Orientador: Sergio Ferraz Novaes / Banca: Maria Concepcion Gonzalez-Garcia / Banca: Ronald Cintra Shellard / Banca: Miriam Mendes Gandelman / Banca: Horatiu Stefan Nastase / Resumo: Apresentamos os resultados de uma busca por partículas exóticas que dão origem a um par VZ, onde V é um bóson W ou Z que decai hadronicamente em dois jatos sobrepostos enquanto o bóson Z decai em um par de elétrons ou múons. A análise usa dados de colisões próton-próton correspondentes a uma luminosidade integrada de 5 fb−1 coletados pelo experimento Compact Muon Solenoid no acelerador Large Hadron Collider a uma energia de centro de massa de 7 TeV em 2011. Não foram observados excessos significativos na distribuição de massa do parVZ em relação ao esperado pelos processos do Modelo Padrão. Dessa forma, limites superiores foram determinados, com 95% de confiança, para a seção de choque vezes a razão de ramificação de partículas hipotéticas decaindo no estado final VZ, em função da massa, em dois modelos de referência. Para ressonâncias de grávitons no modelo de Randall-Sundrum, com o parâmetro de acoplamentok/MPl= 0.05, massas no intervalo [750, 924] GeV/c2 são excluídas. Para bósons W no Modelo Padrão Sequencial, massas no intervalo [700, 929] GeV/c2 puderam ser excluídas. Esses são os primeiros resultados do LHC em buscas por ressonâncias decaindo em VZ, usando estados finais com um jato massivo de altíssimo momento transversal e um par de léptons / Abstract: A search for new exotic particles decaying to VZ was performed, where V is either aW or a Z boson decaying hadronically into two overlapping jets and the Z decays into a pair of electrons or muons. The analysis uses a data sample of proton-proton collisions corresponding to an integrated luminosity of 5 fb−1 collected by the Compact Muon Solenoid experiment at the Large Hadron Collider at a center-of-mass energy of 7 TeV in 2011. No significant excess was observed in the mass distribution of the VZ candidates compared with the background expectation from Standard Model processes. Therefore, upper limits at the 95% confidence level were set on the product of the cross section times the branching fraction of hypothetical particles decaying to theVZ final state, as a function of the mass, in two benchmark models. In the Randall-Sundrum model for graviton resonances with k/MPl= 0.05, masses between 750 and 924 GeV/c2 were excluded. Sequential Standard ModelW bosons with masses between 700 and 929 GeV/c2 were also excluded. These are the first results from the LHC onVZ searches using final states with a boosted massive jet and a lepton pair / Doutor

Orientador: José Geraldo Nery / Banca: Paula Rahal / Banca: Maria Cristina Nonato Costa / Resumo: Nanopartículas magnéticas (NPMs) têm sido alvo de inúmeras investigações por seu grande potencial de aplicação nos mais diferentes campos tecnológicos. Dentre tantos, elas destacam-se na área biomédica, seja no diagnóstico ou tratamento de diversas doenças. Neste trabalho foram sintetizadas nanopartículas magnéticas (NPMs) de óxido de ferro (magnetita) pelo método de coprecipitação de íons Fe2+ e Fe3+ em meio alcalino. O objetivo central foi estudar as características morfológicas, estruturais, magnéticas e o comportamento biológico desses compostos em células cancerígenas, visando futuras aplicações biomédicas. Inicialmente as nanopartículas magnéticas foram avaliadas em função dos parâmetros físico-químicos que influenciam diretamente as características finais do produto (pH, molaridade, temperatura e tipo de base) para se observar as melhores condições de síntese e a influência de cada um nas características do produto. As nanopartículas foram caracterizadas por difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, potencial zeta e magnetometria. Desse primeiro estudo concluiu-se que a coprecipitação produz partículas com polidispersão de tamanhos alta e que os parâmetros de síntese influenciam drasticamente as propriedades dos materiais, no entanto, todas as amostras exibiam características magnéticas. Depois de estabelecida esta etapa, as NPMs foram submetidas à transfecção em cultura celular de carcinoma cervical humano (células HeLa) e a testes biológicos como coloração com Azul da Prússia e hematoxilina-eosina, ensaio de MTT e ensaio de apoptose para averiguação da citotoxidade. A principal observação vinda desses resultados foi que as nanopartículas magnéticas sintetizadas, salvo algumas adaptações de síntese... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Magnetic nanoparticles (MNPs) have been the subject of numerous investigations because of its great potential application in many different fields of technology. Among many, they stand out in the biomedical area, either in diagnosis or treatment of various diseases. In this work were synthesized magnetic nanoparticles (MNPs) of iron oxide (magnetite) by the coprecipitation method of Fe2+ and Fe3+ in an alkaline medium. The main objective was to study the morphological, structural, magnetic and biological behavior of these compounds in cancer cells, in order to future biomedical applications. Initially the magnetic nanoparticles were evaluated against the physical and chemical parameters that directly influence the final characteristics of product (pH, molarity, temperature and type of base) to observe the best synthesis conditions and influence of each characteristics. The nanoparticles were characterized by X-ray diffraction, sccaning electron microscopy, zeta potential and magnetometry. In this first study showed that coprecipitation produces particles with high polydispersity of sizes and that the synthesis parameters dramatically influence the properties of materials, however all samples exhibited magnetic characteristics. After you make this step, the MNP were subjected to transfection in cell culture of human cervical carcinoma (HeLa) and biological tests such as staining with Prussian blue and hematoxylin-eosin, MTT assay and apoptosis assay to investigate cytotoxicity. The main observation was that these results coming magnetic nanoparticles synthesized, except for some adjustments in short, constitute a class of nanocomposites with enormous potential for therapeutic and / or diagnosis. The work brings together information ranging from the synthesis of nanoparticles to their behavior inside the cells, emphasizing the best conditions for each procedure / Mestre

