Ressonância paramagnética eletrônica (RPE) aplicada em semicondutores orgânicos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Modelagem numérica da influência do eletrojato equatorial em dados magnetotelúricos produzidos por estruturas tridimensionais

A América do Sul apresenta várias peculiaridades geomagnéticas, uma delas, é a presença do Eletrojato Equatorial, o qual se estende de leste para oeste no Brasil ao longo de aproximadamente 3500 km. Considerando-se o fato de que a influência do Eletrojato Equatorial pode ser detectada a grandes distâncias do seu centro, isto suscita o interesse em se estudar os seus efeitos na exploração magnetotelúrica no Brasil. A influência do eletrojato equatorial na prospecção magnetotelúrica tem sido modelada para meios geológicos uni e bidimensionais valendo-se para isto de soluções analíticas fechadas e de técnicas numéricas tais como elementos finitos e diferenças finitas. Em relação aos meios geológicos tridimensionais, eles tem sido modelados na forma de "camadas finas", usando o algoritmo "thin sheet". As fontes indutoras utilizadas para simular o eletrojato equatorial nestes trabalhos, tem sido linhas de corrente, eletrojatos gaussianos e eletrojatos ondulantes. Por outro lado, o objetivo principal da nossa tese foi o modelamento dos efeitos que o eletrojato equatorial provoca em estruturas tridimensionais próprias da geofísica da prospecção. Com tal finalidade, utilizamos o esquema numérico da equação integral, com as fontes indutoras antes mencionadas. De maneira similar aos trabalhos anteriores, os nossos resultados mostram que a influência do eletrojato equatorial somente acontece em frequências menores que 10^-1 Hz. Este efeito decresce com a distância, mantendo-se até uns 3000 km do centro do eletrojato. Assim sendo, a presença de grandes picos nos perfis da resistividade aparente de um semi-espaço homogêneo, indica que a influência do eletrojato é notável neste tipo de meio. Estes picos se mostram com diferente magnitude para cada eletrojato simulado, sendo que a sua localização também muda de um eletrojato para outro. Entretanto, quando se utilizam modelos geo-elétricos unidimensionais mais de acordo com a realidade, tais como os meios estratificados, percebe-se que a resposta dos eletrojatos se amortece significativamente e não mostra muitas diferenças entre os diferentes tipos de eletrojato. Isto acontece por causa da dissipação da energia eletromagnética devido à presença da estratificação e de camadas condutivas. Dentro do intervalo de 3000 km, a resposta eletromagnética tridimensional pode ser deslocada para cima ou para baixo da resposta da onda plana, dependendo da localização do corpo, da frequência, do tipo de eletrojato e do meio geológico. Quando a resposta aparece deslocada para cima, existe um afastamento entre as sondagens uni e tridimensionais devidas ao eletrojato, assim como um alargamento da anomalia dos perfis que registra a presença da heterogeneidade tridimensional. Quando a resposta aparece deslocada para baixo, no entanto, há uma aproximação entre estes dois tipos de sondagens e um estreitamento da anomalia dos perfis. Por outro lado, a fase se mostra geralmente, de uma forma invertida em relação à resistividade aparente. Isto significa que quando uma sobe a outra desce, e vice-versa. Da mesma forma, comumente nas altas frequências as respostas uni e tridimensionais aparecem deslocadas, enquanto que nas baixas frequências se mostram com os mesmos valores, com exceção dos eletrojatos ondulantes com parâmetros de ondulação α = —2 e —3. Nossos resultados também mostram que características geométricas próprias das estruturas tridimensionais, tais como sua orientação em relação à direção do eletrojato e a dimensão da sua direção principal, afetam a resposta devido ao eletrojato em comparação com os resultados da onda plana. Desta forma, quando a estrutura tridimensional é rotacionada de 90°, em relação à direção do eletrojato e em torno do eixo z, existe uma troca de polarizações nas resistividades dos resultados, mas não existem mudanças nos valores da resistividade aparente no centro da estrutura. Ao redor da mesma, porém, se percebe facilmente alterações nos contornos dos mapas de resistividade aparente, ao serem comparadas com os mapas da estrutura na sua posição original. Isto se deve à persistência dos efeitos galvânicos no centro da estrutura e à presença de efeitos indutivos ao redor do corpo tridimensional. Ao alongar a direção principal da estrutura tridimensional, as sondagens magnetotelúricas vão se aproximando das sondagens das estruturas bidimensionais, principalmente na polarização XY. Mesmo assim, as respostas dos modelos testados estão muito longe de se considerar próximas das respostas de estruturas quase-bidimensionais. Porém, os efeitos do eletrojato em estruturas com direção principal alongada, são muito parecidos com aqueles presentes nas estruturas menores, considerando-se as diferenças entre as sondagens de ambos tipos de estruturas. Por outro lado, os mapas de resistividade aparente deste tipo de estrutura alongada, revelam um grande aumento nos extremos da estrutura, tanto para a onda plana como para o eletrojato. Este efeito é causado pelo acanalamento das correntes ao longo da direção principal da estrutura. O modelamento de estruturas geológicas da Bacia de Marajó confirma que os efeitos do eletrojato podem ser detetados em estruturas pequenas do tipo "horst" ou "graben", a grandes distâncias do centro do mesmo. Assim, os efeitos do eletrojato podem ser percebidos tanto nos meios estratificados como tridimensionais, em duas faixas de freqüência (nas proximidades de 10^-1 Hz e para freqüências menores que 10^-3 Hz), possivelmente influenciados pela presença do embasamento cristalino e a crosta inferior, respectivamente. Desta maneira, os resultados utilizando o eletrojato como fonte indutora, mostram que nas baixas freqüências as sondagens magnetotelúricas podem ser fortemente distorcidas, tanto pelos efeitos galvânicos da estrutura tridimensional como pela presença da influência do eletrojato. Conseqüêntemente, interpretações errôneas dos dados de campo podem ser cometidas, se não se corrigirem os efeitos do eletrojato equatorial ou, da mesma forma, não se utilisarem algoritmos tridimensionais para interpretar os dados, no lugar do usual modelo unidimensional de Tikhonov - Cagniard.

