Algoritmos de Monte Carlo : eficiência, adequabilidade e comparação

Orientador: Prof. Dr. Gilberto Medeiros KremerTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Curso de Pós-Graduação em Física. Defesa: Curitiba, 08/05/2015Inclui referências : f. 97-103Resumo: Nessa tese apresentamos os principais resultados da análise de duas diferentes abordagens para simulações de Monte Carlo. Ambos os métodos são amplamente empregados em estudo de transições de fase em sistemas com superfícies de energia livre complexas. Na primeira parte desse trabalho consideramos o algoritmo Simulated-Tempering, que é um algoritmo para simulação serial (utiliza apenas uma unidade de processamento no processo de amostragem do sistema). Consideramos transições de primeira e segunda ordem para diferentes sistemas físicos caracterizados pelos modelos Blume- Emery-Griffiths, Blume-Capel, e Bell-Lavis. Analisamos a performance das simulações e propomos procedimentos para escolha dos parâmetros que otimizem os resultados. Na segunda parte do trabalho, adotamos uma abordagem para computação paralela, ou seja, o processo de amostragem faz uso de múltiplos processadores, permitindo comunicação entre eles. Implementamos uma versão multidimensional para o algoritmo Replica-Exchange Wang-Landau para explorar o espaço de fase do modelo de Ising bidimensional. Palavras-chave: métodos de Monte Carlo para ensembles generalizados, algoritmo Simulated-Tempering , algoritmo Replica-Exchange Wang-Landau. Áreas do conhecimento: matéria condensada, física estatística, simulação computacional.Abstract: In this thesis we present the main results of two different approaches to Monte Carlo simulations. Both methods are widely used to study phase transitions in systems with complex free energy surfaces. In the first part of this work we consider the Simulated-Tempering algorithm, which is an algorithm for serial simulation (only one computing core is used during process of sampling the system). We considered first and second order transitions to different physical systems characterized by Blume-Emery-Griffiths, Blume- Capel, and Bell-Lavis models. We analyze the simulation's performance and propose procedures for choosing the simulation's parameters which optimize the results. In the second part, we consider an approach to parallel computing, i.e., the sampling process uses multiple processors allowing communication between them. We implemented a multidimensional version for the Replica-exchange Wang-Landau algorithm to explore the phase space twodimensional Ising model. Keywords: Monte Carlo methods for generalized ensembles, Simulated- Tempering algorithm , Replica-Exchange Wang-Landau algorithm. Knowledge Areas: condensed matter, statistical physics, computer simulation

Magnetoelectric coupling on fused azulene oligomers

The global magnetic phase diagram for fused azulene oligomers is obtained by using a fermionic Hubbard model, which is an intermediate between the molecular Pariser-Parr-Pople empiric Hamiltonian and the spin-1/2 antiferromagnetic Heisenberg model. We employ the density matrix renormalization group (DMRG) approach to explore the ground state properties of azulene-like molecules as a function of the electronic correlation and the oligomer size. It is shown that, depending on the length of the oligomer, fused azulene transitions from a singlet (S=0) to a higher-spin (S=1,2) ground state. Near the quantum magnetic phase transition the electric dipole moment, present on fused azulene molecules, couples with the magnetic moment leading to a divergent magnetoelectric susceptibility at the boundary lines of the magnetic phase diagram. These spontaneous electric and magnetic polarizations, together with the magnetoelectric coupling between them, indeed corroborate that these fused azulene oligomers can be viewed as a purely organic multiferroic material, being a magnetoelectric molecule.Fil: Valentim, Alexandra. Universidade Estadual da Paraiba; Brasil. Universidade Federal de Minas Gerais; Brasil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Garcia, Daniel Julio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Plascak, J. A.. University of Georgia; Estados Unidos. Universidade Federal de Minas Gerais; Brasil. Universidade Estadual da Paraiba; Brasi

intervenção de enfermagem comunitária para a prevenção das alterações do padrão de sono nas crianças

