Nesta tese estudamos algumas propriedades da eletrodinamica em 2+1 dimensoes. Perturbativamente, esta teoria e inconsistente, devido a ocorrencia de fortes divergencias infravermelhas. E mostrado que tal problemas pode ser sanado quando efeitos nao perturbativos de polarizacao do vacuo sao incorporados, promovendo a melhoria do comportamento infravermelho da teoria. Isto e decorrente da geracao de um termo de chern-simons. Analisamos, tambem, a existencia de estados ligados fermion-fermion, a qual pode ser relevante no contexto da supercondutividade a altas temperaturas. Alem disso, obtemos a contribuicao para o momento magnetico anomalo do fermio vinda da correcao de vertice. Uma motivacao para este trabalho advem de estudos feitos originalmente para o modelo de thirring em 2+1 dimensoes, os quais sao apresentados na parte inicial desta tese. / In this thesis we study some properties of electrodynamics in 2+ 1 dimensions. Perturbatively, inconsistencies appear, due to strong infrared divergencies. It is shown that this problem can be overcome when vacuum polarization effects are nonperturbatively incorporated, leading to a better infrared behavior of the theory. This is a consequence of the generation of a Chern-Simons term. Also, we analyse the existence of fermion-fermion bound states, which may be relevant for high-Tc superconductivity. Furthermore, from the vertex corrections we determine the contribution for the fermion anomalous magnetic moment. A motivation for this work comes from earlier studies in the context of the 2+ 1 dimentional Thirring model. Those studies are presented in the initial part of this thesis.

Neste trabalho estudamos a extensão da aproximação de campo médio, dada uma condição inicial, para a evolução temporal de um sistema composto de férmions e bósons que interagem. Para isto usamos uma técnica de projeção dependente do tempo através do qual obtemos equações de movimento do tipo cinético para o conjunto de variáveis dinâmicas de um corpo. Na primeira parte do trabalho aplicamos a técnica para um sistema descrito pelo modelo de Jaynes Cummings, o qual descreve a interação da matéria, representada por um sistema de dois níveis, com a radiação, representada por um modo normal do campo quantizado. Obtemos a dinâmica de campo médio e a seguir usando a técnica de projeçào, calculamos correções à esta descrição de campo médio. Além de ser um modelo exatamente solúvel, o que nos permite comparar nossos resultados com a solução exata, o modelo de Jaynes-Cummings corresponde ao plasma escalar relativístico em zero dimensões espaciais. Na segunda parte deste trabalho estudamos o modelo do plasma escalar relativístico. Esta teoria quântica de campos descreve a interação de campos bosônicos escalares e fermiônicos de spin-1/2 através de uma interação do tipo Yukawa. Para o sistema do plasma escalar relativístico obtemos as equações que descrevem a dinâmica de campo médio e a partir das soluções estacionárias, renormalizamos a teoria. Finalmente, estudamos o regime de pequenas oscilações em torno do equilíbrio, obtendo soluções analíticas para a evolução de nossas variáveis. Analisamos também as condições para existência de estados ligados neste regime. / In this work we study the extension of the mean-field approximation, given an initial condition, to the time evolution of a fermion-boson system. We use a time-dependent projection where we obtain kinetic-type equations for the set of one-body variables. First, we study the Jaynes-Cummings model which describes the interaction of the matter represented by the two-level system with the radiation represented by the normal mode of the quantized radiation field. We obtain the mean-field dynamics of the system and using the projection technique, we evaluate corrections to this mean-field description. Relevance of the Jaynes-Cummings model stems from the fact that, besides being soluble which possibilities compare our results with the exact solution, it can be seen as corresponding to the relativistic scalar plasma in zero spatial dimensions. Next, we study the relativistic scalar plasma. This quantum field theory describes a system of spin-1/2 fermions interacting through the exchange of scalar particles via a Yukawa-type interaction. In the study of the relativistic scalar plasma, we obtain the mean-field dynamics and from the static solution, we renormalize the theory. Finally, we study the small oscillations regime obtaining analytical solution for one-body variables. We have also examined the condition for the existence of bound-state in this case.

A descrição de muitas reações nucleares a energias intermediárias, entre estas as reações quase-livres, e as informações nucleares delas deduzidas estão baseadas na aproximação de impulso. Por isso é importante se ter uma estimativa segura da precisão e das condições de aplicabilidade dessa aproximação, sendo este o objetivo deste trabalho. / The description of medium energy nuclear reactions, including the quasi-free one, and the nuclear informations deduced from them, are based on the Impulse Approximation. Therefore it is important to have a reliable estimate of the precision and the applicability conditions of thus approximation. To give such an estimate is the main objective of the present paper.

Predições teóricas, experimentalente confirmadas, mostraram que o núcleon ejetado em um processo quase-livre encontrava-se, em geral, polarizado no núcleo.

