Third harmonic enhancement due to Fano interference in semiconductor quantum well

We investigate the emission spectra of the semiconductor quantum well for few-cycle and sub-cycle pulse exciting. We find that Fano interference may induce third harmonic enhancement. Third harmonic enhancement varies with the magnitude and duration of the incident pulse, and may be enhanced by approximately one order of magnitude for the low intensity region of the sub-cycle incident pulse exciting.

Quinto informe de evaluación (AR5) del GT-II del IPPC: aumentando el espacio de las soluciones para la adaptación

6 p.

O constitucionalismo solidário: responsabilidade, democracia e inclusão

A presente dissertação tem por objetivo analisar a solidariedade social e sua projeção no sistema constitucional brasileiro, buscando definir seus contornos, fundamentos e limites na efetivação de políticas públicas e decisões judiciais. Ademais, busca-se na presente dissertação demarcar os limites e possibilidades da solidariedade enquanto valor que norteia o campo da política, notadamente na prática democrática. O estudo parte de uma análise histórica e filosófica para contextualizar a solidariedade como princípio jurídico que fundamenta direitos e deveres e que encontra nas demandas por reconhecimento das diferenças seu maior campo de incidência. Na política, a solidariedade se abre à opção de uma democracia anti-elitista que tem no conflito, na tolerância e nas divergências as pedras de toque que proporcionam uma dinâmica que respeita as diferenças e geram cooperação social por conta dessa estima intersubjetiva. Os deveres de reconhecimento intersubjetivo e de estima social possibilitam uma construção social dialógica e interacional, na qual seus sujeitos são respeitados como seres livres e iguais, dignos de igual respeito e consideração. Tal afirmativa é colocada a prova quando da viabilidade constitucional da cota racial nas Universidades Públicas brasileiras. Da mesma forma, a solidariedade se projeta para o campo jurídico devido a sua positivação na Constituição brasileira de 1988 como princípio/objetivo fundamental da República Federativa do Brasil. Deste modo, a jurisprudência do Supremo Tribunal Federal vem lançando mão do princípio fundamental da solidariedade para fundamentar decisões que envolvam deveres fundamentais de redistribuição e reconhecimento. Tais decisões nos permitem traçar um conteúdo mínimo desse princípio à luz da ordem social e cultural brasileira que, aliás, não foi deixada de lado em nenhum momento no decorrer do estudo. Esse conteúdo material encontra nos deveres de redistribuição e reconhecimento, principalmente neste último, seu suporte de eficácia jurídica, viabilizando, em certos momentos, até uma aplicação direta da solidariedade por meio dos deveres.

Investigations of noise and of quantum interference in proximity effect bridges

This work reports investigations upon weakly superconducting proximity effect bridges. These bridges, which exhibit the Josephson effects, are produced by bisecting a superconductor with a short (<1µ) region of material whose superconducting transition temperature is below that of the adjacent superconductors. These bridges are fabricated from layered refractory metal thin films whose transition temperature will depend upon the thickness ratio of the materials involved. The thickness ratio is changed in the area of the bridge to lower its transition temperature. This is done through novel photolithographic techniques described in the text, Chapter 2.

If two such proximity effect bridges are connected in parallel, they form a quantum interferometer. The maximum zero voltage current through this circuit is periodically modulated by the magnetic flux through the circuit. At a constant bias current, the modulation of the critical current produces a modulation in the dc voltage across the bridge. This change in dc voltage has been found to be the result of a change in the internal dissipation in the device. A simple model using lumped circuit theory and treating the bridges as quantum oscillators of frequency ω = 2eV/h, where V is the time average voltage across the device, has been found to adequately describe the observed voltage modulation.

The quantum interferometers have been converted to a galvanometer through the inclusion of an integral thin film current path which couples magnetic flux through the interferometer. Thus a change in signal current produces a change in the voltage across the interferometer at a constant bias current. This work is described in Chapter 3 of the text.

