Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-18T21:09:16Z No. of bitstreams: 1 2017_AntônioSantosdoCarmo.pdf: 738956 bytes, checksum: ad9008e1e86cc9b2bc7bf9d2e28186c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-19T21:27:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AntônioSantosdoCarmo.pdf: 738956 bytes, checksum: ad9008e1e86cc9b2bc7bf9d2e28186c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-19T21:27:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AntônioSantosdoCarmo.pdf: 738956 bytes, checksum: ad9008e1e86cc9b2bc7bf9d2e28186c8 (MD5) Previous issue date: 2017-05-19 / A incompatibilidade da Teoria da Relatividade Geral de Einstein (TRG) com a Mecânica Quântica fez surgir a necessidade de se discutir a possibilidade da formulação de uma teoria de gravitação que seja compatível com esta. Uma teoria que seja mais ampla do que a TRG, e que possa ser aplicada a nível atômico e subatômico. Essa possível teoria de gravitação é muitas vezes chamada Gravitação Quântica. Nesse contexto, muitos pesquisadores têm se empenhado na busca por uma formulação consistente, física e matematicamente, dessa nova teoria e alguns modelos têm sido propostos. No entanto, esse não é um trabalho simples, pois, embora já se tenha avançado bastante, muita coisa ainda permanece obscura. Na ausência de teoria completa de gravidade quântica, qualquer generalização consistente de Relatividade Geral pode ser útil, porque poderia sugerir como essa nova teoria pode ser. Nossa proposta consiste em um modelo de gravitação bimétrica fundamentado em geometria Finsler. As vantagens de uma formulação fundamentada nessa geometria consistem no fato de que a Geometria Finsler é uma geometria Riemanniana sem a limitação quadrática, e assim, a recuperação de dados obtidos a partir da aplicação da TRG se torna teoricamente mais simples. Neste trabalho foi utilizado, na construção da métrica, uma função formada a partir da soma de duas métricas riemannianas, F(x, y) = α(x, y) + β(x, y), onde, α(x,y) = p αij(x)y iy j e β(x,y) = p βij(x)y iy j . A escolha dessa métrica se deu pela própria proposta do trabalho, uma vez que sua estrutura, dentre outras características, facilita a adição de um termo de massa, utilizando-se, para isto, o termo β(x,y). O trabalho está organizado da seguinte forma, no primeiro capítulo são abordados algumas relações entre as geometrias de Riemann e Finsler e destas com a TRG. No segundo capítulo, apresenta-se uma breve revisão dos conceitos matemáticos da geometria Finsler, tais como a métrica, conexões, geodésicas, integração em uma variedade Finsler. No capítulo três, temse um estudo sobre modelos de gravitação fundamentados em geometria Finsler, onde são apresentados alguns trabalhos de diversos autores, desenvolvidos em gravitação bimétrica. No quinto, apresentamos nossos cálculos para a obtenção de uma métrica Finsler gij. Concluímos no capítulo seis, onde também são apresentadas nossas perspectivas de trabalhos futuros. / The incompatibility of Einstein’s General Theory of Relativity (GR) with Quantum Mechanics (QM) has raised the need to discuss the possibility of formulating a theory of gravitation that is compatible with the QM, a theory that generalizes GR, and that can be applied at the atomic and subatomic level. This possible theory of gravitation is often called Quantum Gravity (QG). In this context, many researchers have been engaged in the search for a consistent formulation, physically and mathematically, of this new theory and some models have been proposed. However, this is not a simple job, because, although considerable progress has already been made, a lot still remains unclear. In the absence of a complete theory of quantum gravity, any consistent generalization of General Relativity could be useful, because it might suggest how the theory of QG should look like. Our proposal consists of a bi-metric gravity model based on Finsler geometry. The advantages of a formulation based on this geometry consist in the fact that the Finsler Geometry is essentially Riemannian geometry without the quadratic limitation, and so, the retrieval of data obtained from the application of this modification GR becomes theoretically more simple. In this work was used, in the metric construction, a function formed from the sum of two Riemannian metrics, F(x, y) = α(x, y) + β(x, y), where, α(x,y) = p αij(x)y iy j and β(x,y) = p βij(x)y iy j . The choice of this metric was based on the work proposal itself, since its structure, among other characteristics, facilitates the addition of a mass term, using, for this, the term β(x,y). The work is organized as follows, in the first chapter we discuss some relations between the geometries of Riemann and Finsler and of these with the GR. In the second chapter, we present a brief review of the mathematical concepts of Finsler geometry, such as the metric, connections, geodesics, integration on a Finsler manifold. In chapter three, we study gravity models based on Finsler geometry, where some works in bi-metric gravity are presented. In the fifth, we present our calculations to obtain a Finsler metric gij. We conclude in chapter six, where our perspectives for future work are also presented.