Nesta tese, desenvolvemos um modelo efetivo para a matéria nuclear, com vistas à escrição de propriedades de estrelas de nêutrons e pulsares, por meio de uma formulação lagrangeana que busca exaurir o espaço de fase dos campos mesônicos por meio de um tratamento perturbativo que apresente alto grau de consistência com o conceito de naturalidade, de modo a aprimorarmos as predições dos tratamentos teóricos mais convencionais. Uma versão preliminar deste modelo efetivo, que contempla a presença, no setor bariônico, somente dos campos dos núcleons, é inicialmente apresentada, juntamente com a abordagem dos temas da naturalidade, da anomalia Nolen-Schiffer e da quebra de simetria de isospin na matéria nuclear. Ainda, com base na conservação de simetria quiral, apresentamos a predição da existência de um estado ressonante mesônico no setor escalar-isovetorial leve, estado este representado pelo campo ç. E então, baseados no conceito de naturalidade, desenvolvemos o modelo efetivo para a matéria nuclear supra mencionado. A versão do modelo efetivo inicialmente desenvolvido contempla acoplamentos entres os campos dos núcleons e dos mésons a, w,_,_e ç. Então apresentamos as predições do modelo para a anomalia Nolen-Schiffer e discutimos os resultados obtidos. Os resultados obtidos neste trabalho apresentam expressivo aprimoramento na descrição da anomalia Nolen-Schiffer quando comparados os correspondentes resultados do modelo MRWY desenvolvido recentemente por outros autores. Em primeiro lugar porque nossos resultados apresentam percentuais de melhoramento na descrição da anomalia Nolen-Schiffer que variam entre 80% e 320%. Em segundo lugar porque o ordenamento dos resultados obtidos em nosso trabalho está em conformidade com o ordenamento dos dados experimentais, diferentemente dos resultados apresentados no trabalho supra mencionado. Em especial, nossas predições para o ordenamento dos dados experimentais da anomalia Nolen-Schiffer (_ANS) contemplam o conhecido crescimento anômalo, ou seja, que _ANS não cresce necessariamente com o número de massa, pois _ANS é menor para os núcleos 39Ca-39 K em comparação aos núcleos 17F-17 O. Introduzimos também uma versão estendida do modelo anteriormente apresentado em que consideramos acoplamentos de natureza não-linear envolvendo o octecto fundamental bariônico e os campos dos mésons a, w,_,ç,_,a*, Ø. Denominamos esta formulação como modelo ZM modificado, adotando a sigla ZMM para caracterizá-lo. Utilizando procedimentos padrões da teoria quântica de campos, obtivemos então para o modelo ZMM a equação de estado para a matéria nuclear em equilíbrio ß e em equilíbrio ß generalizado. Os resultados obtidos indicam que a presença do méson_ implica na diminuição da assimetria de isospin no setor dos núcleons da estrela de nêutrons, ou seja, na diminuição da diferença do número de nêutrons e prótons do sistema. A inclusão do méson ç leva a uma diminuição da assimetria de isospin ainda maior, ou seja, sua presença é equivalente à uma amplificação da amplitude do méson_. Os resultados obtidos para o modelo ZMM indicam que a inclusão do méson_ e do estado ressonante ç no formalismo modifica os valores da massa máxima e do raio das estrelas de nêutrons. Finalmente derivamos uma formulação relativística para descrever o chamado processo Urca direto em matéria bariônica degenerada.Nossos resultados indicam que estrelas de nêutrons com massas superiores a MEN ~ 0,9M_, - que representa a massa estelar crítica, ou seja, a massa da estrela de nêutrons cuja densidade bariônica central atingiu a densidade crítica- , seriam resfriadas eficientemente e estariam fora da possibilidade de detecção por radiação térmica em poucos anos. / In this thesis we developed an effective model for nuclear matter, with a view to the description of the properties of neutron stars and pulsars, using a lagrangean formulation which exhausts the phase space of the meson fields through a treatment that presents high level of consistency with the concept of naturalness, in order to improve the predictions of more conventional theoretical treatments. A preliminary version of this effective model, which includes the presence, in the baryon sector, only of the nucleon fields is initially presented and then we make a study on the themes of naturalness, Nolen-Schiffer anomaly and the broken symmetry of the nuclear isospin. Still, based on the conservation of chiral symmetry, we present the predictions for a new resonant meson state in the scalar-isovectorial sector, this state represented by the symbol ç. And then, based on the concept of naturalness, we developed the effective model for nuclear matter we mentioned above. The version of the effective model originally developed presents couplings between the fields of the nucleons and the a, w,_,_and ç meson fields. Then we present the predictions of the model for the Nolen-Schiffer anomaly and discuss the results. The results of this study show significant improvements in the description of the Nolen-Schiffer anomaly when compared to the corresponding results of the MRWY model developed recently by other authors. Firstly, because our results show a relevant improvement in the description of the Nolen-Schiffer anomaly that vary between 80 and 320 percent. Secondly, because the achievements of our work are in good accordance with experimental data, unlike the results presented in the work mentioned above. In particular, our predictions for the Nolen-Schiffer anomaly (_NSA) include the known anomalous growth, namely that _NSA does not necessarily grows with the nuclear mass, because _NSA is lower for the nuclei 39Ca-39K compared to the 17F-17 O nuclei. We have also introduced an extended version of the model previously presented involving the fundamental baryon octect and the a, w,_,ç,_,a*, Ø meson fields. We call this formulation as ZM modified model, adopting the acronym ZMM to characterize it. Using standard procedures of the quantum field theory, then we use the ZMM model to describe the equation of state for nuclear matter in ß and generalized ß equilibrium. The results of our approaches indicate that the presence of the_ meson increases the isospin asymmetry in the nucleon sector of the neutron star, this way reducing the difference in the number of neutrons and protons in the system. The inclusion of the resonant state ç leads to an increase of the asymmetry of isospin even greater, that is, their presence is equivalent to an amplification of the magnitude of _ meson. The results for the ZMM model indicate that the inclusion of the _ and ç meson states in the formalism modifies the values of the mass and radius of the neutron stars. Finally, we derive a relativistic formulation to describe the so called direct Urca process in barionic degenerated matter. Our results indicate that the neutron stars with mass greater than MNE~ 0.9M_, which represents the stellar critical mass (the mass of the neutron star whose baryon central density reached the critical density) would be cooled efficiently and be outside the possibility of detection by heat radiation in a few years.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:33:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 233089.pdf: 13754710 bytes, checksum: 83f386d839c8741a3d75a3c1a5959660 (MD5) / O espectro de uma galaxia guarda preciosos vestigios dos processos fisicos ocorridos com os seus constituintes. Podem-se decifrar essas assinaturas, impressas ao longo da evolução galactica, através da sintese espectral de populações estelares. A síntese espectral consiste em modelar o espectro observado de uma galáxia a partir de uma mistura de estrelas ou populações estelares, além de parametros cinemáticos e da extinção por poeira. Neste trabalho, apresentamos duas aplicações do nosso código de síntese starlight. O primeiro estudo não trata explicitamente de populações estelares, mas utiliza as mesmas técnicas de síntese espectral. Apresentamos um atlas de 78 objetos na região do tripleto do cálcio 8498.02, 8542.09, 8662.14 °A, 69 dos quais são galáxias ativas. Com a finalidade de estudar a cinem´atica estelar dessa amostra, medimos as dispersões de velocidades estelares nucleares para 72 desses objetos, a partir de dois métodos: o do ajuste direto (que faz uso do código starlight) e o da correlação cruzada. A concordância entre os métodos é excelente. Em estudos posteriores, a dispersão de velocidades pode ser usada para diagnósticos de populações estelares, através da razão massa/luminosidade, e para o estudo da atividade em núcleos ativos de galáxias, através da relacão entre a dispersão de velocidades e a massa do buraco negro central. Para uma sub-amostra de 34 objetos, obtivemos espectros espacialmente resolvidos com bom sinal-ruído. Analisamos então o comportamento da dispersão de velocidades e da largura equivalente do tripleto do cálcio com a posição espacial. Apesar da nossa resolução espacial não ser muito favorável para estudos mais detalhados, obtivemos um resultado interessante: não há diluição