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.

Condensados de Bose-Einstein em redes óticas: a transição superfluido-isolante de Mott em redes hexagonais e a classe de universalidade superfluido-vidro de Bose em 3D

Estudamos transições de fases quânticas em gases bosônicos ultrafrios aprisionados em redes óticas. A física desses sistemas é capturada por um modelo do tipo Bose-Hubbard que, no caso de um sistema sem desordem, em que os átomos têm interação de curto alcance e o tunelamento é apenas entre sítios primeiros vizinhos, prevê a transição de fases quântica superfluido-isolante de Mott (SF-MI) quando a profundidade do potencial da rede ótica é variado. Num primeiro estudo, verificamos como o diagrama de fases dessa transição muda quando passamos de uma rede quadrada para uma hexagonal. Num segundo, investigamos como a desordem modifica essa transição. No estudo com rede hexagonal, apresentamos o diagrama de fases da transição SF-MI e uma estimativa para o ponto crítico do primeiro lobo de Mott. Esses resultados foram obtidos usando o algoritmo de Monte Carlo quântico denominado Worm. Comparamos nossos resultados com os obtidos a partir de uma aproximação de campo médio e com os de um sistema com uma rede ótica quadrada. Ao introduzir desordem no sistema, uma nova fase emerge no diagrama de fases do estado fundamental intermediando a fase superfluida e a isolante de Mott. Essa nova fase é conhecida como vidro de Bose (BG) e a transição de fases quântica SF-BG que ocorre nesse sistema gerou muitas controvérsias desde seus primeiros estudos iniciados no fim dos anos 80. Apesar dos avanços em direção ao entendimento completo desta transição, a caracterização básica das suas propriedades críticas ainda é debatida. O que motivou nosso estudo, foi a publicação de resultados experimentais e numéricos em sistemas tridimensionais [Yu et al. Nature 489, 379 (2012), Yu et al. PRB 86, 134421 (2012)] que violam a lei de escala $\\phi= u z$, em que $\\phi$ é o expoente da temperatura crítica, $z$ é o expoente crítico dinâmico e $ u$ é o expoente do comprimento de correlação. Abordamos essa controvérsia numericamente fazendo uma análise de escalonamento finito usando o algoritmo Worm nas suas versões quântica e clássica. Nossos resultados demonstram que trabalhos anteriores sobre a dependência da temperatura de transição superfluido-líquido normal com o potencial químico (ou campo magnético, em sistemas de spin), $T_c \\propto (\\mu-\\mu_c)^\\phi$, estavam equivocados na interpretação de um comportamento transiente na aproximação da região crítica genuína. Quando os parâmetros do modelo são modificados de maneira a ampliar a região crítica quântica, simulações com ambos os modelos clássico e quântico revelam que a lei de escala $\\phi= u z$ [com $\\phi=2.7(2)$, $z=3$ e $ u = 0.88(5)$] é válida. Também estimamos o expoente crítico do parâmetro de ordem, encontrando $\\beta=1.5(2)$.

Excitations in Bose-Einstein condensates: collective modes, quantum turbulence and matter wave statistics

In this thesis, we present the generation and studies of a 87Rb Bose-Einstein condensate (BEC) perturbed by an oscillatory excitation. The atoms are trapped in a harmonic magnetic trap where, after an evaporative cooling process, we produce the BEC. In order to study the effect caused by oscillatory excitations, a quadrupole magnetic field time oscillatory is superimposed to the trapping potential. Through this perturbation, collective modes were observed. The dipole mode is excited even for low excitation amplitudes. However, a minimum excitation energy is needed to excite the condensate quadrupole mode. Observing the excited cloud in TOF expansion, we note that for excitation amplitude in which the quadrupole mode is excited, the cloud expands without invert its aspect ratio. By looking these clouds, after long time-of-flight, it was possible to see vortices and, sometimes, a turbulent state in the condensed cloud. We calculated the momentum distribution of the perturbed BECs and a power law behavior, like the law to Kolmogorov turbulence, was observed. Furthermore, we show that using the method that we have developed to calculate the momentum distribution, the distribution curve (including the power law exponent) exhibits a dependence on the quadrupole mode oscillation of the cloud. The randomness distribution of peaks and depletions in density distribution image of an expanded turbulent BEC, remind us to the intensity profile of a speckle light beam. The analogy between matter-wave speckle and light speckle is justified by showing the similarities in the spatial propagation (or time expansion) of the waves. In addition, the second order correlation function is evaluated and the same dependence with distance was observed for the both waves. This creates the possibility to understand the properties of quantum matter in a disordered state. The propagation of a three-dimensional speckle field (as the matter-wave speckle described here) creates an opportunity to investigate the speckle phenomenon existing in dimensions higher than 2D (the case of light speckle).