Orientador: Marcelo Takeshi Yamashita / Banca: Lauro Tomio / Banca: Marijana Brtka / Resumo: Este trabalho foca no estudo de sistemas de poucos corpos em duas dimensões no regime universal, onde as propriedades do sistema quântico independem dos detalhes da interação de curto alcance entre as partículas (o comprimento de espalhamento de dois corpos é muito maior que o alcance do potencial). Nós utilizamos a decomposição de Faddeev para escrever as equações para os estados ligados. Através da solução numérica dessas equações nós calculamos as energias de ligação e os raios quadráticos médios de um sistema composto por dois bósons (A) e uma partícula diferente (B). Para uma razão de massas mB/mA = 0.01 o sistema apresenta oito estados ligados de três corpos, os quais desaparecem um por um conforme aumentamos a razão de massas restando somente os estados fundamental e primeiro excitado. Os comportamentos das energias e dos raios para razões de massa pequenas podem ser entendidos através de um potencial do tipo Coulomb a curtas distâncias (onde o estado fundamental está localizado) que aparece quando utilizamos uma aproximação de Born-Oppenheimer. Para grandes razões de massa os dois estados ligados restantes são consistentes com uma estrutura de três corpos mais simétrica. Nós encontramos que no limiar da razão de massas em que os estados desaparecem os raios divergem linearmente com as energias de três corpos escritas em relação ao limiar de dois corpos / Abstract: This work is focused in the study of two dimensional few-body physics in the universal regime, where the properties of the quantum system are independent on the details of the short-range interaction between particles (the two-body scatter- ing length is much larger than the range of the potential). We used the Faddeev decomposition to write the bound-state equations and we calculated the three-body binding energies and root-mean-square (rms) radii for a three-body system in two dimensions compounded by two identical bosons (A) and a different particle (B). For mass ratio mB/mA = 0.01 the system displays eight three-body bound states, which disappear one by one as the mass ratio is increased leaving only the ground and the first excited states. Energies and radii of the states for small mass ratios can be understood quantitatively through the Coulomb-like Born-Oppenheimer potential at small distances where the lowest-lying of these states are located. For large mass ratio the radii of the two remaining bound states are consistent with a more sym- metric three-body structure. We found that the radii diverge linearly at the mass ratio threshold where the three-body excited states disappear. The divergences are linear in the inverse energy deviations from the corresponding two-body thresholds / Mestre

