A teragnóstica de doenças tem sido extremamente marcada nos últimos anos por nanomateriais formados pela conjugação de nanopartículas a biomoléculas, pois a aplicação de tecnologias baseadas em materiais na dimensão nanométrica é capaz de aumentar a seletividade, sensibilidade e praticidade dos métodos atualmente empregados, ou mesmo criar novos métodos de diagnóstico e tratamento de doenças. Dentre os vários tipos de nanomateriais desenvolvidos, aqueles baseados em nanopartículas de ouro ou nanopartículas magnéticas apresentam propriedades químicas e físicas diferenciadas que propiciam novas possibilidades. Por exemplo, a presente tese demonstrou que nanopartículas superparamagnéticas são excelentes agentes de contraste em exames de imagem por ressonância magnética (IRM) por serem mais seguros, apresentarem melhor contraste nas imagens e possibilitarem direcionar/concentrar o material em tecidos ou tumores através de um gradiente de campo magnético aplicado. Foram feitos numerosos ensaios de toxicidade tanto in vitro quanto in vivo para assegurar a segurança da aplicação de nanopartículas no organismo, cujo potencial de uso somente se tornará uma realidade caso os nanomateriais se mostrem não tóxicos e biocompatíveis. Apesar dos significativos avanços na área da aplicação desses nanomateriais, não foram encontrados na literatura modelos capazes de explicar ou prever por quais sítios de ligação devem ocorrer as interações proteína-nanopartícula, como também não foram encontrados estudos sistemáticos acerca dos fatores que determinam a estabilidade e a funcionalidade dos nanobioconjugados (NBCs). Assim, nesta tese buscamos compreender os fatores responsáveis pela ligação/adsorção das proteínas nas nanopartículas de ouro e sua influência sobre a estabilidade das suspensões e a funcionalidade das proteínas. Desta forma, foram obtidos NBCs com propriedades adequadas para o desenvolvimento ou aprimoramento de ensaios de diagnóstico e até para o tratamento de doenças. Foi demonstrado o potencial das nanopartículas de ouro para melhorar a performance de imunoensaios do tipo ELISA, mas também podem ser utilizadas para o desenvolvimento de métodos de diagnóstico, explorando as propriedades plasmônicas das nanopartículas de ouro acopladas a técnicas como SERS, SPR e microscopia Raman confocal. / Theranostics has been intensively pursued in recent years using hybrid materials based on nanoparticles conjugated with biomolecules. This is an interesting strategy to increase the selectivity and sensitivity, as well as to improve the currently used methods facilitating their use or creating new ones. Among the various types of nanomaterials, those based on gold and magnetic nanoparticles exhibit interesting chemical and physical properties in the biological environment, differing from that of free drugs or current explored in assay methods. For example, superparamagnetic nanoparticles are excellent contrast agents for magnetic resonance image (MRI) diagnostics because they are safer, present a better contrast efficiency for imaging and can be magnetically accumulated in tissues or tumors using a magnetic field. Numerous in vitro and in vivo toxicity assays were performed to ensure the safety for medical applications. Clearly, these type of applications only will be realized if nanomaterials prove to be nontoxic and biocompatible. This imply an strict control on their structure and composition. However, despite the significant advances in the development of such nanomaterials, there were not found in the literature model systems explaining or that can be used to predict by which sites the protein-nanoparticle binding should take place. In addition, no systematic studies on the factors determining the stability and the functionality of nanobioconjugates (NBC) were found. Thus, this thesis is focused in unveiling the factors responsible for binding/adsorption of proteins on gold nanoparticles and their influence on the colloidal stability of hybrid nanoparticles suspensions while keeping the functionality of biomolecules. In fact, NBC with enhanced properties suitable for the development of diagnostic methods and even for treatment of diseases were obtained. These nanomaterials can improve the ELISA immunoassay, or other diagnosis methods can be developed by using the gold nanoparticles plasmonic properties in association with SERS, SPR and confocal Raman microscopy techniques.