Dinâmica molecular de sistemas iônicos poliatômicos: modelos polarizável e não-polarizável

Simulações de sais de carbonato fundidos pelo método de Dinâmica Molecular (MD) foram efetuadas com o modelo polarizável de cargas flutuantes (FC). O modelo de cargas flutuantes implementa os efeitos de polarização pelo método de Lagrangiano estendido, onde as variáveis extras são as próprias cargas parciais do íon poliatômico. O modelo FC foi parametrizado por meio de cálculos ab inito, aplicado ao ânion carbonato. Cálculos de Química Quântica ab initio foram utilizados para corroborar o modelo proposto para o ânion carbonato. Os sistemas investigados consistem em misturas de carbonatos alcalinos fundidos, Li2CO3/K2CO3, os quais são utilizados como eletrólitos em células a combustível. As simulações MD foram utilizadas para verificar o efeito da polarização dos ânions sobre a estrutura e dinâmica do líquido. Estudamos o efeito da inclusão de polarização sobre a condutividade do eletrólito.

Métodos eficientes para criptografia baseada em reticulados.

Reticulados têm sido aplicados de diferentes maneiras em criptografia. Inicialmente utilizados para a destruição de criptossistemas, eles foram posteriormente aplicados na construção de novos esquemas, incluindo criptossistemas assimétricos, esquemas de assinatura cega e os primeiros métodos para encriptação completamente homomórfica. Contudo, seu desempenho ainda é proibitivamente lenta em muitos casos. Neste trabalho, expandimos técnicas originalmente desenvolvidas para encriptação homomórfica, tornando-as mais genéricas e aplicando-as no esquema GGH-YK-M, um esquema de encriptação de chave pública, e no esquema LMSV, a única construção homomórfica que não sucumbiu a ataques de recuperação de chaves IND-CCA1 até o momento. Em nossos testes, reduzimos o tamanho das chaves do GGH-YK-M em uma ordem de complexidade, especificamente, de O(n2 lg n) para O(n lg n), onde n é um parâmetro público do esquema. A nova técnica também atinge processamento mais rápido em todas as operações envolvidas em um criptossistema assimétrico, isto é, geração de chaves, encriptação e decriptação. A melhora mais significativa é na geração de chaves, que se torna mais de 3 ordens de magnitude mais rápida que resultados anteriores, enquanto a encriptação se torna por volta de 2 ordens de magnitude mais rápida. Para decriptação, nossa implementação é dez vezes mais rápida que a literatura. Também mostramos que é possível aumentar a segurança do esquema LMSV contra os ataques quânticos de recuperação de chaves recentemente publicados pela agência britânica GCHQ. Isso é feito através da adoção de reticulados não-ciclotômicos baseados em anéis polinomiais irredutíveis quase-circulantes. Em nossa implementação, o desempenho da encriptação é virtualmente idêntico, e a decriptação torna-se ligeiramente inferior, um pequeno preço a se pagar pelo aumento de segurança. A geração de chaves, porém, é muito mais lenta, devido à necessidade de se utilizar um método mais genérico e caro. A existência de métodos dedicados altamente eficientes para a geração de chaves nesta variante mais segura do LMSV permanece como um problema em aberto.

