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).

Como medir a matéria seca (MS%) em forragem utilizando forno de micro-ondas.

2015

Caracterização físico-química e avaliação dos níveis de elementos-traço em sedimentos de manguezais das baías da Ilha Grande e de Sepetiba, RJ, por metodologias de digestão ácida assistidas por micro-ondas

O presente trabalho teve como objetivo principal comparar dois métodos de extração de elementos-traço em sedimentos que são assistidos por radiação micro-ondas. Foram coletadas amostras de sedimentos superficiais em um manguezal localizado na baía da Ilha Grande e em três manguezais localizados na baía de Sepetiba, RJ. As amostras de sedimentos coletadas foram secas, destorroadas e peneiradas. Sub-amostras foram submetidas a análises de caracterização física e química. Os métodos de extração de elementos-traço comparados foram o EPA-3051A e o método água régia assistido por micro-ondas. Os elementos-traço analisados foram: Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn. As concentrações dos elementos-traço nos extratos produzidos foram determinadas por FAAS (Espectrometria de absorção atômica com chama). Foram encontradas nos sedimentos dos manguezais estudados concentrações acima dos níveis estabelecidos pela Resolução CONAMA 344/2004 para os elementos-traço: Cd, Ni, Pb e Zn. Os resultados mostraram que as capacidades de extração de elementos-traço dos métodos EPA-3051A e água régia assistido por micro-ondas variam em função das características físico-químicas dos sedimentos. A análise estatística pela técnica de regressão linear simples mostrou que as duas metodologias são estatisticamente similares apenas para o Cr e os valores dos coeficientes de determinação (R2) obtidos obedeceram à seqüência: Cu > Pb > Zn > Ni > Cr > Cd. Na análise pela técnica estatística de regressão linear múltipla ocorreram melhorias estatisticamente significativas nos coeficientes de determinação quando foram incluídas as seguintes variáveis independentes: potencial redox e fósforo total para o Cd, argila para o Cr, areia para o Ni e fósforo total para o Pb e para o Zn

Estudo da correlação entre as características da matéria-prima graxa e as propriedades físico-químicas do biodiesel

A possibilidade de utilização de várias matérias graxas na produção do biodiesel nacional é um fator diferencial em relação aos outros países e requer um conhecimento mais profundo das particularidades do biodiesel obtido a partir de matérias-primas tão distintas. Neste contexto, se insere a presente pesquisa, em que se buscou estabelecer correlações entre algumas propriedades do biodiesel e a fonte oleaginosa que lhe deu origem. O biodiesel foi obtido a partir da reação de transesterificação etílica de dez diferentes matérias-primas graxas (óleos refinados de soja, arroz, canola, girassol, milho, oliva, cyclus (mistura contendo óleos de canola, milho e girassol); óleos brutos de mamona e murumuru, além de resíduo de fritura), utilizando etanolato de potássio como agente catalítico, em um reator com sistema de refluxo a 70C durante uma hora. Após purificação, foram determinadas algumas propriedades do biodiesel (massa específica, viscosidade, índice de acidez e índice de iodo) e da matéria-prima (massa específica, viscosidade, índice de acidez, índice de iodo e composição) que lhe deu origem. Os resultados obtidos nas caracterizações geraram gráficos de correlações entre os diversos parâmetros e os dados foram analisados estatisticamente pelo método de correlações canônicas. Para todas as amostras de biodiesel, os valores obtidos nas caracterizações foram compatíveis com as especificações estabelecidas pela ANP para o produto, com exceção do biodiesel de murumuru (índice de acidez elevado e viscosidade baixa) e do biodiesel de mamona (viscosidade e massa específica elevadas). Os dados estatísticos demonstram altas correlações entre o biodiesel (massa específica (87,4%), viscosidade (98,5%) e índice de acidez (82,8%)) e as matérias-primas (massa específica (92,1%) e viscosidade (99,3%)). Além disso, existe uma grande correlação entre o índice de iodo (84,5%) do biodiesel e o índice de iodo (77,2%) e a massa molar dos ésteres na faixa de C16-C18 (MMTG) presentes na matéria-prima (89,1%). Estes resultados estatísticos ratificam as observações analíticas

Digestão nitro-sulfúrica de fígado de peixe Mugil liza em forno de micro-ondas com radiação focalizada para determinar elementos de interesse ambiental por ICPMS

