O Glioblastoma Multiforme (GBM) é um câncer cerebral agressivo com baixa taxa de sobrevida. A estimulação cerebral não invasiva é uma abordagem promissora para o tratamento do GBM, mas ainda há muito a ser aprendido sobre sua eficácia e segurança.

Baseada em pesquisas do início dos anos 2000 sobre a aplicação de campos eletromagnéticos no tratamento do GBM essa dissertação propõe o desenvolvimento de um banco de dados otimizado de simulações usando o SimNIBS. O SimNIBS foi projetado para simular a estimulação elétrica no cérebro e pode gerar simulações utilizando código na linguagem Python.

A pesquisa explorou a eficácia da Estimulação Transcraniana Elétrica de Corrente Contínua (ETCC) e Corrente Alternada (ETCA), esta última focada para o tratamento do GBM. Os resultados destacam a influência da configuração dos eletrodos na distribuição da estimulação elétrica e a penetração do campo elétrico no tecido cerebral. Os dados obtidos indicam a necessidade de ajustes na corrente aplicada na ETCA e recomenda configurações específicas de eletrodos para otimizar o tratamento do GBM.

Por fim, essa análise irá contribuir para uma melhor compreensão da neuromodulação no contexto do GBM. Os resultados sugerem que a ETCA pode ser uma opção eficaz para o tratamento do GBM, mas pesquisas adicionais são necessárias para validar os resultados e determinar a segurança a longo prazo da terapia.

Neste trabalho, calcularemos o propagador de Feynman de um campo escalar com massa M a uma temperatura finita T no universo de Einstein, que é um espaço-tempo estático. O campo será acoplado arbitrariamente à curvatura (ou seja, o parâmetro de acoplamento do campo escalar com a curvatura terá um valor arbitrário). A partir do propagador renormalizado, determinaremos o tensor de pressão-energia-momento do campo escalar e, como consequência, a termodinâmica correspondente. Este estudo é de interesse porque o universo não estacionário (ou seja, dinâmico) parece ser uma "sucessão de universos de Einstein", começando com o universo primordial. Nossos resultados serão comparados com a literatura existente.

O princípio da localidade é respeitado pela teoria de relatividade especial e geral. Em consequência, a velocidade da luz é a máxima velocidade que a informação pode viajar. No
entanto, pela lei de Hubble-Lemaitre nos sabemos que dois observadores comoveis podem
se separar com velocidades maiores que a velocidade da luz. Além disso, a teoria da inflação cosmica tambem implica o movimento superluminal de observadores comoveis no primeiros instantes do nosso Universo. Com esta motivação física, Alcubierre construiu uma solução da relatividade geral que permite viagens superluminais sem violar a causalidade. Sua solução inspirou a definição matemática geral de warp drives dada por Natario e o comportamento solitônico de Fell-Heisenberg. Nesta tese, focaremos em duas questões: primeiro, com base na definição de Natario, estudamos o “problema do observador” em warp drives, e segundo, estabelecemos restrições para vetores de deslocamento do tipo gradiente para representar warp drives físicos na métrica de Fell-Heisenberg.

O objetivo da seguinte dissertação é apresentar a conexão existente no comportamento do regime infravermelho em ambas as teorias de calibre e gravidade. O primeiro elemento desta análise é o estudo dos os teoremas soft , originalmente desenvolvidos por Weinberg [1][2]. Em um sentido geral, os processos de espalhamento são governados por meio de restrições que controlam a forma como as partículas soft são produzidas. O segundo elemento são as simetrias espaço-temporais assintóticas desenvolvidas por Bondi, van der Burg, Metzner e Sachs [3] [4] dos espaço-tempos assintoticamente planos. Eles fornecem o surgimento de cargas conservadas associadas ao comportamento dos campos através nos infinitos nulos. Terceiro, mas não menos importante, a existência de efeitos de memória, como os estudados por Christodolou [5][6] e Thorne [7] no limite infravermelho. Novamente, em termos simples, eles se referem ao surgimento de perturbações no tecido do espaço-tempo devido à sua propagação, levando a deslocamentos de campo. Nós exploramos a conexão em termos da aplicação de transformadas de Fourier e identidades de Ward. Por simplicidade, vamos-nos focar no caso da Eletrodinâmica Quântica e da Gravidade Quântica.

