Orientador: Patricio Letelier Sotomayor / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-21T20:08:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gueron_Eduardo_M.pdf: 839197 bytes, checksum: 1d9a2da2b21434b99fa538088a6ce8ea (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Realizamos um estudo sobre defeitos topológicos, estruturas formadas ao longo do processo de quebra de simetria do vácuo. Após um resumo dos modelos mais simples para estes defeitos trabalhamos mais profundamente com textura, um tipo de defeito topológico global que pode ser visualizado como um ponto no espaço-tempo, um evento singular. Fazemos uma revisão de artigos sobre texturas e incluímos alguns resultados e críticas. Revemos modelos de anisotropia na radiação de fundo causada pela textura e estudamos o uso de uma solução analítica para simular o processo de formação de estruturas de larga escala. Finalmente sugerimos um possível defeito topológico proveniente da quebra de simetria de grupos não abelianos. / Abstract: Topological defects, structures formed during the spontaneous symmetry breaking process are studied. Firstly we make a summary of the simplest models for these defects. Then we look closely the textures, a global topological defect that can be represented as a point in space-time, i.e., an evento. We examine some articles about textures adding some results and criticisms. We make a review of models of textures as seeds to fluctuations in the cosmic background radiation density. The use of analytic solution is study in connection with creation of large scale structures. Finally, we suggest a new topological defect obtained from the symmetry breaking of non-Abelian groups. / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Samuel Rocha de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-08T09:44:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_RaphaeldeOliveira_M.pdf: 2899892 bytes, checksum: 6befb1d82e7b4effd083097342934f7d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Esta dissertação trata de um problema de colapso gravitacional do campo escalar sem massa com simetria esférica, de acordo com as equações de Einstein com acoplamento mínimo. Desenvolvemos algoritmos simples mas com ajuste automático de refinamento para obter soluções numéricas. O refinamento é necessário para descrever os fenômenos do colapso. Utilizamos rotinas comuns para resolver equações diferenciais ordinárias advindas do método das linhas aplicado às equações diferenciais parciais do modelo matemático, a saber, rotinas de Runge-Kutta e de splines cúbicas. Mostramos que é possível obter soluções tão próximas quanto se queria à solução de Buracos Negros e da solução crítica com os algoritmos desenvolvidos e simples computadores de mesa. / Abstract: This dissertation is about a problem of gravitational collapse of the spherically symmetric massless scalar field in accord to the Einstein equations with minimal coupling. We developed simple but with adaptative mesh refinement algorithm to obtain numerical solutions. The mesh refinement is required to describe the collapse phenomena. We used common routines to solve ordinary differential equations that come from the method of lines applied to the partial differential equations of the mathematical model, namely, Runge-Kutta and cubic splines routines. We showed that it is possible to get solutions as close as we want to the Black Holes solution and to the critical solution using our developed algorithms and simple desktop computers / Mestrado / Fisica-Matematica / Mestre em Matemática Aplicada

Orientadores: Patricio Anibal Letellier Sotomayor e Kyoko Furuya / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-11T10:44:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarceloZimbres_M.pdf: 810192 bytes, checksum: 16b4f94ccf4183c0371eac2b660a72f3 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Para estudar de forma completa a precessão de um giroscópio em órbita, revisamos a dedução das equações de Papapetrou, em particular, para mostrar que em uma aproximação de partícula teste essas equações implicam o transporte de Fermi-Walker do spin. Para estudar as correções devidas a oblaticidade de um corpo central na precessão do spin, fizemos uma revisão da teoria dos multipolos