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Dissertações |
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CRISLAYNE APARECIDA MODESTO REIS
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PROCESSO DE CONTATO DE MÚLTIPLAS ESPÉCIES, uma revisão bibliográfica envolvendo algumas técnicas de análise
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Orientador : MARCELO MARTINS DE OLIVEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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ARILSON PAGANOTTI
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DENIS GOUVEA LADEIRA
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MARCELO MARTINS DE OLIVEIRA
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Data: 25/02/2021
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A física estatística, comparada com as demais áreas é extremamente nova. A física estatística é um formalismo que estabelece uma ligação entre as propriedades microscópicas de um sistema físico com as propriedades macroscópicas, que usualmente podem ser chamados de propriedades termodinâmicas. Atualmente, a Física Estatística tem encontrado aplicação em várias áreas além da Física O presente trabalho tem como objetivo fazer uma revisão bibliográfica de alguns modelos com aplicação em sistemas biológicos. Começamos fazendo uma análise dos processos em equilíbrio e fora do equilíbrio. Posteriormente estudamos o processo de contato e sua aplicação, por exemplo, no comportamento de epidemias. Em seguida, mostramos que adicionando mais de uma espécie, podemos usar o processo de contato para descrever interações ecológicas, como o comensalismo, parasitismo e simbiose.
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Statistical physics, compared to other areas, is extremely new. Statistical physics is a formalism that establishes a link between the microscopic properties of a physical system and the macroscopic properties, which can usually be called thermodynamic properties. Currently, Statistical Physics has found application in several areas besides Physics. The present work aims to make a bibliographic review of some models with application in biological systems. We start by doing an analysis of processes in balance and out of balance. Subsequently, we studied the contact process and its application, for example, in the behavior of epidemics. Then, we show that by adding more than one species, we can use the contact process to describe ecological interactions, such as commensalism, parasitism and symbiosis.
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THIAGO BISSIATTE MONTEIRO
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Difusão anômala de um fluído em conduto com superfícies planas via cálculo fracionário
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Orientador : ADELCIO CARLOS DE OLIVEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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ADELCIO CARLOS DE OLIVEIRA
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ANTONIO FRANCISCO NETO
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LETICIA RIBEIRO DE PAIVA
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Data: 03/03/2021
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Diante de um escoamento sobre qualquer superfície, existirá sempre uma camada limite de velocidade e, portanto, atrito na superfície. Da mesma forma, uma camada limite térmica e, assim, transferência de calor por convecção estarão sempre presentes se houver diferença entre as temperaturas na superfície e na corrente livre. Nesta dissertação, é estudada a Equação de Blasius por meio de soluções numéricas. Ao combinar o procedimento de otimização e o método do chute, há de se notar que a quele mostrou-se eficaz na solução da equação de Blasius. Tal equação foi sistematizada, formando, assim, um eficiente método para resolver sistemas não-lineares de equações diferenciais, ou seja, transformando um problema de contorno em um problema de valor inicial. Tal metodologia aplicada à equação de Blasius, percebeu-se uma grande suscetibilidade às condições iniciais perante aos resultados apresentados. Mediante tais soluções, a camada limite exige uma solução altamente precisa dos valores iniciais. Porém, análise dos resultados obtidos no MATLAB na equação térmica da camada limite, por meio de uma função objetivo, na qual sua solução representa difusão anômala, por meio do Cálculo Fracionário, obteve uma solução signicativa do mesmo modo que a realização de uma análise fenomenológica dos eventos transcorridos.