Constata-se que as crianças e os mais jovens sentem grande atratividade pelas novas tecnologias, e em ambiente escolar, o acesso e o uso das TIC é uma prática comum nas escolas portuguesas. Contudo, sabe-se que o seu uso não é inerte, e estudos recentes fazem referência a uma associação entre o uso das TIC e uma diversidade de consequências para a saúde, nomeadamente padrões de sono insatisfatórios (Ponte & Batista, 2019; Renau, et al., 2018). Neste sentido, o presente projeto de intervenção comunitária visou capacitar os alunos e seus encarregados de educação para o uso saudável das TIC, como forma de prevenir as alterações do padrão de sono das crianças. Trata-se de uma intervenção comunitária desenvolvida através da metodologia do Planeamento em Saúde (Imperatori & Giraldes, 1982; Tavares, 1990). A população alvo foi constituída por todos os alunos inscritos no 5º ano de escolaridade no ano letivo 2020/2021 de uma escola, o que correspondeu a um total de 74 crianças. A amostra obtida foi composta por 48 alunos. O método de colheita de dados selecionado consistiu em parte da versão portuguesa do questionário Eu Kids Online 4 e que foi completado com algumas questões relativas ao padrão de sono das crianças. Constou-se que as TIC são utilizadas mais horas do que o recomendado por dia, que existe uma percentagem significativa de crianças que dormem menos horas por dia que o aconselhado e que a dinâmica de como as TIC são utilizadas é desfavorável à promoção de hábitos de sono saudáveis. A intervenção desenvolvida visou promover a literacia em saúde de forma a capacitar as crianças e seus encarregados de educação sobre o uso saudável das TIC para a promoção de um sono saudável. A avaliação da intervenção demonstrou que após as intervenções de enfermagem desenvolvidas na comunidade escolar houve uma aquisição de conhecimentos

Exploring Replica-Exchange Wang-Landau sampling in higher-dimensional parameter space

We considered a higher-dimensional extension for the replica-exchange Wang-Landau algorithm to perform a random walk in the energy and magnetization space of the two-dimensional Ising model. This hybrid scheme combines the advantages of Wang-Landau and Replica-Exchange algorithms, and the one-dimensional version of this approach has been shown to be very efficient and to scale well, up to several thousands of computing cores. This approach allows us to split the parameter space of the system to be simulated into several pieces and still perform a random walk over the entire parameter range, ensuring the ergodicity of the simulation. Previous work, in which a similar scheme of parallel simulation was implemented without using replica exchange and with a different way to combine the result from the pieces, led to discontinuities in the final density of states over the entire range of parameters. From our simulations, it appears that the replica-exchange Wang-Landau algorithm is able to overcome this difficulty, allowing exploration of higher parameter phase space by keeping track of the joint density of states.Comment: Proceedings of CCP2014 will appear in Journal of Physics: Conference Series (JPCS), published by the IO

A Predictive Model for Maceral Discrimination by Means of Raman Spectra on Dispersed Organic Matter : A Case Study from the Carpathian Fold-and-Thrust Belt (Ukraine)

Acknowledgments: Jankowski L., Mazzoli S., Szaniawski R., and Zattin M. are warmly ackowledged for their help in the sampling campaign and stimulating discussions on Carphatians geology. D. Grigo is kindly thanked for constant encouragement during the work and fruitful discussions on thermal modelling. ENI is acknowledged for pyrolysis data (already presented in the first Author’s PhD thesis) produced in Bolgiano Laboratories and for sponsoring the sampling campaign. The Grant of Excellence Departments, MIUR (ARTICOLO 1, COMMI 314–337 LEGGE 232/2016), is gratefully acknowledged.Peer reviewedPublisher PD

Separation of Unburned Carbon from Coal Conversion Ash: Development and Assessment of a Dry Method

Unburned carbon found in coal conversion ash has the potential to be used in a variety of value-added applications. However, it is first necessary to separate the unburned carbon from the rest of the ash phases. This poses challenges due to the relatively low starting carbon-in-ash values (0.4 to 7.8 wt% reported for South African sources), and the high carbon grades (ideally ∼90 wt% carbon) and recoveries that need to be achieved. In this study a dry method for the separation of unburned carbon from coal ash was developed and assessed using fly, bottom, and gasification ash samples obtained from various South African coal conversion utilities. The idea is to subsequently use the unburned carbon product as a precursor for synthetic graphite manufacturing. The separation consisted of a combination of size, electrostatic (CoronaStat), and magnetic separation steps, and the carbon grades (as loss on ignition [LOI]) and recoveries were assessed for each step. Precharacterization included X-ray diffraction, LOI, and petrography (carbon-mineral associations) analyses. The carbon grades increased from 4.01 and 7.04 wt% to 56.55 and 65.74 wt%, respectively, for two fly ash samples. The process was less efficient for the bottom and gasification ash samples, where final carbon grades of 53.21 and 45.10 wt% were achieved from a starting base of 5.47 and 6.90 wt%, respectively. The carbon recoveries for all samples were low ( \u3c3 \u3e5%), possibly due to the mineral inclusions that form part of the carbon matrix. The suggested separation method is promising but still requires further modification

Cultural adaptation and validation of the attitudes towards alcohol scale for health professionals in Portugal