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação de Mestrado Profissional em Ensino de Física, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-02-29T20:43:49Z No. of bitstreams: 1 2015_MarcosRibeiroRabelodeSá.pdf: 5213171 bytes, checksum: 3294108f430f7c0e2fe99c098eb128af (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-02T18:47:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_MarcosRibeiroRabelodeSá.pdf: 5213171 bytes, checksum: 3294108f430f7c0e2fe99c098eb128af (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-02T18:47:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_MarcosRibeiroRabelodeSá.pdf: 5213171 bytes, checksum: 3294108f430f7c0e2fe99c098eb128af (MD5) / Este estudo analisou se é possível e virtuoso abordar a Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino de Física do ensino médio (EM), ao longo das séries, de forma paralela e em pé de igualdade com a Física Clássica, utilizando a Teoria da Transposição Didática de Yves Chevallard como referencial. Neste sentido, assume-se que: (1) há necessidade de inserção da FMC no EM; (2) há uma lacuna de materiais que versem sobre o ensino da Teoria da Relatividade Geral (TRG) para esse nível; (3) identifica-se que os jovens têm um contato informal com a Teoria da Relatividade (TR) muito antes de fazê-lo na escolarização formal, segundo estudos da literatura. A Teoria da Transposição Didática fomentou uma proposta, levando em conta o estabelecido pela Lei de Diretrizes e Bases da Educação, pelos Parâmetros Curriculares Nacionais e pelas Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais – Ensino Médio e tendo em vista os conteúdos propostos nos livros de Física do Programa Nacional do Livro Didático do Ensino Médio, além de propostas semelhantes desenvolvidas no meio acadêmico e testadas em salas de aulas do 1º ano do EM. Assim, foi elaborado um Produto Educacional, contendo planos de aula e materiais de apoio, inclusive textos autorais e sugestões de implementação. O produto é voltado à inserção de temas da Teoria da Relatividade Restrita e Geral ao 1º ano do ensino médio, seguindo uma abordagem menos matemática e mais conceitual, adequada à essa etapa do ensino. Os planos de aula tratam de 4 temas da TR em até 7 h/a ao longo dos 2 primeiros bimestres do 1º ano e são facilmente adaptáveis a uma menor carga horária, com o intuito de motivar outros professores de Física a experimentarem a abordagem. O referido produto foi testado em uma escola da rede pública de ensino do Distrito Federal, para duas turmas do 1º ano, por meio da estratégia de pesquisa conhecida como observação participante. A análise de filmagens das aulas e a aplicação de questionários aos alunos forneceram elementos para avaliar a qualidade dos planos de aula e dos textos de apoio, particularmente os autorais. Também permitiram analisar os impactos das intervenções do professor na condução das discussões ao longo das aulas. Os resultados apontam que, do ponto de vista da aprendizagem, é possível abordar a Teoria da Relatividade no 1º ano. Além disso, essa abordagem se mostrou bastante virtuosa do ponto de vista da motivação. Ela também promoveu uma visão de ciência histórica e coletivamente construída aos alunos. De maneira geral, o nível de aprendizado dos conceitos relativísticos demonstrado nas avaliações foi igual ou superior ao dos conceitos da Mecânica Clássica tradicionalmente ensinados no 1º ano. / This study aims to examine whether it is possible and virtuous to insert the Modern and Contemporary Physics in the High School Physics Teaching, along the series, in parallel and as important as Classical Physics, using the Didactic Transposition Theory, from Yves Chevallard, as theoretical base. Therefore, it is assumed that: (1)it is necessary to insert Modern and Contemporary Physics in the High School; (2) there is a gap of materials about teaching the General Theory of Relativity for this level; (3) it is established that young people have an informal contact with the Theory of Relativity long before they do trough formal studies in school. The Didactic Transposition Theory fomented a proposal taking into account brazilian educational laws and guidelines, and considering the contents proposed in the Physics Books of the National High School Textbook Program, as well as similar proposals developed trough other scientific approaches and applied at high school’s first year classrooms. Thus, an Educational Product was developed, containing lessons plans and support materials, including implementation suggestions and texts written along this study. The Product intends to insert Special and General Theory of Relativity themes along the 1st year of high school, following a less mathematical and more conceptual approach, appropriate to this level. The lessons plans includes 4 Relativity Theory themes, inserted along a maximum of 7 lessons over the high school first semester, and it is easily adaptable to a smaller workload, in order to motivate other Physics teachers to try the approach. The Educational Product has been empirically tested at two high school’s 1st year classes, through research strategy known as participant observation. The analysis of the school testes results and the application of questionnaires to students allowed the researchers to test the quality of the lesson plans and support material, particularly copyright texts. It also permitted to analyze the impact of teacher interventions during the lessons. The results show that, from the standpoint of learning outcomes, it is possible to insert the Theory of Relativity in the 1st year of high school. In addition, this approach proved to be quite virtuous, from the standpoint of students motivation and interest. It also helped the students to recognize the historical an collective aspects of science. In general, the learning outcomes of relativistic concepts demonstrated in the school testes were equal or superior to learning outcomes related to classical mechanics traditionally taught in the high school’s 1st year.