Dissertações - Física - FEG

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Aplicação de jato de plasma frio atmosférico com saído no formato de funil em tecidos comerciais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 23-05-31) Leal, Bruno Henrique da Silva; Kostov, Konstantin Georgiev [UNESP]; Kodaira, Felipe Vicente de Paula; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A grande demanda de consumo de artigos têxteis impulsiona a exploração de novas metodologias de produção visando obter melhorias na qualidade desses itens. A aplicação de tecnologia de plasma na cadeia produtiva tem se mostrado de grande valia para o melhoramento de diversas fases da produção têxtil. Assim, motivado pela alta necessidade e pela aplicabilidade, esse estudo abordou a aplicação de jato de plasma para melhoramento das propriedades de tecidos fortemente consumidos no mundo, o algodão (CO) e o poliéster (PES). O reator utilizado foi um dispositivo para produzir plasma em pressão atmosférica que possuía uma saída em formato de funil. Esse reator foi construído para promover tratamentos homogêneos em materiais com áreas de dimensões consideravelmente maiores que os reatores que produzem jatos de plasma. Sua principal vantagem, como reportado na literatura, é a capacidade de tratamento regular de amostras com distintas geometrias. A principal interação do plasma com fibras têxteis estudada foi a capacidade de ativação das mesmas, verificada através da avaliação da molhabilidade dos tecidos antes e após a exposição ao plasma, bem como o impacto que a aplicação de distintas doses de energia no tratamento e diferentes procedimentos de tratamento ocasionam em tal propriedade. Para tanto, fez-se uso da aferição da adsorção capilar nas amostras. Para analisar os possíveis mecanismos da interação, as amostras foram caracterizadas também por métodos espectroscópico e de microscopia, sendo utilizados nesse estudo a Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier no modo de reflexão total atenuada (ATR-FTIR), Espectroscopia Fotoelétrica de Raio-X (XPS) e a Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM). Entre os principais resultados, foi possível constatar a melhoria na molhabilidade e, consequentemente, da energia superficial. Além disso, o impacto do tratamento na fibra têxtil permitiu iniciar a investigação dos possíveis mecanismos de ação do plasma em ambos os materiais analisados.
Estudo da dinâmica orbital no processo de envelhecimento do asteroide (162173) Ryugu
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-04-13) Guimarães, Millena Castro; Araújo, Rosana Aparecida Nogueira de; Winter, Othon Cabo [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A investigação das propriedades físicas e químicas de pequenos corpos celestes, como os asteroides, é essencial para entender a história do Sistema Solar. Estes corpos podem ter experienciado altas temperaturas ao longo de sua evolução orbital, bem como, o efeito do envelhecimento espacial, modificando assim sua composição superficial. Essas alterações podem ter sido causadas por fatores termais, tais como, o aquecimento radiativo e/ou radiação solar durante encontros próximos com o Sol. O atual trabalho tem como objetivo estudar a evolução orbital e termal passada do asteroide Ryugu, o qual foi alvo da missão de retorno de amostra Hayabusa2 da JAXA, relacionando também com o tempo de exposição de sua superfície ao ambiente espacial. Para a análise da evolução orbital de Ryugu foram realizadas integrações numéricas do problema gravitacional de N-corpos. Como sua provável origem é o cinturão principal, na região sujeita à ação da ressonância secular v6, foram geradas 29.000 partículas-teste partindo da vizinhança desta região. Houve a verificação de quais partículas chegaram nos arredores da órbita atual de Ryugu, as quais foram chamadas de clones de Ryugu. Foi então realizada uma análise estatística dos possíveis encontros próximos de Ryugu com o Sol, a qual indicou que esses eventos são improváveis. Na investigação das temperaturas que o corpo atingiu ao longo de sua vida, em decorrência da dinâmica orbital, os dados apontaram o baixo índice de temperaturas elevadas, tendo uma média estimada de temperatura máxima superficial de 263,51 ºC. Por fim, a verificação do grau de envelhecimento revelou-se elevada, indicando que é altamente provável que Ryugu tenha sido afetado pelo envelhecimento espacial, tendo, assim, sua superfície alterada em decorrência desse processo.
