In this thesis we investigate strongly-correlated states of ultracold bosonic atoms in rotating ring lattices and arrays of double-well potentials. In the first part of the thesis, we study the tunneling dynamics of ultracold bosons in double-well potentials. In the non-interacting limit single-particle transitions dominate, while in the interaction-dominated regime correlated tunneling of all particles prevails. At intermediate times of the many-particle flopping process correlated states occur, but the timescales of these processes increase dramatically with the number of particles. Using an array of double-well potentials, a large number of such few-particle superposition states can be produced in parallel. In the second part of the thesis, we study the effects of rotation on ultracold bosons confined to one-dimensional ring lattices. We find that at commensurate filling there exists a critical rotation frequency, at which the ground state of the weakly-interacting gas is fragmented into a macroscopic superposition of different quasi-momentum states. We demonstrate that the generation of such superposition states using slightly non-uniform ring lattices has several practical advantages. Moreover, we show that different quasi-momentum states can be distinguished in time-of-flight absorption imaging and propose to probe correlations via the many-body oscillations induced by a sudden change in the rotation frequency. Finally, we compare these macroscopic superposition states to those occurring in superconducting quantum interference devices. In the third part of the thesis, we demonstrate the creation of entangled states with ultracold bosonic atoms by dynamical manipulation of the shape of the lattice potential. To this end, we consider an optical superlattice that allows both the splitting of each site into a double-well potential and the variation of the height of the potential barrier between the sites. We show how to use this array of double-well potentials to perform entangling operations between neighboring qubits encoded on the Zeeman levels of the atoms. As one possible application, we present a method of realizing a resource state for measurement-based quantum computation via Bell-pair measurements. In the final part of the thesis, we study ultracold bosons on a two-dimensional square lattice in the presence of an effective magnetic field and point out a couple of features this system has in common with ultracold bosons in one-dimensional rotating ring lattices.

O objetivo deste trabalho é verificar a aplicação do Dynamic Design Analysis Method DDAM na análise de estruturas submetidas a carregamentos de choque. Esse método foi desenvolvido pela Marinha Norte Americana e se propõe a estimar esforços inercias provenientes das respostas de equipamentos de bordo, sejam de navios ou submarinos, a cargas impulsivas, mais precisamente, ondas de choque submarinas. Para a compreensão plena dessa metodologia, foi necessário um estudo sobre vibrações e espectros de resposta, tópicos teóricos que fundamentam esse procedimento. Devido à escassez de informações divulgadas por se tratar de conteúdo militar, foi realizado um estudo de caso para uma estrutura simples, uma viga engastada e seus resultados foram comparados com um prévio trabalho publicado. Com isso, foi possível a aplicação do DDAM em uma estrutura mais complexa como o vaso do reator nuclear do tipo PWR de um submarino, ainda que em um modelo simplificado desse equipamento. No entanto, os resultados mostraram a validade do uso do DDAM na análise estrutural dinâmica de equipamentos de uma maneira qualitativa. / The main purpose of this dissertation is to verify the use of the Dynamic Design Analysis Method DDAM in the study of structures subjected to shock loadings. This method was developed by the U.S. Navy and is intended to estimate inertial forces resultant from the response of shipboard equipment, from surface ships or submarines, due to impulsive loads or, more precisely, underwater pressure shock waves. To fully comprehend this method, it was necessary to acknowledge fundamentals of dynamics of structures like free vibrations, response spectrum analysis correlated topics. And due to lack of public information since it is a military technology, a case study of a cantilever beam was done with its results compared to a previous published paper. Then, the DDAM was applied to a more complex structure a PWR nuclear reactor vase simplified model, in order to show the effectiveness of the method in dynamic structural analysis.