Interacção mente-matéria com intenção terapêutica : breve revisão sobre imunologia, oncologia e dor moduladas pela hipnose

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Estudo in silico das interações da protease NS3-NS2B de DENV-2 com o inibidor peptídico Bz-nKRR-H com finalidades terapêuticas

Dengue virus is an important patogen that causes Dengue desease in all world, and belongs to Flavivirus gender. The virus consists of enveloped RNA with a single strand positive sense, 11Kb genome. The RNA is translated into a polyprotein precursor, wich is cleaved into 3 structural proteins (C, prM e E) and 7 non-structural proteins (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B e NS5). The NS3 is a multifunctional protein, that besides to promote the polyprotein precursor cleavage, also have NTPase, helicase and RTPase activity. The NS3 needs a hydrophilic segment of 40 residues from the transmembrane NS2B protein (who acts like cofator) to realize this functions. Actually, there's no vacines available on the market, and the treatment are just symptomatic. The tetrapeptide inhibitor Bz-Nle-Lys-Arg-Arg-H (Ki de 5,8-7,0 M) was showed as a potent inhibitor μ for NS3prot in Dengue virus. That is a inteligent alternative to treat the dengue desease. The present work aimed analyse the interactions of the ligand bounded to the activity site to provid a clear and depth vision of that interaction. For this purpouse, it was conducted an in silico study, by using quantum mechanical calculations based on Density Functional Theory (DFT), with Generalized Gradient approximation (GGA) to describe the effects of exchange and correlation. The interaction energy of each amino acid belonging to the binding site to the ligand was calculated the using the method of molecular fragmentation with conjugated caps (MFCC). Besides energy, we calculated the distances, types of molecular interactions and atomic groups involved. The theoretical models used were satisfactory and show a more accurate description when the dielectric constant = 20 ε and 80 was used. The results demonstrate that the interaction energy of the system reached convergence at 13.5 A. Within a radius of 13,5A the most important residues were identified. Met49, Met84 and Asp81 perform interactions of hydrogen with the ligant. The Asp79 and Asp75 residues present high energy of attraction. Arg54, Arg85 and Lys 131 perform hydrogen interactions with the ligand, however, appear in BIRD graph having high repulsion energy with the inhibitor. The data also emphasizes the importance of residue Tyr161 and the involvement of the catalytic triad composed by Asp75, His51 and Ser135

Estudo teórico de intermediários tetraédricos acidez / basicidade e estereosseletividade enzimáticos

The present work aimed first, the theoretical study of tetrahedral intermediate stability formed from carbonyl addition reactions using the second (MP2) and third (MP3) order Møller–Plesset perturbation theory. Linear correlations between electronic energy difference of reactions with Wiberg Indexes and C-O bond lengths were obtained, and was observed that the stability of adducts formed depends directly of electronic density involved between these atoms. The knowing of electronic parameters of these structures has an important hole due to the large use on reactions that in his course forms this tetrahedral intermediate. Employing the ONIOM (B3LYP:AMBER) methodology, was evaluated the stereoselectivity of a enzymatic reaction between CAL B enzyme and a long chain ester. In this study, were obtained the electronic energies of ground state and intermediate state of transesterification rate-determing step from two possible proquirals faces Re and Si. The objective was study the enantioselectivity of CAL B and rationalizes it using quantum theory of atoms in molecules (QTAIM). A theoretical study employing inorganic compounds was performed using ab initio CBS-QB3 method aiming to find a link between thermodynamic and equilibrium involving acids and bases. The results observed showed an excellent relationship between difference in Gibbs free energy, ΔG of acid dissociation reaction and ΔG of hydrolysis reaction of the corresponding conjugate base. It was also observed, a relationship between ΔG of hydrolysis reaction of conjugate acids and their corresponding atomic radius showing that stability plays an important role in hydrolysis reactions. The importance of solvation in acid/base behavior when compared to theoretical and experimental ΔG´s also was evaluated.