Nesta tese, analisamos dois sistemas de semicondutores magnéticos: um semicondutor magnético cristalino de EuTe e uma heteroestrutura formada por um poço quântico de GaAs/AlGaAs ao lado uma barreira tipo delta de Mn, que, ao difundir-se, forma o semicondutor magnético diluído de (Ga,Mn)As. Nossos estudos foram focados na possibilidade de manipularmos oticamente a orientação magnética de ambos os sistemas. No semicondutor magnético de EuTe, a indução de magnetização se dá pela formação de polarons magnéticos ao redor de elétrons fotoexcitados. Para o estudo dos polarons, um modelo teórico elaborado foi adaptado para a construção de um sistema computacional baseado no método de Monte Carlo. Essa sistema permitiu o cálculo do momento magnético e do raio do polaron em temperaturas finitas, muito acima da temperatura de Néel. O modelo foi elaborado para reproduzir tanto as propriedades do EuTe sem o polaron (temperatura de Néel e campo crítico), quanto o deslocamento da linha de fotoluminescência devido a formação do polaron. Além do desenvolvimento do próprio método computacional, que pode ser utilizado para estudar outros sistemas, o conhecimento adquirido com o estudo do EuTe serviu como base para o estudo de um sistema mais complexo, que é a heteroestrutura de GaAs/AlGaAs + dMn. O estudo da heteroestrutura de GaAs/AlGaAs + dMn foi feito em cima de medidas experimentais de rotação de Kerr com resolução temporal. O sistema de medição construído permite, também, medidas de rotação de Kerr com resolução espacial, que servem para o estudo de transporte e hélice de spin em semicondutores, e está detalhadamente descrito em um dos capítulo desta tese. Na amostra estudada, o controle da magnetização dos íons de Mn é feito através da interação de troca com o elétron fotoexcitado no poço quântico. Os resultados obtidos das medidas de rotação de Kerr mostram uma frequência de precessão dependente do tempo, que revela a existência de dois processos com dinâmicas diferentes: uma primeira orientação do spin dos íons de Mn devido à polarização do par elétron-buraco no poço quântico, seguida por um realinhamento desses spins com o campo magnético externo, a partir do momento em que a coerência dos spins dos buracos desaparece. Esse resultado sugere que a interação entre os elétrons fotoexcitados e os íons de Mn ocorre por intermédio dos buracos fotoexcitados, ao contrário do que havia sido proposto em estudos anteriores de estruturas similares, mas de acordo com o modelo de interação sp-d, utilizado para explicar o ferromagnetismo do (Ga,Mn)As. / In this thesis we analyzed two magnetic semiconductor systems: one intrinsic magnetic semiconductor crystal of EuTe and one GaAs-based heterostructure with a GaAs/AlGaAs quantum well close to delta-type Mn barrier, that forms a diluted magnetic semiconductor of (Ga,Mn)As after diffusion. Our studies on both systems were focused on the possibility of optical manipulation of magnetic order. In EuTe pure semiconductor, the magnetization control occurs due to de formation od magnetic polarons around photo-excited electrons. To study magnetic polarons we adapted a theoretical model to build a computer simulation system based on Monte Carlo\'s method. This system allowed us to calculate the magnetic moment and radius of the polaron at finite temperatures fair above Néel Temperature. The computational model was tested to reproduce EuTe properties without polarons (Néel Temperature and critical magnetic field) and with polarons (photoluminescence line shift). Beside the development of this computational model, that can be used to study other systems, the knowledge acquired during the studies on EuTe helped us to better understand the more complex system of the GaAs/AlGaAs +dMn heterostructure. The studies about the GaAs/AlGaAs + dMn heterostructure were based on experimental measurements of time-resolved Kerr rotation. The measurement system we built also allows us to perform spatial-resolved Kerr rotation measurements to study spin