Zastosowanie modelu hantli w badaniach właściwości fizykochemicznych i strukturalnych układów homo- i heterogenicznych metodą Monte Carlo

Wydział Chemii

A medida e as escalas de avaliação da saúde das populações neonatais e pediátricas : estudo de simulação de Monte Carlo com variáveis ordinais

A investigação na área da saúde e a utilização dos seus resultados tem funcionado como base para a melhoria da qualidade de cuidados, exigindo dos profissionais de saúde conhecimentos na área específica onde desempenham funções, conhecimentos em metodologia de investigação que incluam as técnicas de observação, técnicas de recolha e análise de dados, para mais facilmente serem leitores capacitados dos resultados da investigação. Os profissionais de saúde são observadores privilegiados das respostas humanas à saúde e à doença, podendo contribuir para o desenvolvimento e bem-estar dos indivíduos muitas vezes em situações de grande vulnerabilidade. Em saúde infantil e pediatria o enfoque está nos cuidados centrados na família privilegiando-se o desenvolvimento harmonioso da criança e jovem, valorizando os resultados mensuráveis em saúde que permitam determinar a eficácia das intervenções e a qualidade de saúde e de vida. No contexto pediátrico realçamos as práticas baseadas na evidência, a importância atribuída à pesquisa e à aplicação dos resultados da investigação nas práticas clínicas, assim como o desenvolvimento de instrumentos de mensuração padronizados, nomeadamente as escalas de avaliação, de ampla utilização clínica, que facilitam a apreciação e avaliação do desenvolvimento e da saúde das crianças e jovens e resultem em ganhos em saúde. A observação de forma sistematizada das populações neonatais e pediátricas com escalas de avaliação tem vindo a aumentar, o que tem permitido um maior equilíbrio na avaliação das crianças e também uma observação baseada na teoria e nos resultados da investigação. Alguns destes aspetos serviram de base ao desenvolvimento deste trabalho que pretende dar resposta a 3 objetivos fundamentais. Para dar resposta ao primeiro objetivo, “Identificar na literatura científica, os testes estatísticos mais frequentemente utilizados pelos investigadores da área da saúde infantil e pediatria quando usam escalas de avaliação” foi feita uma revisão sistemática da literatura, que tinha como objetivo analisar artigos científicos cujos instrumentos de recolha de dados fossem escalas de avaliação, na área da saúde da criança e jovem, desenvolvidas com variáveis ordinais, e identificar os testes estatísticos aplicados com estas variáveis. A análise exploratória dos artigos permitiu-nos verificar que os investigadores utilizam diferentes instrumentos com diferentes formatos de medida ordinal (com 3, 4, 5, 7, 10 pontos) e tanto aplicam testes paramétricos como não paramétricos, ou os dois em simultâneo, com este tipo de variáveis, seja qual for a dimensão da amostra. A descrição da metodologia nem sempre explicita se são cumpridas as assunções dos testes. Os artigos consultados nem sempre fazem referência à distribuição de frequência das variáveis (simetria/assimetria) nem à magnitude das correlações entre os itens. A leitura desta bibliografia serviu de suporte à elaboração de dois artigos, um de revisão sistemática da literatura e outro de reflexão teórica. Apesar de terem sido encontradas algumas respostas às dúvidas com que os investigadores e os profissionais, que trabalham com estes instrumentos, se deparam, verifica-se a necessidade de desenvolver estudos de simulação que confirmem algumas situações reais e alguma teoria já existente, e trabalhem outros aspetos nos quais se possam enquadrar os cenários reais de forma a facilitar a tomada de decisão dos investigadores e clínicos que utilizam escalas de avaliação. Para dar resposta ao segundo objetivo “Comparar a performance, em termos de potência e probabilidade de erro de tipo I, das 4 estatísticas da MANOVA paramétrica com 2 estatísticas da MANOVA não paramétrica quando se utilizam variáveis ordinais correlacionadas, geradas aleatoriamente”, desenvolvemos um estudo de simulação, através do Método de Monte Carlo, efetuado no Software R. O delineamento do estudo de simulação incluiu um vetor com 3 variáveis dependentes, uma variável independente (fator com três grupos), escalas de avaliação com um formato de medida