Síntese e caracterização estrutural de micro e nanoestruturas de óxidos de antimônio obtidas por rotas de crescimento via fase de vapor e via síntese verde (Green Synthesis)
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-01-13) Barros, Pollyana da Silva Ematne; Berengue, Olivia Maria [UNESP]; Gonçalves, Rosana Alves [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Neste trabalho, foram sintetizadas micro- e nanoestruturas de óxidos de antimônio através de duas diferentes metodologias de síntese: uma delas baseadas em fase de vapor (Vapor-Sólido) em que se associa a redução carbotérmica para a redução da temperatura de vaporização da fonte precursora e técnica de síntese verde utilizando chá da folha de aloe vera como agente de precipitação. A influência de parâmetros tais como o volume de chá e da temperatura de calcinação sobre as amostras foram investigados. A morfologia e cristalinidade das amostras sintetizadas por ambas as técnicas foram investigadas através da microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratometria de raios-X (DRX) e espectroscopia Raman. As amostras obtidas por síntese verde foram comparadas com amostras similares obtidas pelo processo de redução carbotérmica (método de fase vapor) quanto à morfologia, cristalinidade e fases sintetizadas procurando-se assim obter os melhores subsídios para que a síntese verde fosse bem-sucedida. Como resultado dessa comparação obtivemos que a síntese verde produziu amostras de morfologias variadas, com boa qualidade cristalina, porém, com mistura de fases dos óxidos de antimônio.
Evolução orbital dos maiores objetos transnetunianos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-03-15) Gomes, Luiz Claudio; Oliveira, Rafael Sfair de [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Os centauros e os transnetunianos (TNO's) são corpos pequenos que orbitam o Sol em regiões diferentes. Os transnetunianos são objetos pequenos com órbitas além de Netuno com semieixo maior de 30 unidades astronômicas (ua) e os centauros são objetos transientes na região dos planetas gigantes, com semieixo maior entre 5 ua e 30 ua. Até o momento, o maior centauro conhecido na literatura é Chariklo com 250 quilômetros de diâmetro e semieixo maior de 15,84 ua. Por outro lado, existem inúmeros transnetunianos com diâmetros maiores que 300 km. Com órbitas bem variadas, alguns TNO's passam próximos de Netuno e são perturbados sendo lançados na região dos centauros ou espalhados em direção oposta ao Sol. Seguindo o raciocínio deveríamos ter centauros com mais de 300 km de diâmetro ou a região entre os planetas gigantes é extremamente instável a ponto de não sobreviver nenhum objeto maior que os conhecidos atualmente. Com o Dark Energy Survey (DES), um telescópio com câmera acoplada, foram identificados mais de 100 TNO's em apenas alguns anos de funcionamento. A fim de explorar a órbita de objetos transnetunianos com diâmetros superiores a 300 km, desenvolvemos uma ferramenta completa utilizando o software Rebound para investigar a dinâmica desses objetos por 500 milhões de anos. Integramos os setenta e sete maiores TNO's classificados como Outros TNO's, que são objetos não ressonantes e além da categoria de clássicos. A grande maioria dos clones simulados permanecem com baixas variações nos elementos orbitais, continuando na região transnetuniana. Uma fração dos clones desses objetos entram na região dos centauros e acabam sofrendo múltiplos encontros próximos com os planetas gigantes. Analisamos os últimos encontros próximos antes da ejeção do sistema entre os planetas e clones, e mapeamos a influência dos gigantes sobre alguns objetos.
Simetrias do movimento relativístico planar: bósons e férmions
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-03-13) Mendrot, Vitor Bentes; Castro, Antonio Soares de [UNESP]; Alberto, Pedro Almeida Vieira; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A dinâmica das partículas sem spin é modelada pela teoria de Klein-Gordon, enquanto a de partículas com spin-1/2 é modelada pela teoria de Dirac. Estamos particularmente interessados no comportamento de tais partículas quando imersas em misturas de potenciais de diversas naturezas sob transformações de Lorentz, de sorte que elas se mantenham restritas ao movimento em um plano fixo. Apresentamos o estudo completo de sistemas circularmente simétricos, identificando simetrias capazes de nos orientar quanto à construção de autoestados pertinentes, empregando o sistema de coordenadas cilíndricas. Particularmente à teoria de Dirac, demonstra-se que com certas condições para os potenciais, simetrias adicionais são encontradas: as simetrias de spin e pseudospin. É realizada a análise de diversos sistemas e o confronto dos resultados com os disponíveis na literatura é avaliado. Perspectivas para o avanço na pesquisa deste tipo particular de movimento são discutidas.
