Nesse trabalho estudamos dois tipos de modelos para a descrição dos sistemas magnéticos modulados. O primeiro é o modelo ANNNI (\"Axial Next-Nearest-Neighbor Ising\"). Dentro dos limites da aproximação de campo médio estudamos vários efeitos que surgem quando as interações intraplanares são menores que as interações interplanares. Investigamos em particular a ocorrência de fases desordenadas, assim denominadas por apresentar planos com magnetização nula. Estudamos ainda o comportamento dos pontos de acumulação de pontos de ramificação que determinam o limite entre as transições do tipo comensurável-comensurável e comensurável-incomensurável. Também investigamos dois variantes do modelo ANNNI, um com spin qualquer e outro com spin 1 e anisotropia de campo cristalino. O segundo tipo de modelo estudado, apropriado para sistemas apresentando modulações helicoidais das magnetizações, é um modelo planar clássico com interações competitivas entre primeiros e segundos vizinhos numa direção axial. Restringimos o nosso estudo ao zero absoluto de temperatura. Fizemos expansões das magnetizações em série de Fourier para campos baixos e altos. Também fizemos análise de estabilidade das fases comensuráveis, dentro de uma aproximação contínua, utilizando a teoria dos sólitons. Finalmente, estudamos numericamente o diagrama de fases do modelo aplicando o método dos potenciais efetivos. / In this work we have studied two types of models for the description of modulated magnetic systems. The first is the ANNNI (Axial NextNearest-Neighbor Ising) model. Within the mean-field approximation we have studied various effects which comes about when the intralayer interactions are weaker than the interlayer interactions. We have investigated in particular the possibility of partially disordered phases, characterized by the presence of layers with zero magnetization. We also have studied the behavior of the accumulation points of the branching points, which separates the commensurate-commensurate transitions from the commensurate-incommensurate transitions. We have also investigated two variants of the ANNNI model, one with an arbitrary spin and the other with spin 1 and a term of crystal-field anisotropy. The second type of the model we have studied, appropriate for systems presenting helicoidal modulation of the magnetization, is a classical planar model with nearest and next-nearest interactions along an axial direction. \\\'Ve have restricted our study to the absolute zero of the temperature. The magnetization is expanded in Fourier series for high and low fields. We also analyse the stability of the commensurate phases, within a continuum approximation, using the soliton theory. Finally, we construct numerically the phase diagram of the model using the method of effective potentials.

Apresenta-se uma teoria microscópica para as fases do hélio líquido baseada na existência de sólitons planares no fluido. O trabalho adota a interpretação de London para o gás de Bose-Einstein. E segue principalmente, o trabalho pioneiro de Ventura, que é também uma extensão, para condensados não uniformes, da Teoria de Bogoliubov para a superfluidez. Esta abordagem tem, no sóliton, sua principal faceta e na nuvem térmica e no segundo campo condensado suas principais novidades. A nuvem térmica é constituída por excitações térmicas ligadas ao sóliton. Assumimos, num primeiro momento, e como hipótese central, que a densidade da nuvem térmica é proporcional ao buraco do sóliton. Duas dinâmicas, então, são desenvolvidas: o campo médio, que dá origem ao fluído normal e a dinâmica da nuvem térmica. Essas duas dinâmicas são compatibilizadas e, por autoconsistência, desenvolve-se a Mecânica Estatística dos sólitons, no líquido. Os resultados obtidos estão em bom acordo com os resultados experimentais conhecidos. Há um calor específico com uma divergência tipo em T = 2.1 K e um gap térmico efetivo na região T = 6 - 9 K, que concorda com o gap obtido experimentalmente por espalhamento de nêutrons. A teoria é, rigorosamente, microscópica e foi aperfeiçoada, num segundo momento, com a descoberta do segundo campo condensado. Usando uma lagrangiana efetiva, construída a partir da primeira etapa dos cálculos, aperfeiçoou-se a teoria e a dinâmica sóliton/nuvem térmica pôde ser reproduzida de maneira mais apurada. O fenômeno central dessa abordagem é a condensação de um segundo campo clássico no menor estado de energia. As duas abordagens são equivalentes, mas a segunda é a mais correta e conduz, essencialmente, aos mesmos resultados. / A microscopic theory for the liquid phases of helium-4 is presented, based in the existence of planar solitons in the fluid. The work follows the Londons interpretation of the Bose-Einstein gas. Mainly, it follows the pioneer work of Ventura on superfluidity, which is also an extension for the non-uniform condensates, of the Bogoliubov theory in the subject. This approach has in the soliton its main feature and in the thermal clouds its main novelty. The thermal cloud is constituted by thermal excitations bounded to the soliton. We assume, at the first moment, and as central hypothesis, that the density of the thermal cloud is proportional to the soliton hole (which 1S related to the matter vacancy) in the soliton frame. Two dynamics are developed: the mean-field, that gives origin to the normal fluid and the dynamics of the thermal cloud excitations. These two dynamics are compatibilized and by self-consistency we build the Statistical Mechanics of the solitons in the liquid. The results so obtained are in good agreement with the know results of experiments. There 1S a specific heat with a -divergence at T=2.1 K, and a thermal gap in the range T=6-9 K, which agrees with the neutron sacattering gap. The theory is microscopic in all respects and is improved with the introduction of the second condensed field. Using an effective Lagrangian, we have perfected the theory and have reproduced the soliton/thermal cloud dynamics in a more accurate fashion. The central phenomena in this approach is the condensation of the second classical field in the lowest energy state. The two approaches are equivalent, but the second one is the more correct and gives, essentially, the same results.