Nessa Dissertação fazemos inicialmente um breve estudo sobre o campo escalar complexo sob ação de um potencial externo do tipo delta de Dirac concentrado ao longo de um plano. Consideramos o campo complexo com massa e fazemos uma abordagem com o campo estruturado em sua forma matricial. Para esse caso, obtemos a função de Green e a interação entre o potencial e uma fonte para o campo, que faz o papel do que viria a ser uma carga no eletromagnetismo. Os resultados obtidos não são originais, mas servem para introduzir o leitor ao estudo de campos sob a ação de potenciais externos do tipo delta de Dirac (assunto principal da Dissertação) e a abordagem do campo escalar complexo na sua forma matricial. Tal abordagem é utilizada no restante do trabalho. Posteriormente apresentamos um estudo sobre o campo escalar complexo interagindo com um potencial externo, em um acoplamento do tipo corrente. Estudamos a interação que surge entre o potencial e fontes estacionárias pontuais para o campo escalar. Esses são resultados originais, até onde sabemos, e apresentam características bem interessantes, ainda não observadas em nenhum outro modelo do tipo na literatura. Um dos motivos para isso decorre do fato de que o acoplamento considerado não é isotrópico, havendo distinção entre os dois lados do plano onde o potencial se concentra. Além da descrição de sistemas de matéria condensada, onde modelos de campos escalares são frequentemente utilizados, acreditamos que os resultados obtidos também possam ser úteis no estudo de modelos tipo MIT para campos bosônicos, onde não o campo, mas sua corrente associada é confinada. Alguns aspectos do modelo ainda devem ser explorados. Esperamos em breve obter resultados adicionais aqueles apresentados nesse texto e apresentar todos em forma de artigo científico a ser submetido para publicação.

Neste trabalho foram analisadas as principais propriedades da dinâmica de campos de
matéria em espaços-tempos esfericamente simétricos dando especial atenção ao campo
escalar evoluindo na vizinhança de buracos negros, para isso levamos em consideração
a métrica para os diferentes espaços-tempos, que será codificada no elemento de linha
(intervalo espaço-tempo). Algumas características da evolução de campos teste, tais
como coordenada tartaruga, potencial efetivo, condições físicas de contorno e modos de
oscilação foram exploradas e discutidas considerando o comportamento assintótico dos
espaços-tempos como sendo (AdS, Minkowski, dS). As frequências normais e quasinormais
de oscilação do campo escalar foram calculadas exatamente para espaços-tempos AdS,
dS, Minkowski e buraco negro BTZ, para os quais usamos funções especiais que são
soluções de equações diferenciais conhecidas (Bessel, Hipergeométrica). Também calculamos numericamente, os modos quasinormais, para os espaços-tempos de Schwarzschild e Schwarzschild-AdS, usando os métodos espectrais de soluções em série (Frobenius e Bernstein) com ajuda do programa Mathematica.