transport and spin helix on semiconductors and it is described in details in one chapter of this thesis. The optical manipulation of Mn ions magnetization on the studied sample is consequence of the exchange interaction with the photoexcited electron inside the quantum well. The results of Kerr rotation measurements show a time-dependent precession frequency that reveals the existence of two process with distinct dynamics: the initial orientation of Mn ions spins with the photoexcited electron-hole pair, followed by the realignment of these spins with the external magnetic field, as soon as the photoexcited hole spins loose its coherence. These results indicate that the exchange interaction between the photoexcited electron inside the quantum well and the Mn ions is mediated by the photoexcited holes, in opposition of what was being proposed in previous studies of similar structures, but in agreement with the sp-d model, used to explain the (Ga,Mn)As ferromagnetism.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-03T17:54:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AplicacaoTeoriaGrupos.pdf: 1512597 bytes, checksum: 4ba8e54f1b41a8f2fc694f2cb5ab7715 (MD5) / Rejected by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br), reason: on 2017-10-10T17:03:27Z (GMT) / Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-16T14:22:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AplicacaoTeoriaGrupos.pdf: 1512597 bytes, checksum: 4ba8e54f1b41a8f2fc694f2cb5ab7715 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-11-13T16:10:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AplicacaoTeoriaGrupos.pdf: 1512597 bytes, checksum: 4ba8e54f1b41a8f2fc694f2cb5ab7715 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T16:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AplicacaoTeoriaGrupos.pdf: 1512597 bytes, checksum: 4ba8e54f1b41a8f2fc694f2cb5ab7715 (MD5) Previous issue date: 2014-08-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho aplicamos a teoria de grupos magnéticos em seções transversais de guias de ondas quadrado, retangular e circular preenchidos com ferrite ou material semicondutor com diferentes tipos de magnetização. Estes guias de ondas são estruturas usadas em tecnologia de microondas como phase shifters, cut-off switches e isoladores. Analogamente como feito em guias de ondas com diferentes simetrias, foram analisadas e classificadas também cavidades ressonantes com geometrias cúbica, paralelepípeda e cilíndrica utilizando teoria de grupos magnéticos. Considerando seções de guia de onda com quatro portas e usando métodos de teoria de grupo calculou-se a estrutura da matriz de espalhamento para estes guias com diferentes simetrias e são discutidas algumas de suas propriedades. Além disso, as matrizes de espalhamento obtidas para os modos TE0n são exatas e, a partir delas, foram calculados os autovalores e autovetores destas matrizes. Os resultados obtidos servem como referência teórica para checar a precisão de cálculos numéricos em estruturas de guias de ondas. / In this paper we apply the theory of magnetic groups in cross sections of waveguides square, rectangular and circular filled with ferrite or semiconductor material with different types of magnetization. These wave guides are structures used in microwave technology as phase shifters, cut-off switches and insulators. Similarly as done in waveguides with different symmetries, were analyzed and classified also resonant cavities with cubic and cylindrical paralelepípeda geometries using group theory magnetic. Considering waveguide sections with four doors and using group theory methods calculated to scattering matrix structure for these guides with different Symmetries and are discussed some of its properties. Furthermore, scattering matrices obtained TE0n modes are accurate and, from them, were calculated eigenvalues and eigenvectors of matrices. The results serve as theoretical reference to check the accuracy of numerical calculations in structures of waveguides.