El gas radón (Rn 222) decae a polonio (Po 218) y este a su vez decae en otros elementos radiactivos llamados progenie del radón, que son sólidas. Durante el decaimiento se emiten partículas radioactivas ionizantes alfa o beta, las que pueden causar efectos en la salud, estas causan daños a nivel de ADN, ARN, etc. El poder de penetración de las partículas alfa es pequeño no, pueden ser detenidas por la epidermis de la piel que actúa como blindaje para el cuerpo, pero si ingresan al organismo por inhalación de aire con progenie adherida al polvo, pueden causar problemas, al ser retenidas en el tracto respiratorio de manera indefinida. En este trabajo, se propone una metodología para detectar partículas alfa de la progenie del radón adherida al polvo acumulado en lugares con baja ventilación. Utilizando un sistema portátil diseñado y ensamblado para este propósito, inicialmente se acumula polvo en un filtro, el cual es colocado en una c amara de difusión con dimensiones ajustadas al volumen efectivo asociado a este tipo de emisores alfa y al detector. Partículas de polvo con progenie adherida, emiten a su vez, partículas alfa que son registradas usando detectores de trazas nucleares de estado sólido SSNTD. En esta investigación, se eligen áreas bajo condiciones especiales como poca ventilación, acumulación de polvo, etc.; se contrasta con un detector testigo para discernir de las huellas registradas por las alfas del gas radón. Se busca que los resultados del estudio pueden ser útiles más adelante para plantear soluciones que ayuden a disminuir la contaminación ambiental producida II por estos elementos radiactivos de origen natural perjudiciales a la salud. Aplicando la metodología desarrollada en esta tesis, se encuentra que los mejores resultados de registro de la progenie del radón se obtienen usando una bomba de alto caudal para recolectar polvo en un filtro de poro del orden de micras y con el detector CR-39 dentro de un casete ajustable. El detector permanece expuesto durante todo el procedimiento de acumulación de polvo ambiental que es de 3 horas. / Tesis

Este trabalho apresenta o procedimento que desenvolvemos e empregamos para determinar os valores a serem adotados para as energias de um conjunto de raios gama comumente utilizados como padrões de calibração, bem como sua respectiva matriz de covariância, esta obtida pela primeira vez. A matriz de covariância entre as energias destes padrões revelou muitos casos de correlações com valores absolutos maiores que 0,8, correlações estas que precisam ser corretamente consideradas para não comprometer a qualidade das análises efetuadas com o uso daquelas energias. No procedimento desenvolvido foi considerada a relação entre as energias dos raios gama (em múltiplos de eV) e as constantes fundamentais das quais dependem: h, e, c e o parâmetro de rede do Silício (aSi), o que possibilitou atualizar os resultados para as constantes fundamentais recomendadas de 2002. Uma metodologia para a inclusão de novos resultados experimentais ao conjunto de padrões de modo a preservar sua auto-consistência também foi desenvolvida neste trabalho. Este método considera adequadamente as covariâncias e atualiza todo o conjunto de padrões para incorporar as novas informações experimentais em uma única etapa. Por fim, utilizamos as metodologias de análise desenvolvidas e o conjunto de padrões aqui recomendados para analisar dados de medidas dos raios gama do decaimento do 233U e, assim, estudar a adequação de três diferentes modelos de estrutura nuclear para o 229Th, bem como as energias de excitação dos estados nucleares. A energia do primeiro estado excitado do 229Th, um estado metaestável de energia inferior a 10 eV, foi determinada com base naqueles diferentes modelos. / This work presents the procedure which we have developed and employed to determine the values to be adopted for the energies of a set of gamma-rays in common use as calibration standards, publishing for the fist time their respective covariance matrix. Several correlations with absolute values exceeding 0.8 were found, revealing the necessity of considering correctly the covariance matrix in any analysis to be done with the use of these standards in order not to interfere with the quality of the analysis. The procedure here presented considers correctly the relation between the gamma-ray energies (given in eV) and the fundamental constants h, e, c, and the lattice parameter (aSi), allowing the updating of the set with respect to the 2002 recommended values for those constants. A methodology for the inclusion of new experimental results in the set of standards, in a way which preserve its selfconsistency, was also developed in this work. In this method the updating of the whole set of standards is performed in a single step, while considering adequately the covariances. Finally, the standard set recommended here and the methodology developed in this work were employed to analyze data of gamma-rays measurement which follow the 233U decay and therewith to decide about the adequacy of three different nuclear structure models for 229Th and the excitation energy of its nuclear states. The energy of the first excited state of 229Th, a meta-stable state of less than 10 eV, was determined taking into account those different models.