vNeste trabalho foram investigadas propriedades de magneto transporte em estruturas de poço quântico de PbTe, dopado com BaF2, e uma heteroestrutura de SnTe/Sn(1-x)EuxTe. Ambas as estruturas foram crescidas pela técnica de epitaxia por feixe molecular (MBE) pelo Laboratório Associado de Sensores e Materiais do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – LAS/INPE na cidade de São José dos Campos (SP), a fim de desenvolver semicondutores com alta cristalinidade. Essas estruturas são do tipo-p e com espessuras dadas por 10 nm do poço e 5 μm do filme. As medidas realizadas consideraram duas condições de iluminação, com luz infravermelha (IR) (940 nm de comprimento de onda) e escuro, para temperaturas variando de 300 K até 1,9 K e com campo magnético aplicado de até 9 T perpendicular à superfície. Nas discussões das curvas de magnetorresistência foram analisadas as componentes oscilatórias do efeito Shubnikov-de Haas, a fim de identificar a origem do padrão de batimento, considerando a ocorrência do efeito Rashba devido interações de efeito spin-órbita e propriedades de simetria do sistema. Com essa finalidade foram calculados massas efetivas, concentração e mobilidade eletrônica de portadores, além dos fatores-𝑔 de Landé, para investigar anisotropia do sistema. Nas análises das medidas de magneto transporte para o poço quântico de PbTe:BaF2 foram confirmadas o transporte por multivales, ou seja, com contribuição no transporte eletrônico pelos vales longitudinais e oblíquo da superfície de Fermi, através do cálculo das energias de confinamento dos vales dentro do poço. Enquanto para a heteroestrutura o transporte ocorreu apenas através do vale longitudinal. Para essas amostras também foram verificados os efeitos que contribuíram para geração das componentes oscilatórias do efeito Shubnikov-de Haas. Nesse caso, para o PbTe:BaF2 o cálculo da energia de Rashba de 8,4 𝑚𝑒𝑉 explicou splitting do vale longitudinal e a ocorrência das frequências 𝛼 e 𝛽. Para a heteroestrutura essa energia do splitting de Rashba correspondeu a um valor pequeno de 0,17 𝑚𝑒𝑉, calculada a partir de valores de frequências das oscilações Shubnikov-de Haas extraídas do ajuste Lifshitz-Kosevich (LK). Desse mesmo ajuste foram confirmados o transporte por estados de bulk na heteroestrutura, embora o SnTe seja isolante topológico cristalino e na teoria de isolantes topológicos são esperados transporte por estados de superfície (TSS).

Com a disponibilização dos catálogos de dados Gaia e a existência de métodos de ajuste de isócronas automatizados, o estudo de aglomerados abertos vem passando por grandes avanços nos últimos anos. Seus parâmetros fundamentais vêm, consequentemente, sendo estimados em maior escala e com melhor precisão. Entretanto, parâmetros importantes como as massas totais desses objetos, os detalhes das populações de estrelas individuais e binárias e a existência de segregação de massa são pouco estudadas de maneira adequada. Nesse contexto, neste trabalho apresentamos um novo método de determinação de massas individuais, inclusive de estrelas binárias. Esse método permite estudar a massa total dos aglomerados abertos, assim como detalhes da população de binárias através de suas funções de massa. Para validar o método e sua eficiência, utilizamos aglomerados sintéticos com parâmetros previamente determinados. Com o método validado, aplicamos o procedimento para aglomerados de um recente catálogo de parâmetros fundamentais de nosso grupo, obtido do GAIA Early Data Release 3 (EDR3). Os principais resultados adquiridos incluem a obtenção da função de massa detalhada para as populações de estrelas individuais, primárias e secundárias, bem como as massas totais para 895 aglomerados. Mostramos também relações da massa total com outros parâmetros fundamentais e discutimos as implicações dinâmicas.

