a minimum on the Theory of Categories and Functors. This is followed by the use of this formalism in the development of a second-quantization functor between the category of Lorentzian globally hyperbolic manifolds and the category of nets of C*-algebras obeying Haag-Kastler axioms. Finally, we turn our attention to the particular case of the quantum free scalar field.

Orientador: Vicente Pleitez / Resumo: O Modelo Padrão Efetivo é apresentado como um método consistente de parametrizar FísicaNova. Os conceitos de Matching e Power Counting são tratados, assim como a Expansão emDerivadas Covariantes introduzida como alternativa à construção do conjunto de operadoresefetivos resultante de um modelo UV particular. A técnica de integração funcional é aplicadaem casos que incluem o MP com Tripleto de Escalares e diferentes setores do modelo 3-3-1 napresença de Leptons pesados. Finalmente, o coeficiente de Wilson de dimensão-6 gerado a partirda integração de um quark-J pesado é limitado pelos valores recentes do parâmetro obliquo Y. / Doutor

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-13T14:39:21Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 851323 bytes, checksum: 599a5da8bbbe70ff2f4ba121890878e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T14:39:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 851323 bytes, checksum: 599a5da8bbbe70ff2f4ba121890878e2 (MD5) Previous issue date: 2014-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this cool thesis, we consider an approach to Brans-Dicke theory of gravity in which the scalar eld has a geometrical nature. By postulating the Palatini variation, we nd out that the role played by the scalar eld consists in turning the space-time geometry into a Weyl integrable manifold. This procedure leads to a scalar-tensor theory that di ers from the original Brans-Dicke theory in many aspects and presents some new features. We also consider the Weyl integrable geometry to investigate gravity in (2+1)-dimensions. We show that, in addition to leading to a Newtonian limit, WIST in (2+1) dimensions presents some interesting properties that are not shared by Einstein theory, such as geodesic deviation between particles in a dust distribution. Finally, taking advantage of the duality between the geometrical scalar-tensor theory and general relativity coupled with a massless scalar eld we study naked singularities and wormholes. / Esta tese trata de tópicos relacionados às teorias escalares-tensoriais e a geometria de Weyl integrável. Nossa abordagem será no sentido de indicar a geometria de Weyl integr ável como sendo um ambiente natural para a introdução de teorias escalares-tensorias. Nossa discussão será em torno da teoria de Brans-Dicke, considerada o protótipo das teorias escalares tensoriais, no entanto a discussão é facilmente estendida para essas versões mais gerais. Fazemos isso em dois momentos. Primeiro, indicando, no âmbito da teoria de Brans-Dicke, que na estrutura geométrica e de campos adotadas pela teoria existe uma relação estreita com a geometria de Weyl, inclusive associando o efeito descrito na literatura como "quinta força"(que violaria o princípio de equivalência) com o movimento geodésico da geometria de Weyl integrável, reformulando o postulado geodésico. E, num segundo momento, usando o método variacional de Palatini, acabamos por formular uma nova teoria escalar-tensorial, agora com ingredientes completamente geométricos, ambientada numa geometria de Weyl integrável. Estudamos ainda soluções no vazio do problema estático de uma distribuição de massa esfericamente simétrica, onde surgem objetos de interesse astrofísico como singularidades nuas e buracos de minhoca. Também formulamos a teoria conhecida por WIST (Weyl Integrable Spacetimes) em (2 + 1)D, o que resulta numa teoria consistente, não sofrendo das falhas associadas à teoria da relatividade geral nessa dimensionalidade

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-18T11:29:37Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1956067 bytes, checksum: 845c3d0cd5113c8498d955af9cdcd907 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-18T11:29:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1956067 bytes, checksum: 845c3d0cd5113c8498d955af9cdcd907 (MD5) Previous issue date: 2016-09-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this thesis, we deal with a particular geometric scalar tensor theory, which is a version of the Brans-Dicke gravitation, formulated in aWeyl integrable space-time. This formulation is done using the Palatini's variation procedure. The main point of our work is to perform two particular applications of the geometrical Brans-Dicke theory. The rst one is the study of geometric fase transition phenomena, that's related to a continuous change in the space-time structure of the universe from a Riemann's geometry to a Weyl's geometry, or in the inverse sense, from Weyl's geometry to Riemann's geometry. This phenomena seems to take place when the universe starts to expand in a accelerated rate. The second one is the investigation of classical and quantum behaviour of a anisotropic n-dimensional universe . To nd solutions that display the dynamical compacti cation of non observed extra dimensions is the main motivation to study such universe. / Nesta tese, reapresentamos uma teoria escalar tensorial geométrica, que é uma versão da gravitação de Brans-Dicke formulada em um espaço-tempo de Weyl integrável. Com esta teoria fazemos duas aplicações especí cas. Uma delas para o estudo de um fenômeno, que chamamos de transição de fase geométrica, uma mudança contínua na estrutura geom étrica do espaço-tempo. Este fenômeno parece ocorrer quando o universo se expande aceleradamente. A segunda aplicação reside no estudo clássico e quântico do comportamento de um modelo de universo n-dimensional anisotrópico. A motivação para esta investigação é a busca de soluções que exibem o compactação dinâmica das dimensões extras, que não são observadas.