Thesis advisor: Arthur Lewbel / My doctoral research comprises both structural empirical work in the field of household economics (Chapters 1 and 3) and reduced-form theoretical work in econometrics (Chapter 2). The first chapter quantifies consumption gains in the form of consumption expenditure savings for couples living together versus apart. Moreover, I comprehensively analyze the key drivers of heterogeneity in consumption gains across couples. The second chapter, which is joint work with Stefan Hoderlein, develops the first difference-in-differences model for binary choice outcome variables when treatment effects are heterogeneous. Finally, in the third chapter, I study the realized gains in consumption levels upon move-in from single to couple and move-out from couple to single, separately by gender. Chapter 1. In “Heterogeneity in Consumption Gains from Living Together as a Couple”, I estimate consumption gains from living together versus apart. Specifically, this chapter quantifies these gains from consumption economies of scale for married as well as unmarried cohabiting couples in the U.S. I also comprehensively analyze the determinants of heterogeneity in consumption gains. For this purpose, I extend a recent collective household model to incorporate heterogeneity in consumption economies of scale and perform structural estimation using data from the Panel Study of Income Dynamics (PSID). I find that couples living together save an average of 14 percent in annual consumption expenditures compared to their counterfactual spending when living apart. Moreover, older couples and homeowner couples experience higher consumption economies of scale and thus higher consumption gains. I do not detect marital status to be a determining factor. These results have implications for appropriate adjustment of poverty thresholds across households of different sizes. Chapter 2. In “Binary Choice Difference-in-Differences Model with Heterogeneous Treatment Effects”, we develop the first Difference-in-Differences Model for binary choice outcome variables when treatment effects are heterogeneous. Our main result establishes identification of the average treatment effect on the treated (ATT). Moreover, we present two extensions. First, we show identification of the joint distribution of the actual and counterfactual latent outcome variable in the treatment group. Second, we extend the basic model to allow for the inclusion of covariates. We suggest an estimator for the ATT and evaluate its finite sample properties with the help of Monte Carlo simulations. Chapter 3. In “Realized Consumption Gains from Living Together as a Couple by Gender”, I am among the first to analyze how consumption gains from living together as a couple are split between men and women and whether this varies by individual-level or couple-level observables. Understanding individual-level consumption gains is important for rationalizing marriage and cohabitation decisions on the micro-level, and marriage and cohabitation patterns on the macro-level. I use the extended collective household model from Chapter 1 and data from the PSID to estimate male and female realized consumption gains from moving in as a couple and moving out of a couple. Average realized consumption gains upon move-in are positive for women and negative for men. This reverses for dissolving couples. Lastly, individuals who move in with their spouse have higher realized consumption gains than individuals who decide to cohabit without a marriage certificate. / Thesis (PhD) — Boston College, 2018. / Submitted to: Boston College. Graduate School of Arts and Sciences. / Discipline: Economics.

The Solar Twin Planet Search program is an unprecedented eort that aimed to procure extrasolar planets in more than 70 stars extremely similar to the Sun. In the course of this program, hundreds of high-quality optical spectra were obtained for these stars using the HARPS spectrograph, which is fed by the ESO La Silla 3.6 m telescope. Beyond the search for exoplanets, the data are invaluable to study the physical properties of Sun-like stars. Particularly in this dissertation, we are interested in verifying if the Sun possesses a regular rotation for its age among stars that are strictly similar to it, how the rotation of solar twins evolve with age and if the rotation of Sun-like stars is influenced by the presence of stellar mass companions. Previous conclusions on the regularity of the Suns rotation have been conflicting, and this is the first time such a large sample of solar twins with high quality spectroscopic data is used to clarify this puzzle. Our results suggest that the Sun is indeed a regular rotator for its age, which favors the use of the solar rotation to calibrate gyrochronology -- the estimation of stellar ages from their rotation. However, these results also imply a rotational evolution process that saturates after the solar age, constituting a departure from the widely used Skumanich relation and posing a challenge for gyrochronology. We securely identified 18 binary or multiple systems in the