Transformações químicas, caracterizações e estudo de modelagem molecular do clerodano bioativo trans-desidrocrotonina

In this work it were developed synthetic and theoretical studies for clerodane-type diterpenes obtained from Croton cajucara Benth which represents one of the most important medicinal plant of the Brazil amazon region. Specifically, the majoritary biocompound 19-nor-clerodane trans-dehydrocrotonin (t-DCTN) isolated from the bark of this Croton, was used as target molecule. Semi-synthetic derivatives were obtained from t-DCTN by using the followed synthetic procedures: 1) catalytic reduction with H2, 2) reduction using NaBH4 and 3) reduction using NaBH4/CeCl3. The semi-synthetic 19-nor-furan-clerodane alcohol-type derivatives were denominated such as t-CTN, tCTN-OL, t-CTN-OL, t-DCTN-OL, t-DCTN-OL, being all of them characterized by NMR. The furan-clerodane alcohol derivatives t-CTN-OL and tCTN-OL were obtained form the semi-synthetic t-CTN, which can be isolated from the bark of C. cajucara. A theoretical protocol (DFT/B3LYP) involving the prevision of geometric and magnetic properties such as bond length and angles, as well as chemical shifts and coupling constants, were developed for the target t-DCTN in which was correlated NMR theoretical data with structural data, with satisfactory correlation with NMR experimental data (coefficients ranging from 0.97 and 0.99) and X-ray diffraction data. This theoretical methodology was also validated for all semi-synthetic derivatives described in this work. In addition, topological data from the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM) showed the presence of H-H and (C)O--H(C) intramolecular stabilized interactions types for t-DCTN e t-CTN, contributing to the understanding of the different reactivity of this clerodanes in the presence of NaBH4.

Buraco negros, correspondência AdS/BCFT e fluido/gravidade

Einstein’s equations with negative cosmological constant possess the so-called anti de Sitter space, AdSd+1, as one of its solutions. We will later refer to this space as to the "bulk". The holographic principle states that quantum gravity in the AdSd+1 space can be encoded by a d−dimensional quantum field theory on the boundary of AdSd+1 space, invariant under conformal transformations, a CFTd. In the most famous example, the precise statement is the duality of the type IIB string theory in the space AdS5 × S 5 and the 4−dimensional N = 4 supersymmetric Yang-Mills theory. Another example is provided by a relation between Einstein’s equations in the bulk and hydrodynamic equations describing the effective theory on the boundary, the so-called fluid/gravity correspondence. An extension of the "AdS/CFT duality"for the CFT’s with boundary was proposed by Takayanagi, which was dubbed the AdS/BCFT correspondence. The boundary of a CFT extends to the bulk and restricts a region of the AdSd+1. Neumann conditions imposed on the extension of the boundary yield a dynamic equation that determines the shape of the extension. From the perspective of fluid/gravity correspondence, the shape of the Neumann boundary, and the geometry of the bulk is sourced by the energy-momentum tensor Tµν of a fluid residing on this boundary. Clarifying the relation of the Takayanagi’s proposal to the fluid/gravity correspondence, we will study the consistence of the AdS/BCFT with finite temperature CFT’s, or equivalently black hole geometries in the bulk.

O ator na rua: uma expressividade caótica

Ce travail a recherché sur le processus de préparation corporel\vocal\énergique de l’acteur pour la rue. Notre quête principale c’est comprendre les processus qui l'acteur se déplace afin de développer une énergie à la scène dans la rue. C'est cette énergie qui est mis en place et se rapporte à le passant\spectateur? Qui attire l'attention de passant\spectateur? Serai l'histoire? Le code vestimentaire ou être une expressivité dynamisée? Serai une énergie présente dans le corps de l'acteur qui se relacione avec les passants? Comme l'acteur se rapporte à l'espace urbain? Pour tenter de répondre à ces questions, nous allons utilisé certains principes de la physique moderne, tels comme: la Théorie Quantique et le Principe d'Incertitude, autan la Théorie du Chaos. Le théâtre jouée dans les rues, surtout par le biais de longs prolongements de construction scénique, cependant, lorsque présentée au public, est prise par les autres causalités, car étant situé sur la rue, l'acteur devient assujettie à cet espace et ne peut pas nier la possibilité des faits qui peuvent se produire. Selon la physique quantique l'énergie se propage dans un espace vide, la quantité d'énergie physique étant échangé dans la rue, ce qui entraîne le moment magique où les corps des acteurs, des échanges constants avec les spectateurs, en permettant le saut quantique: le spectacle théâtral de la rue.