Estudamos alguns aspectos da Mecânica Estatística de sistemas com número finito de partículas. Com exceção do capítulo 1 este número de partículas é da ordem N = 108 ?, onde ? é a dimensão do sistema. Não calculamos apenas funções termodinâmicas, mas procuramos determinar conjuntos de configurações cuja probabilidade de ocorrência no Ensemble Canônico a dada temperatura seja próxima de 1. A partir daí, algumas funções termodinâmicas como calor específico e pressão são calculadas. Desenvolvemos técnicas para determinar estes conjuntos de configurações de grande probabilidade e tratamos em maior detalhe os seguintes modelos: a) gás de rede com potencial atrativo de primeiros vizinhos em 1 dimensão e baixa densidade (N3 << V, N = número de partículas, V = número de sítios na rede). b) um modelo semelhante ao \"Modelo da Gota\" de Fisher, em que partículas numa caixa podem se unir em aglomerados que se movem livremente na caixa sem graus internos de liberdade. Consideramos o modelo em 1 dimensão. c) O mesmo modelo (b) modificando o critério de distinguibilidade. d) O modelo (b) com graus de liberdade internos aos aglomerados. e) O modelo (b) num campo gravitacional uniforme. f) O modelo ferromagnético de Ising em qualquer dimensão com campo magnético externo e condições periódicas ou livres de contorno e em 1 dimensão sem campo externo e com um spin fixo e um extremo de rede. Estudamos ainda o modelo (b) no Ensemble Grã-Canônico e comparamos os resultados neste ensemble fixando o número médio de partículas com os resultados no Ensemble Canônico. / We study some aspects of the Statistical Machanics of systems with finite number of particles. With exception of chapter 1 this number of particles is of the order N = 108 ?, where ? is the dimensions f the system. We don\'t restrict ourselves to the calculation of thermo dynamical functions, instead we look for sets of configurations whose probability of occurrence in the Canonical Ensemble at given temperature is near to 1. This permits us to calculate some thermo dynamical functions like the specific heat and the pressure. Techniques to determine these sets of configurations of great probability are developed and we treat in great detail of the following models: a) A lattice gas with attractive nearest neighbor potential in 1 dimension and low density (N3 << V, N = number of particles, V = number of sites). b) A model similar to Fisher\'s \"Droplet Model\" in which particles inside a box can form clusters which move freely in the box without internal degrees of freedom. We consider the model in 1 dimension. c) The same model (b) with the distinguibility criterium modified. d) The model (b) with internal to the clusters degrees of freedom. e) The model (b) in a uniform gravitational field. f) The ferromagnetic Ising model in any dimension with external field and periodic or free boundary conditions, and in 1 dimension without external field and with one spin fixed in the value +1 in one extreme of the lattice. We study also the model (b) in the Grand-Canonical Ensemble and compare the results in this ensemble fixed the mean number of particles with the results in the Canonical Ensemble.

