Ion kinetic transport in TJ-II

The ion Drift Kinetic Equation (DKE) which describes the ion coUisional transport is solved for the TJ-II device plasmas. This non-linear equation is computed by peribrming a mean field iterative calculation. In each step of the calculation, a Fokker-Planck equation is solved by means of the Langevin approach: one million particles are followed in a realistic TJ-II magnetic configuration, taking into account collisions and electric field. This allows to avoid the assumptions made in the usual neoclassical approach, namely considering radially narrow particle trajectories, diffusive transport, energy conservation and infinite parallel transport. As a consequence, global features of transport, not present in the customary neoclassical models, appear: non-diffusive transport and asymmetries on the magnetic surfaces.

Phase diagram of a polydisperse soft-spheres model for liquids and colloids

The phase diagram of soft spheres with size dispersion is studied by means of an optimized Monte Carlo algorithm which allows us to equilibrate below the kinetic glass transition for all size distributions. The system ubiquitously undergoes a first-order freezing transition. While for a small size dispersion the frozen phase has a crystalline structure, large density inhomogeneities appear in the highly disperse systems. Studying the interplay between the equilibrium phase diagram and the kinetic glass transition, we argue that the experimentally found terminal polydispersity of colloids is a purely kinetic phenomenon.

Optimized Monte Carlo method for glasses

A new Monte Carlo algorithm is introduced for the simulation of supercooled liquids and glass formers, and tested in two model glasses. The algorithm thermalizes well below the Mode Coupling temperature and outperforms other optimized Monte Carlo methods.

Critical behavior of the specific heat in glass formers

We show numeric evidence that, at low enough temperatures, the potential energy density of a glass-forming liquid fluctuates over length scales much larger than the interaction range. We focus on the behavior of translationally invariant quantities. The growing correlation length is unveiled by studying the finite-size effects. In the thermodynamic limit, the specific heat and the relaxation time diverge as a power law. Both features point towards the existence of a critical point in the metastable supercooled liquid phase.

Ianus: an adaptive FPGA computer

Dedicated machines designed for specific computational algorithms can outperform conventional computers by several orders of magnitude. In this note we describe Ianus, a new generation FPGA based machine and its basic features: hardware integration and wide reprogrammability. Our goal is to build a machine that can fully exploit the performance potential of new generation FPGA devices. We also plan a software platform which simplifies its programming, in order to extend its intended range of application to a wide class of interesting and computationally demanding problems. The decision to develop a dedicated processor is a complex one, involving careful assessment of its performance lead, during its expected lifetime, over traditional computers, taking into account their performance increase, as predicted by Moore’s law. We discuss this point in detail.

Estudo de sistema de absorção de 1,3-butadieno em NMP.

O propósito deste trabalho foi o desenvolvimento de um procedimento simulador de processo reproduzindo a etapa de destilação extrativa de uma unidade de extração de butadieno a partir de uma corrente de hidrocarbonetos na faixa de quatro átomos de carbono, através da adição do solvente n-metil-2- pirrolidona (NMP). Os resultados obtidos foram comparados e validados com dados de processo obtidos por uma unidade industrial de extração de butadieno. O aprofundamento nos conceitos do processo de separação através de uma ferramenta em simulador de processo capaz de predizer condições de operação permitiu avaliações de aumento de capacidade. A capacidade dos elementos internos dos equipamentos envolvidos na separação pode ser avaliada e a identificação do ponto inicial de engargalamento da unidade foi possível. O procedimento proposto também permite reduzir incertezas para identificação de novos pontos de engargalamento a partir de uma nova configuração dos elementos internos identificados como ineficientes com a elevação de carga processada.

Finite size effects in the specific heat of glass-formers

We report clear finite size effects in the specific heat and in the relaxation times of a model glass former at temperatures considerably smaller than the Mode Coupling transition. A crucial ingredient to reach this result is a new Monte Carlo algorithm which allows us to reduce the relaxation time by two order of magnitudes. These effects signal the existence of a large correlation length in static quantities.

Critical behavior of su(1|1) supersymmetric spin chains with long-range interactions

We introduce a general class of su(1|1) supersymmetric spin chains with long-range interactions which includes as particular cases the su(1|1) Inozemtsev (elliptic) and Haldane-Shastry chains, as well as the XX model. We show that this class of models can be fermionized with the help of the algebraic properties of the su(1|1) permutation operator and take advantage of this fact to analyze their quantum criticality when a chemical potential term is present in the Hamiltonian. We first study the low-energy excitations and the low-temperature behavior of the free energy, which coincides with that of a (1+1)-dimensional conformal field theory (CFT) with central charge c=1 when the chemical potential lies in the critical interval (0,E(π)), E(p) being the dispersion relation. We also analyze the von Neumann and Rényi ground state entanglement entropies, showing that they exhibit the logarithmic scaling with the size of the block of spins characteristic of a one-boson (1+1)-dimensional CFT. Our results thus show that the models under study are quantum critical when the chemical potential belongs to the critical interval, with central charge c=1. From the analysis of the fermion density at zero temperature, we also conclude that there is a quantum phase transition at both ends of the critical interval. This is further confirmed by the behavior of the fermion density at finite temperature, which is studied analytically (at low temperature), as well as numerically for the su(1|1) elliptic chain.

Generalized isotropic Lipkin-Meshkov-Glick models: ground state entanglement and quantum entropies

We introduce a new class of generalized isotropic Lipkin–Meshkov–Glick models with su(m+1) spin and long-range non-constant interactions, whose non-degenerate ground state is a Dicke state of su(m+1) type. We evaluate in closed form the reduced density matrix of a block of Lspins when the whole system is in its ground state, and study the corresponding von Neumann and Rényi entanglement entropies in the thermodynamic limit. We show that both of these entropies scale as a log L when L tends to infinity, where the coefficient a is equal to (m  −  k)/2 in the ground state phase with k vanishing magnon densities. In particular, our results show that none of these generalized Lipkin–Meshkov–Glick models are critical, since when L-->∞ their Rényi entropy R_q becomes independent of the parameter q. We have also computed the Tsallis entanglement entropy of the ground state of these generalized su(m+1) Lipkin–Meshkov–Glick models, finding that it can be made extensive by an appropriate choice of its parameter only when m-k≥3. Finally, in the su(3) case we construct in detail the phase diagram of the ground state in parameter space, showing that it is determined in a simple way by the weights of the fundamental representation of su(3). This is also true in the su(m+1) case; for instance, we prove that the region for which all the magnon densities are non-vanishing is an (m  +  1)-simplex in R^m whose vertices are the weights of the fundamental representation of su(m+1).

Pion-kaon scattering amplitude constrained with forward dispersion relations up to 1.6 GeV

In this work we provide simple and precise parametrizations of the existing πK scattering data from threshold up to 1.6 GeV, which are constrained to satisfy forward dispersion relations as well as three additional threshold sum rules. We also provide phenomenological values of the threshold parameters and of the resonance poles that appear in elastic scattering.

Phase Transitions in Disordered Systems: The Example of the Random-Field Ising Model in Four Dimensions

By performing a high-statistics simulation of the D = 4 random-field Ising model at zero temperature for different shapes of the random-field distribution, we show that the model is ruled by a single universality class. We compute to a high accuracy the complete set of critical exponents for this class, including the correction-to-scaling exponent. Our results indicate that in four dimensions (i) dimensional reduction as predicted by the perturbative renormalization group does not hold and (ii) three independent critical exponents are needed to describe the transition.

Estudo da reação de epoxidação do óleo de soja em condição de remoção de calor máxima.