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When flowing over any surface, there will always be a speed limiting layer and, therefore, friction on the surface. Likewise, a thermal boundary layer and, thus, convection heat transfer will always be present if there is a difference between surface temperatures and free current. In this dissertation, the Blasius Equation is studied by means of numerical solutions. When combining the optimization procedure and the kick method, it should be noted that the one proved to be effective in solving the Blasius equation. This equation was systematized, thus forming an efficient method for solving nonlinear systems of differential equations, that is, transforming a boundary problem into an initial value problem. Such a methoology applied to the Blasius equation, it was perceived a great susceptibility to the initial conditions before the presented results. With such solutions, the boundary layer requires a highly accurate solution of the initial values. However, analysis of the results obtained in MATLAB in the thermal equation of the boundary layer, through an objective function, in which its solution represents anomalous diffusion, through Fractional Calculation, obtained a significant solution in the same way as the realization of a phenomenological analysis of past events
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GABRIEL VOLINO DA SILVA
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Aspectos algébricos dos tensores de Faraday e Weyl
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Orientador : ERICO GOULART DE OLIVEIRA COSTA
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MEMBROS DA BANCA :
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ERICO GOULART DE OLIVEIRA COSTA
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JOSE ELOY OTTONI
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JUNIOR DINIZ TONIATO
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Data: 14/07/2021
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Ao começo do século XIX trabalhos como os de Faraday e Maxwell estabeleceram as regras do eletromagnetismo clássico. Utilizando formalismo vetorial o conjunto de equações diferenciais composto pelas equações de maxwell e a lei de força de Lorentz estabeleceram uma base sólida para diversos experimentos realizados em sua época. Ao final do século XIX, experimentos como os da fenda dupla, efeito foto-elétrico, experimento de Michaelson entre outros trouxeram-nos a necessidade de uma melhor explicação teórica para os resultados. Já no século XX Albert Einstein propõe em seus trabalhos alguns novos postulados e constrói assim uma base para uma "nova" física. Através de conceitos como a invariância da velocidade da luz e a independência do sistema de coordenadas adotado surge uma teoria para a gravitação, onde adotamos um formalismo tensorial através do qual podemos observar uma série de semelhanças entre a teoria eletromagnética e a teoria da gravitação. Conhecidos os principais tensores responsáveis pela descrição dos campos eletromagnético e gravitacional, iremos descrever algumas das principais características algébricas, e através dessa caracterização classificaremos tanto o tensor de Faraday quanto o tensor de Weyl. Nos preocuparemos em especial com a gravitação através do tensor de Weyl e a chamada classificação de Petrov. Discutiremos qualitativamente essa classificação e sua interpretação física, e veremos brevemente como ela pode nos ajudar em experimentos atuais propostos pela cosmologia observacional, como a geração e propagação de ondas gravitacionais, campos gerados por objetos massivos estáticos e sem carga, ou com rotação em torno de algum eixo e carregado e as forças de torção nos chamados efeitos de maré.
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At the beginning of the 19th century, works such as those by Faraday and Maxwell established the rules of classical electromagnetism. Using vector formalism, the set of differential equations composed of Maxwell's equations and Lorentz's law of force established a solid basis for several experiments carried out in their time. At the end of the 19th century, experiments such as the double slit, the photoelectric effect, the Michaelson experiment, among others, brought us to the need for a better theoretical explanation for the results. In the 20th century, Albert Einstein proposed in his works some new postulates and thus built a basis for a "new" physics. Through concepts such as the invariance of the speed of light and the independence of the adopted coordinate system, a theory for gravitation emerges, where we adopt a tensor formalism through which we can observe a series of similarities between the electromagnetic theory and the theory of gravitation. Knowing the main tensors responsible for the description of the electromagnetic and gravitational fields, we will describe some of the main algebraic characteristics, and through this characterization we will classify both the Faraday tensor and the Weyl tensor. We will be particularly concerned with gravitation through the Weyl tensor and the so-called Petrov classification. We will qualitatively discuss this classification and its physical interpretation, and briefly see how it can help us in current experiments proposed by observational cosmology, such as the generation and propagation of gravitational waves, fields generated by massive static and uncharged objects, or with rotation around some axis is loaded and the torsional forces in the so-called tidal effects.
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ARIA SANTOS DINIZ
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Análise da Produção de Único Neutrino de Majorana no ILC utilizando Inteligência Artificial
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Orientador : FERNANDO MARROQUIM LEAO DE ALMEIDA JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDRE LUIZ MOTA
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FERNANDO MARROQUIM LEAO DE ALMEIDA JUNIOR
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SERGIO MARTINS DE SOUZA
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Data: 04/08/2021
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Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma inteligência artificial capaz de separar Neutrinos Pesados de Majorana produzidos por uma Extensão do Modelo Padrão utilizando as características do acelerador de partículas International Linear Collider (ILC) de outros eventos já presentes no Modelo Padrão. Este acelerador ainda será construído e a expectativa é de que o software desenvolvido possa auxiliar futuramente na remoção de eventos de background dos resultados experimentais. O software apresentou uma precisão de 91,27% na fase de treino com uma rede neural treinada apenas para eventos contendo múons, apresentando resultados finais com poucos eventos de background. Os resultados apresentados neste trabalho podem ser muito melhorados refinando o software desenvolvido e testando outras definições de erro.