Estudo da dinâmica de exocometas nos sistemas Kepler-90, Kepler-35 e Kepler-38
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-12-19) Santos, Nilce da Silva dos; Winter, Silvia Maria Giuliatti [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A descoberta de planetas fora do Sistema Solar tem motivado estudos de sistemas extrassolares, principalmente na busca de planetas do tipo Terra que sustentam condições de habitabilidade. Neste trabalho investigamos a possibilidade do transporte de água e matéria de importância astrobiológica para planetas do sistema Kepler-90 e os binários Kepler-35 e Kepler-38 através de exocometas hipotéticos, considerando esses corpos como subproduto da formação planetária. Os exocometas considerados são altamente excêntricos e consideramos exclusivamente a influência gravitacional dos planetas e das estrelas hospedeiras sobre o movimento orbital desses corpos. O sistema Kepler-90 é semelhante ao nosso Sistema Solar sendo composto por oito planetas, sendo os mais internos do tipo Terra e os mais externos , planetas gigantes gasosos. Os planetas externos perturbam os exocometas causando alterações em suas órbitas e alguns exocometas colidem com os planetas mais internos. Nos sistemas binários, os planetas maiores estão localizados internamente ao planeta do tipo Terra, não causando considerável perturbação aos exocometas. No caso dos sistemas binários não houve nenhuma colisão com os planetas. No sistema Kepler-90 detectamos que vários planetas sofrem colisões com exocometas, mesmo os planetas pequenos (do tipo Terra). Existe a possibilidade do transporte de água vindo dos exocometas para quase todos os planetas pertencentes a esse sistema. No entanto, para o caso dos sistemas binários estudados, o transporte de água para o planeta localizado na zona habitável deve ser através de um método alternativo pois não foram verificadas colisões entre exocometas e planetas.
Problema relativístico restrito de três corpos para objetos compactos : métrica Majumdar-Papapetrou e aproximação pós-newtoniana
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-08-23) Martins, Juan Carlos; Alves, Márcio Eduardo da Silva [UNESP]; Cavalcanti, Rogério Teixeira [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Esta dissertação visa explorar o problema restrito de três corpos para objetos compactos em duas abordagens diferentes, por uma aproximação pós-newtoniana da relatividade geral e do estudo do espaço-tempo de Majumdar-Papapetrou. Começaremos deduzindo o problema de forma clássica e o estenderemos para um caso onde possamos trabalhar com uma aproximação relativística. Analisaremos o problema através da métrica de MP (Majumdar-Papapetrou), para isto devemos simplificar nosso problema considerando-o estático. Ambas as abordagens serão analisadas em duas etapas, a análise algébrica a partir das equações das geodésicas e a análise computacional partindo das mesmas equações para a definição das órbitas de maneira numérica. Tendo em vista o caso MP poderemos definir órbitas estáveis e/ou instáveis possíveis para o sistema estático, as quais em alguns casos somente podem ser obtidas a partir de um procedimento numérico conforme observado na literatura. O que nos gera três possibilidades de órbitas estáveis em ϕ = 0 e duas possibilidades de órbitas circulares em z = 0. A segunda abordagem se dará através da primeira expansão pós-newtoniano da relatividade geral (1 PN) e neste caso temos como objetivo explicitar as diferenças entre uma análise considerando dois regimes (newtoniano e pós-newtoniano). A partir das equações de Einstein da relatividade geral obteremos uma Lagrangiana que descreve o sistema em um referencial não inercial. Advinda da Lagrangiana obteremos a energia e consequentemente o potencial efetivo associado ao sistema. Neste momento obtivemos a variação do potencial efetivo para os regimes newtoniano e pós-newtoniano para um conjunto de exemplos de sistemas binários. Após explorarmos o problema obtivemos a mudança de posição dos pontos de Lagrange, conforme a variação dos potenciais efetivos (newtoniano e pós-newtoniano) por fim poderemos observar as regiões onde é possível a existência de órbitas, através da análise das curvas de velocidade zero que são provenientes do estudo da constante de Jacobi.