O presente estudo propõe uma metodologia para dissolução de tecidos biológicos em sistema de micro-ondas com radiação focalizada e posterior análise elementar por espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente (ICPMS). Foram determinados os elementos arsênio (As), cádmio (Cd), cobre (Cu), chumbo (Pb), níquel (Ni), vanádio (V) e zinco (Zn). A matriz nitro-peroxo-sulfúrica foi comparada com outra sem o ácido sulfúrico e apresentou melhor padrão de recuperação (acima de 90%) na quantificação dos elementos certificados no material de referência TORT-2. As interferências causadas pela presença do ácido sulfúrico na matriz digestora foram contornadas com o uso da célula de reação/colisão com gás hélio (He) e adição deste ácido na composição da curva de quantificação. O ganho analítico proporcionado pelo método de digestão em matriz sulfúrica, em sistema não pressurizado, baseia-se no incremento da temperatura reacional e na degradação completa da matéria orgânica. As digestões tradicionalmente realizadas para quantificação por ICPMS, compostas unicamente de ácido nítrico (HNO3) e peróxido de hidrogênio (H2O2), não apresentam a mesma eficiência na degradação da matéria orgânica em sistemas abertos. Por fim, este método foi aplicado satisfatoriamente em amostras de tecido hepático de peixe Mugil liza (tainha), comprovando sua eficiência em monitorar a bioacumulação, utilizando-se da sensibilidade da técnica multielementar de ICPMS

Dinâmica da matéria particulada em suspensão na plataforma continental minhota e sua relação com a cobertura sedimentar

Tese de dout., Ciências do Mar, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Univ. do Algarve, 2001

Ensino/Aprendizagem da estatística promovendo o pensamento crítico utilizando o fórum de uma LMS

A estatística nos dias de hoje está incorporada de uma forma generalizada no currículo da matemática no ensino básico e secundário e em diferentes cursos do ensino superior.Este interesse, não é exclusivo da comunidade de educação matemática, mas sim da sociedade em geral, pois a sua apropriação permite contribuir para um melhor espirito crítico sobre a informação e logo um exercicio de melhor cidadania. Esta experiência realizou-se no âmbito da Unidade Curricular de Introdução à Estatística da licenciatura em Educação Básica da Escola Superior de Educação Paula Frassinetti , a qual contou com a participação de 74 estudantes inscritos na unidade curricular.Tendo como referência as diretrizes para o ensino superior impulsionadas por o processo de Bolonha que apontam para a centralidade do estudante no processo autónomo de aprendizagem ao longo da vida implementamos uma metodologia de b-learning alicerçada na plataforma moodle usando o fórum de forma a potenciar o pensamento crítico.Do ponto de vista pedagógico, utilizamos o modelo Community of Inquiry desenvolvido por Garrison, Anderson e Archer.Os posts que lançamos para a discussão, eram notícias dos meios de comunicação fazendo um pequeno comentário de forma a fomentar o sentido crítico face ao modo como a informação é apresentada e a aptidão para ler e interpretar tabelas e gráficos à luz das situações a que dizem respeito, com o objetivo de desenvolver skills interpretativos e a literacia estatística, desenvolver a capacidade para comunicar estatisticamente e desenvolver disposições estatísticas úteis.Neste trabalho, apresentamos uma análise qualitativa e quantitativa dos vários indicadores que caracterizam a formação de futuros professores da educação básica em estatística,recolhendo os dados das interações do fórum, monitorizados com o software SNAPP e a análise dos mesmos com o Netdraw e SPSS.E ainda, a interpretabilidade de diversos fatores, de acordo com a estrutura e conceção do instrumento a respeito de como o estudante perceciona a presença cognitiva relativamente à construção do significado e compreensão da matéria da unidade curricular.Concluímos que a maioria dos estudantes apesar de saber calcular medidas de localização e dispersão, tem dificuldade em apresentar argumentos em que as explicite, pois ainda não conseguiu interpretar, interiorizar as medidas, para que possa inseri-los e articulá-los numa argumentação.