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This work aimed to develop an artificial intelligence capable of separating Heavy Majorana Neutrinos produced by an Extension of the Standard Model using the characteristics of the International Linear Collider (ILC) particle accelerator from other events already present in the Standard Model. This accelerator will still be built and the expectation is that the software developed may help in the future to remove background events from the experimental results. software showed an accuracy of 91.27% in the training phase with a neural network trained only for events containing muons, presenting final results with few background events. The results presented in this work can be greatly improved by refining the developed software and testing other error definitions.
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DOMINIQUE LOPES RAMOS
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APLICAÇÃO DO APRENDIZADO DE MÁQUINA NA PROCURA POR MATÉRIA ESCURA NO LHC
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Orientador : MARIA ALINE BARROS DO VALE
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MEMBROS DA BANCA :
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JEAN CARLOS COELHO FELIPE
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HERON CARLOS DE GODOY CALDAS
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MARIA ALINE BARROS DO VALE
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Data: 09/08/2021
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Apesar do Modelo Padrão (MP) ser capaz de explicar muitos fenômenos do mundo das partículas, existem muitos problemas ainda não esclarecidos por esse modelo. A natureza da matéria escura (ME), que compõe cerca de 27% de todo o Universo, é um enigma tanto do ponto de vista da Física de Partículas quanto da Cosmologia. A ME não interage com a matéria comum da forma como conhecemos, por isso não pode ser detectada nos aparatos experimentais atuais, sendo a percepção da sua existência devido apenas à sua interação gravitacional com a matéria ordinária. No Grande Colisor de Hádrons (LHC), a procura por ME está associada a sua assinatura caracterizada por energia transversa faltante ($\cancel{E}_T$) em experimentos. Diversas teorias além do MP consideram uma nova partícula candidata a ME que pode ser uma partícula escalar, vetorial, um férmion de Dirac ou Majorana. Neste trabalho, consideramos um candidato escalar $\phi$ (com spin 0) para a ME prevista pelo modelo ZP-TP-DM que surge do decaimento de um novo bóson vetorial Z' (spin 1) em um par $T'\overline{T'}$ (chamados parceiros top fermiônico com spin 1/2), dando origem ao estado final $t\bar{t}\phi \phi$. A partir das técnicas de Aprendizado de Máquina (AM) separamos os evento de fundo ($pp \longrightarrow t\bar{t}Z$, com $Z$ decaindo nos neutrinos e seus respectivos antineutrinos) dos eventos de sinal ($pp \longrightarrow T'\overline{T'} \longrightarrow t\bar{t} \phi\phi$) gerados pelo CalcHEP. Construímos uma rede neural profunda (RNP) para separar os eventos de fundo e de sinal e obtemos valores próximos a 1 para a Área Abaixo da curva Característica de Operação do Receptor (AUC) para diferentes massas. Isso indica que o classificador criado separou os eventos de forma eficiente. Entretanto, os resultados obtidos para a significância estatística representa uma situação ideal, já que não incluímos na análise o decaimento do par $t\bar{t}$.
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Although the Standard Model (SM) is able to explain many phenomena in the world of particles, there are many problems that have not yet been clarified by this model. The nature of dark matter (DM), which makes up about 27% of the entire Universe, is an enigma both from the point of view of Particle Physics and Cosmology. DM does not interact with ordinary matter as we know it, so it cannot be detected in current experimental apparatus, being the perception of its existence only due to its gravitational interaction with ordinary matter. In the Large Hadron Collider (LHC), the search for DM is associated with its signature characterized by missing transverse energy ($\cancel{E}_T$) in experiments. Several theories beyond the SM consider a new DM candidate particle that can be a scalar, vectorial, a fermion of Dirac or Majorana particle. In this work, we consider a scalar DM candidate $\phi$ (with spin 0) predicted by ZP-TP-DM model that come from the decay of a new vector boson $Z'$ (spin 1) into a pair $T' \overline{T'}$ (called top fermionic partners with spin 1/2), giving rise to the final state $t\bar{t}\phi \phi$. Using Machine Learning (AM) techniques, we separate the background events ($pp \longrightarrow t\bar{t} Z $, with $ Z $ decaying in neutrinos and their respective antineutrinos) from the signal events ($ pp \longrightarrow T'\overline{T'} \longrightarrow t\bar{t} \phi\phi $) generated by CalcHEP. We built a deep neural network (DNN) to separate background and signal events and obtained values close to 1 for the Area Under the Receiver Operating Characteristic curve (AUC), indicating that the created classifier efficiently separated the events. However, the results obtained for statistical significance represent an ideal situation, since we did not include in the analysis the decay of the pair $t\bar{t}$.
