A produção de J/, e 0 em colisões p+p a uma energia no referencial do centro de massa (ps) de 200 GeV foi estudada no Experimento PHENIX no RHIC. A amostra de dados coletada durante o período de aquisição de 2006 permitiu não somente a determinação das seções de choque absolutas, mas também o estudo da polarização de J/, através de seu decaimento no canal de dieltrons em região de rapidez central. As medidas incluem a dependência com o momento transverso e são comparadas com aquelas de outros experimentos em diferentes intervalos de rapidez e energias de colisão, e com previsões teóricas. A medida da polarização de J/, deve trazer limitações aos mecanismos de formação de charmonium e a medida de feed-down de J/, s provenientes de ´ é de importância para o entendimento da produção prompt de J/, assim como para a supressão observada em colisões A+A no RHIC. / The production of J/´psi´e ´psi´collisions at the nucleon center of mass energy ´(s pot.1/2)´ have been studied in the PHENIX Experiment at RHIC. The sample collected during the 2006 data taking period allowed not only the determination of absolute cross sections but also the study of J= polarization through its decays into the dielectron channel at mid rapidity. The measurements include transverse momentum dependence and are compared to that of other experiments in different rapidity ranges and collision energies and to theoretical model predictions. The J= polarization results should provide a constraint on charmonium formation mechanisms and the measurement of the feed down of 0 to J= is of importance for understanding prompt J= production as well as the suppression observed in A+A collisions at RHIC.

Neste trabalho são reportadas medidas realizadas no detector PHENIX do RHIC sobre J/Psi em colisões p+p e Au+Au a s^(1/2) = 200 GeV na região de rapidez central e Psi\' em colisões p+p nas mesmas condições. As medidas incluem a dependência com o momento transverso da produção de charmônio e o fator de modificação nuclear de J/Psis para vários regimes de centralidade de colisão. / This work reports measurements done by the PHENIX detector at RHIC about J/Psi in p+p and Au+Au collisions at s^(1/2) = 200 GeV in the mid-rapidity range and Psi\' in p+p collisions in the same conditions. The measurements include the transverse momentum dependence of charmonium production and J/Psi nuclear modification factor in different centrality regimes.

Nesse trabalho discutimos alguns aspectos da teoria quântica de campos que nos levam a formulação do potencial efetivo em teorias supersimétricas. O enfoque é dado as técnicas para análise da quebra de supersimetria em 2 + 1-dimensões. São discutidas as condições sobre o potencial efetivo de teorias supersimetrias para que ocorra ou não quebra de supersimetria. O potencial efetivo do modelo Wess-Zumino em 2+1-dimensões é calculado até a aproximação de 2-laços no formalismo de componentes e supercampos e até essa ordem não foi encontrado quebra de supersimetria. / In this work we discuss some aspects of quantum theory of fields used for the formulation of the effective potential of supersymmetric theories. The main focus is given to the methods used to analyse supersimmetry breaking in 2 + 1-dimensions. We discuss the conditions on the effective potential of supersymmetric theories for the occurrence of supersymmetry breaking. The effective potential of Wess-Zumino model em 2 + 1-dimensions is calculated up to 2-loops approximation where supersymmetry breaking is not found to this order.

Estudos pioneiros na década de 1970 com cálculos ab initio inauguraram o campo da química quântica relativística computacional. Desde então, também devido ao crescimento exponencial da capacidade computacional, a aplicação de Hamiltonianos relativísticos em cálculos de química teórica tem se tornado cada vez mais frequente. No entanto, o desenvolvimento de conjuntos de funções de base para estes cálculos não seguiu no mesmo ritmo. Após décadas, as melhores opções disponíveis ainda apresentam certas limitações técnicas, como sinais de prolapso variacional. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi a geração de eficientes conjuntos relativísticos de funções de base Gaussianas para aplicação em cálculos ab initio correlacionados. Usou-se então de uma versão polinomial do método da coordenada geradora Dirac-Fock para elaboração de um conjunto primitivo de funções otimizadas variacionalmente livres de prolapso. Funções de correlação/polarização e funções difusas foram adicionadas em acordo com uma incrementação do tipo quadruple-ζ. Estas funções foram escolhidas através do tratamento multi-referencial de interação de configurações com o Hamiltoniano Dirac-Coulomb. Cálculos moleculares de propriedades fundamentais atestaram a qualidade destes conjuntos, denominados RPF-4Z, em comparação com outras bases relativísticas bastante utilizadas na literatura. Adicionalmente, momentos de quadrupolo nuclear de isótopos de bismuto e potássio e uma curva de energia potencial do dímero de rádio foram obtidos com estes conjuntos. Ao prover funções de base que retornam resultados comparáveis a outros conjuntos relativísticos disponíveis de qualidade quadruple-ζ, mas com uma significativa redução na demanda computacional, espera-se que as bases RPF-4Z se traduzam em um grande avanço na área. / Pioneering studies with ab initio calculations from the 1970s gave rise to the computational relativistic quantum chemistry field. Since then, also due to the exponential growth in computational resources, the application of relativistic Hamiltonians in theoretical chemistry calculations has become more common. However, the development of basis sets to be used in such calculations have presented its struggles. After decades, technical limitations, such as the variational prolapse issue still persist. Hence, the aim of the present thesis was the development of efficient relativistic Gaussian basis sets to be applied in correlated ab initio calculations. In order to do that, a polynomial version of the generator coordinate Dirac-Fock method has been applied to obtain variationally optimized primitive sets that are free of prolapse. Correlating/polarization functions, as well as diffuse ones, were added to these sets in a quadruple-ζ type of increment. Such functions were chosen by means of the Dirac-Coulomb multi-reference configuration interaction treatment. Molecular calculations of fundamental properties have attested the high quality of the designated RPF-4Z sets in comparison with other well-known relativistic sets. Furthermore, nuclear electric quadrupole moments of bismuth and potassium isotopes and a potential energy curve of the radium dimer were also analyzed. Since these generated sets are as accurate as commonly used relativistic quadruple-ζ sets already available, but with the advantage of a reduced computational demand, the RPF-4Z sets are expected to represent a great advance in the field.