O presente trabalho tem como dupla finalidade a determinação de algumas estruturas moleculares inéditas e o desenvolvimento de dois sistemas computacionais de uso em cristalografia. Primeiramente, determinamos quatro estruturas moleculares de complexos de ácido piridinacarboxílico ligados a íons metálicos (Co, Ni, Cu e Zn), os quais apresentam interesse farmacológico e se enquadram em uma das linhas de pesquisa do grupo de Cristalografia de São Carlos. Nesta Dissertação, a ênfase dada a esta parte do trabalho é a aprendizagem das técnicas relativamente complexas para a resolução e refinamento de estruturas moleculares obtidas através de difração de raios X, como uma motivação preliminar para o subseqüente trabalho computacional. Com relação ao desenvolvimento de sistemas computacionais, são apresentados dois programas que representam importantes ferramentas cristalográficas. O Xandrix realiza todos os cálculos matriciais necessários em transformações cristalográficas, tanto no espaço real como no recíproco, envolvendo tensores de até segunda ordem. O WinKabsch é uma implementação do algoritmo de Kabsch que melhor sobrepõe, utilizando mínimos quadrados, dois conjuntos de vetores e é usado para comparar moléculas inteiras ou fragmentos. Ambos foram desenvolvidos para ambiente Windows, oferecendo uma interface visual poderosa e amigável. O WinKabsch permite que o usuário gire, visualmente, duas moléculas dadas de maneira que elas se posicionem em orientações similares, para então selecionar, com o mouse, alguns átomos homólogos a partir dos quais é obtida uma primeira matriz de transformação. A seguir, o programa reconhece todos os outros pares de átomos homólogos para os cálculos finais. A transformação pode ser forçada a ser uma rotação própria quando as moléculas comparadas são suspeitas de possuir a mesma quiralidade. / This work has the two-fold purpose of determining a few novel crystal structures and to develop two computational systems for crystallographic use. First, we determined four molecular structures of complexes of a derivative of the pyridinacarboxilic acid with a metal ion (Co, Ni, Cu and Zn), which are of pharmacological interest and belong to one of the research lines of the group. In the present contribution the emphasis of these studies is in mastering the somewhat involved techniques for solving and refining molecular structures by X-ray diffraction, as a preliminary motivation for the subsequent computational work. Second, two programs which turn out to be useful tools for crystallographic work were developed. Xandrix, permits all matrix calculations necessary in crystallography transformations, both in real and reciprocal space, involving tensors up to the second rank. WinKabsch is an implementation of the Kabsch algorithm for the best least squares superposition of two sets of vectors and is used to compare molecules or molecular fragments. Both programs were developed to run in a Windows environment with a powerful and friendly visual interface. WinKabsch allows the user to visually rotate two given molecules to achieve similar orientations to perform later a mouse selection of a few homologous atoms from which a first orthogonal transformation matrix is obtained, after which the program recognizes all other pairs of homologous atoms for the final calculation. The transformation may be forced to be a proper rotation when the compared molecules are known to be of the same chirality.