solar twin sample, of which only three display enhanced rotation for their ages. I estimated the orbital parameters of the binaries from their radial velocity variations, and the results show that their spectroscopic companions lie at orbital periods varying from a few to several years. I conclude that the presence of red or brown dwarf companions at moderate to long orbital periods do not influence the evolution of rotation in these systems, and therefore the main stars should evolve as single in this regard. The peculiarities in HIP 19911, HIP 67620 and HIP 103983 can be fully explained by spectral contamination from their companions. / O programa The Solar Twin Planet Search é um esforço sem precedentes na procura de planetas extra-solares em mais de 70 estrelas extremamente similares ao Sol. Ao longo desse programa, centenas de espectros ópticos de alta qualidade foram obtidos com o espectrógrafo HARPS, que está instalado no telescópio de 3,6 m do Observatório de La Silla. Além da busca de exoplanetas, estes dados são úteis para estudar as propriedades físicas de estrelas como o Sol. Estamos interessados em verificar se o Sol possui uma rotação regular para sua idade quando comparado com estrelas estritamente similares a ele, como que a rotação de gêmeas solares evolui com o tempo e se a rotação dessas estrelas é influenciada pela presença de companheiras estelares. Conclusões anteriores na regularidade da rotação solar são conflitantes, e esta é a primeira vez que uma amostra grande de gêmeas solares com dados espectroscópicos de alta qualidade é usada para esclarecer essa questão. Nossos resultados sugerem que o Sol de fato rota regularmente para sua idade, o que favorece o uso da rotação solar para calibrar a girocronologia -- a estimativa de idades estelares a partir de sua rotação. No entanto, tais resultados também implicam em um processo de evolução rotacional que satura depois da idade solar, constituindo um desvio da amplamente usada relação de Skumanich e apresentando um desafio para a girocronologia. Nós identificamos 18 sistemas binários na amostra de gêmeas solares, das quais apenas três mostram rotações elevadas para suas idades. Os parâmetros orbitais das binárias foram estimados a partir da variação de suas velocidades radiais, e os resultados mostram que suas companheiras espectroscópicas possuem períodos orbitais variando de alguns poucos até muitos anos. Concluimos que a presença de companheiras do tipo anãs vermelhas ou marrons em períodos orbitais moderados não influenciam a evolução rotacional desses sistemas. As peculiaridades de HIP 19911, HIP 67620 e HIP 103983 podem ser completamente explicadas por contaminação espectral de suas companheiras.

O presente trabalho procura investigar alguns dos processos colisionais de átomos de Rydberg ultrafrios. Utilizando uma armadilha magneto-óptica (MOT), foi possível aprisionar átomos de 85Rb, um elemento alcalino metálico, numa região da ordem de lmn a temperaturas da ordem de poucas centenas de ?K, regime chamado de \"ultrafrio\" na literatura. Os átomos de 85Rb são então excitados para estados de alto número quântico principal, também chamados de estados de Rydberg, através de um laser pulsado. Nesses estados, os átomos apresentam propriedades exageradas devido ao tamanho da órbita do elétron de valência, sendo uma delas os potenciais de longo-alcance. Em nossos experimentos, após a excitação, são detectados átomos em estados vizinhos ao originalmente excitado, evidenciando a existência de transições. Como esses estados são muito próximos em energia, a presença de potenciais de longo alcance pode fazer a energia de um par de átomos de Rydberg no seu estado inicial ficar ressonante com a energia do mesmo par numa combinação de outros estados, tornando então possível transições para esses estados. Nosso estudo visa quantificar de certa forma essas observações, assim como estimar a importância do movimento desses átomos nas transições observadas. / This dissertation seeks to address some of the characteristics of collisional processes in ultracold Rydberg atoms. With a Maqneto-Optical Trap (MOT), we trapped a sample of 85Rb, an alkaline metal element, in a region of about lmm at a temperature of a few hundreds of ?K, known in the literature as the \"ultracold\" regime. The 85Rb atoms are then excited to high principal quantum number states, also known as Rydberg states, with a pulsed laser. In these states, the atoms present exaggerated properties due to the large valence electron orbit, such as long-range potentials in our experiments, after excitation, we have detected atoms in neighboring states to the originally excited state, an evidence of atomic transitions. Since these states have similar energy, the presence of long-range potentials can make the energy of a pair of atoms in the initial state be resonant with the energy of the same pair in a combination of different states, making it possible to have transitions to these nearby states. Our work tries to quantify these observations, as well as to gauge the role of atomic movement in these transitions.