Orientador: Adriano A. Natale / Banca: Silvio Paolo Sorella / Banca: Arlene Cristina Aguilar / Resumo: O presente trabalho diz respeito ao vértice ghost-gluon da Cromodinâmica Quântica, o qual, de acordo com a identidade de Taylor, não possui correções perturbativas no calibre de Landau para uma determinada configuração de momentos. Estudamos este vértice numa configuração para a qual não há provas de um tal resultado, que é para o momento do gluon igual a zero. Para tanto, adotamos a abordagem da "Teoria Dinâmica de Perturbação", que consiste em inserir características não perturbativas da teoria em sua expansão perturbativa. Trata-se de uma tentativa de caráter fenomenológico apenas, que objetiva explorar propriedades da teoria no domínio infravermelho por meio de cálculos de loop. Utilizamos duas informações não perturbativas: Primeiramente, uma massa finita do gluon, visto que há consideráveis indicações de que ele apresente uma massa, embora esta seja o que se chama de dinâmica - ela, inerentemente, varia de um valor finito no infravermelho para zero no ultravioleta. Em segundo, um resultado recente acerca da carga efetiva da Cromodinâmica Quântica, na qual é considerada uma massa dinâmica do gluon. Calculamos então a correção, a 1 loop, do vértice ghost-gluon, com o fim de verificar o quão próxima a função de renormalização (~Z1) desse vértice é de 1. O resultado obtido foi positivo neste sentido: ~Z1 difere pouco de 1, como mostrado no Cap. 5. O resultado, ainda, é melhor ajustado aos dados da rede quando consideramos a referida carga efetiva, do que quando usamos a constante de acoplamento como um parâmetro de ajuste. Portanto, nossa abordagem um tanto fenomenológica, baseada numa massa dinâmica do gluon, é ao menos consistente e dá suporte à aproximação ~Z1 1, comumente efetuada no estudo das equações de Schwinger-Dyson da Cromodinâmica Quântica / Abstract: The present work concerns the ghost-gluon vertex of Quantum Chromodynamics, which, according to the Taylor identity, has no perturbative corrections to any order, in the Landau gauge and for a specific momentum configuration. We study this vertex for a momentum configuration for which there is no proof of such a result, which is the one with a zero gluon momentum. The framework we adopt for it is the "Dynamical Perturbation Theory" approach, which consists of inserting some nonperturbative information of the theory into its perturbative expansion. It is a phenomenological attempt only, intended to probe infrared properties of the theory by means of loop calculations. We have made use of two nonperturbative informations: First, a finite gluon mass, since there are even more indications that the gluon presents a mass, though it is a dynamical one - it intrinsically changes from finite in the infrared, to zero in the ultraviolet. Second, a recent result on the effective charge of Quantum Chromodynamics, which itself considers a dynamical gluon mass. We calculate the 1-loop correction to the ghost-gluon vertex, aiming at verifying how close to 1 the ghost-gluon vertex renormalization function (~Z1) is. The result obtained was positive in this direction: ~Z1 does not differ much from unity, as shown in Chap.5. Moreover, our result ts better the lattice data when we consider the mentioned effective charge, than when we set the coupling constant as a t parameter. Therefore, our somewhat phenomenological approach based on a dynamical gluon mass is, at least, consistent, and supports the approximation ~Z1 1, usually performed in the study of the Schwinger-Dyson equations of Quantum Chromodynamics / Mestre

Coorientador: Alfredo Pio Noronha Rodrigues Galeão. / Orientador: Gastão Inacio Krein. / Doutor

Nesta tese, apresentamos os resultados do estudo realizado para os modelos -não lineares com simetria O(N) bosônico ou supersimétrico assim como a adição do termo topológico de Wess-Zumino (teoria WZNW). Obtivemos as suas cargas conservadas não locais e a estrutura das álgebras clássicas de parênteses de Dirac correspondentes, utilizando um método gráfico que criamos para realizar estes cálculos nos modelos estudados. / In this thesis, we exhibit the results of the study made for the non linear models with O(N) symmetry, bosonic or supersymmetric as well as with the addition the topological Wess-Zumino term (WZNW theory). We found their non-local conserved charges and the structure of the corresponding c1assical algebras of Dirac brackets, using a graphical method that we created to make these calculations.

Neste trabalho, introduzimos integrais de trajetória sobre velocidades para partículas relativísticas. Nesta representação, a integração funcional sobre velocidades ocorre com condições de contorno iniciais e finais arbitrárias, e as matrizes inversas obtidas ao se resolver as integrais Gaussianas não contêm qualquer derivada em relação ao tempo. Podemos definir integrais Gaussianas e quase-Gaussianas sobre velocidades e regras de cálculo para resolvê-las. Esta técnica é usada para se obter uma expressão explícita do propagador causal da partícula escalar em um campo eletromagnético constante e em sua combinação com um campo de onda plana. No caso da partícula de Dirac, o fator espinorial foi calculado para campo constante. O propagador obtido neste caminho foi comparado com o da representação de Schwinger. Consideramos também, a partícula com momento magnético anômalo e para o cálculo do propagador levou-se em conta uma aproximação. / ln this work, we have introduced paths integrals over velocities for relativistic particles. ln this representation we are integrating over velocities with arbitrary initial and final boundary conditions, and the matrices which have to be inverted in course of doing Gaussian integrals do not contain any derivatives in time. One can define Gaussian and quasi-Gaussian integrals over velocities and rules of handling them. This technique was applied for to obtain an explicit expression for the scalar propagator in a constant electromagnetic field and its combination with a plane wave field. ln the case of the Dirac particle, the spin factor was found for constant field. The propagator found in this way was compared with the representation of Schwinger. We considered also, the particle with anomalous magnetic moment and the propagator was found taking into account an approximation.