Estudo de temperaturas rotacional e vibracional das espécies excitadas produzidas por jatos de plasma frio em pressão atmosférica para aplicações biomédicas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-11-28) Almeida, Ana Carla de Paula Leite; Kostov, Konstantin Georgiev [UNESP]; Nascimento, Fellype do [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Estudos recentes vêm mostrando que os jatos de plasma em pressão atmosférica (APPJs) possuem uma química muito reativa e habilidade em tratar objetos, fazendo com que eles sejam adequados para aplicações diversas. Os APPJs são capazes de gerar plumas frias de plasma em espaço aberto, tornando-o muito viável para aplicações biomédicas, que necessitam de baixas temperaturas para não causar danos a células e tecidos. Neste trabalho, é apresentado o resultado de um estudo que tem como pretensão implementar a automatização da ferramenta MassiveOES, adequando-a para as necessidades do Laboratório de Plasmas e Aplicações da Unesp de Guaratinguetá e, a partir da espectroscopia de emissão óptica (OES) e dessa ferramenta, fazer a caracterização óptica de um APPJs para aplicações biomédicas. O MassiveOES é utilizado para a obtenção das temperaturas rotacional e vibracional das espécies excitadas geradas através dos APPJs por meio da OES, realizando a comparação das principais linhas de emissão dos espectros medidos com as linhas de espectros já catalogadas em seu banco de dados. A automatização do software tem como objetivo propor uma maneira direta para obter informações a partir dos dados gerados pelo espectrômetro Avantes, por meio dessa automatização é possível estimar valores de temperaturas rotacionais e vibracionais, além de fornecer gráficos dos espectros experimental e simulado, que resultam da comparação entre a faixa de comprimento de onda de uma molécula diatômica. Esse trabalho apresenta os dados obtidos experimentalmente a partir da aplicação dos APPJs no interior do tubo de traqueostomia (tubo T de Montgomery) em diferentes arranjos. Neste estudo, um APPJ transferido, operando com os gases nobres argônio e hélio, teve a finalidade de tratar o interior do tubo T a partir da inserção do jato transferido na sua saída transversal, para esses resultados foram fixados parâmetros como a tensão de entrada (30kV pico a pico) e a frequência (60 Hz). A OES foi utilizada como o método para investigar os parâmetros ópticos e, mediante os espectros obtidos da radiação do plasma, fornecer parâmetros do plasma como suas temperaturas e as espécies formadas quando o plasma interage com a superfície do tubo T de Montgomery. As temperaturas resultantes desse estudo foram estimadas através da automatização do software. Os resultados apontam que tanto o Ar quanto o He apresentam essa melhor condição entre as temperaturas rotacionais e vibracionais quando ambos operam com 2,0 L/min empregando o tubo T de Montgomery de tamanho 12. O APPJ transferido, principalmente com o emprego de He, se mostra suficientemente frio para ser colocado em contato direto com a pele humana.
Perturbações em soluções do tipo buraco negro obtidas por desacoplamento gravitacional
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-07-21) Paiva, Ronaldo César de; Cavalcanti, Rogério Teixeira [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Neste trabalho, é estudado um método de obtenção de soluções que descrevem buracos negros com cabelos, o desacoplamento gravitacional. Esse método é usado para separar as equações de Einstein para n tensores energia-momento acoplados. A partir da solução obtida por esse método, o algoritmo de Newman-Janis foi aplicado para obter uma métrica que descreve um buraco negro com cabelos em rotação. Além disso, a métrica obtida por desacoplamento gravitacional foi utilizada para estudar o comportamento desse tipo de buraco negro diante de perturbações escalares. Os resultados mostraram assinaturas particulares dos buracos negros com cabelos obtidos por desacoplamento gravitacional com potencial aplicação na física de buraco negros.
Analysis of the emission of gravitational waves by compact binaries during coalescence.
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-06-07) Moraes, Tatiane de Paula; Cavalcanti, Rogério Teixeira [UNESP]; Mendonça, Elias Leite [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O objetivo principal desta pesquisa é dar uma visão ampla dos aspectos relacionados ao estudo das ondas gravitacionais desde uma abordagem teórica até a análise de sinais simulados. A pesquisa baseia-se principalmente no estudo do processo de coalescência de binários compactos, que é descrito em detalhes no capítulo 2. Em seguida, os capítulos 3 e 4 descrevem uma revisão teórica da definição de ondas gravitacionais e suas principais características em relatividade geral e gravitação massiva, respectivamente. Neste contexto, a descontinuidade de van Dan-Veltman-Zakharov (vDVZ) também é discutida. Por fim, o capítulo 5 traz um estudo sobre a detecção de ondas gravitacionais e uma análise de três sinais simulados de binários compactos. Conclui-se que a pesquisa de ondas gravitacionais é um campo amplo de estudo e há grandes expectativas de testar teorias como a gravidade massiva por meio da análise de dados coletados por futuros observatórios como o LISA. Este trabalho também discute alguns desafios envolvidos na análise de sinais e apresenta uma possível abordagem para praticar as técnicas necessárias em uma análise real.