relativísticos focados nas definições de Geroch-Hansen e de Thorne. Usamos todos esses conceitos para estimar as correções multipolares na precessão de Lense-Thirring, em especial, encontramos uma fórmula exata para a precessão em termos de dois escalares, as partes real e imaginária do potencial de Ernst. Em uma aproximação linear para o campo gravitacional, escrevemos nossa fórmula em termos dos multipolos de Thorne. Para estimar essas correções usamos alguns modelos conhecidos para a métrica do planeta Terra e comparamos nossos resultados com outros trabalhos / Abstract: To study the precession of an orbiting gyroscope we review the theory of the Papapetrou equations and show that they imply the Fermi-Walker transport law. We review also the theory of relativistic multipole moments, specifically the definitions of Geroch-Hansen and Thorne, to describe non-spherical bodies in general relativity. For stationary axially symmetric spacetimes we find a simple expression for the Lense-Thirring precession in terms of the Ernst potential. This expression is used to compute, in the weak field approximation, the major non-spherical contributions to the precession of a gyroscope orbiting the Earth. We use some known models for the earth metric to estimate the contributions and compare our results with some previously known ones / Mestrado / Física / Mestre em Física

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-09T18:26:57Z No. of bitstreams: 1 pauloromildopiresjunior.pdf: 11168224 bytes, checksum: 919515f1e0eb952483de805402299261 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-29T12:09:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pauloromildopiresjunior.pdf: 11168224 bytes, checksum: 919515f1e0eb952483de805402299261 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T12:09:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pauloromildopiresjunior.pdf: 11168224 bytes, checksum: 919515f1e0eb952483de805402299261 (MD5) Previous issue date: 2007-02-15 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação fizemos uma revisão da quantização canônica da Relatividade Geral até obtermos a equação de Wheeler-deWitt. Usando esta teoria, estudamos um modelo cosmológico descrito por um espaço-tempo de Friedmann-Robertson-Walker fechado, com radiação e uma constante cosmológica positiva. Esse modelo descreve, em nível quântico, o nascimento de um universo assintóticamente DeSitter através do fenômeno do tunelamento. A equação de Wheeler-deWitt, no nosso caso, se transforma em uma equação de Schrodinger com um potencial da forma a x2 — b x4. Esse potencial dá origem a uma barreira que a radiação primordial do universo tem que tunelar para dar origem ao conteúdo material presente no universo atual. Com o intuito de estudar a probabilidade de tunelamento do universo através dessa barreira de potencial, resolvemos numericamente a equação de Schrodinger do nosso modelo. Calculamos, também via métodos numéricos, a probabilidade de tunelamento como função da energia média da radiação e da constante cosmológica, os parâmetros do nosso modelo. Comparamos esses resultados obtidos numericamente com os resultados obtidos pelo uso da aproximação WKB. / In this dissertation we revised the canonical quantization of General Relativity, up to the derivation of the Wheeler-deWitt equation. Using that theory, we studied a cosmological model described by a closed Friedmann-Robertson-Walker space-time with radiation and a positive cosmological constant. That model describes, at the quantum level, the birth of an asymptotically DeSitter universe through the tunneling process. In our case, the Wheeler-deWitt equation becomes a Schrodinger equation with a potential of the form a x2 — b x4. This potential originates a barrier that the primordial radiation has to tunnel in order to form the material content of our present universe. With the objective of studying the tunneling probability of the universe through this barrier, we solved numerically the Schrodinger equation of our model. Also using numerical methods, we computed the tunneling probability as a function of the mean energy radiation and the cosmological constant, the parameters of our model. We compared our numerical results with the ones calculated using the WKB approximation.