Optical long baseline interferometry was recently established as a technique capable of resolving stars and their circumstellar environments at the milliarcsecond (mas) resolution level. This high-resolution opens an entire new window to the study of astrophysical systems, providing information inaccessible by other techniques. Astrophysical disks are observed in a wide variety of systems, from galaxies up to planetary rings, commonly sharing similar physical processes. Two particular disk like systems are studied in the thesis: (i) B He-rich stars that exhibits magnetic fields in order of kG and that trap their winds in structures called magnetospheres; and (ii) Be stars, fast rotating stars that create circumstellar viscous disks. This study uses the interferometric technique to investigate both the photosphere proper and the circumstellar environment of these stars. The objective is to combine interferometry with other observational techniques (such as spectroscopy and polarimetry) to perform a complete and well-constrained physical description of these systems. This description is accompanied by radiative transfer models performed by the HDUST code. / Interferometria óptica de longa linha de base recentemente estabeleceu-se como uma técnica capaz de resolver estrelas e seus ambientes circunstelares no nível de mili segundos de arcos (\\textit). Esta alta resolução abre uma janela inteiramente nova para o estudo de sistemas astrofísicos, fornecendo informações inacessíveis por outras técnicas. Discos astrofísicos são observados numa ampla variedade de sistemas, de galáxias à discos planetários, em geral compartilhando de processos físicos similares. Dois sistemas de discos foram estudados nesta tese: (i) o estrelas B ricas em He e que possuem campos magnéticos da ordem de kG e que confinam seus ventos em estruturas chamadas magnetosferas; e (ii) estrelas Be, estrelas de rotação rápida que criam um disco circumstelar viscoso. Este estudo usa a técnica interferométrica para investigar ambas a própria fotosfera e o ambiente circunstelar destas estrelas. O objetivo é combinar a interferometria com outras técnicas observacionais (tal como espectroscopia e polarimetria) para realizar uma descrição física completa e precisa destes sistemas. Esta descrição é acompanhada por modelos de transferência radiativa executados pelo código HDUST.

El objeto de este trabajo pasaba por obtener un motor con un alto par de arranque pero con intensidades limitadas, con variaciones de la intensidad en función de la carga prácticamente inapreciables aunque con pérdidas en vacío contenidas, con un rendimiento aceptable en régimen permanente y con una buena respuesta en periodos transitorios.Para alcanzar estos objetivos, en primer lugar, se construyó un rotor formado por un conjunto de chapas magnéticas dispuestas radialmente con las testas aplicadas directamente sobre el eje. Estas chapas cubrirían completamente la superficie cilíndrica exterior del eje, y para eliminar los espacios libres que resultarían de aumentar la distancia radial, dado que el espesor de las chapas era constante, se inclinaron las chapas arrollándose unas sobre las otras, resultando el rotor como si estuviera formado por un conjunto de chapas en espiral. Con esta configuración se pretendió que los campos magnéticos creados en el estátor quedaran más confinados en la periferia del rotor, induciéndose unas f.e.m. periféricas y corrientes a lo largo de las propias chapas, activas únicamente en su periferia. Estas corrientes periféricas disponen de más sección para circular, si las comparamos con las corrientes de un motor con rotor de jaula normal, creando unos pares antagonistas que permiten el giro del rotor. En concreto cuatro tipos de estatores (1000 rpm, 1500 rpm tipo A, 1500 rpm y 3000 rpm) con características mecánicas y constructivas iguales han sido rebobinados y probados con los siguientes rotores construidos para tal fin: jaula de ardilla, macizo, macizo con aros y rotor hueco. Estos resultados han sido comparados con once variantes de rotores de chapas en espiral que combinan materiales y formas constructivas de sus elementos, demostrándose que es posible disminuir de forma considerable las corrientes de arranque sin perjudicar el valor del par, con la consiguiente reducción del mantenimiento de los motores de inducción y el aumento de su vida útil. Aparte de las pruebas experimentales realizadas (eléctrica, térmica y mecánica), se modelizarón los modelos para comprobar su comportamiento a diversos regímenes (Matlab-Simulink), comprobándose asimismo, su respuesta magnética delante cambios en el número de chapas, forma, curvatura o material de las forman, mediante el programa de elementos finitos FEMM.Estas características hacen que estos motores sean presumiblemente adecuados para accionamientos en los que se requiera disponer de un elevado número de arranques y paradas por hora (regímenes fuertemente transitorios), siendo su principal inconveniente el elevado coste del utillaje empleado en la configuración de las chapas del rotor, por lo que su construcción debería pasar por grandes series de fabricación. Actualmente existen innumerables accionamientos de las características mencionadas siendo por tanto muy amplio su mercado. / The object of this work was obtaining a motor with a high starting torque but with limited currents, with current variations depending on the charge practically unappreciated, although with void loses held, with an acceptable efficiency in static speed and with good response in transient periods.To reach these objectives, first of all, a rotor composed by magnetic sheets distributed in radial disposition around the shaft was built. These sheets cover the entire cylindrical exterior shaft's surface. Since the sheets' density is constant, in order to eliminate free space that would result of increasing the radial distance, the sheets have been enrolled above the others, as if the rotor would be formed by a group of spiral sheets.With this configuration, it was pretended that magnetic fields generated in the stator remain in the rotor's periphery, inducing peripherical emfs and currents all sheets long, active only in the periphery. These peripherical currents dispose more section to circulate, if we compare them with a usual squirrel cage motor, generating some antagonistic torques that permit the rotor's rotation.Concretely, four stators (1000 rpm, 1500 rpm type A, 1500 rpm and 3000 rpm)having the same constructive parameters, have been tested with the following rotors: squirrel cage, solid rotor, solid rotor with diamagnetic rings and drag cup. All these results have been compared to those obtained with eleven variants of spiral sheet rotor. It has been proved that it is possible to considerably reduce the starting currents, and therefore reducing the maintenance and extending the life of motors, without any negative consequence on the starting torque.