Estudos sobre a relação da poluição atmosférica e saúde apontam que há relação entre as queimadas de cana-de-açúcar e internações hospitalares, gerando custos para a sociedade. Este trabalho apresenta uma aplicação do Método de Avaliação Contingente para valorar os custos do bem-estar causados pela queimada de cana-de-açúcar. O fogo utilizado em um largo processo gera vários problemas para os moradores, passando por problemas de saúde pelo inconveniente causado pela fuligem que cai sobre as cidades no período de abril a novembro. A aplicação é feita na cidade de Ribeirão Preto, um dos maiores produtores de cana-de-açúcar e álcool no Brasil. Por meio dos métodos logit censurado, Heckman em dois estágios adaptado e Máxima Verossimilhança, calculou-se a disposição a pagar média e os resultados obtidos indicam que o custo estimado é em torno de R$ 180 milhões, para o período de 2009 a 2017. Tal valor está provavelmente subestimado já que o custo do bem-estar envolvendo as queimadas de cana-de-açúcar também passa pelos gastos com as internações hospitalares por doenças respiratórias. Dessa forma, propôs-se a verificação da relação entre as internações e a presença de cana-de-açúcar nos municípios do Estado de São Paulo. De acordo com dados do DATASUS, a região Sudeste gasta em torno de R$ 20 milhões por ano com esse tipo de internação, porém esse custo também está subestimado já que não leva em consideração os custos com inalação, atendimento ambulatorial e outros tratamentos posteriores à internação. / Studies on the relation of air pollution and health said that there is a relationship between sugar cane burning and hospital attendance, generating costs to society. This work presents an application of Contingent Valuation Method to evaluate the welfare costs of sugar cane fire. The use of fire in the process of sugar cane leads to many problems to near fire residents such as health problems caused by the soot over the cities from April to November. The application was made for the city of Ribeirão Preto, the major city in production of sugar cane and alcohol in Brazil. Using Censored Logit, Two Stage Heckman adapted and Maximum Likelihood methods an average willing to pay was estimated and the results indicate that the estimated cost is about R$ 180 millions from 2009 to 2017. This estimated value probably is underestimated since welfare costs of sugar cane burning for health also involve spending in hospitals admissions and respiratory diseases. Therefore, it is verified the relation of hospital admissions and the presence of sugar cane in São Paulo State cities. Using DATASUS database the Southeast region of Brazil spends R$ 20 millions a year with this type of hospital admissions, however this cost is also underestimated because it doesn\'t account for inhalation costs, ambulatory services and posterior treatment due admission.

Conjuntos de dados com respostas multivariadas aparecem frequentemente em pesquisas em que os dados são provenientes de questionários. Exemplos mais comuns são pesquisas de opinião, mais especificamente, pesquisas de marketing em que a preferência do consumidor em potencial é avaliado: pelo produto, marca, preço, praça, promoção e etc. Um tipo pesquisa de opinião que ganha grande destaque no Brasil de dois em dois anos são as pesquisas eleitorais de intenção de votos. Nós introduzimos nesta tese uma classe de modelos de regressão multivariados com funções de ligação assimétricas para o ajuste de conjuntos de dados com respostas multivariadas binárias. As funções de ligação consideradas são bastante flexíveis e robustas, contemplando funções de ligação simétricas como casos particulares. Devido a complexidade do modelo, nós discutimos a sua identificabilidade. A abordagem Bayesiana foi considerada e alguns algoritmos de Monte Carlo via Cadeia de Markov (MCMC) foram desenvolvidos. Nós descrevemos algumas ferramentas de seleção de modelos, os quais incluem o Critério de Informação da Deviance (DIC), a Pseudo-Verossimilhança Marginal e o Pseudo-Fator de Bayes. Adicionalmente, um estudo de simulação foi desenvolvido com dois objetivos; i) verificar a qualidade dos algoritmos desenvolvidos e ii) verificar a importância da escolha da função de ligação . No final da tese uma aplicação em um conjunto de dados real é considerada com o objetivo de ilustrar as metodologias e técnicas apresentadas. / Data sets with multivariate responses often appear in surveys where the data came from questionnaires. Opinion poll, sometimes simply referred to as a poll, are common examples of studies in which the responses are multivariate. One type poll that gain great prominence in Brazil in election years, is the survey of vote intent. However, despite the higher visibility of prognostic studies of election, opnion polls is a tool widely used to detect trends and positions of different social segments on various topics, be they political, social or governmental. We introduce in this work a class of multivariate regression models with asymmetric link functions to fit data sets with multivariate binary responses. The link functions here considered are quite flexible and robust, contemplating symmetrical link functions as special cases. Due to the complexity of the model, we discuss its identifiability. The Bayesian approach was considered and some Monte Carlo Markov Chain (MCMC) algorithms have been developed. Simulation studies have been developed with two objectives: i) verify the quality of the algorithms developed and ii) to verify the importance of choosing the link function. At the end of this work an application in a real data set is considered in order to illustrate the methodologies and techniques presented.