Relay-assisted cooperative communications are promising solutions for error-performance improvement and cell coverage extension. In this thesis, we propose several efficient cooperative relay communication schemes. First, an efficient space-time coded cooperative relay communications scheme that employs linear precoding and transmission-pattern selection is proposed. This is built upon an existing block linear precoding technique for conventional multiple-input multiple-output systems in order to improve the diversity performance of a multihop relay network. Second, we consider several multiuser cooperative relay communication schemes employing layered modulations, such as hierarchical modulation and superposition coding. Conventional cooperative relay communication is effective in mitigating fading effects. However, additional resources, such as time slots or frequency bands are required for the relay, which reduce the overall throughput. Reduction of throughput will become more severe as the number of users increases. In order to overcome this limitation, multiuser cooperative relaying schemes that employ hierarchical modulation and superposition coding are proposed. These schemes exploit the superimposed message for users in the network and allow the system to transmit two or more independent data streams simultaneously. The proposed schemes do not require additional resources than the conventional schemes, while improving the error performance by flexibly controlling the power division coefficient of superposition coding or the distance parameter of hierarchical modulation. / Graduation date: 2012 / Access restricted to the OSU Community at author's request from Sept. 28, 2011 - Sept. 28, 2012

La coronarographie et la tomoscintigraphie (SPECT, de l'anglais "Single Photon Emission Computed<br />Tomography") sont deux techniques d'imagerie utilisées couramment pour diagnostiquer les maladies<br />cardiovasculaires. La première modalité est constituée de séquences d'images à rayon X visualisant chacune,<br />dans un même plan, les artères coronaires situées sur la face avant et la face arrière du coeur. Les images à<br />rayons X fournissent des informations anatomiques liées à l'arbre artériel et mettent en évidence d'éventuels<br />rétrécissements des artères (sténoses). La modalité SPECT (imagerie nucléaire) fournit une représentation 3D<br />de la perfusion du volume myocardique. Cette information fonctionnelle permet la visualisation de régions<br />myocardiques souffrant de défauts d'irrigations. Le but du travail présenté est de superposer, en 3D, les<br />informations fonctionnelles et anatomiques pour établir un lien visuel entre des lésions artérielles et leurs<br />conséquences en termes de défauts d'irrigation. Dans la représentation 3D choisie pour faciliter le diagnostic, la<br />structure d'un arbre artériel schématique, comprenant les sténoses, est placée sur le volume de perfusion. Les<br />données initiales sont constituées d'une liste de points représentatifs de l'arbre artériel (points d'arrivée et de<br />départs de segments d'artères, bifurcations, sténoses, etc.) marqués par le coronarographiste dans les images à<br />rayons X des différentes incidences. Le volume de perfusion est ensuite projeté sous les incidences des images<br />de coronarographie. Un algorithme de recalage superposant les images à rayons X et les projections SPECT<br />correspondantes fournit les paramètres des transformations géométriques ramenant les points marqués dans les<br />images à rayons X dans une position équivalente dans les images SPECT. Un algorithme de reconstruction 3D<br />permet ensuite de placer les points artériels et les sténoses sur le volume de perfusion et de former un arbre<br />schématique servant de repère au clinicien. Une base de données formée de 28 patients a été utilisée pour<br />effectuer 40 superpositions 3D de données anatomo-fonctionnelles. Ces reconstructions ont montré que la<br />représentation 3D est suffisamment précise pour permettre d'établir visuellement un lien entre sténoses et<br />défauts de perfusions. Nos algorithmes de superpositions 3D ont ensuite été complétés pour remplacer la<br />modalité SPECT par les données de l'examen bimodal TEP/CT (Tomographie par Emission de<br />Positons/Tomodensitométrie). Les données d'un cas clinique trimodal TEP/CT/coronarographie ont été utilisées<br />pour vérifier l'adéquation de nos algorithmes à la nouvelle modalité d'imagerie.