Ao passar por uma fina camada magnética uma corrente spin polarizada pode produzir um efeito de torque clássico atuando na camada, sendo capaz de gerar precessão e reversão da magnetização. Esse efeito tem sido alvo de inúmeras pesquisas, em especial pela possibilidade de aplicações em memórias magnéticas não voláteis e em nano-osciladores de alta frequência, entretanto outras características podem ser exploradas. Em particular, devido ao seu caráter não-linear, torques de spin aplicados em camadas magnéticas podem fornecer condições para aparecimento de caos determinístico e ressonância estocástica. Caos determinístico pode ocorrer em sistemas dinâmicos contínuos que tenham ao menos três graus de liberdade. Nesse caso, mesmo que apenas termos determinísticos sejam considerados, a combinação de termos não-lineares e alta sensibilidade em relação a condições iniciais ou pequenas perturbações pode gerar irregularidade e imprevisibilidade no sistema. Ressonância estocástica é o nome que se dá para fenômenos em que a adição de ruído a um sistema pode melhorar a resposta do mesmo, existindo um nível ótimo de ruído. Esse fenômeno pode ser usado para detecção e amplificação de sinais de baixa intensidade, por exemplo. Aqui analisamos a dinâmica da magnetização da camada livre de junções magnéticas em geometrias do tipo nanopilar, com o estudo dividido em dinâmicas determinísticas e estocásticas. Dentro da análise apenas com termos determinísticos, buscamos verificar comportamentos regulares, irregulares e caóticos, caracterizando o sistema através da geração de diagramas com as fases dinâmicas para diferentes valores de parâmetros. Foram vistas duas geometrias diferentes, sendo que em uma delas foi possível fazer a caracterização completa das fases dinâmicas do sistema. No caso de dinâmicas estocásticas, buscamos explorar efeitos não-lineares e flutuações térmicas, analisando ressonância estocástica e sincronização facilitada por ruído em uma junção túnel magnética, além de estudar as respostas dinâmicas quando há apenas o torque de Slonczewski e quando também está presente o torque tipo campo. Foi possível observar a influência de diversos parâmetros, como a amplitude da corrente aplicada e a frequência de entrada, na resposta magnética e na sincronização de dispositivos estocásticos. Além disso, vimos que com a inclusão do torque tipo campo aparece um possível novo comportamento, similar à ressonância, em alta frequência, ainda não detectado experimentalmente. Esses resultados são importantes pela possibilidade de uso desses dispositivos spintrônicos em transmissão segura de dados, comunicação em alta frequência e em uma nova geração de dispositivos bio-inspirados e eficientes energeticamente. / When passing through a fine magnetic layer a spin polarized electric current may result in a classical torque acting on the layer, being capable of causing magnetization precession and reversal. This effect has been object of numerous researches, specially because of possible applications in non-volatile magnetic memories and high frequency nanooscillators. However, other characteristics can be exploited. In particular, because of its non-linear features, spin torques acting on magnetic layers can generate the conditions for deterministic chaos and stochastic resonance to arise. Deterministic chaos may happen in continuous nonlinear dynamical systems with at least three degrees of freedom. In this case, even if only deterministic terms are considered, the combination of nonlinearities with high sensitivity on initial conditions or small perturbations can produce irregularity and unpredictability in the dynamical behaviour. Stochastic resonance is the phenomenon in which the addition of noise in a system