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ISAAC MAX PEREIRA
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A RELAÇÃO DE GOLDBERBER-TREIMAN NO MODELO DE NAMBU-JONA-LASÍNIO
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Orientador : ANDRE LUIZ MOTA
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDRE LUIZ MOTA
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JEAN CARLOS COELHO FELIPE
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SERGIO MARTINS DE SOUZA
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Data: 20/09/2021
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Neste trabalho, apresentamos um ensaio sobre a relação de Goldberger-Treiman no contexto do modelo de Nambu-Jona-Lasinio (NJL), empregando um procedimento que preserva as simetrias fundamentais do modelo. Para isso, apresentamos explicitamente a construção da Lagrangiana bosonizada do modelo de NJL e o mecanismo de obtenção dos observáveis físicos a partir dessa Lagrangiana. A partir dela, obtemos as expressões explícitas para a auto-energia do méson pí e para a constante de decaimento fraco do píon, as duas quantidades físicas envolvidas na relação de Goldberger-Treiman. Finalmente, calculamos estas quantidades explicitamente utilizando a invariância da Lagrangiana efetiva em relação à transformação de Chan para eliminar quantidades ambíguas (não físicas) que surgem devido às divergências presentes nas amplitudes, mostrando que a relação de Goldberger-Treiman é satisfeita nesse contexto.
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In this work, we present an essay on the Goldberger-Treiman relation in the context of the Nambu-Jona-Lasinio (NJL) model, employing a symmetry-preserving procedure (referred to as Chan’s transformation). For this purpose, we explicitly present the construction of the bosonized Lagrangian of the NJL model and the mechanism for obtaining the physical observables from this Lagrangian. From it, we obtain the explicit expressions for the self-energy of the pion and for the pion weak decay constant, the two physical quantities involved in the Goldberger-Treiman relation. Finally, we explicitly calculate these quantities using the invariance of the effective Lagrangian relative to Chan’s transformation to eliminate ambiguous (non-physical) quantities that arise due to the divergences present in the amplitudes, showing that the Goldberger-Treiman relation is satisfied in this context.
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LUANA APARECIDA DE BARROS
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BUSCA POR PROCESSOS SUBDIFUSIVOS EM ANIMAIS CONFINADOS
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Orientador : LETICIA RIBEIRO DE PAIVA
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MEMBROS DA BANCA :
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ANGÉLICA SOUSA DA MATA
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LETICIA RIBEIRO DE PAIVA
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MARCELO MARTINS DE OLIVEIRA
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Data: 10/12/2021
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Essa dissertação de mestrado foi uma busca por subdifusão em cupins operários do gênero Cornitermes Cumulans, conhecidos também como cupim do pasto. Os experimentos foram feitos em placas de 10 cm de diâmetro e 1 centímetro de altura e foram baseados no rastreamento de partícula única. O movimento dos cupins foi capturado por uma câmera, inicialmente por um período de 30 minutos. Os dados foram coletados por um programa elaborado pelo professor Sidiney Geraldo Alves na linguagem Python e utilizando o Fortran como ferramenta, foram desenvolvidos algoritmos para analisar as séries. Os primeiros testes foram realizados em placas de Petri sem armadilhas ou restrições geométricas, e foi encontrado um expoente que condiz com difusão anômala, mas do tipo superdifusiva. Após esses primeiros experimentos, utilizamos um labirinto de mesmo tamanho e altura da placa de Petri. Vários experimentos foram realizados e foi encontrado um expoente que também condiz com superdifusão, mas um expoente um pouco menor.
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This master's thesis was a search for subdiffusion in worker termites of the genus Cornitermes Cumulans, also known as termites of the pasto. The experiments were carried out on plates 10 cm indiameter and 1 cm in height and were based on single-particle tracking. Termite movement was captured by a camera, initially for a period of 30 minutes. Data were collected by a program developed by professor Sidiney Geraldo Alves in Python language and using Fortran as a tool, algorithms were developed to analyze the series. The first tests were carried out in Petri dishes without traps or geometric restrictions, an exponent was found that matches with anomalous diffusion, but of the superdiffusive type. After these first experiments, we used a maze of the same size and height as the Petri dish. Several experiments were carried out and an exponent was found that also matches superdiffusion, but a slightly smaller exponent.
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