Orientadores: Alberto Vazquez Saa, Marcelo Moraes Guzzo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-24T01:44:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Froes_AndreLuisDelvas_D.pdf: 13866800 bytes, checksum: 096d2e613867ddb45ba06cca87c00dec (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Na presente tese, após revisão do estado da arte da cosmologia observacional, dos modelos de blindagem cosmológica para campos escalares e de modelos vetoriais para energia escura, foi apresentada a pesquisa original do projeto. Ela consistiu na elaboração do primeiro modelo de blindagem cosmológico aplicável a campos vetoriais, por meio de uma modificação conforme na Relatividade Geral, dependente do módulo do campo. Nos meios onde a densidade é elevada, o campo vetorial oscila em torno de zero, enquanto em meios de baixa densidade ele possui um valor não nulo. Como resultado, o campo vetorial não afeta a evolução no Universo primordial nem gera uma quinta força ou modificações detectáveis na gravitação local. O mecanismo também pode ser utilizado para esconder violações de Lorentz em pequenas escalas. A evolução cosmológica do modelo é estudada em detalhes / Abstract: In this thesis, after a review on the state of the art on observational cosmology, screening mechanisms for scalar fields and vector field models for dark energy, the original research of this project is presented. It consisted in the creation of the first screening mechanism for vector fields, by means of a conformal modification of General Relativity, dependent on the norm of the field. In high density environments, the vector field oscillates around zero, while in low density environments it has a non-null value. As a result, the vector field doesn\'t affect the evolution in the early Universe, nor generates a fifth force or detectable modifications in local gravity. The mechanism can be used as well to hide Lorentz violations in small scales. The cosmological evolution is studied in detail / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Roberto de Andrade Martins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-02T08:27:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JuradoHerrera_NuryIsabel_M.pdf: 1195976 bytes, checksum: ca21c9b45a3155f88dc2049fb4dd06b3 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A presente dissertação introduz as idéias básicas para o surgimento da teoria da relatividade geral e sua posterior aplicação na construção de modelos cosmológicos relativísticos. Desta forma é apresentado um estudo histórico detalhado do desenvolvimento das cosmologias relativísticas no período compreendido entre 1917 e 1930, começando com o próprio Albert Einstein que, em 1917, propôs o primeiro modelo desta natureza, e encerrando a análise com Sir Arthur Eddington em 1930, cujo modelo, "Lemaître-Eddington", engloba os avanços da época. A partir do modelo de Lemaître-Eddington estudamos o papel fundamental que Eddington atribui à constante cosmológica, é neste item que suas concepções epistemológicas ficam mais evidenciadas, embora elas estejam presentes desde seus primeiros trabalhos. Discutimos também sua argumentação para calcular as constantes da natureza por métodos puramente teóricos. Acompanhamos o desenvolvimento do formalismo matricial que Eddington apresenta para escrever a equação de Dirac para o elétron e, a partir desta nova notação, descrevemos os argumentos utilizados por Eddington para encontrar o valor da constante de estrutura fina, a razão entre a massa do próton e do elétron, a razão entre a força elétrica e a força gravitacional entre um próton e um elétron, a razão entre um comprimento de tipo atômico e o raio de curvatura natural do espaço. Enfim, este estudo analisa as fases do trabalho científico de Eddington estabelecendo uma ponte entre seu trabalho cosmológico e seu trabalho epistemológico / Abstract:The present dissertation introduce the basic ideas of the beginning of the general theory of relativity and its later application on the construction of relativistic cosmological models. So we present here a detailed historical study of the development of the relativistic cosmologies in the period between 1917 and 1930, starting with Albert Einstein who, in 1917, proposed the first model of this kind, and finishing the analysis with Sir Arthur Eddington in 1930, whose model, "Lemaître-Eddington", incorporate the progresses of that time. From the model of "Lemaître-Eddington" we study the basic rule Eddington gives to the cosmological constant. It is in this topic his epistemological concepts become more evident, even though it is present since his ½rst works. We also discuss Eddington's argumentation to calculate the constants of the nature by pure theoretical methods. We follow the development of the matrix formalism that Eddington presents to write the Dirac equation for the electron and from this new notation we describe the logic used by Eddington to find the value of fine structure constant, the rate between the proton and electron mass, the rate between the electrical and gravitational force between a proton and an electron, the rate between an atomic length and the natural spacial curvature radius. So, this essay analyzes the diÿerent periods of Eddington's scientific work establishing one bridge between his cosmological work and his epistemological work / Mestrado / Física / Mestre em Física

