Solução da equação de transporte de fótons para uma placa plana heterogênea, modelo de multigrupo com núcleo de espalhamento de Klein-Nishina

Neste trabalho o método LTSN é utilizado para resolver a equação de transporte de fótons para uma placa plana heterogênea, modelo de multigrupo, com núcleo de espalhamento de Klein-Nishina, obtendo-se o fluxo de fótons em valores discretos de energia. O fluxo de fótons, juntamente com os parâmetros da placa foram usados para o cálculo da taxa de dose absorvida e do fator de buildup. O método LTSN consiste na aplicação da transformada de Laplace num conjunto de equações de ordenadas discretas, fornece uma solução analítica do sistema de equações lineares algébricas e a construção dos fluxos angulares pela técnica de expansão de Heaviside. Essa formulação foi aplicada ao cálculo de dose absorvida e ao fator de Buildup, considerando cinco valores de energia. Resultados numéricos são apresentados.

Termodinâmica de um gás de fótons no contexto de eletrodinâmicas não-lineares

The objective of this dissertation is the development of a general formalism to analyze the thermodynamical properties of a photon gas under the context of nonlinear electrodynamics (NLED). To this end it is obtained, through the systematic analysis of Maxwell s electromagnetism (EM) properties, the general dependence of the Lagrangian that describes this kind of theories. From this Lagrangian and in the background of classical field theory, we derive the general dispersion relation that photons must obey in terms of a background field and the NLED properties. It is important to note that, in order to achieve this result, an aproximation has been made in order to allow the separation of the total electromagnetic field into a strong background electromagnetic field and a perturbation. Once the dispersion relation is in hand, the usual Bose-Einstein statistical procedure is followed through which the thermodynamical properties, energy density and pressure relations are obtained. An important result of this work is the fact that equation of state remains identical to the one obtained under EM. Then, two examples are made where the thermodynamic properties are explicitly derived in the context of two NLED, Born-Infelds and a quadratic approximation. The choice of the first one is due to the vast appearance in literature and, the second one, because it is a first order approximation of a large class of NLED. Ultimately, both are chosen because of their simplicity. Finally, the results are compared to EM and interpreted, suggesting possible tests to verify the internal consistency of NLED and motivating further developement into the formalism s quantum case

Deflexão de fótons pelo sol no contexto da teoria de gravitação R+R2

Pós-graduação em Física - IFT

Criação de fótons no efeito Casimir dinâmico em cavidade oscilante com condições de Neumann e Dirichlet

Consideramos um campo escalar não massivo num espaço-tempo bi-dimensional dentro de uma cavidade oscilante com condições de contorno mistas. Discutindo do fenômeno da criação de partículas, consideramos uma situação de ressonância paramétrica na qual a freqüência de oscilação da fronteira é duas vezes a freqüência do primeiro modo da cavidade estática. Por conveniência, supomos que a fronteira que está em repouso impõe ao campo a condição de Neumann, enquanto que a outra, em movimento não relativístico, impõe ao campo a condição de Dirichlet. Seguindo o procedimento desenvolvido por Dodonov e Klimov (Phys. Rev. A, 56, 2664 (1996)), calculamos o número de partículas criadas, a taxa de geração e a energia na cavidade. Comparamos nossos resultados aos encontrados na literatura para o caso Dirichlet-Dirichlet.

Controle de qualidade em radioterapia: dosimetria de fótons em acelerador linear – Mevatron MXT

The treatment of a tumor with ionizing radiation is an ongoing process with well differentiated stages. These ones include the tumor diagnosis and location, the decision on the treatment strategy, the absorbed dose planning and calculation, the treatment administration, the absorbed dose verification and the evaluation of results in short and long terms. The quality of a radiotherapy procedure is closely linked to factors that may be classified as clinical, such as the diagnosis, the tumor location, the treatment strategy chosen and the continuous treatment reassessment; dosimetric or physical, such as the uncertainty in the dose calculation, its optimization and verification, the suitability of the equipment to provide a radiation beam consistent with the treatment planning; finally, others which are related to the practical application of radiotherapy treatment and the handling of the patient. In order to analyze the radiotherapy quality, one should realize that the three aspects (medical, physical or dosimetric and practical application) should be considered in a combined way. This means that numerous actions of the radiotherapists, medical physicists and technicians in radiotherapy should be held jointly and their knowledge level will significantly affect the treatment quality. In this study, the main physical parameters used in dosimetry are defined as well as determined experimentally for a linear accelerator Mevatron - MXT. With this, it is intended to provide recommendations for the physical aspects of Quality Assurance (QA) in the radiotherapy treatments, and these will usually be applied by professionals in Medical Physics. In addition to these instructions, it is recommended that additional texts are prepared to address in detail the clinical aspects of the treatments QA