O estudo do ordenamento de nanopartículas em estruturas bi e tridimensionais, também conhecidas como superredes, é de grande interesse científico e tecnológico, tanto pelo interesse em se explicar a origem e as consequências deste fenômeno, quanto pelas possibilidades de aplicação oriundas das propriedades observadas nestes sistemas. Quando são utilizados dois tipos de nanomateriais diferentes em tamanho e/ou composição química, tem-se a formação de superredes binárias. Estas estruturas apresentam propriedades que são resultado das propriedades individuais de seus constituintes e, além disso, do conjunto de interações que existem no sistema. Graças a este conjunto de propriedades e interações coletivas, o princípio de se empregar nanopartículas como \"building blocks\" para a criação ou aprimoramento de dispositivos funcionais. Assim, neste trabalho são discutidas as sínteses de óxidos magnéticos do tipo MFe2O4 (com M = Co, Fe ou Mn) e as características necessárias para o emprego destes na formação de superredes de nanopartículas. Os materiais foram sintetizados procurando-se alcançar uma estreita distribuição de tamanho e homogeneidade quanto à forma. Foram empregados sistemas de nanopartículas nos estudos para a formação de superredes que apresentaram polidispersividade entre 6 e 20%, de forma a discutir o efeito desta propriedade no ordenamento das nanopartículas. Observou-se que o ordenamento em escala macroscópica é fortemente influenciado pela tensão de superfície da subfase, enquanto que o arranjo local das nanopartículas em relação aos seus vizinhos mais próximos é mais influenciado pela taxa de evaporação do solvente e pelas interações interpartículas. Para a formação de superestruturas binárias foram empregadas as nanopartículas de CoO/CoFe2O4 com 9,6 nm ou de Fe3O4 de 10,7 nm, com nanopartículas de CdSe de 3,6 nm. Os sistemas de nanopartículas binárias apresentaram arranjos do tipo AlB2 e tiveram, em sua maioria, crescimento na forma de supercristais facetados. A formação de estruturas bidimensionais com crescimento ao longo do plano da membrana foi favorecida pelo aumento na proporção das nanopartículas de maior diâmetro em relação às menores. A compreensão do fenômeno de auto-organização em membranas de superredes binárias possibilita a obtenção de novos materiais nanoestruturados e que apresentem propriedades moduladas. / Self-assembly nanoparticles into superlattices array have attracted significant attention both for the scientific understanding of nanocrystals ordering process and the development of new functional devices using bottom up techniques. The co-assembly of two types of nanoparticles in binary nanoparticles superlattices provides a new way to design metamaterials with unusual and modulated properties. These unusual properties arise from interparticle interactions in the superlattice structure, and from nanoparticles physical properties. To obtain highly ordered structures, it is required that nanocrystals have narrow size distribution. This thesis presents the synthesis of oxide magnetic nanoparticles (MFe2O4; M = Co, Fe, or Mn) and their application as building blocks in nanocrystal superlattices. Nanoparticles presented size distribution from 6% to 20%, and their assemblies has shown amorphous structure when samples have size distribution above 10%. Self-assembled nanoparticles superlattices in the liquid-air interface were obtained using either single or binary components. Single component superlattices were used as model for the understand of self-assembly process, which depends on subphase surface tension and dispersion evaporation rate. Nanocrystals superlattices were obtained from CdSe nanoparticles, with average size of 3,6 nm, and CoO/CoFe2O4 with size of 9,6 nm, and was observed a AlB2-type superstructure. The same superlattice structure was obtained for CdSe and Fe3O4, with average size of 10,7 nm, which indicate that AlB2 is the equilibrium phase for a rage of radii ratios and nanoparticles stoichiometry. These findings enable to better understand self-assembled binary nanocrystal superlattices formation and how to manipulate interparticle interactions in order to synthesize highly ordered structures.