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-09-20T16:09:21Z No. of bitstreams: 1 2016_HailleenGisellVarelaGonzalez.pdf: 1485857 bytes, checksum: ff6db3ab3e54ffc0ad1ec17200cd56b7 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-10-11T22:14:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_HailleenGisellVarelaGonzalez.pdf: 1485857 bytes, checksum: ff6db3ab3e54ffc0ad1ec17200cd56b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-11T22:14:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_HailleenGisellVarelaGonzalez.pdf: 1485857 bytes, checksum: ff6db3ab3e54ffc0ad1ec17200cd56b7 (MD5) / O Teleparalelismo Equivalente à Relatividade Geral, mostra-se como uma alternativa a formulação métrica da Relatividade Geral, principalmente por permitir escrever, através de seu formalismo Lagrangiano, expressões consistentes para a energia e o momento angular gravitacionais. No presente trabalho foi calculada a densidade de energia gravitacional de uma estrela de nêutrons fazendo uso do formalismo teleparalelo em conjunto com a ferramenta numérico-computacional conhecida como Einstein Toolkit. Esta ferramenta fornece uma rotina já pré-definida onde são utilizadas as equações TOV para simular as características das estrelas de nêutrons, e que adicionalmente implementa o método evolutivo 3+1 BSSN. Finalmente, se mostra a variação da densidade de energia ao longo dos eixos, evidenciando sua influencia na dinâmica da estrela. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The teleparallel equivalent of general relativity shows itself as an alternative to the metric formulation of general relativity, particularly for allowing through its Lagrangian formalism, to write consistent expressions for gravitational energy and angular momentum. In this work it was calculated the gravitational energy density of a neutron star making use of the teleparallel formalism within the numeric computational infrastructure known as Einstein Toolkit. This tool provides a preset routine in which the TOV equations are used to simulate the neutron star features in addition to the implementation of the 3+1 BSSN evolution system. Finally it was showed the energy density variation along the axes showing its influence on the dynamics of the star.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we obtain the refractive index taking the Brans-Dicke theory as the fundamental and underlying gravitational theory. In our investigation we consider that the spacetime is static and we makes no assumptions about the relative smallness or isotropy of internal pressures of the sources generating the gravitational field. We employ the technique of weaking the gravitational field equations in order to derive formulae for the refractive index tensor and we make some applications of these results / Neste trabalho obtemos o índice de refração considerando-se a teoria de Brans-Dicke como a teoria gravitacional fundamental. Na investigacão admitimos que o espaço-tempo é estático e as pressões internas da fonte do campo gravitacional são, em princípio, não nulas e anisotrópicas. Utilizamos a técnica da aproximacão de campo fraco das equações de campo para obter expressões para o indice de refração tensorial, fazendo-se algumas aplicacões dos resultados

Neste trabalho construímos um filtro digital do tipo "matched dois modos" para verificarmos assinaturas de um sinal impulsivo, de radiação gravitacional, emitido por um sistema de mini-buracos negros de 0,5 massa solar pouco antes de sua coalescência. Para determinar a forma de onda irradiada pelo sistema, foram utilizadas as equações de campo da Teoria da Relatividade Geral e a teoria do universo em expansão de Friedmann. Consideramos que os mini-buracos negros foram formados no universo jovem com temperatura em torno de 1Gev. As características do detector ALLEGRO foram apresentadas, e verificamos que este detector é sensível ao sinal estudado. Foi determinada a taxa de eventos que é de 0,05 por ano para nossa galáxia e de vários eventos em nosso grupo local de galáxias. A curva da densidade espectral dos ruídos do ALLEGRO foi determinada. Com os dados referentes ao sinal e a curva da densidade espectral dos ruídos determinada, foram calculados os coeficientes do filtro digital e elaborada as rotinas computacionais para a análise dos sinais. Após filtrar os dados referentes ao ano de 1997, identificamos vários sinais candidatos a ondas gravitacionais. Mostramos que o filtro construído é mais eficaz que o anterior de um modo, pois a temperatura do ruído foi reduzida. Também demonstramos que os filtros para uma fonte impulsiva específica tem a característica de detectar sinais proveniente de outras fontes do mesmo tipo.