Efeito do substituinte “-F” nas propriedades electrónicas e estruturais de fluoroquinolonas

Este estudo incide sobre as características que a presença do ião flúor em moléculas concede. Mais concretamente em fluoroquinolonas, antibióticos que cada vez são mais utilizados. Fez-se uma analise de vários parâmetros para obtermos informação sobre a interação fármaco-receptor nas fluoroquinolonas. Sendo para isso utilizadas técnicas de caracterização química computacional para conseguirmos caracterizar eletronicamente e estruturalmente (3D) as fluoroquinolonas em complemento aos métodos semi-empíricos utilizados inicialmente. Como é sabido, a especificidade e a afinidade para o sitio alvo, é essencial para eficácia de um fármaco. As fluoroquinolonas sofreram um grande desenvolvimento desde a primeira quinolona sintetizada em 1958, sendo que desde ai foram sintetizadas inúmeros derivados da mesma. Este facto deve-se a serem facilmente manipuladas, derivando fármacos altamente potentes, espectro alargado, factores farmacocinéticos optimizados e efeitos adversos reduzidos. A grande alteração farmacológica para o aumento do interesse neste grupo, foi a substituição em C6 de um átomo de flúor em vez de um de hidrogénio. Para obtermos as informações sobre a influência do ião flúor sobre as propriedades estruturais e electrónicas das fluoroquinolonas, foi feita uma comparação entre a fluoroquinolona com flúor em C6 e com hidrogénio em C6. As quatro fluoroquinolonas presentes neste estudo foram: ciprofloxacina, moxiflocacina, sparfloxacina e pefloxacina. As informações foram obtidas por programas informáticos de mecânica quântica e molecular. Concluiu-se que a presença de substituinte flúor não modificava de forma significativa a geometria das moléculas mas sim a distribuição da carga no carbono vicinal e nos átomos em posição alfa, beta e gama relativamente a este. Esta modificação da distribuição electrónica pode condicionar a ligação do fármaco ao receptor, modificando a sua actividade farmacológica.

A interpretação de Copenhague e os estados relativos de Hugh Everett III : o problema do realismo científico

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília,Instituto de Ciências Humanas, Programa de Pós-Graduação em Filosofia, 2015.

Different levels of water deficit induces changes in growth pattern but not in chlorophyll fluorescence and water relations of Hancornia speciosa Gomes seedlings.

Hancornia speciosa Gomes é uma espécie conhecida popularmente no Brasil como mangabeira, cujo fruto apresenta alto valor nutricional. O conhecimento sobre a sua fisiologia é ainda escasso, principalmente no que se refere ao desenvolvimento inicial. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes níveis de déficit hídrico sobre o padrão de crescimento, fluorescência de clorofila e relações hídricas em mudas de mangabeira. Foi utilizado um esquema fatorial (tratamentos x época de avaliação) com quatro tratamentos hídricos com base na capacidade de campo (CC) (80%, 60%, 40% e 20%), com cinco repetições. Foram avaliados a altura das plantas, número de folhas, diâmetro do caule, produção e partição de biomassa, eficiência quântica do fotossistema II (PSII), potencial hídrico (?w), teor relativo de água (TRA) e teor de carboidratos, proteínas e prolina. O déficit hídrico severo (20% CC) levou a uma redução no crescimento e alterou o padrão de partição de biomassa nas mudas. No entanto, as relações hídricas não foram significativamente afetadas, pois as mudas mantiveram altos valores de ?w e TRA, sem acúmulos significativos nos teores de solutos orgânicos quando cultivadas com 20%CC. Além do mais, a eficiência quântica do PSII não foi afetada pelos diferentes regimes hídricos, sugerindo que não houve fotoinibição devido ao estresse hídrico. A mudança no padrão de crescimento, com um incremento no aprofundamento das raízes e redução no crescimento da parte aérea parece ser a principal estratégia das mudas de H. speciosa para a manutenção da hidratação dos tecidos durante períodos de déficit hídrico.