[pt] A teoria da gravidade quântica em laços (loop quantum gravity ou LQG) é atualmente uma das mais promissoras abordagens para descrever a relatividade geral em termos quânticos. Um dos problemas-chave é detectar na teoria quântica estados semiclássicos, que apresentem propriedades macroscópicas iguais às de configurações específicas da teoria clássica. Nesta dissertação, começamos apresentando o formalismo da LQG e sua interpretação física. Do ponto de vista matemático, a LQG pode ser pensada como uma quantização canônica de uma teoria de gauge de SU(2) em uma 3-variedade. No entanto, diferentemente da abordagem usual, que gera uma representação apenas por operadores auto-adjuntos, a abordagem polimérica da LQG gera uma representação mista que usa operadores auto-adjuntos e unitários. Tomamos então um modelo polimérico, análogo à LQG, do sistema físico mais simples: o movimento unidimensional de uma partícula pontual. Neste contexto, desenvolvemos um arcabouço que resolve o problema dos estados semiclássicos, que são estudados em detalhe. Finalmente, consideramos a quantização polimérica do campo eletromagnético livre, resultando numa teoria abeliana muito similar à LQG. Neste contexto, o mesmo arcabouço desenvolvido para o caso anterior pode ser aplicado. / [en] Loop quantum gravity (LQG) is currently one of the most promising approaches to describing general relativity in quantum terms. One of its key issues is to detect in the quantum theory semiclassical states whose macroscopic properties are the same as those of specific configurations of the classical theory. In this dissertation, we begin by presenting the LQG formalism and its physical interpretation. From a mathematical point of view, LQG can be thought of as a canonical quantization of a SU(2) gauge theory in a 3-manifold. However, whereas the usual approach generates a representation exclusively by self-adjoint operators, LQG's polymer approach generates a mixed representation using both self- adjoint and unitary operators. We then take a polymer model, analogous to LQG, of the simplest physical system: the one-dimensional movement of a point particle. In this context, we develop a framework that solves the problem of semiclassical states, which are studied in detail. Finally, we consider the polymer quantization of the free electromagnetic field, which results in an abelian theory which is very similar to LQG. In this context, it is possible to apply the same framework that was developed for the previous case.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:18:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341344.pdf: 3089176 bytes, checksum: aefc6f16c704f422d1620ea30c1e0a4c (MD5) Previous issue date: 2016 / A partir da publicação do PCN de 2000 tornou-se pública e de interesse do Ministério da Educação a inserção de física moderna e contemporânea (FMC) no ensino médio nacional. Mesmo após 15 anos pouco foi feito para que essa inserção aconteça de fato, e dentre os motivos listados pelos professores está a falta de materiais educacionais. Com a finalidade de diminuir essa lacuna existente decidi refletir sobre a construção de um material instrucional sobre a FMC para o ensino médio. O tema escolhido foi a relatividade geral por ser pouco presente nos materiais instrucionais para essa faixa de ensino e por ser de grande apelo na física e na mídia em geral, com destaque para o cinema, como no recente filme ?Interestelar?1 e outros mais antigos como ?Einstein e Eddington?2 e ?Contato?3. O modelo de educação escolhido foi a educação online que não determina local e tempo, por isso a escolha por um material digital. Um professor pode usar a unidade de aprendizagem proposta com seus alunos ou o aluno pode usar para seu estudo sozinho ou em grupo. A unidade de aprendizagem apresentada é composta por 4 etapas do modelo 4C/ID que são: material introdutório (tarefas de aprendizagem), texto explicativo (informação de apoio), simulação e tutorial da mesma (informação processual) e questões conceituais (prática nas tarefas). Todas essas etapas foram elaboradas sob a organização metodológica do design instrucional e pautadas teoricamente na teoria da carga cognitiva objetivando um material educacional facilitador de aprendizagem. O repositório escolhido foi o Sway4 por se adaptar melhor à proposta que inclui diversos recursos digitais.