Fluxo de material para o disco circumplanetário necessário para a formação de satélites de planetas gigantes
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-05-09) Santos, Julio Cesar Monteiro dos; Vieira Neto, Ernesto [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O sistema de satélites galileanos tem uma arquitetura similar a do Sistema Solar, entre as similaridades está o fato dos satélites apresentarem órbitas quase circulares e coplanares com o plano equatorial de Júpiter. Uma outra característica dos galileanos é que esses apresentam densidade decrescente conforme se afastam do planeta, ou seja, o mais denso é o satélite mais próximo ao planeta enquanto o menos denso é o mais distante (Lunine e Stevenson, 1982). Existem modelos de formação dos satélites galileanos equivalentes aos da formação dos planetas, todavia na escala do disco circumplanetário. Neste trabalho de dissertação de mestrado são considerados dois modelos principais que descrevem a formação desses satélites através do disco circumplanetário. O modelo de Massa Mínima para a Sub-Nébula (MMSN) (Lunine e Stevenson, 1982) sugere que os satélites galileanos se formaram em um disco circumplanetário ao redor de Júpiter durante o último estágio de formação do planeta. Nessa fase o disco não recebe mais material e pode ser aproximado por um disco circumplanetário não-turbulento, sem a formação de vortexes, com baixa possibilidade de aglomeração de material em zonas especificas no disco ou transporte descontínuo durante a formação dos satélites. Por outro lado, o segundo modelo (Canup e Ward, 2002) sugere um outro tipo de disco circumplanetário: o disco possui inicialmente pouca massa em gás e poeira e vai crescendo em massa adquirindo material oriundo do disco circunstelar. Neste trabalho é estudada a formação de sistemas de satélites sob as considerações do modelo MMSN e também do modelo do Disco com Déficit de Gás. São realizadas simulações numéricas hidrodinâmicas com o objetivo de se obter informações que caracterizam o disco de gás em volta do planeta. As simulações são feitas utilizando o código hidrodinâmico FARGO 3D (Benitez-Llambay e Masset, 2016), entretanto esse tipo de código traz consigo dificuldades como a resolução necessária para obter informações com precisão devido a simplicidade se seu integrador de N-corpos do tipo Rung-Kutta. Assim, para se obter resultados mais rápidos são utilizadas as simulações hidrodinâmicas para entender o comportamento do disco de gás ao redor do planeta e então essas informações são usadas no pacote de integração numérica de N-corpos REBOUND. Portanto, foram realizadas simulações numéricas com o uso do REBOUND (Rein e Liu, 2012) adaptando o código para estudar o crescimento dos satélites durante a fase colisional. Durante as simulações, são explorados parâmetros como a distribuição radial e a massa dos sólidos no disco, a densidade da nuvem de gás e a proporção de massa e gás do disco, como também a posição da linha de gelo ao longo do disco, considerando as informações obtidas através das simulações hidrodinâmicas. Isso é feito para elucidar em comparação com o modelo de Déficit de Gás a relevância do fluxo de matéria durante a formação dos satélites.
Campos de rank alto para partículas de spin-1
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-05-13) Barbosa, Felipe Augusto da Silva; Dalmazi, Denis [UNESP]; Santos, Alessandro Luiz Ribeiro dos [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
É feito um estudo de modelos duais sem massa e massivos de spin-1. É proposta uma nova ação mestra para partículas sem massa de spin-1 da qual derivamos uma nova teoria dual à Maxwell em termos de um campo de "rank" 3. A redução dimensional de Kaluza-Klein é aplicada às ações mestras sem massa a fim de encontrar modelos duais massivos de spin-1. Nós obtemos os modelos duais à Proca usualmente encontrados na literatura e um novo modelo dual de spin-1 massivo descrito por um tensor de "rank" 2 sem simetria. Através do uso de ação mestra na integral de trajetória mostramos que a dualidade do novo modelo com o de Proca é preservada na presença de matéria para interações lineares no campo de spin-1. Estudamos também a dualidade quanto a dedução das regras de Feynman na "picture" de interação e no formalismo de integral de caminho para modelos to tipo Kalb-Ramond.
Evolução de partículas de poeira ejetadas de Phoebe e Iapetus
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-03-09) Moura, Vanessa Maria Francisco de [UNESP]; Sfair, Rafael [UNESP]; sfair, rafael; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Saturno possui um sistema de anéis bastante diverso e atualmente são conhecidos 82 satélites orbitando o planeta. Em muitos casos a origem e evolução dos anéis estão intimamente ligadas à interação com alguns satélites. Por exemplo, Verbiscer, Skrutskie e Hamilton (2009) estudaram a manutenção do anel de Phoebe a partir da ejeção e posterior evolução orbital de partículas de poeira geradas por colisões de corpos interplanetários com os satélites de Saturno; além disso, analisaram o transporte de algumas partículas do tamanho de centímetros desse anel e possível colisão com Iapetus. Neste trabalho, analisamos os mecanismos de transporte e destino de partículas ejetadas dos satélites de Saturno. Para a geração e evolução da poeira serão levadas em conta as forças de Lorentz, pressão de radiação solar, gravidade solar, gravidade dos satélites, arrasto de Poynting-Robertson, arrasto de plasma e efeitos gravitacionais da não esfericidade de Saturno. A fim de estudar a evolução orbital das partículas ejetadas pelos satélites, realizaremos simulações numéricas utilizando o pacote REBOUND (REIN; SPIEGEL, 2015), do sistema envolvendo Saturno, seus satélites e partículas micrométricas, levando em conta a influência de todas as forças citadas acima, além das colisões mútuas entre partículas, colisões de partículas com os satélites e com o planeta. Com isso podemos observar a evolução orbital das partículas e o transporte de material entre as famílias de satélites.