Simetria quiral: fótons, píons e núcleons

Pós-graduação em Física - IFT

Emaranhamento de feixes de fótons por meio do campo magnético

Foi proposta uma experiência na qual seria possível produzir um emaranhamento quântico de feixes de fótons com diferentes frequências, movendo-se em uma mesma direção, controlado por meio de um campo magnético externo. Nessa experiência, a interação entre o campo magnético e fótons é realizada por intermédio de elétrons, que interagem tanto com os fótons quanto com o campo magnético externo. Foi desenvolvida uma teoria que descreve processos físicos. Derivamos medidas de emaranhamento de informação e de Schmidt para um sistema geral de dois qubits e a medida residual para um sistema geral de três qubits. Usando a informação obtida da análise dos sistemas de dois e de três quase-fótons, calculamos medidas de emaranhamento. Criamos um programa para cálculo numérico, nesses casos, através do qual construímos gráficos de dependência das medidas de emaranhamentos em feixes de dois e de três fótons. Os resultados obtidos nos permitem ver como a medida de emaranhamento depende dos parâmetros, que caracterizam o sistema em questão. Por exemplo, se ambas as polarizações dos fótons coincidem, então, nenhum emaranhamento ocorre. O emaranhamento acontece apenas se as polarizações do fóton forem opostas.

O contínuo e a região estendida de linhas estreitas das galáxias ativas ESO 362-G18 e ESO 362-G8

Foram analisados espectros óticos de fenda longa das galáxias Seyfert 1 ESO362-G18 e Seyfert 2 ESO362-G8. Estas duas galáxias apresentam emissão por gás de alta excitação em forma anisotrópica, possivelmente devido a colimação por um tóro de poeira. O objetivo do presente trabalho consiste em estudar o contínuo e a região estendida de linhas de emissão (ENLR) destes objetos. Este trabalho constitui-se no primeiro estudo detalhado realizado sobre estas galáxias. A população estelar em cada galáxia e caracterizada em função da distância ao núcleo. O contínuo nuclear e estudado em termos de duas componentes: a população estelar e a componente AGN (\Active Galatic Nuclei"). Observa-se a presença desta componente AGN na gal axia Seyfert 1 ESO362-G18. A galáxia Seyfert 2 não permite observar esta componente AGN mesmo depois de subtraída a componente de população estelar. Nas duas galáxias observa-se importante contribuição de população de idade intermediária ( 5 108 anos). A partir das linhas estreitas de emissão, mapeamos a excitação do gás interestelar ao longo da ENLR. As razões entre estas linhas de emissão são reproduzidas a partir de um modelo de fotoionização de duas componentes - uma componente limitada por matéria ("matter-bounded") e uma componente limitada por ionização ("ionization-bounded"). Este modelo, construído utilizando o código de fotoionização MAPPINGS Ic, se propõe a resolver os problemas apresentados pelos modelos tradicionais de uma componente apenas. A partir dos resultados obtidos com o modelo de duas componentes, determinamos o fator de preenchimento e o fator de cobertura do gás em função da distância ao núcleo. Utilizamos estes parâmetros para testar a consistência do modelo proposto. Por fim realizase o cálculo de balanço de fótons e estuda-se a natureza do contínuo infravermelho (IR) médio e distante - comparando-se a luminosidade observada no IR, calculada a partir dos fluxos IRAS, com a luminosidade predita para um tóro que envolve a fonte modelada e re-emite a radiação incidente no infravermelho.