Utilizando o formalismo de Newman-Penrose, calculamos o número de modos de polarização de uma onda gravitacional massiva no limite de campo fraco. A análise foi restrita para uma classe de teoria bimétrica cujo termo de massa, para o gráviton, aparece como uma contribuição extra ao tensor energia-momento. Determinamos que tal teoria pertence à classe de Petrov II com até seis modos de polarização para as ondas gravitacionais. Em particular, verificamos que os estados extras de polarização possuem amplitudes muito menores que as amplitudes da relatividade geral, h+ e hX, para a banda de freqüência dos detectores interferométricos VIRGO-LIGO. Porém, no limite de freqüências ultra-baixas (f = 10-7 Hz), os estados extras de polarização produzem amplitudes da mesma ordem de grandeza que os estados de polarização da relatividade geral. Essa característica particular poderia ser utilizada, por exemplo, para impor limites sobre a massa do gráviton a partir de futuros experimentos que estudam a radiação cósmica de fundo em microondas. Em particular, a análise da influência do tensor energia-momento massivo em cosmologia mostrou um resultado qualitativo bastante similar ao efeito produzido pela constante cosmológica sobre a taxa de expansão do Universo. Dessa forma, grávitons massivos poderiam, ao menos em princípio, configurarem-se numa alternativa física para a energia escura que domina 75% da dinâmica do Universo.

Orientador: Vilson Tonin Zanchin / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Física, 2013

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-04-15T12:30:25Z No. of bitstreams: 1 PDF - Alessandra Uchôa.pdf: 1564895 bytes, checksum: 61bc9f483c207af02ed046e81c22e85d (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-22T20:20:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Alessandra Uchôa.pdf: 1564895 bytes, checksum: 61bc9f483c207af02ed046e81c22e85d (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-22T20:20:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Alessandra Uchôa.pdf: 1564895 bytes, checksum: 61bc9f483c207af02ed046e81c22e85d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T20:20:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Alessandra Uchôa.pdf: 1564895 bytes, checksum: 61bc9f483c207af02ed046e81c22e85d (MD5) Previous issue date: 2013-11-05 / The relevance of teaching about science has been an important issue for educational researches over the last decades. In this new approach, the use of history and philosophy of science is a promising pedagogical strategy to introduce them to treat about development of scientific knowledge in the context of education. To support our research, we in Martins (1990, 2006), Matthews (1995), El-Hani (2006), elements to understand the purpose of the study of the History of Science and justify its use in teaching science. In view of the insertion of the history of modern physics course in teacher training, was drafted six texts to be applied for future physics teachers. The student’s texts include major historical events from Aristotle to Einstein. With this material we intend to demystify the current view that the claims of the theory of special relativity is attributed only to Albert Einstein, without considering, or even decrease, the contribution of Poincaré, Lorentz and others that were of fundamental importance. / A relevância de ensinar conteúdos sobre as ciências tem se intensificado nas pesquisas educacionais das últimas décadas. Nesse sentido, a história e filosofia da ciência podem ser configuradas como sendo um interessante recurso pedagógico para tratar sobre a construção do conhecimento científico no ensino. Para subsidiar a nossa pesquisa, buscamos em Martins (1990; 2006), Matthews (1995), El-Hani (2006), elementos para entender o propósito dos estudos da História da Ciência, bem como justificar o seu uso no ensino da mesma. Na perspectiva da inserção da história da física moderna e contemporânea no curso de formação de professores, foi elaborado seis textos para ser aplicados para futuros professores de física. Os textos dos alunos contemplam os principais fatos históricos desde Aristóteles até Albert Einstein. Com este material pretendemos desmistificar a visão atual em que os créditos da teoria da relatividade especial são atribuídos somente a Albert Einstein, sem considerar, ou até mesmo diminuir, a contribuição de Poincaré, Lorentz e outros que foram de fundamental importância.