Orientador: Manoel Roberto Robilotta / Banca: Fernando Silveira Navarro / Banca: Bruto Max Pimentel Escobar / Resumo: Este trabalho consiste no estudo do papel das simetrias quiral e de calibre eletromagnético, da constante 'g IND. A' e do tipo de acoplamento pion-núcleon em três processos: fotoprodução de um píon e de dois píons e interação fóton-núcleon. Os dois primeiros processos são tratados na aproximação em árvore, enquanto que no último são considerados também diagramas envolvendo um loop. O papel das simetrias é analisado investigando-se a existência de relações entre os vários diagramas de um dado processo. Já o papel do tipo de acoplamento pion-núcleon é analisado, comparando-se os resultados obtidos por meio de dois modelos de implementação da simetria quiral: o sigma linear e o não linear de Weinberg. Analogamente, o papel de 'g IND. A' é avaliado pela inspeção direta das expressões obtidas para os vários processos. Este estudo mostrou que, apenas no processo envolvendo dois píons externos a simetria quiral é relevante. Em particular, a simetria quiral é irrelevante para o fator de forma eletromagnético devido à nuvem piônica do núcleon, pelo menos no contexto das correções de um loop consideradas. Estes resultados constituem pontos de partida para o estudo mais abrangente do papel da simetria quiral em abordagens não perturbativas, tais como a do modelo de Skyrme / Abstract: In this Work we study the role played by chiral and electromagnetic gauge symmetries, the weak constant 'g IND. A' and pion-nucleon couplings in three processes; single and double pion photo production and photon-nucleon interaction. The first two of them are treated at tree levei, whereas the last one includes one loop corrections. The role of the symmetries is analyzed considering the existence of relationships among various diagrams contributing to a given process. The influence of the way pions couple to nucleons is studied by comparing results obtained by means of the linear sigma model and the non linear model proposed by Weinberg. Finally, the role of 'g IND. A' is assessed by direct inspection of formal expressions. Our study showed that chiral symmetry is relevant only for double pion photo production. In particular, chiral symmetry does not influence the pion cloud contribution to the electromagnetic nucleon form factor, at least within the one loop approximation considered. These results pave the way for more comprehensive studies of the role of chiral symmetry in non perturbative approaches, such as the Skyrme model / Mestre

Orientador: Juan Carlos Montero Garcia / Co-orientador: Bruce Lehmann Sánchez Vega / Banca: Adriano Antonio Natale / Banca: Pedro Cunha de Holanda / Resumo: Na primeira parte deste trabalho, fornecemos a história que constitui a base para a evidência de matéria escura. Também, apresentamos aqui alguns dos candidatos à matéria escura mais estudados. Depois, mostramos as ferramentas necessárias ao entendimento dos cálculos de densidade de relíquia, tais como a base de Relatividade Geral e da cosmologia do universo primordial (termodinâmica do universo primordial, média térmica da seção de choque de aniquilação vezes a velocidade, e as soluções analítica e numérica para a equação de Boltzmann). Finalmente, dentro desta parte de fundamentação, discutimos brevemente alguns dos experimentos de detecção direta e indireta e vínculos impostos por eles sobre a matéria escura. Na segunda parte, analisamos uma extensão, do Modelo Padrão, obtida adicionando-se à simetria de gauge um grupo U(1) local de carga B-L, número bariônico menos número leptônico. Nós mostramos que esta extensão, chamada de modelo B-L, pode conter dois candidatos viáveis à matéria escura e estudamos as condições sobre o espaço de parâmetros do potencial escalar que não só resulta na densidade de relíquia observada, mas também está em acordo com os vínculos provenientes de experimentos de detecção direta / Abstract: In the first part of this work, we provide the historical background that underlies the evidence of dark matter. Also, we present here some of the most studied dark matter candidates. Later, we show the necessary tools for the understanding of relic density calculation, such as the basics of General Relativity and the early Universe Cosmology (thermodynamics of the early Universe, the thermal average of the annihilation cross section times the velocity, and both the approximated analytical and numerical solutions to the Boltzmann equation). Finally, in this grounding part, we discuss briefly some of both direct and indirect detection experiments and constraints imposed by them on dark matter. In the second part, we analyze an extension of the Standard Model (SM) obtained by adding to the gauge symmetry a local U(1) group of charge B-L , baryon minus lepton numbers. Weshowthatthisextension,calledB-LModel,cancontaintwoviablecolddark matter candidates and we study the conditions on the space of parameters of the scalar potential that both yields the observed relic density and is in agreement with constraints which come from direct detection experiments / Mestre

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.