Espalhamento de luz estático e dinâmico em polímeros do tipo polimetacrilato, fluorescentes por transferência protônica intramolecular no estado eletrônico excitado (TPIEE)

As técnicas de espalhamento de luz estático e dinâmico foram utilizadas para a caracterização dos copolímeros de PMMA-benzazolas e do PMMA, em clorofórmio e THF nos regimes diluído e semi-diluído. Os copolímeros foram obtidos pela polimerização do metil-metacrilato na presença dos corantes orgânicos do tipo benzazolas, que caracterizam-se por apresentar uma intensa emissão de fluorescência através de um mecanismo de transferência protônica intramolecular no estado eletrônico excitado. Através da técnica de espalhamento de luz estático foram obtidos parâmetros macromoleculares como a massa molar ponderal média, o raio de giro e o segundo coeficiente virial, bem como o módulo osmótico reduzido e o parâmetro g, relacionado com a arquitetura do polímero em solução. Estes parâmetros indicam que os copolímeros e o PMMA em solução diluída comportam-se como cadeias lineares flexíveis e apresentam-se como esferas homogêneas em solução. Através da espectroscopia de correlação de fótons foram obtidas funções normalizadas de correlação temporal de intensidade correspondentes a um único processo dinâmico tanto para o PMMA como para os copolímeros em regime diluído, independentemente do solvente utilizado. Esta dinâmica corresponde à difusão das cadeias poliméricas em solução. Para as soluções em regime semi-diluído (5£c£30 g·L-1), as funções de correlação temporal de intensidade apresentaram um único decaimento exponencial correspondente a difusão cooperativa dos entrelaçamento das cadeias poliméricas em solução pode ser observado em ambos os solventes. O tempo de relaxação ( t) obtido sugere que o copolímero apresenta, neste regime de diluição, uma dinâmica diferente daquela observada para o PMMA. Portanto, a incorporação da benzazola na cadeia polimérica afeta a dinâmica do polímero tanto em THF como em clorofórmio. Para soluções contendo PMMA e o Copolímero 6 na concentração de 60 g·L-1 em THF observou-se o aparecimento de um segundo movimento, mais lento, nas funções normalizadas de correlação temporal de intensidade, sugerindo a formação de uma estrutura contínua em solução. O mesmo não ocorre utilizando-se clorofórmio como solvente.

Uma abordagem de óptica física e física moderna para Engenharia Ambiental

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Influência da enxertia nas trocas gasosas de dois híbridos de berinjela cultivados em ambiente protegido

Compararam-se os efeitos da enxertia nas trocas gasosas de dois híbridos de berinjela em pé franco e enxertado. Conduziu-se um ensaio em ambiente protegido, na FCA/UNESP, em estrutura simples, tipo arco com 7 m de largura, 40 m de comprimento e 3 m de pé direito, cobertos por filme plástico de 100 micrometros. Foram utilizados os híbridos de berinjela Nápoli e Kokuyo, enxertados em porta-enxerto específico (híbrido Taibyo VF) para esta espécie. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com quatro tratamentos (Nápoli pé franco, Nápoli enxertada, Kokuyo pé franco e Kokuyo enxertada) com dez repetições. A assimilação líquida de CO2 (A), transpiração (E), condutância estomática (g s) e eficiência no uso de água (EUA), obtida pela relação (A/E), foram determinadas às 09:00; 12:00; 14:00 e 16:00 horas em um dia sem nebulosidade com fluxo de fótons fotossinteticamente ativos (FFFA) de 937±126 mmol m-2 s-1, com um sistema fechado portátil de fotossíntese, IRGA, modelo LI-6200 (LI-COR). Observou-se que as plantas do híbrido Kokuyo apresentaram maiores valores para as variáveis A, E, g s e EUA que o híbrido Nápoli. A enxertia não afetou a capacidade fotossintética dos híbridos, porém, esta resultou em menores valores de E e g s nos dois híbridos, levando à maior EUA, efeito este que na prática pode resultar em menor demanda de água pelas plantas.

Desenvolvimento de um reator fotoquímico aplicável no tratamento de efluentes fenólicos presentes na indústria do petróleo