110f. / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-04-16T16:14:29Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Geovana Monteiroseg.pdf: 633865 bytes, checksum: e8766c2bc4ba4db635077d937494224a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Portela(anapoli@ufba.br) on 2013-05-17T18:29:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao Geovana Monteiroseg.pdf: 633865 bytes, checksum: e8766c2bc4ba4db635077d937494224a (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-17T18:29:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Geovana Monteiroseg.pdf: 633865 bytes, checksum: e8766c2bc4ba4db635077d937494224a (MD5) Previous issue date: 2008 / Investigar a natureza do tempo real é, de acordo com Henri Bergson, perscrutar um objeto fugidio, uma vez que, ao tentarmos apreendê-lo, já se escoou em seu fluxo contínuo. Caberia à consciência compreendê-lo na passagem que lhe é própria. Doravante, uma dificuldade se mostra ao filósofo: tempo e espaço, sendo qualitativamente distintos, aparecem, quer para a filosofia, quer para a ciência, como faces de uma mesma moeda. O pensamento bergsoniano percebe, então, na espacialização do tempo a fonte de todos os falsos problemas filosóficos. Seu esforço será marcado por uma crítica às tradicionais concepções do tempo, bem como à expressão mais radical de sua espacialização, a teoria da relatividade. Em linhas gerais, nossa investigação se debruçou sobre a dicotomia intuição/inteligência, tendo como reflexo imediato a contraposição entre filosofia e ciência, tema diretamente ligado à incompreensão da natureza do tempo real, de acordo com Bergson. Acreditamos que, ao se investigar o tempo nessa filosofia, seja imprescindível evidenciar a intuição como o método adequado à apreensão da duração em vias de realizar-se, uma vez que a inteligência, faculdade humana diretamente ligada à matéria, é incapaz de atingir o âmago da realidade. Com efeito, neste trabalho investigamos a natureza do tempo vivido em oposição aos tempos medidos da física einsteiniana, conforme visto em Duração e simultaneidade (1922). Nesta obra, Bergson almeja mostrar que o tempo imediatamente percebido não equivaleria ao das fórmulas e equações da física, que esse tempo mensurável não passaria de espaço, e que essa compreensão, adequada às questões físicas, não refletiria o tempo enquanto duração pura. Para tanto, foi fundamental a apresentação de algumas noções bergsonianas relativas à compreensão do tempo livre de determinações espaciais ― noções tais como as de simultaneidade, movimento e multiplicidade qualitativa. Sem a pretensão de realizar um estudo científico sobre a teoria da relatividade, procuramos compreender, através da exegese de Duração e simultaneidade, a interpretação filosófica levada a termo por Bergson acerca de tal teoria. Nosso objetivo é então, ao contrário das críticas equivocadas ao ensaio de 1922, mostrar que Bergson não pretende invalidar a teoria einsteiniana, não incorre em erros de ordem matemática quanto à relatividade restrita. Dessa forma, acreditamos poder sugerir que essa obra, Duração e simultaneidade, não deveria estar relegada a um papel secundário na compreensão do percurso filosófico bergsoniano. / Salvador

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Investigamos inicialmente o problema da obtenção de uma gravitação newtoniana modificada no caso da teoria da Relatividade Geral. Na sequência, encontramos uma solução geral com simetria esférica para um campo gravitacional fraco no contexto da Teoria de Brans-Dicke. Esta solução é independente de qualquer condição de coordenada. Então, para uma escolha conveniente da função f(r) na métrica de Brans-Dicke, exibimos uma fórmula modificada para a gravitação newtoniana, a qual pode descrever a gravidade em uma escala de comprimento pequena. Discutimos os resultados em comparação com o caso da Relatividade Geral / We investigate initially the problem of obtaining a modified newtonian gravitation in the case of General Relativity theory. Following, we find a general solution with spherical symmetry for a weak gravitational field in the context of Brans-Dicke theory. This solution is independent of any coordinate condition. Then, for a convenient choice of the function f(r) in Brans-Dicke metric, we exhibit a modified formula to newtonian gravity, which can describe gravity in a small length scale. We discuss the results in comparison with the case of General Relativity