The sensitivity of any device incorporating proximity effect bridges will ultimately be determined by the fluctuations in their electrical parameters. He have measured the spectral power density of the voltage fluctuations in proximity effect bridges using a room temperature electronics and a liquid helium temperature transformer to match the very low (~ 0.1 Ω) impedances characteristic of these devices.

We find the voltage noise to agree quite well with that predicted by phonon noise in the normal conduction through the bridge plus a contribution from the superconducting pair current through the bridge which is proportional to the ratios of this current to the time average voltage across the bridge. The total voltage fluctuations are given by <V^2(f ) > = 4kTR^2_d I/V where R_d is the dynamic resistance, I the total current, and V the voltage across the bridge . An additional noise source appears with a strong 1/f^(n) dependence , 1.5 < n < 2, if the bridges are fabricated upon a glass substrate. This excess noise, attributed to thermodynamic temperature fluctuations in the volume of the bridge, increases dramatically on a glass substrate due to the greatly diminished thermal diffusivity of the glass as compared to sapphire.

A study of a new electromechanical energy conversion process using superconducting frequency modulated resonators

Experimental demonstrations and theoretical analyses of a new electromechanical energy conversion process which is made feasible only by the unique properties of superconductors are presented in this dissertation. This energy conversion process is characterized by a highly efficient direct energy transformation from microwave energy into mechanical energy or vice versa and can be achieved at high power level. It is an application of a well established physical principle known as the adiabatic theorem (Boltzmann-Ehrenfest theorem) and in this case time dependent superconducting boundaries provide the necessary interface between the microwave energy on one hand and the mechanical work on the other. The mechanism which brings about the conversion is another known phenomenon - the Doppler effect. The resonant frequency of a superconducting resonator undergoes continuous infinitesimal shifts when the resonator boundaries are adiabatically changed in time by an external mechanical mechanism. These small frequency shifts can accumulate coherently over an extended period of time to produce a macroscopic shift when the resonator remains resonantly excited throughout this process. In addition, the electromagnetic energy in s ide the resonator which is proportional to the oscillation frequency is al so accordingly changed so that a direct conversion between electromagnetic and mechanical energies takes place. The intrinsically high efficiency of this process is due to the electromechanical interactions involved in the conversion rather than a process of thermodynamic nature and therefore is not limited by the thermodynamic value.

A highly reentrant superconducting resonator resonating in the range of 90 to 160 MHz was used for demonstrating this new conversion technique. The resonant frequency was mechanically modulated at a rate of two kilohertz. Experimental results showed that the time evolution of the electromagnetic energy inside this frequency modulated (FM) superconducting resonator indeed behaved as predicted and thus demonstrated the unique features of this process. A proposed usage of FM superconducting resonators as electromechanical energy conversion devices is given along with some practical design considerations. This device seems to be very promising in producing high power (~10W/cm^3) microwave energy at 10 - 30 GHz.

Weakly coupled FM resonator system is also analytically studied for its potential applications. This system shows an interesting switching characteristic with which the spatial distribution of microwave energies can be manipulated by external means. It was found that if the modulation was properly applied, a high degree (>95%) of unidirectional energy transfer from one resonator to the other could be accomplished. Applications of this characteristic to fabricate high efficiency energy switching devices and high power microwave pulse generators are also found feasible with present superconducting technology.