da largura equivalente do Cai para as galáxias Seyfert 2 com formação estelar da nossa amostra, o que contrasta com a diluição da linha K do cálcio (estudo feito no óptico por outros autores) para esses mesmos objetos. Aplicamos também o starlight a uma amostra de 354992 galáxias da base de dados do Sloan Digital Sky Survey (sdss). Essa enorme amostra de objetos permite desvendar algumas questões astrofísicas sobre a evolução e a natureza de galáxias. Para que os modelos e os parâmetros recuperados com o nosso c´odigo de síntese sejam os mais precisos possíveis, desenvolvemos um algoritmo para a criação automática de máscaras (isto é a eliminação de regiões indesejáveis no ajuste do modelo). Para exemplificar o potencial de estudos que podem ser derivados da nossa análise, apresentamos alguns resultados preliminares da história de formação estelar de galáxias em função de suas posicões em diagramas de diagnóstico clássicos e também em funcão de sua massa. Galactic spectra contain valuable information about the composition of a galaxy and the physical processes that took place in it. Hence a good way of tracing the evolution of a galaxy is by means of spectral synthesis methods. In short, the spectral synthesis fits an observed spectrum with a combination of stars or stellar populations, kinematic parameters and dust attenuation. This work presents two different applications of our synthesis algorithm starlight. Our first study does not really focus on stellar populations, although it does make use of the same spectral synthesis techniques. We present an atlas of 78 objects in the calcium triplet region 8498.02, 8542.09, 8662.14 °A, 69 of which are active galaxies. To study the stellar kinematics of our sample, we measure central stellar velocity dispersions for 72 galaxies in two different ways: with the direct fitting (for which we use the starlight code) and cross-correlation methods. We find the methods are in very good agreement with each other. As future steps, we highlight the use of these results as a diagnosis of stellar populations, through the mass-to-light ratio, and the activity, through the black hole mass and velocity dispersion relation. We have also selected a sub-sample of 34 spacially resolved objects with reasonably good off-nuclear signal-to-noise. We study spacial variations of both the velocity dispersion and the calcium triplet equivalent width. Even though our spacial resolution does not allow very detailed studies, we find an interesting result: we see no dilution in the Ca ii equivalent width for composite starburst + Seyfert 2 galaxies, in contrast to the dilution of the Ca K line (studied in the visible band, by other authors) for the same objects. We also use starlight to study a sample of 354992 galaxies from the Sloan Digital Sky Survey (sdss). This huge sample can shed a new light on some astrophysical questions concerning the composition and evolution of galaxies. In order to start investigating them, we wish to recover very precise synthesis parameters. Thus we have developed a method that automates the process of creating masks (i.e., masking out unwanted spectral features), which plays an important role in determining such parameters. In addition, we explore some preliminary results for this sample, namely the star formation history of galaxies as a function of their loci in classical diagnostic diagrams and as a function on their masses.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-23T04:54:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 243027.pdf: 380501 bytes, checksum: 9c262c52631e9c7983af0694bcea54d3 (MD5) / Neste trabalho investigamos possíveis variações no movimento e na constituição de estrelas de nêutrons: a inclusão da rotação em contraposição a estrelas estáticas e a inclusão de carga elétrica em contraposição a estrelas neutras. Os cálculos são feitos separadamente. Na primeira parte usamos o método proposto por Hartle e Thorne para calcular as propriedades de estrelas de nêutrons em rotação. Na segunda parte estudamos o efeito da carga elétrica nas estrelas de nêutrons assumindo que a distribuição de carga é proporcional a densidade de energia numa proposta ingênua. Em ambos os estudos torna-se necessário rever as equações de Tolman-Oppenheimer-Volkoff, obtidos originalmente para descrever estrelas homogêneas e estáticas. Todos os cálculos foram efetuados a partir de equações de estado derivadas de modelos nucleares relativísticos para temperatura zero e também para entropias fixas.