Le programme de recherche développé dans le cadre de cette thèse a pour principal objectif de concevoir, réaliser et valider une méthodologie d'étude des effets du vieillissement des interfaces collées, basée sur l'utilisation d'un dispositif de fluage innovant pouvant être couplé à un vieillissement hygrothermique. Celui-ci reprend la configuration classique de joint à double recouvrement mais permet de solliciter sous charge constante l'assemblage collé béton/composite. Il présente de plus certaines spécificités (zones de joint non sollicitées, compatibilité avec une machine d'essai à simple recouvrement existante,...) qui permettent de recueillir un grand nombre de résultat expérimentaux complémentaires. En premier lieux, nos travaux présentent une synthèse bibliographique retraçant le contexte du renforcement par composites collés et précisant les principaux mécanismes physico-chimiques susceptibles d'affecter la durabilité des adhésifs. Le manuscrit décrit ensuite les travaux expérimentaux menés pour étudier le comportement mécanique et physico-chimique des deux adhésifs sélectionnés pour la réalisation des joints collés béton/composites. Finalement, une approche prédictive basée sur i) des tests de fluage thermo-stimulés, ii) sur l'application du Principe de Superposition Temps-Température et iii) sur l'utilisation du modèle rhéologique de Burger, a permis de proposer un modèle de fluage non linéaire pour chacun des deux systèmes de colle. La seconde partie des travaux expérimentaux concerne la conception et la validation d'un dispositif innovant destiné à la caractérisation du comportement en fluage des interfaces collées béton/composite. Un élément important du cahier des charges de ce dispositif était d'en limiter l'encombrement, de sorte qu'il soit possible de tester plusieurs corps d'épreuve dans une chambre climatique au volume réduit, en vue d'étudier les effets synergiques du fluage et du vieillissement environnemental sur la durabilité des joints collés. Dans ce contexte, un prototype capable de solliciter en fluage trois corps d'épreuves à double recouvrement réalisés avec le procédé de renforcement Sika®Carbodur®S et connectés sur un unique circuit hydraulique, a été conçu et réalisé. Les résultats issus du prototype ont permis de le valider, en vérifiant notamment le maintient dans le temps de la charge appliquée, et le comportement symétrique des corps d'épreuve à double recouvrement. Le comportement mécanique des interfaces collées s'est révélé répétable, symétrique et conforme aux diverses modélisations réalisées, soit en calculant la réponse instantanée de l'interface au moyen d'un logiciel aux Eléments Finis (E.F.) ou à partir du modèle analytique de Volkersen, soit en calculant la réponse différée de l'interface en intégrant le modèle de fluage non linéaire de l'adhésif identifié précédemment dans le calcul aux E.F.. La dernière partie des travaux présentés dans le manuscrit concerne la réalisation d'un banc complet de fluage impliquant 14 corps d'épreuves à double recouvrement. Ces corps d'épreuve sont réalisés pour moitié avec le système de renforcement Sika®Carbodur®S et pour l'autre moitié avec le système Compodex. Le banc de fluage est installé dans la salle de vieillissement hygrothermique du Département Laboratoire d'Autun (40°C ; 95% H.R.). Tous les corps d'épreuves sont sollicités en fluage par un système de chargement alimenté par un circuit hydraulique similaire à celui utilisé pour le prototype, mais complété par une centrale hydraulique régulant la pression à partir de la mesure d'un capteur de pression. Pour compléter ces caractérisations sur interfaces collées, des essais de vieillissement sont également menés sur des éprouvettes d'adhésifs massiques stockées dans la salle climatique, certaines d'entre elles étant simultanément soumises à des sollicitations de fluage

La prévision du bruit rayonné par une structure vibrante à partir de données vibratoires calculées ou mesurées intéresse de nombreux industriels qui, dés le stade de la conception, peuvent prévoir, analyser et éventuellement corriger les nuisances sonores engendrées par une machine. Grâce aux récents développements des moyens de calcul numériques, les travaux de recherche théoriques et expérimentaux dans le domaine de la vibro-acoustique ont fortement progressé. Ils ont conduit à des logiciels de calcul basés sur des méthodes d'éléments finis ou d'éléments finis de frontière qui nécessitent cependant des investissements importants : calculateurs puissants et utilisateurs avertis. Afin de réduire les temps de calcul, on applique le principe des sources équivalentes en remplaçant la structure par une sphère qui va générer le même rayonnement acoustique que la structure. Le champ de vitesse vibratoire à la surface de la structure étant supposé connu, il est utilisé pour déterminer le champ vibratoire à la surface de la sphère équivalente par minimisation (méthode de la sphère équivalente proprement dite) ou par projection (approche géométrique). Les deux méthodes sont validées sur des exemples numériques et expérimentaux lorsque la structure admet une géométrie simple et compacte. Différents paramètres qui permettent de caractériser le modèle (rayon et position de la sphère par exemple) ainsi que la précision et la stabilité des résultats en fonction du maillage vibratoire et des erreurs de mesure sont discutés.