<br> / Abstract : Since the publication of the CPN 2000 became public and of interest to the Ministry of Education the inclusion of modern and contemporary physics (FMC) in the national high school. Even after 15 years, little has been done so that this insertion actually happening, and among the reasons listed by the teachers is the lack of educational materials. In order to reduce this gap I decided to reflect on the construction of an instructional material about FMC to high school. The theme was general relativity to be little present in instructional materials for this school range and be of great appeal in physics and in the media, especially the cinema, as in the recent movie "Interstellar" ¹ and more old as "Einstein and Eddington" ² and "Contact" ³. The chosen model of education was online education that does not determine location and time, so the choice of a digital material. A teacher can use the proposed learning unit with his students or the student can use for his study alone or in groups. The presented learning unit consists of four steps from the model 4C/ID: introductory material (learning tasks), explanatory text (supporting information), simulation and tutorial of the same (procedural information) and conceptual issues (practice on tasks). All these steps have been prepared under the methodological organization of instructional design and guided theoretically by cognitive load theory aiming for an educational material facilitator of learning. The repository chosen was the Sway4 for better adapt to the tender includes several digital resources.

Orientador : Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-31T17:50:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_RafaelRibeiroDiasVilelade_M.pdf: 1301756 bytes, checksum: 03f1033594a7b9d0285dbd19b8615341 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Estudamos a ocorrência de caos homoclínico nas órbitas (geodésicas) de partículas-teste sujeitas à ação gravitacional de um buraco-negro central e de uma casca (halo) exterior de matéria. Para isso, supomos que a casca externa tem simetria axial, de maneira que a métrica resultante é uma métrica de Weyl. Tratamos os efeitos gravitacionais dessa casca como perturbação multipolar da métrica de Schwarzschild e utilizamos o Método de Melnikov para detectar a presença do emaranhado homoclínico no espaço de fase, estrutura que implica dinâmica caótica do tipo Ferradura de Smale. Concluímos que caos homoclínico é geral nessa situação e discutimos algumas possíveis conseqüências físicas / Abstract: We study the occurrence of homoclinic chaos in the orbits (geodesics) of test-particles under the gravitational action of a central black-hole and an exterior shell of matter. To this purpose we assume that the shell is axially symmetric, so that the corresponding metric is a Weyl one. We treat the gravitational effects of the shell as a multipolar pertubation of the Schwarzschild metric and use the Melnikov Method to show the existence of the homoclinic tangle in phase space, which implies that the dynamics is chaotic in the sense of the Smale horseshoe. We conclude that homoclinic chaos is general in this situation and discuss some physical consequences / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-31T23:34:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vogt_Daniel_M.pdf: 649100 bytes, checksum: e8a346c8861f6ce847f16d4d80860fd1 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: É dada uma visão geral do problema de reação à radiação na teoria clássica de campos. São discutidas a dedução e propriedades das equações de movimento de partículas com reação à radiação para campos de spin 0, spin 1 e spin 2. Em particular, é feito um estudo detalhado da equação de Lorentz-Dirac. Utilizando um método numérico conveniente, aplicou-se a equação de Lorentz-Dirac a alguns problemas físicos de interesse e obteve-se, na maioria dos casos, resultados satisfatórios. Discute-se ainda o problema de reação à radiação na teoria da Relatividade Geral / Abstract: A general view of the problem of radiation reaction in classical field theory is given. The deduction and properties of the equations of motion of particles with radiation reaction for spin 0, spin 1 and spin 2 fields are discussed. In particular, a detailed study of the Lorentz-Dirac equation is done. Using an appropriate numerical method, the Lorentz-Dirac equation was applied to some physical problems of interest, and in most cases, the results were satisfactory. The problem of radiation reaction in General Relativity is also discussed. / Mestrado / Física / Mestre em Física