Nesta tese, desenvolvemos um modelo efetivo para a matéria nuclear, com vistas à escrição de propriedades de estrelas de nêutrons e pulsares, por meio de uma formulação lagrangeana que busca exaurir o espaço de fase dos campos mesônicos por meio de um tratamento perturbativo que apresente alto grau de consistência com o conceito de naturalidade, de modo a aprimorarmos as predições dos tratamentos teóricos mais convencionais. Uma versão preliminar deste modelo efetivo, que contempla a presença, no setor bariônico, somente dos campos dos núcleons, é inicialmente apresentada, juntamente com a abordagem dos temas da naturalidade, da anomalia Nolen-Schiffer e da quebra de simetria de isospin na matéria nuclear. Ainda, com base na conservação de simetria quiral, apresentamos a predição da existência de um estado ressonante mesônico no setor escalar-isovetorial leve, estado este representado pelo campo ç. E então, baseados no conceito de naturalidade, desenvolvemos o modelo efetivo para a matéria nuclear supra mencionado. A versão do modelo efetivo inicialmente desenvolvido contempla acoplamentos entres os campos dos núcleons e dos mésons a, w,_,_e ç. Então apresentamos as predições do modelo para a anomalia Nolen-Schiffer e discutimos os resultados obtidos. Os resultados obtidos neste trabalho apresentam expressivo aprimoramento na descrição da anomalia Nolen-Schiffer quando comparados os correspondentes resultados do modelo MRWY desenvolvido recentemente por outros autores. Em primeiro lugar porque nossos resultados apresentam percentuais de melhoramento na descrição da anomalia Nolen-Schiffer que variam entre 80% e 320%. Em segundo lugar porque o ordenamento dos resultados obtidos em nosso trabalho está em conformidade com o ordenamento dos dados experimentais, diferentemente dos resultados apresentados no trabalho supra mencionado. Em especial, nossas predições para o ordenamento dos dados experimentais da anomalia Nolen-Schiffer (_ANS) contemplam o conhecido crescimento anômalo, ou seja, que _ANS não cresce necessariamente com o número de massa, pois _ANS é menor para os núcleos 39Ca-39 K em comparação aos núcleos 17F-17 O. Introduzimos também uma versão estendida do modelo anteriormente apresentado em que consideramos acoplamentos de natureza não-linear envolvendo o octecto fundamental bariônico e os campos dos mésons a, w,_,ç,_,a*, Ø. Denominamos esta formulação como modelo ZM modificado, adotando a sigla ZMM para caracterizá-lo. Utilizando procedimentos padrões da teoria quântica de campos, obtivemos então para o modelo ZMM a equação de estado para a matéria nuclear em equilíbrio ß e em equilíbrio ß generalizado. Os resultados obtidos indicam que a presença do méson_ implica na diminuição da assimetria de isospin no setor dos núcleons da estrela de nêutrons, ou seja, na diminuição da diferença do número de nêutrons e prótons do sistema. A inclusão do méson ç leva a uma diminuição da assimetria de isospin ainda maior, ou seja, sua presença é equivalente à uma amplificação da amplitude do méson_. Os resultados obtidos para o modelo ZMM indicam que a inclusão do méson_ e do estado ressonante ç no formalismo modifica os valores da massa máxima e do raio das estrelas de nêutrons. Finalmente derivamos uma formulação relativística para descrever o chamado processo Urca direto em matéria bariônica degenerada.Nossos resultados indicam que estrelas de nêutrons com massas superiores a MEN ~ 0,9M_, - que representa a massa estelar crítica, ou seja, a massa da estrela de nêutrons cuja densidade bariônica central atingiu a densidade crítica- , seriam resfriadas eficientemente e estariam fora da possibilidade de detecção por radiação térmica em poucos anos. / In this thesis we developed an effective model for nuclear matter, with a view to the description of the properties of neutron stars and pulsars, using a lagrangean formulation which exhausts the phase space of the meson fields through a treatment that presents high level of consistency with the concept of naturalness, in order to improve the predictions of more conventional theoretical treatments. A preliminary version of this effective model, which includes the presence, in the baryon sector, only of the nucleon fields is initially presented and then we make a study on the themes of naturalness, Nolen-Schiffer anomaly and the broken symmetry of the nuclear isospin. Still, based on the conservation of chiral symmetry, we present the predictions for a new resonant meson state in the scalar-isovectorial sector, this state represented by the symbol ç. And then, based on the concept