can produce a better output, or system response, existing an optimal noise level. This effect can be used as a way to detect and amplify low intensity signal, for example. In this PhD Thesis we study the magnetization dynamics on the free layer of magnetic junctions in nanopillar geometries. The work is divided into two parts: deterministic and stochastic dynamics. When analysing the deterministic case we tried to characterize regular, irregular and chaotic behaviours, producing dynamical phases diagrams for different system parameters. Two different geometries were analysed, being possible to generate a complete characterization of the dynamical phases in one of them. For the stochastic case we tried to explore nonlinear effects and thermal fluctuations, analysing stochastic resonance and noise-enhanced synchronization in a magnetic tunnel junction and studying the dynamical response when only one spin torque is considered, the Slonczewski torque, and also when a perpendicular torque, the field-like torque, is present. We were able to see the influence of several system parameters, such as the amplitude of the applied electric current and the input frequency, on the system response and on the synchronization of stochastic systems. Also, we noticed that with the inclusion of the field-like torque a possibly new high frequency resonance-like behaviour appears. These results are important because of the possibility of using new spintronic devices for secure data transmission, high frequency communications and on a new generation of bio-inspired devices.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1994.pdf: 1761798 bytes, checksum: 183ce1c471cf1079a1302b309c923a68 (MD5) Previous issue date: 2002-04-11 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the present work the Drude weight is calculated to study the capacity of conduction at finite temperatures in one-dimensional rings with the potencial given by the sequences of different degrees of randomness and threaded by a time independent magnetic flux. In this context, the tight-binding approximation is used to solve the Schrödinger equation,also permitting the potencials, given by substitution sequences, to be implemented in a simple way. We study four situations in which the potencial is given by periodic and random sequence. The transport properties exhibited by the system in each case are to reflect the degree of randomness presented by these potencials, although in a nontrivial manner if one considers a hierarchy of disorder based on the Fourier transform of the sequences. The role played by temperature in the capacity of conduction, as compared with the role played by the potencials, is also described. / No presente trabalho, através do cálculo do peso de Drude estudamos a capacidade de condução a temperaturas finitas, em anéis unidimensionais com potenciais dados por seqüências de diferentes graus de desordem e atravessados por fluxo magnético independente do tempo. Neste contexto, utilizamos o modelo tight-binding na resolução da equação de Schrödinger, o que permite inserir os potenciais, dados por seqüências de substituição, de maneira simples. Estudamos quatro casos em que esse potencial seja dado por seqüências não periódicas. Os resultados são comparados com os dois casos limites de organização, a saber, as seqüências periódica e desordenada. Observa-se que o grau de desordem apresentado por estes potenciais reflete-se nas propriedades de transporte exibidas pelo sistema em cada caso, embora de maneira não trivial se considerada uma hierarquia de desordem baseada na transformada de Fourier das seqüências. Descreve-se também a influência da temperatura, frente à influência dos potenciais, na capacidade de condução.