Estudo de geração de campo uniforme para modelagem eletromagnética

Para estudar os problemas de prospecção geofísica eletromagnética através de modelagem analógica, as condições em escala natural são representadas, no laboratório, em escala reduzida de acordo com a teoria da similitude. Portanto, para investigar os problemas de técnicas VLF, AFMAG e MT, frequentemente é necessário criar campo uniforme no arranjo experimental. Vários sistemas físicos para geração de campos uniformes são analisados teoricamente nesta tese. Os sistemas estudados aqui são a bobina circular, bobina de Helmholtz, solenóide, um plano de corrente e dois planos paralelos de correntes. As equações analíticas foram obtidas para campo magnético num ponto do espaço e subsequentemente as condições de campo uniforme. Nos casos em que as condições para o campo uniforme não puderam ser obtidas analiticamente, a porcentagem de desvio do campo em relação a um ponto pré-selecionado foi calculada. Contudo, os mapas de campo magnético, assim como o mapa de porcentagem de desvio, estão presentes para todos os sistemas estudados aqui. Também, foram calculados as áreas e os volumes espaciais de vários desvios de porcentagem do campo uniforme. Um estudo comparativo desses sistemas mostra que o solenóide é a maneira mais eficiente para criar um campo uniforme, seguido pelo sistema de bobinas de Helmholtz. Porém, o campo criado em um solenóide está em um espaço fechado onde é difícil colocar modelos e substituí-los para executar experimentos. Portanto, recomenda-se o uso de bobinas de Helmholtz para criar um campo uniforme. Este último sistema fornece campo uniforme com espaço aberto suficiente, o que facilita o experimento.

O grafeno versus gás de elétrons 2d: filtro fano relativístico de spins por meio de pontas de afm e stm

Pós-graduação em Ciência dos Materiais - FEIS

Graphene sheet versus two-dimensional electron gas: A relativistic Fano spin filter via STM and AFM tips

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo das propriedades elétricas do cobre e alumínio; sobre a força magnética em um imã caindo dentro de um tubo

Magnetic fields can be produced by natural magnets, artificial magnets, and by circulating electric currents in wires and solenoids. An interesting experiment to observe the interaction between the magnetic field and free charges in a conductor, a magnet falling inside a tube made of conductive materials. The slowing down of the magnet by the appearance of a field in the opposite direction to the original one (Lenz's Law) is function the number of free electrons in the conductor and the electrical properties of this. Based on this, the objective of this study is to analyze the relationship between the electrical properties of conductors, copper and aluminum, with magnetic force on a neodymium magnet-iron-boron magnet falling inside a copper tube and aluminum, positioned vertically. In performing this experiment, we observed that it is a demonstration of Lenz-Faraday’s Law

Estudo da técnica de ressonância magnética para algumas aplicações voltadas à neurologia e à neurociência