of naturalness, we developed the effective model for nuclear matter we mentioned above. The version of the effective model originally developed presents couplings between the fields of the nucleons and the a, w,_,_and ç meson fields. Then we present the predictions of the model for the Nolen-Schiffer anomaly and discuss the results. The results of this study show significant improvements in the description of the Nolen-Schiffer anomaly when compared to the corresponding results of the MRWY model developed recently by other authors. Firstly, because our results show a relevant improvement in the description of the Nolen-Schiffer anomaly that vary between 80 and 320 percent. Secondly, because the achievements of our work are in good accordance with experimental data, unlike the results presented in the work mentioned above. In particular, our predictions for the Nolen-Schiffer anomaly (_NSA) include the known anomalous growth, namely that _NSA does not necessarily grows with the nuclear mass, because _NSA is lower for the nuclei 39Ca-39K compared to the 17F-17 O nuclei. We have also introduced an extended version of the model previously presented involving the fundamental baryon octect and the a, w,_,ç,_,a*, Ø meson fields. We call this formulation as ZM modified model, adopting the acronym ZMM to characterize it. Using standard procedures of the quantum field theory, then we use the ZMM model to describe the equation of state for nuclear matter in ß and generalized ß equilibrium. The results of our approaches indicate that the presence of the_ meson increases the isospin asymmetry in the nucleon sector of the neutron star, this way reducing the difference in the number of neutrons and protons in the system. The inclusion of the resonant state ç leads to an increase of the asymmetry of isospin even greater, that is, their presence is equivalent to an amplification of the magnitude of _ meson. The results for the ZMM model indicate that the inclusion of the _ and ç meson states in the formalism modifies the values of the mass and radius of the neutron stars. Finally, we derive a relativistic formulation to describe the so called direct Urca process in barionic degenerated matter. Our results indicate that the neutron stars with mass greater than MNE~ 0.9M_, which represents the stellar critical mass (the mass of the neutron star whose baryon central density reached the critical density) would be cooled efficiently and be outside the possibility of detection by heat radiation in a few years.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 330576.pdf: 2171200 bytes, checksum: 48946a1814a66279ef381d823e2123f3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Galáxias post-starburst (PSB) apresentam espectros com fortes linhas de absorção na série de Balmer e fracas linhas de emissão associadas a formação estelar, indicando uma predominância de populações estelares jovens e nenhum sinal de formação estelar atual. Combinando dados do Sloan Digital Sky Survey comos resultados da aplicação de um método de síntese espectral, selecionamos 427 galáxias PSB a partir de uma amostra limitada em volume de 162 538 objetos com redshift entre 0,04 e 0,095. Nossos resultados mostram que galáxias post-starburst têm um desenvolvimento extremamente tardio quando comparadas com outras galáxias. Suas massas estelares atuais são comparáveis às de galáxias star-forming. Por outro lado, enquanto galáxias star-forming formam sua massa de maneira contínua, galáxias PSB apresentam uma forte descontinuidade em sua taxa deformação estelar por volta de 3 Ganos atrás, formando até 40% de sua massa no período entre 3 bilhões e 150 milhões de anos atrás e cessando sua formação estelar em seguida. A alta quantidade de massa formada nos últimos 3 Ganos pode indicar que estas galáxias são remanescentes de fusões com galáxias de massa comparável, o que é verificado em redshifts mais altos. Dados morfológicos do Galaxy Zoo mostram que apenas 14,5% das galáxias PSB em nossa amostra apresentam vestígios de fusões e menos de 1% apresentam sinais evidentes de fusões. Uma justificativa para este resultado é que o tempo característico para que o espectro de uma galáxia apresente características PSB após uma fusão é maior do que o tempo necessário para o desaparecimento dos vestígios desta fusão. Esta hipótese é compatível coma baixa incidência de galáxias espirais em nossa amostra de galáxias PSB.