O formalismo de reações quase-livres (p,2p) com prótons incidentes polarizados, sugere a possibilidade de medir o acoplamento spin-órbita dos prótons nucleares. A idéia se apóia na existência de uma polarização efetiva dos prótons nucleares devido ao acoplamento spin-órbita e na forte dependência das secções de choque próton-próton livres, a médias energias, com respeito à orientação relativa dos spins das partículas. Uma avaliação quantitativa baseada num modelo simples para reações quase-livres coplanares e assimétricas no 16O, com prótons incidentes polarizados a 215 MeV, confirma essa expectativa. São obtidas polarizações efetivas, distribuições de momentum distorcidas e secções de choque de correlação para os estados 1p1/2 , 1p3/2 e 1s1/2 do 16O, usando prótons incidentes totalmente polarizados nos dois sentidos perpendiculares ao plano de espalhamento. Para determinar as grandezas acima, são utilizadas funções de onda geradas por potenciais oscilador harmônico e poço quadrado, sendo os potenciais óticos puramente imaginários e independentes de spin. Os resultados confirmam a possibilidade de investigar o acoplamento spin-órbita dos prótons nucleares, bem como permitem propor alguns testes para as aproximações envolvidas no formalismo, como a aproximação de impulso com ondas distorcidas. Acreditamos que, embora nesse trabalho os potenciais óticos levem em consideração apenas a absorção, tornou-se claro que as reações quase-livres com prótons polarizados poderão, num futuro próximo, dar informações sobre o acoplamento spin-órbita, que é praticamente desconhecido para as camadas mais internas. / The formalism of quasi-free (p,2p) reactions with polarized protons suggests the possibility of measuring the spin-orbit coupling of nuclear protons. The idea is to make use of the strong effective polarization of the knocked-out proton by the spin-orbit coupling and of the strong dependence of the free, medium energy, proton-proton cross section on the relative orientation of the proton spins. This possibility is confirmed by a quantitative evaluation, based on a simple model for spin-free coplanar and asymmetric reactions in 16O, for 215 MeV incoming polarized protons. Effective polarizations, momentum distributions and correlation cross sections have been calculated for the 1p 1/2 , 1p3/2 and 1s1/2 states in 16O, using protons totally polarized orthogonal to the scattering plane. Harmonic oscillator and square wells have been used to generate the bound state wave functions, whereas the optical potentials have been taken spin-independent and purely imaginary. The results confirm the possibility to investigate the spin-orbit coupling of nuclear protons, as well as allow for certain tests of the involved approximations of the formalism, as the distorted wave impulse approximation. We believe that, although in this work the optical potentials are only absorptive, it has become clear that quasi-free scattering with polarized protons could in the near future give information on the spin-orbit coupling, which is practically unknown for inner shells.

É apresentado um estudo relativo a energias de separação de nucleons nucleares. Os resultados de cálculos de energias de separação nos métodos de Hartree-Fock e de Brueckner-Hartree-Fock são comparados com os resultados experimentais. Fica evidenciada nos resultados obtidos, uma grande instabilidade nos valores de quase todos os parâmetros. tal resultado indica que uma análise mais sofisticada de comportamento dos valores dos parâmetros deve ser feita, sendo esboçada uma linha de trabalho futuro.

Estuda-se, usando o formalismo de matriz densidade, a correlação angular entre duas radiações gama sucessivamente emitidas por núcleos cujas interações com o resto da fonte são isotrópicas em média. Mostra-se que, escolhendo o eixo de quantização na direção da primeira radiação, a matriz densidade do ensemble de núcleos permanece diagonal nos números quânticos magnéticos M durante o tempo de vida de estado intermediário, mesmo quando o tempo de correlação Cc das interações é da esma ordens de grandeza que o intervalo de tempo entre duas radiações. Em particular, para tempos t>>Cc, mostra-se que os fatores de atenuação Gk(t) da correlação angular são exponenciais únicas. Este resultado é obtido como consequência, essencialmente, da homogeneidade e isotropia das interações e não é restrito aos casos em que a teoria de perturbação é aplicável Apresenta-se um método (método da vizinhança pequena) que pode servir como guia na construção de modelos para uma variedade de situações físicas para as quais se quer conhecer a distribuição de probabilidade Pm (t) de encontrar o núcleo no sub-estado m no instante t. A aplicabilidade deste método não se restringe aos casos em que Cc é pequeno comparado ao tempo de vida do estado intermediário. A correlação angular w(ot) está relacionada com Pm (t) por uma expressão e obtém-se os resultados numéricos. / The angular correlation of two successively emitted gamma radiations of nuclei embedded in a source, where the interactions between the environment and the nuclei are isotropic on the average, is studied with the density matrix formalism. It is shown that, choosing the quantization axis along the direction of the first radiation, the density matrix of the nuclear ensemble remains diagonal in the magnetic quantum numbers m during the lifetime of the intermediate state, even if the correlation time Cc of the interactions is of the same order of magnitude as the lifetime. For times t>>Cc the attenuation factors Gk(t) of the angular correlation are shown to be given by single exponentials. This result follows essentially from the homogeneity and isotropy of the interaction and in not restricted to those cases where perturbation theory is applicable. A method (small neighborhood method) is presented, which can be as wants to know the probability distribution Pm (t) for finding the nucleus in the sub-state m at time t. The use of this method is not restricted to the cases where Cc is small compared to the lifetime. The angular correlation W(ot) is related to Pm (t) by a simple expression. As am example, the method is applied to a monoatomic gas and numerical results are obtained.