O objetivo deste estudo foi investigar a influência do tempo de pausa (etch-stop) nas propriedades estruturais e ópticas de estruturas multicamadas e sua passivação para evitar efeitos de envelhecimento. A análise estrutural por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e o procedimento de ajuste dos dados de refletância óptica mostraram que a inclusão de uma pausa durante o crescimento da matriz porosa promove a formação de camadas mais espessas (2638 nm, em 10 s de pausa), em comparação com a camada com baixa porosidade sem pausa (2584 nm). Um comportamento semelhante foi observado para camadas de alta porosidade variando de 4500 a 4780 nm. Essa tendência também foi observada para estruturas multicamadas. Quanto à porosidade, observou-se um comportamento oposto, diminuindo em cerca de 9,5% e 6,5% com o aumento do tempo do etch-stop para camadas individuais com baixa e alta porosidade, respectivamente. Este fenômeno foi atribuído à recuperação do ácido fluorídrico consumido durante a formação dos poros na interface eletrólito-silício. Para obter cristais fotônicos 1D (1D-PC) de silício poroso com respostas ópticas próximas às projetadas, esse fenômeno deve ser levado em consideração no desenvolvimento do dispositivo. A fabricação do 1D-PC com uma sequência iniciando com uma camada com alta porosidade e outras onde a primeira camada superior possui baixa porosidade prova que o efeito de aumento da espessura e diminuição da porosidade independe da ordem de empilhamento. No entanto, o tratamento térmico feito em ambiente de ar mostra mudanças significativas na resposta óptica após a oxidação a 400°C. Como a oxidação do silício poroso depende das características da matriz porosa, conclui-se que o etch-stop promove a formação de camadas de alta e baixa porosidade com diferentes microestruturas, de modo que após o recozimento térmico a 1000°C em dispositivos com a primeira camada superior com alta porosidade, o gap fotônico principal (PBG) é destruído, ou seja, a espessura óptica das camadas de alta e baixa porosidade não obedece mais à lei de Bragg devido ao efeito de contração-expansão das camadas de baixa e alta porosidade. Três materiais diferentes foram usados para a passivação da superfície: óxido de silício térmico (SiO2), ouro (Au) e óxido de titânio (TiO2). Apesar da camada de passivação, a presença desses elementos resultou em um deslocamento para o azul do PBG. No entanto, no caso do TiO2 depositado, algumas amostras apresentaram um deslocamento para o vermelho, enquanto em outras o PBG não foi alterado. O deslocamento ao vermelho foi associado à presença de xileno no sol-gel TiO2 dentro dos poros. O PBG inalterado foi associado à formação de uma fina camada de sol-gel de TiO2 de vedação dos poros. Após o tratamento térmico, observou-se o típico deslocamento para o azul. Apesar do material de passivação, a espectroscopia rápida de infravermelho de Fourier (FTIR) revela a presença de SiO2 além das fases Au ou TiO2. A análise por espectroscopia de raios-X por dispersão de energia (EDS) mostrou que Au e TiO2 foram depositados em um gradiente de concentração profundo, mas com uma distribuição homogênea ao longo da superfície da amostra. A difração de raios X (XRD) mostrou que após o tratamento térmico a 450°C, as fases rutilo e anatase coexistem, com predominância da última. A estabilidade das propriedades ópticas após a passivação foi confirmada por medições das amostras após 20 e 36 semanas de armazenamento. Nenhuma mudança espectral foi observada na posição PBG.

Neste trabalho propomos o desenvolvimento de novos modelos de dois e três campos escalares reais acoplados que possuem soluções BPS (Bogomolnyi-Prasad-Sommerfield). Para tal fim utilizaremos o método recentemente proposto, conhecido como método de extensão. Em particular, construiremos explicitamente novos modelos de dois e três campos escalares acoplados, e também estudaremos a estabilidade linear de suas respectivas soluções BPS.

Silício tipo-p foi utilizado para a formação de silício macroporoso (MPS) por corrosão eletroquímica em solução de HF:DMF, 1:9 em volume. A seguir, essas estruturas foram passivadas por meio da deposição de uma camada de polianilina (PANI) usando o método da voltametria cíclica, método que também foi empregado para a dopagem da camada de PANI com pequenas concentrações de érbio (Er), na ordem milimolar (mM). A análise estrutural por microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou que os poros são formados aleatoriamente ao longo de toda a região porosa com diâmetro variando entre 0,3 e 1,3 𝜇m, à medida que a análise de Espectrometria de raios-x por dispersão de energia (EDS) revela que a PANI foi deposita ao longo das paredes dos poros, tendo maior concentração nas regiões mais próximas da superfície da camada porosa. A espectroscopia de Rutherford por íons retroespalhados (RBS) mostra que o Er tem se difundido através da camada de PANI, porém com sua maior concentração na região superficial. Essas duas técnicas mostraram a presença de oxigênio que é associado com a formação de óxido de silício (SiO2), sendo confirmadas por meio da espectroscopia de infravermelho (FTIR), onde foi encontrada a presença de grupos funcionais associados às ligações de O-Si-O. Nas amostras dopadas com Er, tanto o FTIR quanto a espectroscopia Raman mostraram que o Er cria grupos funcionais adicionais que, segundo a difração de raios-X (DRX), reduz a cristalinidade da PANI e com isso diminui sua condutividade. A caracterização elétrica confirma não apenas a diminuição da condutividade da PANI, mas também a diminuição da corrente que atravessa a junção MPS/PANI; isso está associado com o incremento da quantidade de SiO2 dentro da estrutura porosa. Esse efeito é parcialmente recuperado pela inclusão do Er, possivelmente devido a redução da largura da região de carga espacial, bem como ao efeito do Er presente na interface MPS/PANI por meio da modificação da função trabalho ou o incremento dos estados superficiais. Esse efeito é confirmado por meio da refletância na região UV-VIS que mostra uma diminuição da energia de transferência indireta.