We aimed to conduct an adaptation and validation of the Attitudes towards Alcohol, Alcoholism and Individuals with Alcohol Use Disorders Scale (EAFAA) which set to address the main groups of attitudes. It is composed in its original version by 50 items, divided into 4 factors: (1) work and interpersonal relationships with patients with alcohol consumption disorders; (2) the person with alcohol consumption disorders; (3) alcoholism (aetiology) and (4) alcoholic beverages and their use. The cultural adaptation from Brazilian to European Portuguese changes 22 items and the designation of one factor. The content validity index scale was 0.96. The psychometric properties were analysed through a cross-sectional study, with a convenience sample of 500 health professionals and students. The confirmatory factor analysis model with the same four (4) original factors, led to the elimination of 9 items. The scale revealed Cronbach’s alpha of 0.801. Empirical adjustment indices were satisfactory with Minimum Discrepancy Function by Degrees of Freedom divided (CMIN) ( X2/gl) = 3.91; p < 0001, RMSEA = 0.076 and the goodness of fit index (GFI) with 0.8. Relative indices values were normal fit index (NFI) = 0.6, comparative fit index (CFI) = 0.7 and Tucker-Lewis indexinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Miocárdio remodelado después de grandes infartos en ratas convierte potenciación post-pausa en disminucion de la fuerza

BACKGROUND: Post-rest contraction (PRC) of cardiac muscle provides indirect information about the intracellular calcium handling. OBJECTIVE: Our aim was to study the behavior of PRC, and its underlying mechanisms, in rats with myocardial infarction. METHODS: Six weeks after coronary occlusion, the contractility of papillary muscles (PM) obtained from sham-operated (C, n=17), moderate infarcted (MMI, n=10) and large infarcted (LMI, n=14) rats was evaluated, following rest intervals of 10 to 60 seconds before and after incubation with lithium chloride (Li+) substituting sodium chloride or ryanodine (Ry). Protein expression of SR Ca(2+)-ATPase (SERCA2), Na+/Ca2+ exchanger (NCX), phospholamban (PLB) and phospho-Ser(16)-PLB were analyzed by Western blotting. RESULTS: MMI exhibited reduced PRC potentiation when compared to C. Opposing the normal potentiation for C, post-rest decays of force were observed in LMI muscles. In addition, Ry blocked PRC decay or potentiation observed in LMI and C; Li+ inhibited NCX and converted PRC decay to potentiation in LMI. Although MMI and LMI presented decreased SERCA2 (72±7% and 47±9% of Control, respectively) and phospho-Ser16-PLB (75±5% and 46±11%, respectively) protein expression, overexpression of NCX (175±20%) was only observed in LMI muscles. CONCLUSION: Our results showed, for the first time ever, that myocardial remodeling after MI in rats may change the regular potentiation to post-rest decay by affecting myocyte Ca(2+) handling proteins.FUNDAMENTO: La Contracción pos pausa (CPP) del músculo cardíaco provee informaciones indirectas sobre la manejo del calcio intracelular. OBJETIVO: Nuestro objetivo fue estudiar el comportamiento de la CPP y sus mecanismos subyacentes en Ratas con infarto de miocardio. MÉTODOS: Seis semanas después de la oclusión coronaria, la contractilidad de los Músculos Papilares (MP) obtenidos a partir de Ratas sometidos a falsa cirurgia (C, n = 17), con infarto moderado (MMI, n = 10) y gran infarto (LMI, n = 14), fue evaluada después de pausas de estímulos de 10 a 60 segundos antes y después de la incubación con cloruro de litio (Li+) en substitución del cloruro de sodio o rianodina (Ry). La expresión proteica de SR Ca(2+)-ATPasa (SERCA2), intercambiador Na+/Ca2+ (NCX), fosfolamban (PLB) y fosfo-Ser (16)-PLB fue analizada por Western blotting. RESULTADOS: Los Ratas MMI presentaron potenciación de CPP reducida en comparación a los Ratas C. En oposición a la potenciación normal para Ratas C, fueron observadas decaimientos de fuerza post-reposo en los músculos de Ratas LMI. Además de eso, la Ry bloqueó la decaimiento o potenciación de PRC observada en Ratas LMI y C; el Li+ inhibió el NCX y convirtió la decaimiento en potenciación de CPP en Ratas LMI. Aunque los Ratas MMI y LMI hayan presentado disminución en el SERCA2 (72 ± 7% y 47 ± 9% de Ratas control, respectivamente) y expresión proteica de fosfo-Ser16-PLB (75 ± 5% y 46 ± 11%, respectivamente), la superexpresión del NCX (175 ± 20%) sólo fue observada en los músculos de Ratas LMI. CONCLUSIÓN: Nuestros resultados mostraron, por primera vez, que el remodelado miocárdico post-IAM en Ratas puede cambiar la potenciación regular para decaimiento post-reposo, afectando las proteínas de manejo del Ca(2+) en miocitos.FUNDAMENTO: A Contração Pós-Repouso (CPR) do músculo cardíaco fornece informações indiretas sobre a manipulação de cálcio intracelular. OBJETIVO: Nosso objetivo foi estudar o comportamento da CPR e seus mecanismos subjacentes em camundongos com infarto do miocárdio. MÉTODOS: Seis semanas após a oclusão coronariana, a contratilidade dos Músculos Papilares (MP) obtidos a partir de camundongos submetidos à cirurgia sham (C, n = 17), com infarto moderado (MMI, n = 10) e grande infarto (LMI, n = 14), foi avaliada após intervalos de repouso de 10 a 60 segundos antes e depois da incubação com cloreto de lítio (Li+) em substituição ao cloreto de sódio ou rianodina (Ry). A expressão proteica de SR Ca(2+)-ATPase (SERCA2), trocador Na+/Ca2+ (NCX), fosfolambam (PLB) e fosfo-Ser (16)-PLB foi analisada por Western blotting. RESULTADOS: Os camundongos MMI apresentaram potenciação de CPR reduzida em comparação aos camundongos C. Em oposição à potenciação normal para camundongos C, foram observadas degradações de força pós-repouso nos músculos de camundongos LMI. Além disso, a Ry bloqueou a degradação ou potenciação de PRC observada em camundongos LMI e C; o Li+ inibiu o NCX e converteu a degradação em potenciação de CPR em camundongos LMI. Embora os camundongos MMI e LMI tenham apresentado diminuição no SERCA2 (72 ± 7% e 47 ± 9% de camundongos controle, respectivamente) e expressão protéica de fosfo-Ser16-PLB (75 ± 5% e 46 ± 11%, respectivamente), a superexpressão do NCX (175 ± 20%) só foi observada nos músculos de camundongos LMI. CONCLUSÃO: Nossos resultados mostraram, pela primeira vez, que a remodelação miocárdica pós-IAM em camundongos pode mudar a potenciação regular para degradação pós-repouso, afetando as proteínas de manipulação de Ca(2+) em miócitos.Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Divisão de Cardiologia Departamento de MedicinaUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Departamento de PsicologiaUniversidade de São Paulo Instituto de Ciências Biomédicas Departamento de Psicologia e BiofísicaUniversidade Federal do Espírito Santo Departamento de Ciências PsicológicasUNIFESP, Divisão de Cardiologia Depto. de MedicinaUNIFESP, Depto. de PsicologiaSciEL