<div>End users of closed-source software currently cannot easily analyze the security</div><div>of programs or patch them if flaws are found. Notably, end users can include devel</div><div>opers who use third party libraries. The current state of the art for coverage-guided</div><div>binary fuzzing or binary sanitization is dynamic binary translation, which results</div><div>in prohibitive overhead. Existing static rewriting techniques cannot fully recover</div><div>symbolization information, and so have difficulty modifying binaries to track code</div><div>coverage for fuzzing or add security checks for sanitizers.</div><div>The ideal solution for adding instrumentation is a static rewriter that can intel</div><div>ligently add in the required instrumentation as if it were inserted at compile time.</div><div>This requires analysis to statically disambiguate between references and scalars, a</div><div>problem known to be undecidable in the general case. We show that recovering this</div><div>information is possible in practice for the most common class of software and li</div><div>braries: 64 bit, position independent code. Based on our observation, we design a</div><div>binary-rewriting instrumentation to support American Fuzzy Lop (AFL) and Address</div><div>Sanitizer (ASan), and show that we achieve compiler levels of performance, while re</div><div>taining precision. Binaries rewritten for coverage-guided fuzzing using RetroWrite</div><div>are identical in performance to compiler-instrumented binaries and outperforms the</div><div>default QEMU-based instrumentation by 7.5x while triggering more bugs. Our im</div><div>plementation of binary-only Address Sanitizer is 3x faster than Valgrind memcheck,</div><div>the state-of-the-art binary-only memory checker, and detects 80% more bugs in our</div><div>security evaluation.</div>

Computer simulations of the growth of binary alloy thin films in two and three dimensions were performed using an extension of the Solid on Solid model. Snapshots for a range of interactions and diffusion rates are presented and critically compared to experiment. A wide variety of distinct phases is identified and their growth conditions analyzed. These findings are summarized in a phase diagram. In addition, a fractal analysis of the domains is performed. It is found that for negative interactions the islands are two-dimensional, while for positive interactions, regardless of diffusion rate, a fractal dimension of 1.78 is obtained. / by Mark R. Bouwens. / Thesis (Ph.D.)--Florida Atlantic University, 2011. / Includes bibliography. / Electronic reproduction. Boca Raton, Fla., 2011. Mode of access: World Wide Web.

Este trabalho teve por objetivo avaliar modelos de taper para Corymbia citriodora com 55 meses de idade no Sul do estado do Tocantins. Foram utilizadas 35 árvores amostras cubadas com a obtenção dos diâmetros com e sem casca nas posições 0,2 m, 0,4 m, 0,7 m, 1,3m, 2,7 m e, a partir deste ponto em diante a cada 2 metros até um diâmetro em torno de 1,0 cm com casca. Para avaliação dos modelos utilizou-se as seguintes estatísticas: coeficiente de determinação ajustado, erro padrão da estimativa, distribuição gráfica dos resíduos, média dos desvios absolutos, desvio padrão das diferenças, soma dos quadrados dos resíduos relativos, média dos desvios percentuais, raiz quadrada do erro médio, viés e coeficiente de correlação múltipla. Além disso, avaliou-se a viabilidade da utilização da variável binária “Tx” no ajuste simultâneo para dados com e sem casca. Concluiu-se, portanto, que o modelo de Muhairwe I obteve os melhores resultados para as estatísticas utilizadas, bem como a confirmação da viabilidade em se obter o ajuste diamétrico com uma só equação através da inclusão da variável Tx. / The objective of this study was to evaluate taper models for Corymbia citriodora at 55 months of age in the southern state of Tocantins. Thirty-five trees were used to obtain the diameters with and without bark at the positions 0.2 m, 0.4 m, 0.7 m, 1.3 m, 2.7 m and from this point forward every 2 meters to a diameter of about 1.0 cm in bark. For the evaluation of the models, the following statistics were used: adjusted coefficient of determination, standard error of the estimate, graphical distribution of the residuals, mean absolute deviations, standard deviation of the differences, sum of the squares of relative residues, mean of the percentage deviations, square root of mean error, bias and multiple correlation coefficient. In addition, we evaluated the feasibility of using the binary variable "Tx" in the simultaneous adjustment for data with and without shell. It was concluded, therefore, that the Muhairwe I model obtained the best results for the statistics used, as well as the confirmation of the feasibility in obtaining the diametric adjustment with a single equation through the inclusion of the variable Tx.