A espectrofotometria diferencial do trânsito de exoplanetas tipo Hot-Júpiters tem se mostrado uma técnica promissora para a caracterização da atmosferas desses planetas, sem a necessidade de resolvê-lo espacialmente de sua estrela hospedeira. O aprimoramento dessa técnica na última década possibilitou a obtenção de espectros de transmissão em telescópios cada vez menores, como o NOT 2.4m. Motivado por esses resultados, o presente trabalho busca testar a viabilidade da caracterização de atmosferas utilizando essa técnica no telescópio Perkin-Elmer 1.6m, baseado em observações realizadas no OPD-LNA. As curvas de luz obtidas para os objetos acompanhados apresentaram uma dispersão da ordem da profundidade de trânsito, possivelmente gerada pela oscilação dos objetos na fenda em conjunto com noites desfavoráveis. Através da combinação dos espectros, foi possível gerar o espectro de transmissão do WASP-87b. Os modelos atmosféricos ajustados aos dados indicam uma atmosfera rica em oxigênio (C/O < 1), com forte haze e evidências de estruturas de absorção de TiO e VO, que a temperaturas acima de 2000K, suprimem as linhas de absorção do Na e K. Esse resultado individual não é o suficiente para confirmar a eficácia do método, e novas observações devem ser realizadas visando compreender melhor erros sistemáticos e restringir os limites de sua aplicabilidade.

Neste trabalho, foi realizado um estudo do efeito de fotocondutividade em duas amostras de poços quânticos simples de PbTe/Pb1-xEuxTe, do tipo-p, crescidos, com espessura de 10 e 20 nm, sobre um substrato de BaF2. As medições de fotocondução foram realizadas numa faixa de temperatura de 300 – 1,9 K e sob a iluminação de um LED emissor infravermelho (IR). As amostras apresentam fotocondutividade positiva e um efeito de persistência a baixas temperaturas. O efeito de fotocondutividade persistente foi associado à presença de níveis de defeitos no interior da estrutura de bandas dos poços. Ajustes, a partir das curvas de decaimento, foram realizados para obter-se os tempos de recombinação para os dois poços estudados e, assim, obter as posições dos níveis de defeitos responsáveis pelo efeito de persistência. Foram obtidos os tempos de recombinação para cada amostra, indicando que mais de um nível de defeito participa no transporte elétrico dos portadores. No poço com 10 nm de espessura, o nível de defeito torna-se mais efetivo no aprisionamento de portadores para temperaturas inferiores a 20 K e é responsável pelo efeito de persistência na fotocondutividade da amostra que é visível a partir dessa temperatura. Porém, com mais evidência o poço de 10 nm apresentou uma fotoresposta maior para T = 10 K do que para T = 4,2 K, comportamento esse, que não era esperado. Para o poço de 20 nm, o nível de defeito começa a ter influência a partir de 45 K e assim o efeito de persistência fica evidente a partir dessa temperatura. Medições de efeito Hall também foram realizadas para auxiliar na compreensão da influência da radiação IR no transporte elétrico. Para a amostra com 10 nm de espessura, as medidas indicam que a iluminação aumenta a densidade de portadores e, para uma determinada região de temperatura, há um aumento na mobilidade dos portadores. A alteração nos comportamentos da mobilidade e da densidade de portadores revela a influência no nível de defeito encontrado para a amostra. O aumento na mobilidade ajuda a esclarecer o fato da variação na amplitude de fotocondução em 10 K ser maior que em 4,2 K. Para o poço com 20 nm, a iluminação causa um aumento na densidade dos portadores e uma diminuição na mobilidade a partir de 30 K, mostrando que os níveis de defeitos encontrados influenciam nas curvas de fotocondução da amostra. A saturação apresentada pela curva de mobilidade ajuda a compreender a similaridade entre as amplitudes de fotocondução para 10 K e 4,2 K para o poço com 20 nm.