Investigamos o papel da interação forte nas colisões periféricas de íons pesados, contrastando-a com a interação eletromagnética, e o efeito que ela desempenha na excitação de modos coletivos, processos envolvendo a correlação de dois núcleons e processos completamente incoerentes. Explicamos dados experimentais recentes (Brookhaven, E814 Collaboration), separando quantitativa e qualitativamente as contribuições nuclear e eletromagnética, coerentes e incoerentes, comparando-as também com outras experiências similares. / We have compared the role played by strong interactions with the one played e1ectromagnetic interactions in re1ativistic heavy ion collisions. We also analyze its effects of strong interactions in the excitation of collective modes and in the emission of one and two-nucleon correlations. We explain recent experimental data (Brookhaven, E814 Collaboration), separating qualitatively and quantitatively the nuclear and electromagnetic, coherent and incoherent contributions to the one-nucleon emission cross section. We also compare them with results of other similar experiments.

Faz-se uma revisão do problema da dimensionalidade do espaço entendido como um problema de Física, enfatizando que algumas leis físicas dependem fortemente deste parâmetro topológico do espaço. Discute-se o que já foi feito tanto no caso da equação de Schrödinger quanto na de Dirac. A situação na literatura é bastante controversa e, no caso específico da equação de Dirac em D dimensões, não se encontra nenhum trabalho na literatura científica que leve em conta o potencial de intera coulombiana corretamente generalizado quando o número de dimensões espaciais é maior do que três. Discute-se, portanto, o átomo de hidrogênio relativístico em D dimensões. Novos resultados numéricos para os níveis de energia e para as funções de onda são apresentados e discutidos. Em particular, considera-se a possibilidade de existência de átomos estáveis em espaços com dimensionalidade 6= 3.

Investigamos o papel da interação forte nas colisões periféricas de íons pesados, contrastando-a com a interação eletromagnética, e o efeito que ela desempenha na excitação de modos coletivos, processos envolvendo a correlação de dois núcleons e processos completamente incoerentes. Explicamos dados experimentais recentes (Brookhaven, E814 Collaboration), separando quantitativa e qualitativamente as contribuições nuclear e eletromagnética, coerentes e incoerentes, comparando-as também com outras experiências similares. / We have compared the role played by strong interactions with the one played e1ectromagnetic interactions in re1ativistic heavy ion collisions. We also analyze its effects of strong interactions in the excitation of collective modes and in the emission of one and two-nucleon correlations. We explain recent experimental data (Brookhaven, E814 Collaboration), separating qualitatively and quantitatively the nuclear and electromagnetic, coherent and incoherent contributions to the one-nucleon emission cross section. We also compare them with results of other similar experiments.