Orientador: Angelo Cataneo / Resumo: O presente trabalho foi realizado na Fazenda Experimental Lageado, UNESP, no município de Botucatu, Estado de São Paulo, em solo classificado como Nitossolo Vermelho Distrófico, o qual permaneceu em pousio nos últimos quatro anos. Duas malhas de pontos de coleta foram instaladas, uma em área submetida ao sistema de plantio convencional e a outra ao sistema de plantio direto. Objetivando fornecer subsídios para esquemas de amostragem e planejamento de experimentos de preparo do solo, foram avaliadas a variabilidade e dependência espacial das variáveis densidade do solo, pH, teores de matéria orgânica, fósforo e potássio. Os dados foram analisados de acordo com a estatística clássica e a geoestatística. Observou-se que a maior variabilidade foi para o fósforo e a menor para o pH. Pode-se verificar grau de dependência moderado no sistema de plantio convencional para as seguintes variáveis: pH , matéria orgânica, fósforo e potássio nas profundidades de 0 a 0,20 m e 0,20 a 0,40 m, com alcance entre 15m e 20m. No sistema plantio direto observou-se grau de dependência moderado para as varáveis: densidade do solo na profundidade de 0 a 0,10 m, pH nas profundidades de 0 a 0,20 m e 0,20 a 0,40 m, teor de matéria orgânica nas profundidades de 0 a 0,20 m e 0,20 a 0,40 m e potássio na profundidade de 0,20 a 0,40 m, com alcance de15 m e 20 m. Não foi detectado dependência espacial no sistema de plantio convencional para a variável densidade nas profundidades 0 a 0,10 m e 0,10 a 0,20 m . Da mesma forma no sistema plantio direto para as variáveis: densidade na profundidade de 0,10 a 0,20 m, fósforo nas profundidades de 0 a 0,20 m e 0,20 a 0,40 m e para o potássio na profundidade de 0 a 0,20 m, indicando uma distribuição aleatória ou seja independência espacial. Obteve-se maior número de semivariogramas com dependência espacial no sistema plantio direto. / Abstract: This study was carried out at the Experimental Farm Lageado, UNESP located, in the town district of Botucatu , São Paulo state whose soil is classified as Nitossolo Vermelho Distrófico (ULTISOL). This soil has been without human-hand plantation in the last four years. Two grids for samples collection were chosen, one in an area submited with conventional tillage system and another with no-tillage system. In order to supply subsidies for sampling schemes and planning experiments, it was evaluated the variability and spatial dependence of variables such as: soil density, pH, organic matter content, phosphorus and potassium. The data were processed and analyzed in according to classic statistics and geostatistics. The highest variability was found for phosphorus and the lowest for pH. It was verified a moderate degree of dependence of some variables to conventional tillage system such as: pH, organic matter, phosphorus and potassium in the depths 0-0.20 m and 0.20 m- 0.40 m, with spatial dependence between 15 and 20 m. In the no-tillage system it was found a moderate degree of dependence for variables such as: soil density in the depth 0-0.10 m, pH in the depths 0-0.20 m and 0.20-0.40 m, organic matter content in the depths 0-0.20 m and 0.20- 0.40 m and potassium in the depth 0.20-0.40 m, with spatial dependence between 15 and 20 m. There was no detected spatial dependence in the conventional tillage system on soil density ( 0-0.10 and 0.10-0.20 m depth). It happened similarly also for no-tillage sytem for the: soil density at the depth 0.10-0.20 m, phosphorus at the depth 0-0.20 m and 0.20-0.40 m and also for potassium at the deoth 0-0.20 m. In this case, there is an indication of random distribution meaning spatial independence. Thus a greater number of semivariograms was obtained with the no-tillage system and spatial dependence.

Sobre as equações de Vertogen e de Vries no modelo de Dicke generalizado / On the Vertogen and de Vries equations in the generalized Dicke model

Nesse trabalho estudamos dois tipos de modelos para a descrição dos sistemas magnéticos modulados. O primeiro é o modelo ANNNI (\"Axial Next-Nearest-Neighbor Ising\"). Dentro dos limites da aproximação de campo médio estudamos vários efeitos que surgem quando as interações intraplanares são menores que as interações interplanares. Investigamos em particular a ocorrência de fases desordenadas, assim denominadas por apresentar planos com magnetização nula. Estudamos ainda o comportamento dos pontos de acumulação de pontos de ramificação que determinam o limite entre as transições do tipo comensurável-comensurável e comensurável-incomensurável. Também investigamos dois variantes do modelo ANNNI, um com spin qualquer e outro com spin 1 e anisotropia de campo cristalino. O segundo tipo de modelo estudado, apropriado para sistemas apresentando modulações helicoidais das magnetizações, é um modelo planar clássico com interações competitivas entre primeiros e segundos vizinhos numa direção axial. Restringimos o nosso estudo ao zero absoluto de temperatura. Fizemos expansões das magnetizações em série de Fourier para campos baixos e altos. Também fizemos análise de estabilidade das fases comensuráveis, dentro de uma aproximação contínua, utilizando a teoria dos sólitons. Finalmente, estudamos numericamente o diagrama de fases do modelo aplicando o método dos potenciais efetivos. / In this work we have studied two types of models for the description of modulated magnetic systems. The first is the ANNNI (Axial NextNearest-Neighbor Ising) model. Within the mean-field approximation we have studied various effects which comes about when the intralayer interactions are weaker than the interlayer interactions. We have investigated in particular the possibility of partially disordered phases, characterized by the presence of layers with zero magnetization. We also have studied the behavior of the accumulation points of the branching points, which separates the commensurate-commensurate transitions from the commensurate-incommensurate transitions. We have also investigated two variants of the ANNNI model, one with an arbitrary spin and the other with spin 1 and a term of crystal-field anisotropy. The second type of the model we have studied, appropriate for systems presenting helicoidal modulation of the magnetization, is a classical planar model with nearest and next-nearest interactions along an axial direction. \\\'Ve have restricted our study to the absolute zero of the temperature. The magnetization is expanded in Fourier series for high and low fields. We also analyse the stability of the commensurate phases, within a continuum approximation, using the soliton theory. Finally, we construct numerically the phase diagram of the model using the method of effective potentials.