Este trabalho tem como objetivo apresentar e discutir os modelos análogos ópticos utilizados para estudar sistemas gravitacionais por meio de sistemas de matéria condensada. Toda teoria matemática por trás da construção de um modelo análogo óptico é apresentada, juntamente com dois modelos: o buraco negro de Schwarzschild e o buraco de minhoca de Morris-Thorne. Propõe-se uma parametrização de tais modelos de modo a unificá-los por meio de um parâmetro real livre que gera uma família de novos modelos e abre possibilidade de que alguns desses novos modelos venham a ser modelos análogos.

As nebulosas planetárias (NPs) e regiões HII representam importantes ferramentas no que diz respeito a determinação de abundâncias quı́micas e exploração dos gradientes radiais de abundâncias em galáxias espirais. Ambos objetos configuram populações estelares com diferentes idades, logo a determinação de suas abundâncias permite estudar a composição quı́mica das galáxias em diferentes épocas da sua evolução. Neste trabalho temos como finalidade determinar as abundâncias quı́micas das populações de NPs e regiões HII na galáxia espiral barrada M83. Nossos dados são constituı́dos por objetos candidatas a NPs e regiões HII em M83 observadas com o telescópio Gemini Sul, as quais ainda não possuı́am abundâncias quı́micas calculadas. Obtemos, pela primeira vez, abundâncias pelo método direto para duas NPs da galáxia M83. Para dez regiões HII de nossa amostra, diferentes métodos estatı́sticos e calibrações foram adotados para derivar suas abundâncias; e para apenas uma destas regiões HII obteve-se a abundância também pelo método direto. Com as abundâncias das duas NPs foi possı́vel, com o auxı́lio de dados de modelos de evolução estelar, estimar as massas de suas estrelas progenitoras. Já as abundâncias calculadas para as regiões HII nos permitiu explorar os gradientes radiais de abundância de oxigênio. Nossos resultados evidenciam que os gradientes radiais diferem conforme o método adotado, tanto na altura e inclinação. As abundâncias das duas NPs, comparadas às abundâncias das regiões HII pelos diferentes métodos, são menores. Este resultado fortalece a hipótese de que um possı́vel enriquecimento quı́mico aconteceu na galáxia espiral barrada M83.

É bem estabelecido que a mudança no estado físico de um campo quântico induz dispersões na velocidade de uma partícula teste não relativística interagente. No presente trabalho, tal modelo de interação é utilizado com um tempo de transição finito entre os estados do campo. Sublinhando que tal movimento estocástico é diferente de um movimento browniano usual, pois, no regime em que o tempo de interação tende a infinito, as dispersões são limitadas e não dependem do tempo de interação, sem a necessidade de uma forca dissipativa.
Ademais, estudamos o caso de um campo massivo à temperatura finita, generalizando a investigação feita em [1]. Os resultados aqui presentes mostrar que efeitos de subvácuo aparecem mesmo à temperaturas finitas. Efeitos inéditos também são revelados, visto que uma descrição detalhada da contribuição térmica frisa a sua discrepância com o movimento Browniano e a oposição entre massa e temperatura. A presença de massa no campo enfraquece a contribuição térmica nas flutuações, enquanto o aumento da temperatura diminui o caráter oscilatório dos campos massivos. Tal oposição é ainda mais relevante na presença de uma fronteira, quando é investigada a dominância das contribuições de vácuo sobre as térmicas com a aproximação da fronteira. Pois, para maiores massas, o vácuo domina sobre os efeitos térmicos por maiores distâncias, podendo até criar um interessante oscilação nessa dominância ao se aproximar da fronteira.

Neste trabalho estudamos as principais propriedades e estruturas algébricas das teorias de campos conformes. Em particular, consideramos teorias de campos clássicos e quânticos para sistemas de bósons e férmions livres em diferentes situações de contornos. Além disso, estudamos os aspectos clássicos e quânticos considerando defeitos e a permutaçãode branas na teoria de Liouville.