With water pollution increment at the last years, so many progresses in researches about treatment of contaminated waters have been developed. In wastewaters containing highly toxic organic compounds, which the biological treatment cannot be applied, the Advanced Oxidation Processes (AOP) is an alternative for degradation of nonbiodegradable and toxic organic substances, because theses processes are generation of hydroxyl radical based on, a highly reactivate substance, with ability to degradate practically all classes of organic compounds. In general, the AOP request use of special ultraviolet (UV) lamps into the reactors. These lamps present a high electric power demand, consisting one of the largest problems for the application of these processes in industrial scale. This work involves the development of a new photochemistry reactor composed of 12 low cost black light fluorescent lamps (SYLVANIA, black light, 40 W) as UV radiation source. The studied process was the photo-Fenton system, a combination of ferrous ions, hydrogen peroxide, and UV radiation, it has been employed for the degradation of a synthetic wastewater containing phenol as pollutant model, one of the main pollutants in the petroleum industry. Preliminary experiments were carrier on to estimate operational conditions of the reactor, besides the effects of the intensity of radiation source and lamp distribution into the reactor. Samples were collected during the experiments and analyzed for determining to dissolved organic carbon (DOC) content, using a TOC analyzer Shimadzu 5000A. The High Performance Liquid Chromatography (HPLC) was also used for identification of the cathecol and hydroquinone formed during the degradation process of the phenol. The actinometry indicated 9,06⋅1018 foton⋅s-1 of photons flow, for 12 actived lamps. A factorial experimental design was elaborated which it was possible to evaluate the influence of the reactants concentration (Fe2+ and H2O2) and to determine the most favorable experimental conditions ([Fe2+] = 1,6 mM and [H2O2] = 150,5 mM). It was verified the increase of ferrous ions concentration is favorable to process until reaching a limit when the increase of ferrous ions presents a negative effect. The H2O2 exhibited a positive effect, however, in high concentrations, reaching a maximum ratio degradation. The mathematical modeling of the process was accomplished using the artificial neural network technique

Evolução de estruturas primordiais

Understanding the way in which large-scale structures, like galaxies, form remains one of the most challenging problems in cosmology today. The standard theory for the origin of these structures is that they grew by gravitational instability from small, perhaps quantum generated, °uctuations in the density of dark matter, baryons and photons over an uniform primordial Universe. After the recombination, the baryons began to fall into the pre-existing gravitational potential wells of the dark matter. In this dissertation a study is initially made of the primordial recombination era, the epoch of the formation of the neutral hydrogen atoms. Besides, we analyzed the evolution of the density contrast (of baryonic and dark matter), in clouds of dark matter with masses among 104M¯ ¡ 1010M¯. In particular, we take into account the several physical mechanisms that act in the baryonic component, during and after the recombination era. The analysis of the formation of these primordial objects was made in the context of three models of dark energy as background: Quintessence, ¤CDM(Cosmological Constant plus Cold Dark Matter) and Phantom. We show that the dark matter is the fundamental agent for the formation of the structures observed today. The dark energy has great importance at that epoch of its formation

Síntese e caracterização de poliacrilamidas modificadas para utilização na indústria do petróleo

Modified polyacrylamides with ≅ 0.2 mol % of N,N-dihexylacrylamide and hydrolysis degree from 0 to 25 % were synthesized by micellar copolymerization. The hydrophobic monomer was obtained by the reaction between acryloyl chloride and N,Ndihexylamine and characterized by infrared (IR) and proton nuclear magnetic resonance (1H NMR) spectroscopy. The polymer molecular structures were determined through 1H and 13C NMR spectroscopy and the polymers were studied in dilute and semi-dilute regimes by viscometry, rheometry, static light scattering and photon correlation spectroscopy, at the temperature range from 25 to 55 ºC. The data obtained by viscometry showed that the intrinsic viscosity from the hydrolyzed polymers is larger than the precursor polymers at the same ionic strength. The comparison between the charged polymers showed that the polymer with higher hydrolysis degree has a more compact structure in formation water (AFS). The increase of temperature led to an enhanced reduced viscosity to the polymers in Milli-Q water (AMQ), although, in brine, only the unhydrolyzed polymer had an increase in the reduced viscosity with the temperature, and the hydrolyzed derivatives had a decrease in the reduced viscosity. The static light scattering (SLS) analyses in salt solutions evidenced a decrease of weight-average molecular weight (⎯Mw) with the increase of the hydrolysis degree, due to the reduction of the thermodynamic interactions between polymer and solvent, which was evidenced by the decrease of the second virial coefficient (A2). The polymers showed more than one relaxation mode in solution, when analyzed by photon correlation spectroscopy, and these modes were attributed to isolated coils and aggregates of several sizes. The aggregation behavior depended strongly on the ionic strength, and also on the temperature, although in a lower extension. The polymers showed large aggregates in all studied conditions, however, their solutions did not displayed a good increase in water viscosity to be used in enhanced oil recovery (EOR) processes