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:25:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thais Clara da Costa Haveroth.pdf: 3726370 bytes, checksum: 204349100247f52ea6bf4916ec49a0ab (MD5) Previous issue date: 2015-10-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dentre a vasta gama de polímeros estruturais atualmente disponíveis no mercado, este trabalho está particularmente voltado ao estudo do polietileno de alta densidade. Embora este material já tenha sido investigado por diversos autores, seu típico comportamento viscoelástico não-linear apresenta dificuldades na modelagem. Visando uma nova contribuição, este trabalho propõe a descrição de tal comportamento utilizando uma abordagem baseada em derivadas fracionários. Esta formulação produz equações constitutivas fracionais que resultam em boas propriedades de ajuste de curvas com menos parâmetros a serem identificados que nos métodos tradicionais. Neste sentido, os resultados experimentais de fluência para o polietileno de alta densidade, avaliados em diferentes níveis de tensão, são ajustados por este esquema. Para estimar a deformação à níveis de tensão que não tenham sido medidos experimentalmente, o princípio da equivalência tensão-tempo é utilizado e os resultados são comparados com aqueles apresentados por uma interpolação linear dos parâmetros. Além disso, o princípio da superposição modificado é aplicado para predizer a comportamento de materiais sujeitos a níveis de tensão que mudam abruptamente ao longo do tempo. Embora a abordagem fracionária simplifique o problema de otimização inversa subjacente, é observado um grande aumento no esforço computacional. Assim, alguns algoritmos que objetivam economia computacional, são estudados. Conclui-se que, quando acurária é necessária ou quando um modelo de séries Prony requer um número muito grande de parâmetros, a abordagem fracionária pode ser uma opção interessante. / Among the wide range of structural polymers currently available in the market, this work is concerned particularly with high density polyethylene. The typical nonlinear viscoelastic behavior presented by this material is not trivial to model, and has already been investigated by many authors in the past. Aiming at a further contribution, this work proposes modeling this material behavior using an approach based on fractional derivatives. This formulation produces fractional constitutive equations that result in good curve-fitting properties with less parameters to be identified when compared to traditional methods. In this regard, experimental creep results of high density polyethylene evaluated at different stress levels are fitted by this scheme. To estimate creep at stress levels that have not been measured experimentally, the time-stress equivalence principle is used and the results are compared with those presented by a linear interpolation of the parameters. Furthermore, the modified superposition principle is applied to predict the strain for materials subject to stress levels which change abruptly from time to time. Some comparative results are presented showing that the fractional approach proposed in this work leads to better results in relation to traditional formulations described in the literature. Although the fractional approach simplifies the underlying inverse optimization problem, a major increase in computational effort is observed. Hence, some algorithms that show computational cost reduction, are studied. It is concluded that when high accuracy is mandatory or when a Prony series model requires a very large number of parameters, the fractional approach may be an interesting option.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1357885 bytes, checksum: 94cbad5284c486e24d0ad442975d1eda (MD5) Previous issue date: 2010-06-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In Nostoc isolates, the vegetative cells multiplication and differentiation of some of them in heterocyst is the life cycle phase in which biomass production occurs. In other phase, many environmental changes can trigger hormogonium differentiation, a transient and a non-growth state. The use of cyanobacteria strains in biotechnological processes have been studied for many years, however, the production of biomass is influenced, and can be limited, by the fact that the colonies growth intensify the selfshading. Consequently, changes in light intensity and quality received by cells can occur. The aims of this work were: 1) to characterize biomass and pigments production by Nostoc isolates in response to changes in light intensity; 2) to analyze the effect of pre-cultivation and exposure in different light intensities in the same parameters and in cellular differentiation processes; 3) and to relate, for isolate Nostoc CCLFM XXI, growth phases to predominant cellular differentiation processes. The greater biomass production was achieved