Atitudes dos profissionais de saúde portugueses face ao álcool e perceção de autoeficácia

info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Assessment of graphitized coal ash char concentrates as a potential synthetic graphite source

Coal ash char concentrates from four countries (Portugal, Poland, Romania, and South Africa) were prepared, characterised, and graphitized under the scope of the Charphite project (Third ERA-MIN Joint Call (2015) on the Sustainable Supply of Raw Materials in Europe). Coal ash chars may be a secondary raw material to produce synthetic graphite and could be an alternative to natural graphite, which is a commodity with a high supply risk. The char concentrates and the graphitized material derived from the char concentrates were characterised using proximate analysis, X-ray fluorescence, X-ray diffraction (structural), Raman microspectroscopy, solid-state nuclear magnetic resonance, scanning electron microscopy, and petrographic analyses to determine if the graphitization of the char was successful, and which char properties enhanced or hindered graphitization. Char concentrates with a lower proportion of anisotropic particles and a higher proportion of mixed porous particles showed greater degrees of graphitization. It is curious to see that embedded Al2O3 minerals, such as glass and clay, influenced graphitization, as they most likely acted as catalysts for crystal growth in the basal direction. However, the graphitized samples, as a whole, do not compare well against a reference natural graphite sample despite some particles in select char concentrates appearing to be graphitized following graphitization.Fil: Badenhorst, Charlotte. University Of Johannesburg; SudáfricaFil: Santos, Cláudia. Universidad de Porto; PortugalFil: Lazaro Martinez, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco; ArgentinaFil: Bialecka, Barbara. Central Mining Institute; PoloniaFil: Cruceru, Mihai. University Constantin Brancusi of Targu Jiu; RumaniaFil: Guedes, Alexandra. Universidad de Porto; PortugalFil: Guimarâes, Renato. Universidad de Porto; PortugalFil: Moreira, Karen. Universidad de Porto; PortugalFil: Predeanu, Georgeta. University Politehnica Of Bucharest; RumaniaFil: Suárez-Ruíz, Isabel. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; EspañaFil: Cameán, Ignacio. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; EspañaFil: Valentim, Bruno. Universidad de Porto; PortugalFil: Wagner, Nicola. University Of Johannesburg; Sudáfric