Effect of deformed nuclei in hydrodynamic evolution and bulk observables
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-02-04) Leite, Henrique de Almeida Silva Mascalhusk Bernardo; Qian, Wei-Liang; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Esse trabalho envolve um estudo numérico em colisões relativísticas de íons pesados baseados em modelos hidrodinâmicos. Sabemos que o processo de colisão entre dois núcleos no colisor de ions pesados (RHIC) gera uma "firebal"com alta densidade de energia e temperatura. Essas condições extremas fornecem condições para acomodar de forma assintótica sob ação de interações fortes, sendo nomeada plasma de quarks e gluons (QGP). Alguns estudos recentes mostram que a geometria initial dos núcloe podem desempenhar efeitos relevantes nos observáveis experimentais. Motivados por estas considerações, o objetivo deste estudo é analizar a relação entre a geometria inicial e o estado final dos observáveis. Isto será realizado com de forma sistemática com diversos tipos de núclos, como gold (Au) e urânio (U), sujeitos a possíveis graus de deformações. Calculando-se os observáveis como o espectro de multiplicidade, flutuações, fluxo colletivo, e correlações, visamos descrever as potenciais diferenças nessas quantidades de acordo com as distintas condições iniciais. Resultados preliminares serão apresentados e discutidos.
Um estudo sobre fundamentos da teoria de campos quânticos: de representações de uma partícula às possíveis classes não-usuais de Wigner.
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-01-28) Quinquiolo, Natan Carvalho Rosas; Silva, Júlio Marny Hoff da [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Neste trabalho serão estudados os conceitos de teoria de grupos e representações de grupos, principalmente grupos de Lie, com o foco no desenvolvimento de uma fundamentação matemática necessária para se estudar as representações irredutíveis do grupo de Poincarè; também será visto de forma consistente um desenvolvimento em primeiros princípios (seguindo o formalismo de Weinberg presente em [\ref{SW}]) do conceito de campo quântico; por fim será feita uma aplicação dos conceitos previamente desenvolvidos na tentativa de se encontrar um possível candidato para preencher as chamadas classes não-usuais de Wigner.
Estados de uma partícula e representações na relatividade muito especial
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-11-19) Rocha, Gabriel Marcondes Caires da; Silva, Julio Marny Hoff da [UNESP]; Bertin, Mário Cezar Ferreira Gomes; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Nesta dissertação será estudada a inserção das simetrias da Relatividade muito especial no contexto de mecânica quântica, assim será construída a atuação de transformações de ISIM(2) em estados pertencentes ao espaço de Hilbert em mecânica quântica. Porém, para tal, nos capítulos anteriores à este resultado, serão apresentados os fundamentos necessários para alcançar uma compreensão do tema. Serão abordados os tópicos de teoria de grupos, Relatividade restrita, Relatividade muito especial e mecânica quântica. Após concluir esta primeira etapa, surge um foco acerca da busca pela existência, ou não, de representações projetivas de SIM(2) e ISIM(2). Serão estudados aspéctos algébricos e topológicos de SIM(2) e ISIM(2), e, subsequentemente, esta dissertação adentra no estudo da teoria de representações de raio de grupos contínuos, teoria esta construída por Bargmann. Neste estudo haverá uma exposição dos tópicos trabalhados por Bargmann, com o adendo de alguns comentários.
Mapeamento de órbitas e manobras orbitais em torno de Io
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-09-01) Carvalho, Thamis Côrtes Freire de; Prado, Antonio Fernando Bertachini de Almeida [UNESP]; Winter, Silvia Maria Giuliatti [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O presente trabalho tem como objetivo estudar e mapear as melhores condições orbitais iniciais em torno de Io, considerando os efeitos perturbativos de terceiro corpo proveniente de Júpiter. Para isso, os parâmetros orbitais iniciais da sonda foram investigados através de simulações considerando as equações do movimento para o problema circular restrito de três corpos utilizando o método de Runge-Kutta de 8ª ordem. Considerando que as órbitas em torno de Io sofrem uma forte perturbação de Júpiter e que essas perturbações afetam a forma e a duração dessas órbitas, o trabalho também investigou os efeitos devido a implementação do $J_{2}$ de Io, visando com isso entender como o achatamento de Io e a perturbação de Júpiter afetavam as órbitas da sonda. Desta forma, as simulações realizadas em função da inclinação e excentricidade iniciais da sonda permitiram localizar regiões, para diversos valores de semieixo maior inicial, nas quais foram encontradas órbitas com bons tempos de vida compreendidos no intervalo de meses a $2,3$ anos. Essas condições foram, normalmente, encontradas em condições de inclinações em torno de 60°, e órbitas iniciais circulares e quase-circulares. Os resultados também mostraram que, para excentricidades iniciais fixas, existem intervalos de inclinações e semieixos maiores iniciais onde os melhores tempos de vida são encontrados. Esse intervalo, para todas as condições simuladas, encontra-se entre 60° à 67° para a inclinação e $2,5R_{Io}$ e $4,0R_{Io}$ para o semieixo maior inicial. O estudo considerando o achatamento de Io permitiu observar que a perturbação devido a não esfericidade é capaz de, em alguns casos, amortecer o efeito do terceiro corpo (Júpiter), aumentando assim o tempo de vida de algumas orbitas. Também foram realizadas manobras orbitais e foram obtidos os melhores momentos para a realização das manobras para os casos analisados, visando assim aumentar o tempo de vida das órbitas que inicialmente durariam menos de 6 meses.