Magnetic resonance imaging (MRI), which is studied since 1938, is a technique used in medicine to produce high quality images from inside the human body. These images are produced non-invasively and without ionizing radiation. In addition, MRI is an extremely flexible technique, with which it is possible to produce images with different contrasts that provide different information about the anatomy, structure and function of the human body, and it is therefore one of the techniques preferred by radiologists. The phenomenon of MRI is based on the interaction of magnetic fields with the nuclear spins of the scanned sample. In this work a detailed study of the technique of magnetic resonance imaging is presented, with a description of the main features of the images produced by the technique and an analysis of its application to the fields of applications Neurology and Neuroscience

Biosusceptometria de corrente alternada para avaliação do trânsito gastrintestinal de alimentos líquidos em ratos

The gastrointestinal tract is the main route of nutrients absorption and drugs delivery. Is important to know the parameters related to the tract, like gastric emptying and gastrointestinal transit, in order to better understand the behavior of different kind of meals or drugs passing through the GIT. Many techniques are used to study these parameters, such as manometry, scintigraphy, phenol red, activated charcoal and carbon-13 reading. However, these methods use radiation, are invasive and require animal sacrifice. As an alternative proposal, the Alternate Current Biosusceptometry (ACB), a magnetic technique, has proved to be effective for these studies with small animals, in a noninvasive way, low cost, radiation free and avoiding the animal death. Associating the ACB to magnetic micro or nanoparticles used as tracers, it is possible to observe the meal behavior inside of the GIT. Focusing meanly on liquid meals digestion, this paper had the objective to evaluate the efficiency of the ACB technique in gastric emptying and gastrointestinal transit evaluation of liquid meals in rats. To perform the experiments, magnetic nanoparticles (ferrite, MgFe2O4) were used on a 1,5 ml solution introduced by gavage on similar weight and age rats. The sensor made by 2 pairs of coils, capable of generating and detecting magnetic fields, creates a field on the interest place and when this field is in contact with the marked meal, it changes, resulting on a variation of the measured voltage. The voltage variation is analyzed and is obtained a particle concentration on the interest region. The results showed that is possible to apply the ACB technique on the GIT evaluation of liquid particles digestion, gastric emptying and meal cecum arrival time curves were obtained and from that, is possible to observe a pattern of gastrointestinal transit. Both mean process time values were acquired, proving the technique capability of ...

Estudo dos processos de geração e transferência de cargas em corantes cianinas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Yang-Lee zeros of the two- and three-state Potts model defined on π3 Feynman diagrams

We present both analytical and numerical results on the position of partition function zeros on the complex magnetic field plane of the q=2 state (Ising) and the q=3 state Potts model defined on phi(3) Feynman diagrams (thin random graphs). Our analytic results are based on the ideas of destructive interference of coexisting phases and low temperature expansions. For the case of the Ising model, an argument based on a symmetry of the saddle point equations leads us to a nonperturbative proof that the Yang-Lee zeros are located on the unit circle, although no circle theorem is known in this case of random graphs. For the q=3 state Potts model, our perturbative results indicate that the Yang-Lee zeros lie outside the unit circle. Both analytic results are confirmed by finite lattice numerical calculations.

Aplicação do sistema de biosusceptometria AC para monitoramento de nanopartículas magnéticas na circulação sanguínea

Pós-graduação em Biologia Geral e Aplicada - IBB

Estudo de materiais supercondutores em forma de SQUID com uma constrição usando métodos de paralelização computacional

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Caos e termalização na teoria de Yang-Mills-Higgs em uma rede espacial

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Anomalias e números fermiônicos induzidos em grafeno com deformações

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

MHD numerical simulations of colliding winds in massive binary systems - I. Thermal versus non-thermal radio emission

In the past few decades detailed observations of radio and X-ray emission from massive binary systems revealed a whole new physics present in such systems. Both thermal and non-thermal components of this emission indicate that most of the radiation at these bands originates in shocks. O and B-type stars and WolfRayet (WR) stars present supersonic and massive winds that, when colliding, emit largely due to the freefree radiation. The non-thermal radio and X-ray emissions are due to synchrotron and inverse Compton processes, respectively. In this case, magnetic fields are expected to play an important role in the emission distribution. In the past few years the modelling of the freefree and synchrotron emissions from massive binary systems have been based on purely hydrodynamical simulations, and ad hoc assumptions regarding the distribution of magnetic energy and the field geometry. In this work we provide the first full magnetohydrodynamic numerical simulations of windwind collision in massive binary systems. We study the freefree emission characterizing its dependence on the stellar and orbital parameters. We also study self-consistently the evolution of the magnetic field at the shock region, obtaining also the synchrotron energy distribution integrated along different lines of sight. We show that the magnetic field in the shocks is larger than that obtained when the proportionality between B and the plasma density is assumed. Also, we show that the role of the synchrotron emission relative to the total radio emission has been underestimated.