O interesse geral de nosso grupo é estudar sistemas moleculares em fase líquida. Para isto existem vários métodos de simulação. Dentre eles, os mais utilizados são o método Monte Carlo Matropolis e Dinâmica Molecular. Porém ambos necessitam do conhecimento prévio do potencial de interação molecular. Neste trabalho, estudamos um método de simulação recente que embora tenha sido idealizado em 1968 por Kaplow et al. só foi formalizado em 1988 por McGreevy et al. Este método é hoje chamado de Monte Carlo Reverso. A vantagem deste método é que ele não necessita do potencial de interação, mas sim do fator de estrutura ou da função de distribuição radial que podem ser obtidos experimentalmente por meio de espalhamento de raio-X ou de nêutrons. A desvantagem é que ainda existem algumas dúvidas sobre sua confiabilidade e aplicabilidade para sistemas líquidos. Neste trabalho, realizamos um estudo investigativo procurando adquirir conhecimento a respeito deste método para podermos obter nossas próprias experiências e conclusões. Inicialmente, desenvolvemos um código computacional utilizando o método Monte Carlo Reverso. Depois realizamos simulações de argônio líquido com a finalidade de testar nosso programa e posteriormente aplicarmos o método para o oxigênio líquido. Baseados nos resultados que obtivemos, concluímos que apesar do método Monte Carlo Reverso não ser capaz de descrever a termodinâmica do sistema, ele gera estruturas configuracionais com as mesmas características que as geradas com o Monte Carlo Metropolis. No futuro pretendemos analisar se as configurações geradas com o Monte Carlo Reverso são capazes de reproduzir as propriedades quânticas (dipolo, espectro de absorção, etc) da mesma maneira que o Monte Carlo Metropolis / Implementation and applications of the reverse Monte Carlo method for homogeneous liquids

A partir de um conjunto de análises químicas de rochas basálticas da Bacia do Paraná foram estudadas as relações entre elementos principais e traços. Nesse contexto foram revisados os princípios conhecidos que regem a associação entre elementos principais e traços e escolhida a abordagem estatística. Sob esta óptica foram revistas as distribuições de frequência dos elementos constituintes das rochas da província, foram estudadas as correlações simples entre os elementos, com o fito de medir interações entre eles, foram conduzidas análises de agrupamentos objetivando determinar associações entre grupos de elementos e finalmente, por meio de regressão múltipla, estabelecidas equações de previsão para elementos principais e índices de diferenciação a partir de elementos traços. / Not available.