Implantação do planeta anão Ceres no cinturão principal
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-07-09) Alves, Abreuçon Atanasio; Vieira Neto, Ernesto [UNESP]; Sousa, Rafael Ribeiro; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Ceres é um planeta anão que orbita o Sol no Cinturão de Asteroides. A presença de água em grande quantidade, amônia, alguns sais e propriedades únicas comparadas com outros asteroides do Cinturão Principal sugere que Ceres não foi formado in situ. Um provável cenário é que ele foi formado na região externa do Sistema Solar e implantado na órbita atual durante a evolução e formação dinâmica do Sistema Solar. Neste trabalho, nós utilizamos simulações numéricas do Sistema Solar externo primordial para investigar possíveis mecanismos dinâmicos responsáveis por colocar planetesimais do tamanho de Ceres no Cinturão de Asteroides. Inicialmente simulamos o esculpimento dinâmico do disco de planetesimais primordial, durante a formação de Urano e Netuno proveniente de colisões gigantescas entre embriões planetários durante a fase em que o Sistema Solar era envolvido por um disco de gás. Em seguida, nós calculamos a fração de planetesimais do tipo Ceres que foram capturados na região interna do Sistema Solar (a<5 au). Nós distribuímos espacialmente o disco de planetesimais primordial em três principais partes, levando em conta a sobrevivência dos elementos voláteis na superfície destes objetos devido a irradiação. Na região de semieixo maior entre 10 e 20 au, os planetesimais contém água, ácido sulfúrico e gás carbônico em suas superfícies. Em regiões com semieixo maior entre 20 e 30 au, os planetesimais também possuem em suas superfícies ácido cianídrico e álcool metílico. E a última região, entre 30 e 50 au, os planetesimais também possuem amônia. Nós observamos que durante o processo de esculpimento dinâmico do disco de planetesimais primordial, uma rápida mistura entre planetesimais com diferentes elementos voláteis em sua superfície é criada, colocando alguns planetesimais com amônia nas regiões mais internas entre 10 e 30 au. Nós também encontramos duas populações de planetesimais implantadas no Cinturão de Asteroides: a primeira população possui órbitas temporariamente estáveis (em sua grande maioria presas em ressonâncias de movimento médio com Júpiter) e outra população de planetesimais que desviam radialmente em relação a região dos planetas terrestres. Nós mostramos que a população de planetesimais do tamanho de Ceres nas órbitas temporariamente estáveis pode alcançar órbitas estáveis por quatro diferentes mecanismos: captura em ressonância de movimento médio com Júpiter, encontros próximos com os embriões planetários, arrasto gasoso e processo de difusão caótica. Estes mecanismos produzem uma população estável de planetesimais com 40% de probabilidade de ter um semieixo maior entre 2.5 e 3 au, 30% de probabilidade de ter uma excentricidade menor que 0,2 e por volta de 75% de probabilidade de ter uma inclinação orbital menor que 10 graus. Nossos resultados indicam que planetesimais do tamanho de Ceres podem ser implantados na região do Cinturão de Asteroides em órbitas muito próximas da órbita atual de Ceres.