Estudo do envelhecimento de poliuretanos aplicados na indústria de petróleo

A indústria do petróleo é um dos setores com maior número de sistemas produtivos empregando alta tecnologia. O Brasil é mundialmente renomado como um líder na extração de petróleo, em águas profundas e ultraprofundas. Dentro da cadeia produtiva, grande parte do petróleo e do gás produzido é escoado através de dutos flexíveis que conectam os poços de produção com as plataformas. Existem dois segmentos dessas linhas que recebem diferentes denominações de acordo com o seu local de aplicação. Quando estão apoiadas sobre o fundo do mar, em condição de serviço estático, são denominados flowlines e quando se elevam do fundo do mar até a plataforma, em condição de serviço dinâmico, são denominados risers. Os tubos projetados para aplicações dinâmicas são dotados de bends stiffeners, componentes com formato cônico e, em geral, de base uretânica que têm a função de fornecer uma transição de rigidez suave entre a estrutura dos tubos flexíveis e a extremamente rígida, à plataforma, não permitindo que este componente infrinja seu raio mínimo de operação. A adequada compreensão dos enrijecedores de curvatura e do material empregado em sua fabricação vem se tornando cada vez mais importante na indústria devido à sua crescente utilização, bem como à ocorrência de falhas que vem sendo constatada nos últimos anos. Este trabalho abordou a variação das propriedades mecânicas de poliuretanos pela ação da hidrólise, calor e pela ação dos raios-UV por envelhecimento acelerado, assim como variação de massa, considerando que esses materiais são projetados para uma vida útil superior a vinte anos para trabalhos imersos em meio aquoso.

Aplicação da técnica de eletrofloculação utilizando corrente alternada de frequência variável no tratamento de água de produção da indústria do petróleo

O principal objetivo da tese está relacionado ao tratamento de águas oleosas através da eletrofloculação utilizando corrente alternada de frequência variável, o qual procurou explorar as potencialidades desta técnica. Com a crescente demanda por petróleo e seus derivados, é cada vez maior a produção dessas águas residuárias que, antes de serem descartadas, precisam ser submetidas a tratamento que satisfaçam aos requisitos legais. O trabalho apresentado descreve o levantamento bibliográfico e os resultados dos ensaios realizados, empregando o tratamento de eletrofloculação com a finalidade de remover as substâncias consideradas poluentes presentes nestes efluentes. O processo de eletrofloculação foi testado tanto para o tratamento em corrente continua quanto em corrente alternada de frequência variável em efluentes sintéticos e reais de alta salinidade, contendo teores elevados de óleos e graxas, turbidez e cor. Eficiências de redução de 99% para óleos e graxas, cor e turbidez foram obtidos utilizando eletrodos de alumínio. O processo de eletrofloculação demonstrou-se bastante vantajoso em função da alta condutividade que permite o tratamento com menor consumo energético. A tecnologia de eletrofloculação com corrente alternada quando comparada com a tecnologia de corrente contínua se mostrou muito eficiente em relação a economia no desgaste de massa de eletrodos, o que, dependendo do tempo de aplicação da corrente elétrica nas mesmas condições de estudo, houve redução de mais da metade do consumo.

O acesso aos exames de alta complexidade nos planos de saúde privados na perspectiva dos usuários

A dissertação trata do acesso aos serviços de alta complexidade, particularmente os exames diagnósticos e complementares, estudado entre usuários de planos de saúde privados que buscam atendimento e diagnóstico especializado. Desde a década de 80 o usuário do sistema público de saúde vem procurando a saúde suplementar. Contudo, afirmar que o acesso é garantido no domínio privado, através da contratação dos planos de saúde, é uma incerteza que rodeia a inspiração para esta pesquisa, que se justifica pela relevância de ações que possibilitem a melhora da qualidade regulatória dos planos de saúde, a partir do controle social de seus usuários. O objetivo geral é analisar as percepções do acesso aos exames de alta complexidade nos serviços de saúde privados entre usuários de planos de saúde. Os objetivos específicos são descrever as percepções dos usuários de planos de saúde acerca do acesso aos exames de alta complexidade; analisar as motivações dos usuários de planos de saúde privados para a realização de exames de alta complexidade através da rede privada de assistência; e analisar o nível de satisfação dos usuários de planos de saúde quanto ao acesso aos exames de alta complexidade. A metodologia é qualitativa-descritiva, onde a amostra foi de trinta usuários de planos de saúde, acima de 18 anos, selecionados no campo de estudo no ano de 2010. O cenário de estudo foi um laboratório privado de medicina diagnóstica no Rio de Janeiro. As técnicas de coleta de dados utilizadas foram formulário e entrevista individual estruturada. A análise do formulário foi realizada através de estatística descritiva, e as entrevistas através da análise de conteúdo temática-categorial. Os usuários de plano de saúde declararam que o acesso é garantido com facilidade para os exames de alta complexidade. Suas principais motivações para a realização desses exames na rede privada de assistência foram caracterizadas pela rapidez de atendimento, flexibilidade e facilidade de marcação pela internet, telefone ou pessoalmente no laboratório estudado, pronta entrega dos resultados, dificuldade e morosidade do atendimento do SUS, localização do prestador credenciado próxima de bairros residenciais ou do trabalho, resolutividade diagnóstica de imagem de excelência, possibilidade de escolha pelo usuário entre as modalidades aberta e fechada de ressonância magnética e tomografia computadorizada, além da densitometria óssea que foram facilmente acessíveis a todos os sujeitos da pesquisa. O nível de satisfação foi correspondido com a rapidez na realização dos exames em caráter eletivo e de urgência quase equiparados na escala de tempo de acordo com os usuários. Contudo, embora as notas de avaliação dos usuários quanto aos seus planos de saúde tenham sido altas, foram abordadas algumas dificuldades, tais como: prazos de validade dos pedidos médicos com datação prévia; solicitações de senhas de autorização pela operadora; burocracia nos procedimentos de agendamento; dificuldades de acesso para tratamentos como implantes, fisioterapia, RPG, pilates, home care, consultas de check up; negação de reembolsos; restrição de materiais cirúrgicos, em especial as próteses e órteses; e restrições específicas de grau para cirurgias de miopia. Conclui-se que o atendimento rápido dos exames de imagem de alto custo na amostra foi descrito como satisfatório, embora a percepção de rapidez possa variar em função do tipo de produto do plano de saúde privado contratado, com necessidade de melhoria regulatória em alguns aspectos pontuais da saúde suplementar.

Determinação da viscosidade de misturas assimétricas em alta pressão usando regras de mistura

O conhecimento de propriedades de transporte de misturas a diferentes pressões e temperaturas é importante em projetos, operação, controle e otimização de processos industriais. Nestes processos, frequentemente, o fluido é uma mistura binária ou multicomponente de hidrocarbonetos, como fluidos de petróleo. Propriedades experimentais de misturas, especialmente, a viscosidade absoluta como função de temperatura e pressão, podem fornecer importantes informações sobre o comportamento do fluido em diferentes composições e são usadas no desenvolvimento de modelos e correlações e na caracterização de misturas complexas. Diversas regras de mistura têm sido propostas na literatura para cálculo de viscosidade de misturas. Estas regras de mistura preveem o comportamento da mistura à pressão atmosférica usando propriedades dos componentes puros. Porém, em diversas aplicações é necessário estimar a viscosidade de misturas a altas pressões. Neste estudo, foram avaliadas regras de mistura comumente usadas como Refutas, Fator de Mistura, Índice de Mistura, Grunberg e Nissan, Kendall-Monroe e Eyring bem como Aditividade Molar, usando dados de viscosidade experimental de misturas em altas pressões. Inicialmente, foram realizadas medidas de viscosidade absoluta para a mistura altamente assimétrica de ciclohexano e n-hexadecano na faixa de temperatura entre (318,15 a 413,15) K e pressões até 62,053 MPa e, para este sistema, um modelo foi proposto para cálculo dos componentes puros para dada temperatura e pressão. Além disso, dados experimentais de viscosidade de trinta misturas cujos componentes diferem em forma, tamanho ou flexibilidade foram selecionados na literatura e modelados empregando-se regras de mistura. As viscosidades das misturas foram estimadas a partir de dados de viscosidade experimental dos componentes puros medidos nas mesmas temperaturas e pressões. A altas pressões, Refutas, Fator de Mistura e Índice de Mistura apresentaram os melhores resultados para todos os sistemas estudados. Mesmo para moléculas bastante assimétricas, Refutas, Fator de Mistura e Índice de Mistura podem ser usados.

ESTUDO DA CONCENTRAÇÃO DE BIOMASSSA DE MICROALGAS POR FILTRAÇÃO E FLOCULAÇÃO

O cultivo de microalgas é uma matéria prima para produção de biocombustível e de captura de carbono devido a vantagens como alta produção de biomassa e rápido crescimento quando comparado com outras fontes de energia e não necessitar de terra fértil. O presente trabalho teve como objetivo estudar métodos de concentração da biomassa. A microalga utilizada foi a Isochrysis galbana. Os cultivos tiveram duração de 20 dias e concentração inicial de 7.104 cel/mL no meio de cultivo F2/Guillard. e foram realizados em fotobioreatores de 500 mL, 3 L e 12 L. Os experimentos foram conduzidos em foto-período de 12 h claro/escuro, com temperatura de 27 a 29 C. Ao final dos cultivos, as amostras foram levadas para a sequência de processos de separação. Inicialmente, foram realizados ensaios de microfiltração em membrana com porosidade de 0,45 m em procedimento do tipo dead-end e constatou-se a rápida e intensa formação de camada de fouling. Acrescentou-se uma etapa de separação por floculação preliminar à microfiltração, utilizando-se Al2(SO4)3 como agente floculante. O meio coagulado foi então filtrado e microfiltrado. O estudo combinado das 3 etapas de separação possibilitou 99% de remoção de biomassa.O teor de óleo obtido foi de 22,4%. Portanto, o trabalho apresenta uma configuração de concentração da biomassa Isochrysis galbana visando o processo de produção de biocombustíveis

The astrophysics of strongly interacting systems

This thesis presents investigations in four areas of theoretical astrophysics: the production of sterile neutrino dark matter in the early Universe, the evolution of small-scale baryon perturbations during the epoch of cosmological recombination, the effect of primordial magnetic fields on the redshifted 21-cm emission from the pre-reionization era, and the nonlinear stability of tidally deformed neutron stars.

In the first part of the thesis, we study the asymmetry-driven resonant production of 7 keV-scale sterile neutrino dark matter in the primordial Universe at temperatures T >~ 100 MeV. We report final DM phase space densities that are robust to uncertainties in the nature of the quark-hadron transition. We give transfer functions for cosmological density fluctuations that are useful for N-body simulations. We also provide a public code for the production calculation.

In the second part of the thesis, we study the instability of small-scale baryon pressure sound waves during cosmological recombination. We show that for relevant wavenumbers, inhomogenous recombination is driven by the transport of ionizing continuum and Lyman-alpha photons. We find a maximum growth factor less than ≈ 1.2 in 10⁷ random realizations of initial conditions. The low growth factors are due to the relatively short duration of the recombination epoch.

In the third part of the thesis, we propose a method of measuring weak magnetic fields, of order 10^-19 G (or 10^-21 G if scaled to the present day), with large coherence lengths in the inter galactic medium prior to and during the epoch of cosmic reionization. The method utilizes the Larmor precession of spin-polarized neutral hydrogen in the triplet state of the hyperfine transition. We perform detailed calculations of the microphysics behind this effect, and take into account all the processes that affect the hyperfine transition, including radiative decays, collisions, and optical pumping by Lyman-alpha photons.

In the final part of the thesis, we study the non-linear effects of tidal deformations of neutron stars (NS) in a compact binary. We compute the largest three- and four-mode couplings among the tidal mode and high-order p- and g-modes of similar radial wavenumber. We demonstrate the near-exact cancellation of their effects, and resolve the question of the stability of the tidally deformed NS to leading order. This result is significant for the extraction of binary parameters from gravitational wave observations.

Avaliação do potencial anti-inflamatório agudo e crônico e imunossupressor do extrato etanólico de Pterodon polygalaeflorus através de estudos in vivo e in vitro