<br> / Abstract: Post-starburst (PSB) galaxies are characterized by strong Balmer absorption lines and weak emission lines associated with star formation in their spectra. These characteristics indicate a predominance of young stellar populations and no ongoing star formation. Combining data from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) with results from a spectral synthesis code, we selected 427 PSB galaxies in a volume limited sample containing 162 538 objects from the SDSS DR7 with redshift between 0.04 and 0.095. From the spectral synthesis we recovered the star formation histories (SFH) of these galaxies, showing that they assembled stellar mass later than the average galaxy population (in a % basis). Stellar masses of PSB galaxies are comparable to those of star-forming galaxies, but while star-forming galaxies assemble their stellar mass in a continuous way, PSB galaxies show a strong slope in their SFH, forming up to 40% of their stellar mass in the period between 150 Myrand 3 Gyr ago. This strong slope can be associated to major-mergers, although these events are not detectable using Galaxy Zoo data. According to Galaxy Zoo, only 14.5% of PSB galaxies show traces of mergers and less than 1% show strong morphological evidences of mergers. We briefly discuss the timescales involved in merger induced star formation and the lifetime of merger features, showing that the PSB phenomena may in fact be merger related, but by the time we detect the PSB spectral features, the merger evidences are already undetectable in SDSS photometry. This idea is compatible with the low incidence of spiral galaxies in the PSB sample.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-10-24T03:18:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347982.pdf: 748368 bytes, checksum: 7e3ab93337c3b93718c64768045d6ef4 (MD5) Previous issue date: 2017 / Neste trabalho, investigamos a possibilidade de obter uma equação de transporte quântica e relativística tipo Vlasov para a matéria nuclear característica da crosta interna dos magnetares, assim como relações de dispersão, através do uso do formalismo de Wigner. Demonstramos que o método é consistente com outras maneiras de obter equações desse tipo e aplicamos as equações obtidas para o cálculo de propriedades de transporte da matéria nuclear assimétrica infinita sob a ação de campos magnéticos fortes, determinando limites de instabilidade relacionados a transições de fase de primeira ordem.<br> / Abstract : In this work, we investigate the possibility of obtaining a Vlasov type quantum-relativistic transport equation for the kind of nuclear matter characteristic of the inner crust of magnetars, as well as dispersion relations, using the Wigner formulation of quantum mechanics. We show that the method is consistent with other approaches to the same problem and use the equations obtained here in order to calculate transport properties of infinite asymmetric nuclear matter under the influence of strong magnetic fields, determining instability limits related to first-order phase transitions.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2013-03-04T19:15:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 305011.pdf: 2487219 bytes, checksum: 713335360058710ea5201494fb42fa14 (MD5) / Calculamos neste trabalho propriedades das fases exóticas da matéria npe conhecidas como "pasta", que são encontradas na crosta das estrelas de nêutrons, partindo do modelo de Walecka não-linear com a parametrização NL3. Desenvolvemos um algoritmo para realizar o cálculo numérico incluindo termos de segunda ordem nas expansões das densidades e da energia, isto é, utilizando a aproximação de Thomas-Fermi estendida. Limitamo-nos ao estudo das fases com geometrias tridimensionais a temperatura zero, e obtivemos para esses casos a configuração preferencial (estado fundamental) para diferentes densidades, assim como a região de transição entre a pasta e a fase homogênea, mostrando uma dependência desta com a fração de prótons. / In this work, we have calculated properties of exotic phases of npe matter known as \pasta", which are found on the crust of neutron stars, starting from the non-linear Walecka model with the NL3 parametrization. We have developed an algorithm to perform the numerical calculation including second-order terms in the expansions of the densities and energy, that is, using the extended Thomas-Fermi approximation. We have limited ourselves to the study of phases with three-dimensional geometry at zero temperature, and have obtained for those cases the preferential (ground-state) configuration for different densities, as well as the transition region between the pasta and the homogeneous phase, showing its dependence with the proton fraction.