Estudo da evolução dinâmica do sistema planetário HR8799 via simulações hidrodinâmicas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-05-27) Camporez, Evandro Luiz de Lima; Costa, André Izidoro Ferreira da [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Entre mais de 3300 sistemas planetários conhecidos, o sistema HR8799 é um dos mais interessantes sistemas de planetas gigantes pois, nele contém pelo menos quatro planetas gigantes gasosos, com massas superiores à de Júpiter. Esses quatro planetas foram detectados através da técnica de imageamento direto. Estimativas sugerem que o planeta mais próximo da estrela descreve uma órbita com distância média de cerca de 16 unidades astronômicas. A órbita estimada do planeta mais externo sugere que ele se encontre a pelo menos 60 unidades astronômicas do corpo central. A grande distância orbital desses planetas até a estrela é difícil de entender. Planetas gigantes gasosos como esses devem se formar cedo, durante os primeiros milhões de anos de vida da estrela, fase na qual a estrela possui um disco gasoso circunstelar. Apenas durante essa fase esses planetas podem adquirir seus massivos envelopes de gás. Entretanto, planetas crescendo em um disco de gás interagem gravitacionalmente com esse disco. Essa interação gera troca de momento angular o qual geralmente leva o planeta a migrar em direção à estrela. Esse estudo é motivado pela seguinte questão: como os planetas do sistema HR8799 permaneceram tão longe da estrela? A principal fonte de inspiração para o modelo de formação que nós utilizamos foi a hipótese do Grand tack, que sugere a reversão na migração dos planetas gigantes gasosos do sistema solar para explicar sua estrutura atual. Nós exploramos esta ideia e testamos se um mecanismo parecido poderia fazer com que os planetas do sistema HR8799 pudessem, de alguma forma, terem se formado mais próximo de sua estrela e posteriormente migrado para suas posições atuais. Nós estudamos a evolução e estabilidade dinâmica do sistema planetário HR8799 durante a fase do disco de gás. Nosso estudo é realizado através de simulações numéricas hidrodinâmicas realizadas através do código FARGO3D. Devido às incertezas nas massas e órbitas dos planetas do sistema HR8799 nós testamos uma variedade de configurações orbitais e massas, em mais de 140 simulações numéricas. No início das nossas simulações, nós assumimos que os planetas estão completamente formados no disco. Nossos resultados mostram que a dinâmica de sistemas do tipo HR8799 é bastante complexa. A maioria das nossas simulações apresentaram instabilidade dinâmica entre os planetas durante a fase do disco de gás, resultando na ejeção de um ou mais planetas do sistema. Apenas 15% dos nossos sistemas permaneceram estáveis durante nosso tempo de integração. Entretanto, mesmo nesses casos, os planetas migraram para região interna do disco, fazendo esses sistemas inconsistentes com o sistema HR8799. Nenhuma de nossas simulações produziu um sistema verdadeiramente análogo ao sistema HR8799. A alta taxa de instabilidade dinâmica em nossas simulações e a dificuldade em se evitar a migração desses planetas para as regiões próximas à estrela sugerem que sistemas planetários similares ao HR8799 sejam raros.
Efeitos de fragmentação em formação planetária
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-04-22) Esteves, Leandro [UNESP]; Winter, Othon Cabo [UNESP]; Costa, André Izidoro Ferreira da; Costa, André Izidoro Ferreira da; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As super-Terras quentes são planetas com tamanho entre 1 e 4 Raios da Terra e período menor que 100 dias,são provavelmente o tipo de planeta mais abundante em estrelas do mesmo tipo do Sol. O principal modelo para explicar as fases finais de formação dos sistemas de super-Terras é conhecido como modelo de migração. Ele sugere que tais planetas se formam em regiões mais distantes da estrela no disco protoplanetário, mas devido a interação gravitacional com o gás do disco migram até aborda interna do disco, se estabelecendo em cadeias de ressonância. Após a dissipação do disco de gás as super-Terras podem atravessar uma fase de instabilidades, onde ocorrem principalmente colisões, quebrando as cadeias ressonantes. Esse é um mecanismo que auxilia o modelo a reproduzir importantes características dos sistemas de super-Terras observados. Majoritariamente os modelos numéricos de formação planetária assumem que colisões durante as fases finais e intermediárias deformação planetária são, por simplicidade, perfeitamente agregativas. Este tipo de abordagem tem sido empregada tanto em modelos de formação do sistema solar quanto em modelos de formação de sistemas de exoplanetas. O objetivo desse estudo é analisar as consequências de um tratamento mais realístico de colisões, incluindo fragmentação e espalhamento, na fase final de formação dos sistemas de super-Terras quentes. Numa versão do pacote de integradores Mercury modificada para o estudo da formação de super-Terras, implementamos um modelo analítico para tratamento de colisões gigantes e fragmentação baseado em Leinhardt e Stewart (2011). Esse modelo analítico foi calibrado a partir de resultados de impactos em simulações de N-corpos de alta resolução. Após os testes necessários,performamos então dois conjuntos de simulações. No conjunto de acreção perfeita consideramos as colisões como perfeitamente agregativas, enquanto no conjunto de acreção imperfeita as simulações são realizadas utilizando o tratamento realístico de colisões no nosso novo código. Mostramos que eventos de fragmentação e espalhamento de planetas são comuns nas simulações durante o estágio final da formação de super-Terras quentes, compreendendo a fase do disco de gás e a evolução por longo período. Entretanto, verificamos que o tratamento realístico de colisões não tem influência significativa na arquitetura orbital dos sistemas e que portanto pode ser negligenciado devido ao seu custo computacional em comparação à sua influência no processo.

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