Estudos analíticos dos grafoelementos do eletroencefalograma em sono: fusos do sono, ondas agudas do vértex e o gradiente de freqüência e amplitude, como indicadores de comprometimento neurológico na criança

Innumerable studies have focused been reported on the sleep spindles (SS), Sharp Vertex Waves (SVW) and REM, NREM Sleep as indicators interpreting EEG patterns in children. However, Frequency and Amplitud Gradient (FAG) is rarely cited sleep parameter in children,that occurs during NREM Sleep. It was first described by Slater and Torres, in 1979, but has not been routinely evaluated in EEG reports. The aim of this study was to assess the absence of SS, SVW and FAG, as an indication of neurological compromise in children. The sample consisted of 1014 EEGs of children referred to the Clinical Neurophysiology Laboratory, Hospital Universitário de Brasília (HUB), from January 1997 to March 2003, with ages ranging from 3 months to 12 years old, obtained in spontaneous sleep or induced by choral hydrate. The study was transversal and analytical, in which, visual analysis of EEG traces was perfumed individually and independently by two electroencephalographers without prior knowledge of the EEG study or neurological findings. After EEG selection, the investigators analyzed the medical reports in order to define and correlate neurological pattern was classified according to the presence or absence of neurological compromise, as Normal Neurological Pattern (NNP), and Altered Neurological Pattern (ANP) respectively. From the visual analysis of the EEG(s), it was possible to characterize 6 parameters: 1- FAG present (64,1%); 2- FAG absent (35,9%); 3 - normal SS (87,9%); 4 - altered SS s (12,1%); 5 - normal SVW s (95,7%); 6 - altered SVW s (4,3%). The prevalence of well-formed FAG is found in the 3 months to 5 years age group in the children with NNF. FAG was totally absent from the age of 10 years. When comparing the three sleep graphielements, it was observed that SVW and SS were predominant in children with NNF. However, FAG absent was more prevalent in the ANF than in altered SS an SVW. The statistical analysis showed that there is a strong association of FAG absent, with isolated alteration, in ANF patients, in that the prevalence ratio was 6,60. The association becomes stronger when FAG absent + altered SS(s) is considered (RP= 6,68). Chi-square test, corrected by Yates technique, showed a highly significant relation for FAG ρ= 0,00000001, for error X of 5%, or else the 95% confidence interval (ρ<0,05). Thus, the FAG absent were more expressive in ANF patient than altered SS(s) and SVW(s). The association becomes stronger in order to establish a prognostic relation, when the FAG is combined with the SS. The results os this study allow us to affirm that the FAG, when absent at ages ranging from 3 months to 5 years , is an indication of neurological compromise. FAG is an age-dependent EEG parameter and incorporated systematically, in the interpretation criteria of the EEG of children s sleep, not only in the maturational point of view, but also neurological disturbances with encephalic compromise

Modelagem e medições de ondas de rádio para predição de perda de propagação em ambientes urbanos

In this dissertation new models of propagation path loss predictions are proposed by from techniques of optimization recent and measures of power levels for the urban and suburban areas of Natal, city of Brazilian northeast. These new proposed models are: (i) a statistical model that was implemented based in the addition of second-order statistics for the power and the altimetry of the relief in model of linear losses; (ii) a artificial neural networks model used the training of the algorithm backpropagation, in order to get the equation of propagation losses; (iii) a model based on the technique of the random walker, that considers the random of the absorption and the chaos of the environment and than its unknown parameters for the equation of propagation losses are determined through of a neural network. The digitalization of the relief for the urban and suburban areas of Natal were carried through of the development of specific computational programs and had been used available maps in the Statistics and Geography Brazilian Institute. The validations of the proposed propagation models had been carried through comparisons with measures and propagation classic models, and numerical good agreements were observed. These new considered models could be applied to any urban and suburban scenes with characteristic similar architectural to the city of Natal

Medidas e análise estatística em sinais bioelétricos sobre pontos de acupuntura

In the 20th century, the acupuncture has spread on occident as a complementary practice of heath care. This fact has motivated the international scientific community to invest in research that seek to understand why acupuncture works. In this work we compare statistically volt age fluctuation of bioelectric signals caught on the skin at an acupuncture point (IG 4) another nearby on acupuncture point. The acquisition of these signals was performed utilizing an electronic interface with a computer, which was based on an instrumentation amplifier designed with adequate specifications to this end. On the collected signals from a sample of 30 volunteers we have calculated major statistics and submitted them to pairing t-test with significance leveI a = O, 05. We have estimated to bioelectric signals the following parameters: standard deviation, asymmetry and curtose. Moreover, we have calculated the self-correlation function matched by on exponential curve we have observed that the signal decays more rapidly from a non-acupoint then from an acupoint. This fact is an indicative of the existence of information in the acupoint