Óleo de soja epoxidado (OSE) é um produto químico há muito tempo utilizado como co-estabilizante e plastificante secundário do poli (cloreto de vinila) (PVC), ou seja, como um material que tem limitações na quantidade máxima que pode ser usada no composto de PVC. A sua aplicação como plastificante primário, ou seja, como o principal elemento plastificante no composto de PVC, e como base para outros plastificantes de fontes renováveis, tem aumentado nos últimos anos, principalmente devido a melhorias de desempenho e à redução do custo do OSE em comparação com plastificantes tradicionais. A reação de epoxidação do óleo de soja é bem conhecida e ocorre em duas fases líquidas, com reações em ambas as fases, e transferência de massa entre as fases. O processo industrial mais utilizado conta com formação in-situ do ácido perfórmico, através da adição gradativa do principal reagente, o peróxido de hidrogênio a uma mistura agitada de ácido fórmico e óleo de soja refinado. Industrialmente, o processo é realizado em batelada, controlando a adição do reagente peróxido de hidrogênio de forma que a geração de calor não ultrapasse a capacidade de resfriamento do sistema. O processo tem um ciclo que pode variar entre 8 e 12 horas para atingir a conversão desejada, fazendo com que a capacidade de produção seja dependente de investimentos relativamente pesados em reatores agitados mecanicamente, que apresentam diversos riscos de segurança. Estudos anteriores não exploram em profundidade algumas potenciais áreas de otimização e redução das limitações dos processos, como a intensificação da transferência de calor, que permite a redução do tempo total de reação. Este trabalho avalia experimentalmente e propõe uma modelagem para a reação de epoxidação do óleo de soja em condições de remoção de calor máxima, o que permite que os reagentes sejam adicionados em sua totalidade no início da reação, simplificando o processo. Um modelo foi ajustado aos dados experimentais. O coeficiente de troca térmica, cuja estimativa teórica pode incorrer em erros significativos, foi calculado a partir de dados empíricos e incluído na modelagem, acrescentando um fator de variabilidade importante em relação aos modelos anteriores. O estudo propõe uma base teórica para potenciais alternativas aos processos adotados atualmente, buscando entender as condições necessárias e viáveis em escala industrial para redução do ciclo da reação, podendo inclusive apoiar potenciais estudos de implementação de um reator contínuo, mais eficiente e seguro, para esse processo.

O papel das histórias com matemática na motivação dos alunos na resolução de tarefas matemáticas

Com este trabalho pretendo compreender o papel das histórias com matemática na motivação dos alunos durante a resolução de tarefas matemáticas, partindo das seguintes questões de investigação: a) Qual a relação que os alunos estabelecem com tarefas matemáticas construídas a partir de modelos matemáticos presentes em histórias? b) Que tipo de conhecimentos matemáticos surgem quando os alunos resolvem tarefas construídas a partir de um modelo matemático presente numa história? c) Como se desenvolve a comunicação matemática dos alunos quando se utilizam tarefas construídas a partir de modelos existentes em histórias? O trabalho foi realizado com uma turma de 2º e 3º anos de escolaridade, que têm desenvolvido com a professora cooperante, ao longo do tempo, um excelente trabalho na disciplina de matemática. Para o desenvolvimento deste estudo optei por utilizar uma metodologia de investigação qualitativa, como investigadora participante. Saliento, ainda, que a recolha de dados ocorreu ao longo do estágio da Unidade Curricular: Prática de Ensino Supervisionado. Durante um total de onze aulas, a análise de dados baseou-se em registos de vídeo, produções individuais dos alunos, produções dos alunos em grande grupo, e ainda na observação das interações geradas durante a análise e discussão das estratégias apresentadas pelos alunos, durante a realização das tarefas. As tarefas matemáticas apresentadas aos alunos, para o desenvolvimento deste estudo, surgiram de modelos matemáticos presentes no conto “Ainda não estão contentes?”, inserido no livro Conto Contigo, de António Torrado. Durante a realização das tarefas foi possível desenvolver conceitos que se inserem nos temas matemáticos de Números e Operações e Medida. Os resultados deste trabalho, poderão ser desenvolvidos no futuro, partindo de outros estudos e utilizando diferentes modelos matemáticos, outras histórias, outros contextos educativos, de modo a que seja possível provar que a matemática não tem de ser vista como uma disciplina difícil e angustiante para os alunos, porque existe sempre a hipótese de através de histórias, envolver os alunos nas suas aprendizagens, motivando-os para realizar tarefas matemáticas e desenvolver conhecimento matemático.

Circuits and machines in electrical engineering

v. 1. Circuits.--v. 2. Machines.

Análise de sentimentos em reclamações: uma aplicação no maior site de reclamações do Brasil

A análise de sentimentos é uma ferramenta com grande potencial, podendo ser aplicada em vários contextos. Esta dissertação tem com o objetivo analisar a viabilidade da aplicação da técnica numa base capturada do site de reclamações mais popular do Brasil, com a aplicação de técnicas de processamento de linguagem natural e de aprendizagem de máquinas é possível identificar padrões na satisfação ou insatisfação dos consumidores.