com 3, 4, 5, e 7 pontos, diferentes probabilidades marginais (p1 para distribuição simétrica, p2 para distribuição assimétrica positiva, p3 para distribuição assimétrica negativa e p4 para distribuição uniforme) em cada um dos três grupos, correlações de baixa, média e elevada magnitude (r=0.10, r=0.40, r=0.70, respetivamente), e seis dimensões de amostras (n=30, 60, 90, 120, 240, 300). A análise dos resultados permitiu dizer que a maior raiz de Roy foi a estatística que apresentou estimativas de probabilidade de erro de tipo I e de potência de teste mais elevadas. A potência dos testes apresenta comportamentos diferentes, dependendo da distribuição de frequência da resposta aos itens, da magnitude das correlações entre itens, da dimensão da amostra e do formato de medida da escala. Tendo por base a distribuição de frequência, considerámos três situações distintas: a primeira (com probabilidades marginais p1,p1,p4 e p4,p4,p1) em que as estimativas da potência eram muito baixas, nos diferentes cenários; a segunda situação (com probabilidades marginais p2,p3,p4; p1,p2,p3 e p2,p2,p3) em que a magnitude das potências é elevada, nas amostras com dimensão superior ou igual a 60 observações e nas escalas com 3, 4,5 pontos e potências de magnitude menos elevada nas escalas com 7 pontos, mas com a mesma ma magnitude nas amostras com dimensão igual a 120 observações, seja qual for o cenário; a terceira situação (com probabilidades marginais p1,p1,p2; p1,p2,p4; p2,p2,p1; p4,p4,p2 e p2,p2,p4) em que quanto maiores, a intensidade das correlações entre itens e o número de pontos da escala, e menor a dimensão das amostras, menor a potência dos testes, sendo o lambda de Wilks aplicado às ordens mais potente do que todas as outra s estatísticas da MANOVA, com valores imediatamente a seguir à maior raiz de Roy. No entanto, a magnitude das potências dos testes paramétricos e não paramétricos assemelha-se nas amostras com dimensão superior a 90 observações (com correlações de baixa e média magnitude), entre as variáveis dependentes nas escalas com 3, 4 e 5 pontos; e superiores a 240 observações, para correlações de baixa intensidade, nas escalas com 7 pontos. No estudo de simulação e tendo por base a distribuição de frequência, concluímos que na primeira situação de simulação e para os diferentes cenários, as potências são de baixa magnitude devido ao facto de a MANOVA não detetar diferenças entre grupos pela sua similaridade. Na segunda situação de simulação e para os diferentes cenários, a magnitude das potências é elevada em todos os cenários cuja dimensão da amostra seja superior a 60 observações, pelo que é possível aplicar testes paramétricos. Na terceira situação de simulação, e para os diferentes cenários quanto menor a dimensão da amostra e mais elevada a intensidade das correlações e o número de pontos da escala, menor a potência dos testes, sendo a magnitude das potências mais elevadas no teste de Wilks aplicado às ordens, seguido do traço de Pillai aplicado às ordens. No entanto, a magnitude das potências dos testes paramétricos e não paramétricos assemelha-se nas amostras com maior dimensão e correlações de baixa e média magnitude. Para dar resposta ao terceiro objetivo “Enquadrar os resultados da aplicação da MANOVA paramétrica e da MANOVA não paramétrica a dados reais provenientes de escalas de avaliação com um formato de medida com 3, 4, 5 e 7 pontos, nos resultados do estudo de simulação estatística” utilizaram-se dados reais que emergiram da observação de recém-nascidos com a escala de avaliação das competências para a alimentação oral, Early Feeding Skills (EFS), o risco de lesões da pele, com a Neonatal Skin Risk Assessment Scale (NSRAS), e a avaliação da independência funcional em crianças e jovens com espinha bífida, com a Functional Independence Measure (FIM). Para fazer a análise destas escalas foram realizadas 4 aplicações práticas que se enquadrassem nos cenários do estudo de simulação. A idade, o peso, e o nível de lesão medular foram as variáveis independentes escolhidas para selecionar os grupos, sendo os recém-nascidos agrupados por “classes de idade gestacional” e por “classes de peso” as crianças e jovens com espinha bífida por “classes etárias” e “níveis de lesão medular”. Verificou-se um bom enquadramento dos resultados com dados reais no estudo de simulação.