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-18T13:45:16Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1340608 bytes, checksum: 8cceaa9c73ae05a5a903b4b78e3fa6ba (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-18T13:45:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1340608 bytes, checksum: 8cceaa9c73ae05a5a903b4b78e3fa6ba (MD5) Previous issue date: 2010-04-15 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / It is presented a review on three subjects: the origin and nature of topological defects, the non-relativistic and relativistic quantum mechanics, and the gravitational and eletrostatic selfforces that emerge from a conical spacetime surrounding a cosmic string. After setting up this theoretical framework, it is studied the behavior of a charged particle in the presence of a cosmic string, parallel to an uniform, constant magnetic field, which may be used as a model to a primordial large-scale magnetic field that permeates the universe. The geometry of a negative disclination is taken into account, this being a typically condensed matter physics topological defect equivalent to a cosmic string, where a wedge of material is inserted into the lattice. We computed exactly, the topological and electrostatic influences on the particles energy spectrum, and the phase shift for the charged scalar particle scattered states. Switching to a flat-spacetime context, spherically symmetric systems were studied, solving exactly, Klein-Gordon and Dirac equations which describe a scalar particle subject to a Coulomb vector potential and scalar central potentials. / Apresentamos uma revisão sobre a origem e a natureza dos defeitos topológicos, que surgem a partir de transições de fase que podem ter ocorrido no início do processo de formação do universo; sobre a mecânica quântica não-relativística e relativística; e sobre as auto-forças gravitacional e eletrostática que emergem da topologia cônica do espaço-tempo gerado pela corda cósmica. Utilizando estas ferramentas, estudamos o movimento de uma partícula carregada na presença de uma corda cósmica, paralela a um campo magnético uniforme, de magnitude constante, que poderia servir de modelo para um campo magnético primordial. Também consideramos a geometria anti-cônica de uma desclinação negativa, defeito topológico análogo à corda cósmica estudado em matéria condensada. Calculamos, exatamente, a influência da topologia e do campo magnético no espectro de energia da partícula e encontramos o ângulo de mudança de fase para seus estados espalhados. No espaço-tempo plano, estudamos sistemas com simetria esférica e investigamos a dinâmica de uma partícula escalar, resolvendo, exatamente, as equações de Klein-Gordon e Dirac, considerando potenciais centrais.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / This work was to study the influence of the magnetic field on the reduction of hexavalent chromium, removal of COD and total chromium, addition of cell growth in batch (batch reactor), using a mixed culture from located in a tanning city of Franca-SP (AMCOA). The influence of static magnetic field generated by a device that produces an electric current through a conductor, producing a magnetic field around the conductor, like a magnet. This equipment produces a magnetic field pulsed square wave of constant intensity and frequency. In the first step of adjusting the mixed cultures of chromium VI obtained a promising response. Thereafter, a preliminary test was performed to analyze the behavior of the influence of the magnetic field in the reduction of chromium VI and diameter of the reactor, obtaining 71% reduction of chromium VI with a larger diameter, without the presence of magnetic field has seen a reduction of 53%, with an initial concentration of 100 mg/l of chromium and a time of 4 hours of process. In other stages of the project, performing the tests with different frequencies of the magnetic field (1,2,5 and 10 Hz) and doing an analysis related to cell death of micro-organisms, showed that for frequencies of 10 Hz, there was cell death presents some cultures, which was confirmed in a lower frequency. The results were satisfactory when used in a magnetic field frequency of 5 Hz, maximal reduction of chromium VI reducing the time about 4 hours of processing, better removal of COD and total chromium using a volume of 500 ml and concentration of 100 mg/l initial chromium. Checking the influence of different frequency magnetic field, the initial effluent volumes (300 and 1000 ml) and initial concentration of chromium VI (50, 150 and 200 mg/l). The higher the initial concentration the lower the chromium reduction of chromium VI, larger volumes and a reduction of chromium VI and removal of COD and total chromium is not as significant as the use of smaller volumes. / Neste trabalho foi realizado o