Este trabalho apresenta uma metodologia para caracterização do perfil de consumo de recursos demandados por um programa de computador a partir da análise do código binário do arquivo executável. A categorização de processos de acordo com seus perfis de consumo de recursos durante a execuçãotais como uso de CPU e memóriaé uma informação muito desejada para objetivos de projeto e gerenciamento de sistemas. Técnicas convencionais para este propósito são baseadas em testes de caixa branca (que avaliam o código fonte da aplicação), que tendem a ser de difícil aplicação dado a complexidade das arquiteturas de software além da necessidade de acesso ao código fonte; ou detecção de perfis baseada em dados de execução, que depende da disponibilidade de dados de execução confiáveis e da seleção de características que de fato vão correlacionar o perfil de consumo. A abordagem baseada em mineração de dados proposta neste trabalho evita estas dificuldades uma vez que manipula somente os arquivos binários executáveis. O método combina técnicas provindas da teoria da informação, redes complexas e filogenia para produzir um agrupamento hierárquico de um conjunto de arquivos de programas executáveis que pode ser utilizado para prever potenciais similaridades em termos de consumo de recursos em tempo de execução. As questões de pesquisa deste trabalho investigam se a transformação feita pelo compilador preserva similaridades entre código fonte e binário que podem ser detectadas através de algoritmos de compressão; em caso positivo, verificar se as similaridades encontradas no código binário estão relacionadas com o perfil de execução das aplicações, permitindo inferir o comportamento dos programas a partir da análise do código binário. Este trabalho apresenta a sistematização do método assim como os resultados da aplicação para caracterizar aplicações em termos de consumo de CPU e Entrada/Saída em uma plataforma PC padrão. Diversos experimentos foram executados em um repositório de 80 programas de várias fontes obtendo-se resultados significativos que evidenciam que a similaridade dos perfis de execução obtidas com esta abordagem é consistente com as obtidas experimentalmente por aferição. A aplicação do método também é exemplificado através de casos de estudo que caracterizam o perfil de execução de programas executáveis. / This work introduces a methodology for characterizing the runtime resource demands of a computer program from the analysis of its binary executable file. Categorization of processes according to the kind of resources required during execution such as CPU and memory usage is a sought-after piece of knowledge for the aims of computer system design and management. Conventional techniques available for this purpose include white-box static source code analysis and profile matching based on historical execution data. The former tends to be challenging in face of complex software architectures and requires access to the source code; the latter is dependent on the availability of reliable past data and on the selection of features yielding effective correlations with resource usage. The alternative data mining approach proposed in this paper avoids those difficulties by manipulating binary executable files. The method combines techniques from information theory, complex networks and phylogenetics to produce a hierarchical clustering of a set of executable files, which can be used to predict potential similarities in terms of runtime resource usage. The works research questions investigate if the transformation performed by the compiler preserves similarity information across the source and binary code representation such that it can be detected by standard compression algorithms; and if the so identified similarities in the symbolic object encoding are correlated to runtime resource usage to an extent which allows for inferring the programs behavior from the analysis of the binary file. The paper introduces the methods rationales and presents results of its application to characterize CPU and IO usages of benchmark applications executed on a standard PC platform. Essays carried out over a set of 80 executable programs from varying sources yielded numerically significant evidences that the prediction of resource usage similarity obtained by the approach is consistent with experimentally measured runtime profile. The application of the method is also exemplified in a few case studies aimed at characterizing executable programs runtime profile.