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-21T04:10:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344154.pdf: 2373970 bytes, checksum: fd68e42b77d90a2c12d6366d3ad7cb2e (MD5) Previous issue date: 2016 / Esta dissertação descreve o desenvolvimento e implementação de um material instrucional composto por um texto principal intitulado Formação e Evolução Estelar, um experimento intitulado Medindo a Temperatura Efetiva do Sol e um site intitulado Evolução Estelar. O material foi desenvolvido para professores de Física da Educação Básica que desejam enriquecer suas aulas trabalhando conceitos de Termodinâmica contextualizados com a Formação e Evolução Estelar. Ele foi aplicado em uma turma de Ensino Médio de uma escola pública da rede estadual de Santa Catarina. Os resultados indicam a possibilidade da inserção de tópicos de Astrofísica no Ensino de Física, bem como a validade de se trabalhar a Termodinâmica de forma contextualizada à formação e evolução das estrelas. Ficou evidenciado a disposição e interesse dos alunos pelo tema, assim como a participação e envolvimento em todas as aulas. Nossa intenção é que este trabalho seja uma referência de fácil acesso e que se torne um material enriquecedor para professores e alunos.<br> / Abstract : This Thesis describes the development and implementation of an instructional material that consists of a main text entitled Formation and Evolution of Stars, an experiment entitled Measuring the Sun's temperature and a Website called Stellar Evolution. The material was developed for physics? teachers of the High School who intend to enlarge their classes working with thermodynamics concepts related to the formation and evolution of stars. It was applied to High School students of a public school in the Santa Catarina state, Brazil. The results of our investigation indicate the possibility to include Astrophysics topics in teaching Physics within the context of Thermodynamics. We have observed the interest of the students in Thermodynamics following this approach. We believe this work will be a reference of easy access and can help teachers and students to learn more about concepts of Thermodynamics by this new road.

Orientador: Armando Turtelli Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-18T15:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_NiltonMengotti_M.pdf: 4120969 bytes, checksum: 25c8c0d506418c79032cd166f5fab1a8 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: São descritas as principais características esperadas da emissão de neutrinos devidos a um colapso estelar. É também feita uma descrição do experimento LVD, que tem por objetivo principal a detecção de neutrinos de colapsos gravitacionais. São estudadas e testadas técnicas de análise de dados, com objetivo de se definir critérios de escolha de eventos candidatos a "bursts" de neutrinos. Dados experimentais são então analisados, demonstrando a possibilidade do uso da técnica desenvolvida, a estabilidade do experimento e a sua capacidade de monitorar toda a Galáxia no que se refere a neutrinos de colapsos gravitacionais / Abstract: Ain features of neutrino emission due to stellar collapse are described. The LVD experiment, which has as main goal the detection of neutrinos from gravitational collapses, is also described. Data analysis techniques are studied and tested, with the purpose of defining criteria of burst candidates selection. Experimental data are then analyzed, showing the possibility of using the developed technique, the stability of the experiment, and its capability of monitoring the entire Galaxy for neutrinos from gravitational collapses / Mestrado / Física / Mestre em Física

Be stars are main-sequence stars and a specific subclass of B type stars with the unique characteristic of showing HI Balmer emission lines in their optical spectra that originates from a circumstellar disk around the star. Over the past 50 years, the Galactic Be star $\\omega$ CMa has exhibited quasi-regular outbursts, every 8 years or so, when the star brightens by about half a magnitude in the V-band. During these outbursts a new disk is formed during the first 3-4 years, and then dissipates in the following 4-6 years. We have access to a rich dataset (including photometry, polarimetry, interferometry and spectroscopy) of $\\omega$ CMa since March 1964 covering several outbursts and quiescence phases. Thus, nature has provided us the perfect experiment to study how Be star disks grow and dissipate. There is an increasing body of evidence that suggests that Be disks are well described by the Viscous Decretion Disk (VDD) model according to which the formation and structure of the disk depend on the kinematic viscosity of the gas. However, most observational tests of the VDD to-date were done for systems that do not display strong temporal variability. We use the rich dataset available for $\\omega$ CMa to perform the first in-depth test of the VDD scenario in a system with