Simulazione Monte Carlo del muon veto dell'esperimento XENON1T

Numerose osservazioni astrofisiche e cosmologiche compiute a partire dagli anni '30 confermano che circa il 26% dell'Universo è costituito da materia oscura. Tale materia ha la particolarità di interagire solo gravitazionalmente e, forse, debolmente: essa si presenta massiva e neutra. Tra le numerose ipotesi avanzate riguardanti la natura della materia oscura una delle più accreditate è quella delle WIMP (Weakly Interacting Massive Particle). Il progetto all'avanguardia nella ricerca diretta delle WIMP è XENON presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). Tale esperimento è basato sulla diffusione elastica delle particelle ricercate su nuclei di Xeno: il rivelatore utilizzato è una TPC a doppia fase (liquido-gas). La rivelazione diretta di materia oscura prevede l'impiego di un rivelatore molto grande, a causa della piccola probabilità di interazione, e di ambienti a bassa radioattività naturale, per ridurre al minimo il rumore di fondo. Risulta necessario inoltre l'utilizzo di uno schermo attivo che individui particelle di alta energia, in particolare muoni cosmici, che possono produrre falsi segnali. È stato realizzato a tale scopo un sistema di Muon Veto composto da un grande cilindro d'acqua posto attorno alla TPC, equipaggiato con 84 fotorivelatori atti ad osservare i fotoni ottici emessi per effetto Čherenkov dai raggi cosmici. Il presente lavoro di tesi si colloca nell'ambito di un programma di simulazione Monte Carlo, creato per realizzare virtualmente l'esperimento XENON1T e per effettuare studi preliminari. Lo scopo di tale lavoro è stato quello di contribuire alla scrittura e alla verifica del codice di simulazione e allo studio di eventi di muoni cosmici da esso generati. L'analisi dati è stata effettuata scrivendo un programma in C++ in grado di analizzare i risultati forniti dal simulatore e di generare degli Event Display statici e dinamici per una visualizzazione efficace degli eventi.

Simulazioni Monte Carlo delle proprietà ottiche di un rivelatore per misure di flusso di neutroni ad alta energia

I neutroni possono essere classificati in base all'energia e per anni lo studio sui neutroni si è focalizzato verso le basse energie, ottenendo informazioni fondamentali sulle reazioni nucleari. Lo studio per i neutroni ad alta energia (E >20 MeV) ha ultimamente suscitato un vivo interesse, poiché i neutroni hanno un ruolo fondamentale in una vasta gamma di applicazioni: in campo medico, industriale e di radioprotezione. Tuttavia le informazioni sperimentali (sezioni d'urto) in nostro possesso, in funzione dell'energia dei neutroni, sono limitate, considerando che richiedono la produzione di fasci con un ampio spettro energetico e delle tecniche di rivelazione conforme ad essi. La rivelazione dei neutroni avviene spesso attraverso il processo di scintillazione che consiste nell'eccitazione e diseccitazione delle molecole che costituiscono il rivelatore. Successivamente, attraverso i fotomoltiplicatori, la luce prodotta viene raccolta e convertita in impulsi energetici che vengono registrati ed analizzati. Lo scopo di questa tesi è quello di testare quale sia la migliore configurazione sperimentale di un rivelatore costituito da scintillatori e fotomoltiplicatori per quanto riguarda la raccolta di luce, utilizzando una simulazione Monte Carlo per riprodurre le proprietà ottiche di un rivelatore per misure di flusso di un rivelatore ad alta energia.

Hybrid Monte Carlo algorithm for the double exchange model

The Hybrid Monte Carlo algorithm is adapted to the simulation of a system of classical degrees of freedom coupled to non self-interacting lattices fermions. The diagonalization of the Hamiltonian matrix is avoided by introducing a path-integral formulation of the problem, in d + 1 Euclidean space–time. A perfect action formulation allows to work on the continuum Euclidean time, without need for a Trotter–Suzuki extrapolation. To demonstrate the feasibility of the method we study the Double Exchange Model in three dimensions. The complexity of the algorithm grows only as the system volume, allowing to simulate in lattices as large as 163 on a personal computer. We conclude that the second order paramagnetic–ferromagnetic phase transition of Double Exchange Materials close to half-filling belongs to the Universality Class of the three-dimensional classical Heisenberg model.

Gravidez na adolescência: Plano de ação para reduzir seus índices na área de abrangência da estratégia saúde da família Monte Carlo, Sete Lagoas, Minas Gerais