Nesta dissertação, uma revisão dos modelos cosmológicos newtonianos e neo-newtonianos baseados na formulação da hidrodinâmica clássica é apresentada, com especial ênfase para os resultados básicos e as limitações mais importantes dessas abordagens. Em seguida, mostramos que a descrição Lagrangiana clássica proposta por Lima, Moreira e Santos (1998) para fluidos simples, pode ser generalizada para incluir modelos com misturas de fluidos, e portanto, cosmologias mais realísticas contendo bárions, matéria escura e energia escura, bem como qualquer forma de interação entre essas componentes. Neste trabalho propomos uma descrição lagrangiana clássica para modelos relativísticos do tipo FRW. Nesta descrição, o comportamento dinâmico do fator de escala a(t), como previsto pelas cosmologias relativísticas, é substituído pelo movimento unidimensional de uma partícula teste de massa m sob a ação de um potencial clássico, V(x), onde x é a coordenada unidimensional da partícula. O tratamento pode ser aplicado para os mais diversos cenários de energia escura. Para exemplificar, discutimos com detalhe os seguintes modelos contendo matéria escura e energia escura: XCDM, X(z)CDM, Lambda CDM, Lambda(t) e gás de Chaplygin. Por completeza, modelos multidimensionais do tipo FRW também são considerados. Em todos esses modelos, o parâmetro de curvatura k das seções espaciais das cosmologias determina a energia total da partícula teste pela relação, E=-mk/2, tal como ocorre nos modelos de fluidos simples. As propriedades dinâmicas associadas com o presente estágio de aceleração do universo são univocamente descritas em termos da função potencial do sistema. Finalmente, utilizando os dados da distância de luminosidade provenientes das supernovas do tipo Ia, discutimos como o potencial unidimensional pode ser reconstruído a partir das observações. / In this dissertation, a review of the Newtonian and neo-Newtonian cosmological models based on the classical hydrodynamics formulation is presented with special emphasis to the basic results and the main limitations of such approaches. Next, we show that the classical Lagrangian description as proposed by Lima, Moreira & Santos (1998) for simple fluids, can be generalized to include fluid mixtures, and, therefore, more realistic cosmologies containing baryons, dark matter and dark energy, as well as, any kind of interaction among such components. In the lagrangian description, the dynamic behavior of the scale factor a(t), as predicted by the relativistic cosmologies, is replaced by the unidimensional motion of a test particle with mass m under the action of a classical potential, V(x), where x(t) is the coordinate of the particle. The treatment can be applied for many different scenarios of dark energy. In order to exemplify, we discuss with detail the following models containing dark matter and dark energy: XCDM, X(z)CDM, Lambda(t)CDM and the Chaplygin gas. For completeness, FRW type multidimensional models are also considered. For all these models, the curvature parameter k of the spatial sections in the relativistic cosmologies determines the total energy by the relation, E=-mk/2, as occurs in the simple fluid models. The dynamic property associated with the present accelerating stage of the Universe are univocally described in terms of the potential function of the system. Finally, by using the data from luminosity distance of supernovae type Ia, we discuss how the unidimensional potential can be reconstructed from the observations.

An experiment currently underway at BYU is designed to test whether the size of a free electron wave packet affects the character of scattered radiation. Using a semi-classical argument wherein the wave packet is treated as a diffuse charge distribution, one would expect strong suppression of radiation in the direction perpendicular to the propagating field as the wave packet grows in size to be comparable to the wavelength of the driving field. If one disallows the interaction of the wave packet with itself, as is the case when calculating the rate of emission using QED, then regardless of size, the electron wave packet radiates with the strength of a point-like emitter. In support of this experiment, we explore a variety of physical parameters that impact the rate of scattered photons. We employ a classical model to characterize the exposure of electrons to high-intensity laser light in a situation where the electrons are driven by strong ponderomotive gradients. Free electrons are modeled as being donated by low-density helium, which undergoes strong-field ionization early on in the pulse or during a pre-pulse. When exposed to relativistic intensities (i.e. intensities sufficient to cause a Lorentz drift at a significant fraction of c), free electrons experience a Lorentz drift that causes redshifting of the scattered 800 nm laser light. This redshift can be used as a key signature to discern light scattered from the more intense regions of the focus. We characterize the focal volume of initial positions leading to significant redshifting, given a peak intensity of 2 x 10^18 W/cm 2 , which is sufficient to cause a redshift in scattered light of approximately 100 nm. Under this scenario, the beam waist needs to be larger than several wavelengths for a pulse duration of 35 fs in order to ensure free electrons remain in the focus sufficiently long to experience intensities near the peak pulse intensity despite strong ponderomotive gradients. We compute the rate of redshifted scattered photons from an ensemble of electrons distributed throughout the focus and relate the result to the scattered-photon rate of a single electron. We also estimate to what extent the ionization process may produce unwanted light in the redshifted spectral region that may confound the measurement of light scattered from electrons experiencing intensities greater than 1.5 x 10^18 W/cm^2.

Proton-neutron electron-positron pair production cross sections are calculated in the framework of the pseudoscalar one-pion exchange model in a fully relativistic manner. A computer program has been developed to evaluate invariants and Dirac traces for a given data point. The sections for symmetric coplanar events for laboratory kinetic energies of 10 to 250 MeV were calculated for pair angles of 20° to 120°. Frequency distributions were also calculated, at a laboratory energy of 200 MeV, using a random number generator to select data points. The frequency distributions are illustrated by curves. It was noted that the inclusion of heavier bosons will not significantly improve the results at laboratory energies less than 200 MeV.