Mestrado em Ciências Forenses / Master Degree Course in Forensic Sciences / No presente estudo, foi efectuada a determinação da concentração de mercúrio total em diferentes materiais humanos post-mortem, provenientes de dois cadáveres de indivíduos que presumivelmente faleceram por intoxicação por mercúrio inorgânico, por forma a estabelecer-se, inequivocamente, a sua causa de morte. Considerando o elevado tempo de sobrevida dos casos em estudo, investigou-se ainda a possibilidade de biotransformação de mercúrio inorgânico em derivados orgânicos no organismo humano, à semelhança do que está devidamente estabelecido para o mercúrio em compartimentos ambientais. Os cadáveres em estudo corresponderam a um indivíduo do sexo masculino e um indivíduo do sexo feminino, de 39 e 77 anos, respectivamente. No primeiro caso, a intoxicação ocorreu por ingestão de mercúrio inorgânico e no segundo caso por exposição dérmica a mercúrio inorgânico. A quantificação do mercúrio total foi efectuada através de espectrometria de absorção atómica com vapor frio (CVAAS). Para o doseamento do metilmercúrio foi desenvolvido um método de cromatografia líquida de alta resolução com detecção por ultra-violeta (HPLC-UV). A validação dos métodos compreendeu os parâmetros analíticos: linearidade, precisão e exactidão. Para a técnica de CVAAS, o estudo da linearidade realizou-se utilizando o método da curva de calibração. A precisão do método foi avaliada em termos de coeficiente de variação. No estudo da exactidão do método, recorreu-se ao método da adição de padrões. Foi efectuado ainda o estudo da exactidão recorrendo a material certificado, nomeadamente, padrão certificado Tuna Fish (CRM 463) e padrão certificado Pig Kidney (BCR 186). Para a técnica de HPLC-UV, o estudo da linearidade realizou-se utilizando o método da curva de calibração. A precisão do método, em termos de coeficiente de variação, avaliou-se em digestos de fígado e de rim. A exactidão foi avaliada pelo método da adição de padrões. O estudo da exactidão em material certificado foi também efectuado utilizando padrão certificado Tuna Fish (CRM 463). Os valores obtidos de mercúrio total para as amostras estudadas foram no primeiro caso, os seguintes: 49,9 g/g fígado, 0,33 g/g cérebro e 11,7 g/g sangue e no segundo caso 77,7 g/g rim, 46,6 g/g fígado, 14,6 g/g pulmão, 7,12 g/g estômago, 6,40 g/g baço, 2,95 g/mL sangue, 2,34 g/g coração, 1,40 g/mL urina e 0,21 g/g.encéfalo Os valores obtidos de metilmercúrio para as amostras estudadas foram no primeiro caso 1,70 g/g fígado e 0,15 g/mL sangue. No pulmão e no cérebro os resultados foram inferiores ao limite de detecção do método. No segundo caso, todos os resultados foram inferiores ao limite de detecção do método. Atendendo aos resultados obtidos, pode concluir-se que, nos dois casos em estudo, os valores de mercúrio total obtidos nas amostras post-mortem analisadas são consistentes com a morte por intoxicação por mercúrio. Os resultados correspondentes ao doseamento do metilmercúrio apontam para a possibilidade de biotransformação, no organismo humano, de mercúrio inorgânico em metilmercúrio. / The research carried out in the present study aimed at determining the total mercury concentration in post-mortem human tissues in order to determine the death cause. The tissues were collected from two corpses of individuals that presumably died from inorganic mercury intoxication. Given the time gap between the intoxication moment and death, further research was carried on the biotransformation of inorganic mercury into organomercurials in resemblance to the environmental behaviour. The corpses in this study belonged to two individuals aged 39 and 77, respectively male and female. In the first individual, the intoxication was due to inorganic mercury ingestion and on the second due to dermal exposition to inorganic mercury. Total mercury quantification was determined through Cold Vapour Generation Atomic Absorption Spectrometry (CVAAS). A High Resolution Liquid Chromatographic method with UV detection (HPLCUV) was developed for methilmercury dosing. Method validation was performed taking into account analytical parameters such as linearity, precision and accuracy. For the CVAAS technique linearity was achieved through the calibration curve method. Precision was tested using a variation coefficient. Accuracy was tested using standards addition method. Accuracy was further tested using certified material, namely certified Tuna Fish standard (CRM 463) and certified Pig Kidney standard (BCR 186). The linearization study for the HPLC-UV was performed using the calibration curve method. The precision of this method was evaluated in kidney and liver digests, regarding variation coefficient. Accuracy was evaluated using standards addition method. Accuracy was also studied using certified Tuna Fish standards (CRM 463). In terms of total mercury, the results obtained for the first case samples were: liver 49,9 g/g, brain 0,33 g/g and blood 11,7 g/g. For the second case samples the following results were achieved: kidney 77,7 g/g, liver 46,6 g/g, lungs 14,6 g/g, stomach 7,12 g/g, spleen 6,40 g/g, blood 2,95 g/mL, hart 2,34 g/g, urine 1,40 g/mL and encephalon 0,21 g/g. In the first case samples the values obtained for the methilmercury were: liver 1,70 g/g, blood 0,15 g/mL. In lungs and brain the results were less than the detection limit of the method. In the second case all the results were less than the detection limit of the method. Given the obtained results it can be concluded that, for both cases, obtained total mercury values from post-morten samples were consistent with mercury intoxication dead. The results corresponding to methilmercury dosing suggest that biotransformation on the human body occurs from inorganic mercury into methilmercury.

Mestrado em Ciências Forenses / Master Degree Course in Forensic Sciences