estudo da influência do campo magnético sobre a redução de cromo hexavalente, remoção de cromo total e DQO, além do crescimento celular em modo descontínuo (reator batelada), utilizando-se de uma cultura mista proveniente do curtume AMCOA localizado na cidade de Franca-SP. Foi avaliada a influência de campo eletromagnético estático gerado por um equipamento que produz uma corrente elétrica, passando por um condutor, produzindo um campo magnético ao redor do condutor, como se fosse um ímã. Este equipamento produz um campo magnético pulsante com onda quadrática de intensidade e frequência constantes. Na primeira etapa de adaptação das culturas mistas ao cromo VI obteve-se uma resposta promissora. Posteriormente, foi realizado um teste preliminar para analisar o comportamento da influência do campo magnético na redução de cromo VI e diâmetro de reator, obtendo 71% de redução de cromo VI com um maior diâmetro, sem a presença de campo magnético obteve uma redução de 53%, com uma concentração inicial de 100 mg/L de cromo e com um tempo de 4 horas de processo. Nas outras etapas do projeto, realizando os testes com diferentes frequências de campo magnético (1, 2, 5 e 10 Hz) e fazendo uma análise relacionada à morte celular dos micro-organismos, mostrou-se que para frequências de 10 Hz, havia morte celular de algumas culturas presentes, o que não foi verificado em uma frequência menor. Os resultados foram satisfatórios quando se utiliza uma frequência de campo magnético de 5 Hz, com máxima redução de cromo VI reduzindo o tempo em torno de 4 horas de processo, com melhor remoção de cromo total e DQO, utilizando um volume de 500 mL e concentração de 100 mg/L de cromo inicial. Verificando a influência de diferentes frequências de campo magnético, volumes iniciais de efluente (300 e 1000 mL) e concentrações iniciais de cromo VI (50, 150 e 200 mg/L). Quanto maior a concentração inicial de cromo menor foi a redução de cromo VI, e em volumes de efluentes maiores a redução de cromo VI e remoção de cromo total e DQO não foram tão significativas quanto em se aplicar volumes menores. / Mestre em Engenharia Química

This dissertation presents an application of Virtual and Augmented Reality, having as main focus the study of the magnetic field created by a single-phase engine of induction during its functioning. Virtual Reality and Augmented Reality potentially emerges every days, due increasing number of its applications in the most varied areas of the knowledge. One of the most benefited is Education. Therefore, these technologies becomes supporting tools for education, for assisting in the perception and interaction of the students in diverses subjects. The visualization of the magnetic field is related to strategies of use of ferromagnetic elements. Such fields, the example of others (Electric Field, Gravitational Field) have threedimensional characteristics. Since great part of the referring images to this physical phenomenon is static what most of the time it finishes making it difficult the learning of this subject. In this work, the Magnetic Field could be visualized, for the user, with use of Virtual Reality or Augmented Reality. The study element will be the Magnetic Field that is generated in an electric engine (of single-phase induction). It is intended, by means of this boarding, to identify the advantages of if using the techniques of Virtual Reality and Augmented Reality in relation the other forms of visualization of the magnetic field. / Esta dissertação apresenta uma aplicação de Realidade Virtual e Aumentada, tendo como foco principal o estudo do campo magnético criado por um motor de indução monofásico durante o seu funcionamento. A Realidade Virtual e a Realidade Aumentada a cada dia vêm se destacando, devido ao surgimento de suas inúmeras aplicações nas mais variadas áreas do conhecimento, e uma das mais beneficiadas é a educação. Portanto estas tecnologias vêm se tornando ferramentas de apoio ao ensino, auxiliando a percepção e interação dos alunos em assuntos diversos. A visualização do campo magnético está relacionada com estratégias de utilização de elementos ferromagnéticos. Tais campos, a exemplo de outros (Campo Elétrico, Campo Gravitacional) têm características tridimensionais. Sendo que grande parte das imagens referentes a este fenômeno físico é estática o que na maioria das vezes acaba dificultando ao aprendizado deste tema. Neste trabalho, o Campo Magnético poderá ser visualizado, pelo usuário, com uso de Realidade Virtual ou Realidade Aumentada. O elemento de estudo será o Campo Magnético que é gerado em um motor elétrico (de indução monofásico). Pretende-se, por meio desta abordagem, identificar as vantagens de se utilizar as técnicas de Realidade Virtual e Realidade Aumentada em relação à outras formas de visualização do campo magnético. / Mestre em Ciências