at 20, 45 and 75 &#956;moles m-2 s-1, respectively in Nostoc CCLFM I, VIII and XXI. In Nostoc CCLFM I, only phycoerithrin content changed with light intensity, been maximum at 15 &#956;moles m-2 s-1, decreasing with increasing light intensities. Pigment contents, in Nostoc CCLFM VIII did not vary with light intensities. In Nostoc CCLFM XXI phycocyanin and alophycocyanin contents varied with light intensity, reaching a maximum at 45 &#956;moles m-2 s-1, been constant up to 105 &#956;moles m-2 s-1. Biomass pre-cultivated at 15 &#956;moles m-2 s-1, when exposed to lower light intensities led to an intense akinetes differentiation in Nostoc CCLFM VIII and XXI, fact that did not occur in Nostoc CCLFM I. When biomass pre-cultivated at 75 &#956;moles m-2 s-1 were exposed to lower light intensities, filaments with smaller cells than vegetative ones were observed, indicating probably, the occurrence of hormogonium differentiation in Nostoc CCLFM I and VIII. When cultivated at 15 &#956;moles m-2 s-1, Isolate XXI showed intense akinetes differentiation, and when cultivated at 60 &#956;moles m-2 s-1 it showed distinct cellular differentiation patterns in phases in which biomass production was not observed. Hormogonia were observed only in the early non-growth phase, while akinetes were observed in middle and late non-growth phases. Therefore, there is relation between light intensity and patterns of cellular differentiation. In lowest light intensities the akinetes differentiation predominates over other differentiation process. However, in higher intensity hormogonia and akinetes were observed, with hormogonia associated with the first non-growth phase and akinetes with middle and late nongrowth phase, indicating a sequence in which cellular differentiation occur, probably related with light energy available to photosynthesis. / Em isolados do gênero Nostoc, a multiplicação das células vegetativas e a diferenciação de algumas células em heterócitos em intervalos regulares é a etapa do ciclo de vida em que ocorre a produção de biomassa. Em outra etapa do ciclo de vida, vários fatores do ambiente podem induzir a diferenciação de hormogônios, filamentos nos quais não ocorre produção de biomassa. A aplicação biotecnológica de cianobactérias pode ser limitada pela intensificação do auto-sombreamento durante o crescimento destas em foto-biorreatores. Em conseqüência, pode ocorrer diminuição na intensidade e alteração da qualidade espectral da luz que atinge as células. Os objetivos deste trabalho foram: 1) caracterizar a produção de biomassa e de pigmentos por isolados do gênero Nostoc cultivados em diferentes intensidades luminosas; 2) analisar o efeito do pré-cultivo e subseqüente exposição a diferentes intensidades luminosas sobre os mesmos parâmetros e sobre os processos de diferenciação celular e 3) caracterizar durante o cultivo de Nostoc CCLFM XXI em duas intensidades luminosas, a relação das fases de crescimento com os processos de diferenciação celular predominantes. As maiores produções de biomassa foram obtidas a 20, 45 e 75 &#956;moles m-2 s-1, respectivamente em Nostoc CCLFM I, VIII e XXI. Em Nostoc CCLFM I, apenas a concentração de ficoeritrina variou com a intensidade luminosa, apresentando-se máxima a 15 &#956;moles m-2 s-1, e diminuindo com aumentos na intensidade luminosa. As concentrações de pigmentos em Nostoc CCLFM VIII não variaram com a intensidade luminosa. As concentrações de ficocianina e aloficocianina, em Nostoc CCLFM XXI, variaram com a intensidade luminosa, atingindo um máximo à 45 &#956;moles m-2 s-1, e mantendo-se constantes nas maiores intensidades. O pré-cultivo a 15 &#956;moles m-2 s-1 e exposição às baixas intensidades luminosas levou, em Nostoc CCLFM VIII e XXI a uma intensa diferenciação de acinetos, o que não ocorreu para Nostoc CCLFM I. Quando o pré-cultivo foi realizado a 75 &#956;moles m-2 s-1, observou-se, em Nostoc CCLFM I e VIII, filamentos com células menores que as células vegetativas, indicativo de diferenciação de hormogônios. Nostoc CCLFM XXI quando cultivado a 15 &#956;moles m-2 s-1 apresentou intenso padrão de diferenciação de acinetos, ao passo que o cultivo a 60 &#956;moles m-2 s-1 apresentou distintos padrões de diferenciação celular nas faixas de parada de produção de biomassa. Nas fases iniciais de cultivo houve predominância de hormogônios, e de acinetos nas fases intermediária e final da curva. Desta forma, há uma relação entre intensidade luminosa e diferenciação celular, sendo que as mais baixas levam à diferenciação de acineto. No entanto, em maiores intensidades, observase tanto diferenciação de hormogônios quanto de acinetos, sendo os primeiros observados na primeira parada de produção de biomassa e os acinetos nas faixas mais tardias de parada, indicando uma sequência na ocorrência destes processos relacionada à disponibilidade de energia luminosa adequada à fotossíntese.