O gênero Pterodon pertence à família das Papilonaceas e inclui cinco espécies nativas do Brasil: P. pubescens Benth., P. emarginatus Vog., P. apparicioi Pedersoli e P. abruptus Benth., sendo a espécie objeto deste estudo a P. polygalaeflorus Benth.. Seus frutos são livremente comercializados em mercados da flora medicinal e utilizados pela medicina popular devido a propriedades anti-reumática, analgésica, antiinflamatória, dentre outros efeitos associados a esses frutos. O principal uso popular está relacionado ao efeito antiartrítico que parece se encontrar na fração oleosa do fruto. O objetivo deste trabalho foi avaliar o extrato etanólico de Pterodon polygalaeflorus (EEPpg) quanto ao seu potencial antiinflamatório crônico através do modelo de artrite induzida por colágeno (CIA) e seu efeito sobre os linfócitos in vitro, bem como sobre a expansão de células MAC-1+ induzida por adjuvante completo de Freund (AFC). A caracterização química do EEPpg foi realizada por cromatografia em camada delgada (TLC), cromatografia líquida de alta performance (HPLC) e cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massa (GC-MS), através dos quais uma gama de compostos, incluindo terpenóides de polaridades variadas e flavonóides, foram observados. No modelo de CIA, o EEPpg reduziu significativamente parâmetros associados ao desenvolvimento e progressão da doença e à severidade da doença , inibindo em até 99% o seu desenvolvimento e levando a ausência de sinais clínicos evidentes após tratamento com as menores doses do extrato (0,01 mg/kg e 0,001 mg/kg). O tratamento com EEPpg também reduziu características histopatológicas típicas de articulações de animais com CIA, que também são observadas na artrite reumatóide. O EEPpg reduziu significativamente o peso dos linfonodos dos camundongos, bem como o número absoluto de segmentados, monócitos e linfócitos no sangue. In vitro, O EEPpg mostrou uma atividade anti-proliferativa dos esplenócitos estimulados com concanavalina A (Con A) ou lipopolissacarídeo (LPS) analisada através do ensaio de redução do sal de tetrazólio MTT, corroborada pelo seu efeito sobre o ciclo celular de linfócitos estimulados com Con A, onde o EEPpg nas concentrações de 5, 10 e 20 μg/mL reduziu significativamente, de maneira concentração-dependente, o número de células nas fases S+G2/M e aumentou na fase G0/G1 do ciclo celular. O efeito anti-proliferativo do EEPpg parece também estar associado ao aumento da apoptose dos linfócitos após estimulação com Con A, com aumento estatisticamente significativo no percentual de células mortas por apoptose nas maiores concentrações . O EEPpg inibiu a expansão de células Mac-1+ induzida por AFC no baço, porém não no peritônio. Esse resultado sugere um efeito inibidor do EEPpg sobre a migração celular para as articulações artríticas. Esses resultados contribuem para a validação do uso popular de P. polygalaeflorus contra doenças relacionadas a processos inflamatórios e imunes, sobretudo na artrite reumatóide, antes nunca demonstrado.

Energy loss of light ions channeling in silicon

Experimental measurements of rate of energy loss were made for protons of energy .5 to 1.6 MeV channeling through 1 μm thick silicon targets along the <110>, <111>, and <211> axial directions, and the {100}, {110}, {111}, and {211} planar directions. A .05% resolution automatically controlled magnetic spectrometer was used. The data are presented graphically along with an extensive summary of data in the literature. The data taken cover a wider range of channels than has previously been examined, and are in agreement with the data of F. Eisen, et al., Radd. Eff. 13, 93 (1972).

The theory in the literature for channeling energy loss due to interaction with local electrons, core electrons, and distant valence electrons of the crystal atoms is summarized. Straggling is analyzed, and a computer program which calculates energy loss and straggling using this theory and the Moliere approximation to the Thomas Fermi potential, V_TF, and the detailed silicon crystal structure is described. Values for the local electron density Z_loc in each of the channels listed above are extracted from the data by graphical matching of the experimental and computer results.

Zeroth and second order contributions to Z_loc as a function of distance from the center of the channel were computed from ∇²V_TF = 4πρ for various channels in silicon. For data taken in this work and data of F. Eisen, et al., Rad. Eff. 13, 93 (1972), the calculated zeroth order contribution to Z_loc lies between the experimentally extracted Z_loc values obtained by using the peak and the leading edge of the transmission spectra, suggesting that the observed straggling is due both to statistical fluctuations and to path variation.