strong temporal variability. We use the radiative transfer code HDUST to analyze and interpret the observational dataset. From this analysis we (1) obtain a realistic physical model of the circumstellar environment; (2) measure the viscosity parameter of the gas, both during the formation and dissipation phases of the disk; (3) obtain a reliable estimate of the stellar mass and angular momentum loss rates during outburst. Our simulations offer a good description of the photometric variability, which suggests that the VDD model adequately describes the structural evolution of the disk. Furthermore, our analysis allowed us to determine the viscosity parameter $\\alpha$, as well as the net mass and angular momentum (AM) loss rates. We find that $\\alpha$ is variable, ranging from 0.1 to 1.0, not only from cycle to cycle but also within a given cycle. Additionally, build-up phases have larger values of $\\alpha$ than the dissipation phases. We also find that, contrary to what is generally assumed, during dissipation the outward AM flux is not necessarily zero, meaning that $\\omega$ CMa does not experience a true quiescence but, instead, switches between a high AM loss rate state to a low AM loss rate one during which the disk quickly assumes an overall lower density but never zero. We confront the average AM loss rate with predictions from stellar evolution models for fast-rotating stars, and find that our measurements are smaller by more than one order of magnitude. The model developed using the V-band photometry as a constraint was applied to several other observables. Overall, the results of this multi-technique study were very positive, with a good match for multi-band photometry, polarization, and most spectroscopic characteristics. This is a very relevant result, as it proves that a model that was constructed from constraints only from the very inner part of the disk (the $V$-band light curve), could be extended to the whole disk and to other physical processes. / Estrelas Be são um subtipo específico de estrelas de sequência principal de tipo espectral B. Elas possuem características únicas tais como a presença de linhas de emissão em seu espectro, que se originam de um disco circunstelar. Nos últimos 50 anos, a estrela Be galáctica CMa exibiu erupções quasi-regulares, a cada 8 anos aproximadamente, onde a estrela torna-se mais brilhante na banda V. Nestas erupções um novo disco se forma nos primeiros 3-4 anos e depois dissipa-se nos 4-6 anos seguintes. Temos acesso a uma base de dados rica (incluindo fotometria, polarimetria, interferometria e espectroscopia) de CMa desde março de 1964, que cobre vários ciclos de erupções e quiescências. Assim, a natureza nos proveu um experimento perfeito para estudar como discos de estrelas Be crescem e dissipam-se. Há um corpo de evidências cada vez maior que sugerem que os discos de estrela Be são bem descritos pelo modelo de decréscimo viscoso (VDD), segundo o qual a formação e estrutura do disco depende da viscosidade cinemática do gás. Entretanto, a maioria dos testes conduzidos com o VDD até o momento foram feitos para sistemas que não mostram forte variabilidade temporal. Usamos a rica base de dados de CMa para conduzir o primeiro teste aprofundado do VDD em um sistema fortemente variável. Usamos o código de transporte radiativo HDUST para analisar e interpretar os dados. Desta análise obtemos (1) um modelo fisicamente realista do ambiente circunstelar, (2) a viscosidade do gás, e (3) uma estimativa confiável das taxas de perda de massa e momento angular durante os eventos de formação do disco. Nossas simulações conseguem reproduzir a variabilidade fotométrica muito bem, o que sugere que o modelo VDD descreve corretamente a evolução estrutural do disco. Mostramos que o parâmetro de viscosidade é variável, com valores entre 0.1 e 1. Adicionalmente, as fases de construção do disco têm valores de viscosidade maior. Contrariamente ao que se acredita, mostramos que durante a dissipação a taxa de perda de momento angular não é necessariamente nula, o que implica que CMa não experimenta uma quiescência verdadeira, mas alterna entre uma fase de alta taxa de perda de momento angular (erupção) e uma fase de baixa taxa (quiescência). Confrontamos as taxas de perda de momento angular com as preditas pelos modelos evolutivos de Genebra, e encontramos que nossas taxas são mais que 10 vezes menores que as taxas de previstas pelos modelos. O modelo desenvolvido para reproduzir a curva de luz na banda V foi aplicado a vários outros observáveis. De forma geral, os resultados deste estudo multi-técnica foram muito positivos, com uma boa concordância com a fotometria multi-banda, polarização, e a maioria das características espectrais. Este é um resultado muito relevante, pois prova que um modelo que foi construído apenas a partir de vínculos para a interna do disco (a curva de luz na banda V), pode ser estendido para todo o disco e também outros processos físicos.