O presente trabalho tem como dupla finalidade a determinação de algumas estruturas moleculares inéditas e o desenvolvimento de dois sistemas computacionais de uso em cristalografia. Primeiramente, determinamos quatro estruturas moleculares de complexos de ácido piridinacarboxílico ligados a íons metálicos (Co, Ni, Cu e Zn), os quais apresentam interesse farmacológico e se enquadram em uma das linhas de pesquisa do grupo de Cristalografia de São Carlos. Nesta Dissertação, a ênfase dada a esta parte do trabalho é a aprendizagem das técnicas relativamente complexas para a resolução e refinamento de estruturas moleculares obtidas através de difração de raios X, como uma motivação preliminar para o subseqüente trabalho computacional. Com relação ao desenvolvimento de sistemas computacionais, são apresentados dois programas que representam importantes ferramentas cristalográficas. O Xandrix realiza todos os cálculos matriciais necessários em transformações cristalográficas, tanto no espaço real como no recíproco, envolvendo tensores de até segunda ordem. O WinKabsch é uma implementação do algoritmo de Kabsch que melhor sobrepõe, utilizando mínimos quadrados, dois conjuntos de vetores e é usado para comparar moléculas inteiras ou fragmentos. Ambos foram desenvolvidos para ambiente Windows, oferecendo uma interface visual poderosa e amigável. O WinKabsch permite que o usuário gire, visualmente, duas moléculas dadas de maneira que elas se posicionem em orientações similares, para então selecionar, com o mouse, alguns átomos homólogos a partir dos quais é obtida uma primeira matriz de transformação. A seguir, o programa reconhece todos os outros pares de átomos homólogos para os cálculos finais. A transformação pode ser forçada a ser uma rotação própria quando as moléculas comparadas são suspeitas de possuir a mesma quiralidade. / This work has the two-fold purpose of determining a few novel crystal structures and to develop two computational systems for crystallographic use. First, we determined four molecular structures of complexes of a derivative of the pyridinacarboxilic acid with a metal ion (Co, Ni, Cu and Zn), which are of pharmacological interest and belong to one of the research lines of the group. In the present contribution the emphasis of these studies is in mastering the somewhat involved techniques for solving and refining molecular structures by X-ray diffraction, as a preliminary motivation for the subsequent computational work. Second, two programs which turn out to be useful tools for crystallographic work were developed. Xandrix, permits all matrix calculations necessary in crystallography transformations, both in real and reciprocal space, involving tensors up to the second rank. WinKabsch is an implementation of the Kabsch algorithm for the best least squares superposition of two sets of vectors and is used to compare molecules or molecular fragments. Both programs were developed to run in a Windows environment with a powerful and friendly visual interface. WinKabsch allows the user to visually rotate two given molecules to achieve similar orientations to perform later a mouse selection of a few homologous atoms from which a first orthogonal transformation matrix is obtained, after which the program recognizes all other pairs of homologous atoms for the final calculation. The transformation may be forced to be a proper rotation when the compared molecules are known to be of the same chirality.