O elevado número de gestações na adolescência vem sendo vivenciado mundialmente, nos últimos anos, com predomínio em alguns países subdesenvolvidos e em desenvolvimento; em torno de 95% das gestações ocorrem entre os 15 e 19 anos. A saúde pública considera gravidez na adolescência uma das maiores preocupações por acarretar complicações obstétricas, com repercussões para a mãe e o recém-nascido, bem como problemas psicossociais e econômicos. O objetivo deste plano de ação é reduzir a incidência de gravidez na adolescência na área de abrangência da Equipe de Saúde da Família (ESF) Monte Carlo, município de Sete Lagoas, Minas Gerias. Para ajudar na construção da intervenção, além do diagnóstico situacional da área de abrangência da ESF, foram realizados levantamentos no banco de dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), na base de dados do Sistema de Informação da Atenção Básica (SIAB), e no site eletrônico do Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde do Brasil (DATASUS), entre outros. Também, foi realizada busca de publicações sobre o tema nos bancos de dados da Biblioteca Virtual em Saúde (BVS): Scientific Electronic Library Online SCIELO) e Literatura Latino-Americana e do Caribe em Ciências da Saúde (LILACS); no Banco de Dados de Enfermagem (BDENF), e publicações do Ministério da Saúde. A busca de artigos foi guiada utilizando-se os seguintes Descritores em Ciências da Saúde (DeCS): Relações Familiares; Gravidez na Adolescência; Saúde do Adolescente; Estratégia Saúde da Família; e Planejamento em Saúde. O período de busca compreendeu trabalhos publicados entre 2005 e 2015, exceto legislações e outras publicações básicas anteriores. Para realização da intervenção foram utilizados os passos para elaboração de um plano de ação, descritos no Módulo de Planejamento e Avaliação das Ações de Saúde do Curso de especialização em Atenção Básica em Saúde da Família. Assim, atividades como palestras na unidade de saúde e nas escolas locais, oficinas de capacitação dos profissionais, rodas de conversa, grupos operativos, e visitas domiciliares constituem estratégias importantes para se trabalhar a prevenção da gravidez na adolescência, com os adolescentes e suas famílias

Modelos de volatilidade estocástica em séries financeiras: uma aplicação para o IBOVESPA

Neste artigo apresentamos uma análise Bayesiana para o modelo de volatilidade estocástica (SV) e uma forma generalizada deste, cujo objetivo é estimar a volatilidade de séries temporais financeiras. Considerando alguns casos especiais dos modelos SV usamos algoritmos de Monte Carlo em Cadeias de Markov e o software WinBugs para obter sumários a posteriori para as diferentes formas de modelos SV. Introduzimos algumas técnicas Bayesianas de discriminação para a escolha do melhor modelo a ser usado para estimar as volatilidades e fazer previsões de séries financeiras. Um exemplo empírico de aplicação da metodologia é introduzido com a série financeira do IBOVESPA.

Assessing influence in survival data with a cure fraction and covariates

Diagnostic methods have been an important tool in regression analysis to detect anomalies, such as departures from error assumptions and the presence of outliers and influential observations with the fitted models. Assuming censored data, we considered a classical analysis and Bayesian analysis assuming no informative priors for the parameters of the model with a cure fraction. A Bayesian approach was considered by using Markov Chain Monte Carlo Methods with Metropolis-Hasting algorithms steps to obtain the posterior summaries of interest. Some influence methods, such as the local influence, total local influence of an individual, local influence on predictions and generalized leverage were derived, analyzed and discussed in survival data with a cure fraction and covariates. The relevance of the approach was illustrated with a real data set, where it is shown that, by removing the most influential observations, the decision about which model best fits the data is changed.

Gold-implanted shallow conducting layers in polymethylmethacrylate

PMMA (polymethylmethacrylate) was ion implanted with gold at very low energy and over a range of different doses using a filtered cathodic arc metal plasma system. A nanometer scale conducting layer was formed, fully buried below the polymer surface at low implantation dose, and evolving to include a gold surface layer as the dose was increased. Depth profiles of the implanted material were calculated using the Dynamic TRIM computer simulation program. The electrical conductivity of the gold-implanted PMMA was measured in situ as a function of dose. Samples formed at a number of different doses were subsequently characterized by Rutherford backscattering spectrometry, and test patterns were formed on the polymer by electron beam lithography. Lithographic patterns were imaged by atomic force microscopy and demonstrated that the contrast properties of the lithography were well maintained in the surface-modified PMMA.

Delocalized water and fluoride contributions to Dyson orbitals for electron detachment from the hydrated fluoride anion

The experimental vertical electron detachment energy (VEDE) of aqueous fluoride, [F(-)(H(2)O)], is approximately 9.8 eV, but spectral assignment is complicated by interference between F(-) 2p and H(2)O 1b(1) orbitals. The electronic structure of [F(-)(H(2)O)] is analyzed with Monte Carlo and ab initio quantum-mechanical calculations. Electron-propagator calculations in the partial third-order approximation yield a VEDE of 9.4 eV. None of the Dyson orbitals corresponding to valence VEDEs consists primarily of F 2p functions. These results and ground-state atomic charges indicate that the final, neutral state is more appropriately described as [F(-)(H(2)O)(+)] than as [F(H(2)O)]. (C) 2010 American Institute of Physics. [doi: 10.1063/1.3431081]