Análise estatística de padrões sísmicos: decomposição em multiescala

O processamento de registros sísmicos é uma tarefa muito importante dentro da Geofísica e que representa um desafio permanente na exploração de petróleo. Embora esses sinais forneçam uma imagem adequada da estrutura geológica do subsolo, eles são contaminados por ruídos e, o ground roll é a componente principal. Este fato exige um esforço grande para o desenvolvimento de metodologias para filtragem, Dentro desse contexto, este trabalho tem como objetivo apresentar um método de remoção do ruído ground roll fazendo uso de ferramentas da Física Estatística. No método, a Análise em Ondeletas é combinada com a Transformada de Karhunen-Loève para a remoção em uma região bem localizada. O processo de filtragem começa com a Decomposição em Multiescala. Essa técnica permite uma representação em tempo-escala fazendo uso das ondeletas discretas implementadas a filtros de reconstrução perfeita. O padrão sísmico original fica representado em multipadrões: um por escala. Assim, pode-se atenuar o ground roll como uma operação cirúrgica em cada escala, somente na região onde sua presença é forte, permitindo preservar o máximo de informações relevantes. A atenuação é realizada pela definição de um fator de atenuação Af. Sua escolha é feita pelo comportamento dos modos de energia da Transformada de Karhunen-Loève. O ponto correspondendo a um mínimo de energia do primeiro modo é identificado como um fator de atenuação ótimo

Estatística não-extensiva aplicada ao cálculo do calor específico eletrônico em estruturas quasiperiódicas

Systems whose spectra are fractals or multifractals have received a lot of attention in recent years. The complete understanding of the behavior of many physical properties of these systems is still far from being complete because of the complexity of such systems. Thus, new applications and new methods of study of their spectra have been proposed and consequently a light has been thrown on their properties, enabling a better understanding of these systems. We present in this work initially the basic and necessary theoretical framework regarding the calculation of energy spectrum of elementary excitations in some systems, especially in quasiperiodic ones. Later we show, by using the Schr¨odinger equation in tight-binding approximation, the results for the specific heat of electrons within the statistical mechanics of Boltzmann-Gibbs for one-dimensional quasiperiodic systems, growth by following the Fibonacci and Double Period rules. Structures of this type have already been exploited enough, however the use of non-extensive statistical mechanics proposed by Constantino Tsallis is well suited to systems that have a fractal profile, and therefore our main objective was to apply it to the calculation of thermodynamical quantities, by extending a little more the understanding of the properties of these systems. Accordingly, we calculate, analytical and numerically, the generalized specific heat of electrons in one-dimensional quasiperiodic systems (quasicrystals) generated by the Fibonacci and Double Period sequences. The electronic spectra were obtained by solving the Schr¨odinger equation in the tight-binding approach. Numerical results are presented for the two types of systems with different values of the parameter of nonextensivity q

Conexão entre as redes complexas e estatística de Kaniadakis e busca eficiente das propriedades críticas do processo epidêmico difusivo 1D

In this work we study a connection between a non-Gaussian statistics, the Kaniadakis statistics, and Complex Networks. We show that the degree distribution P(k)of a scale free-network, can be calculated using a maximization of information entropy in the context of non-gaussian statistics. As an example, a numerical analysis based on the preferential attachment growth model is discussed, as well as a numerical behavior of the Kaniadakis and Tsallis degree distribution is compared. We also analyze the diffusive epidemic process (DEP) on a regular lattice one-dimensional. The model is composed of A (healthy) and B (sick) species that independently diffusive on lattice with diffusion rates DA and DB for which the probabilistic dynamical rule A + B → 2B and B → A. This model belongs to the category of non-equilibrium systems with an absorbing state and a phase transition between active an inactive states. We investigate the critical behavior of the DEP using an auto-adaptive algorithm to find critical points: the method of automatic searching for critical points (MASCP). We compare our results with the literature and we find that the MASCP successfully finds the critical exponents 1/ѵ and 1/zѵ in all the cases DA =DB, DA DB. The simulations show that the DEP has the same critical exponents as are expected from field-theoretical arguments. Moreover, we find that, contrary to a renormalization group prediction, the system does not show a discontinuous phase transition in the regime o DA >DB.

Ondas de spin em super-redes ferromagnéticas com campo de anisotropia

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Espectro das ondas de spin lineares e não-lineares em multicamadas magnéticas anisotrópicas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico