Submitted by Prieslei E. D. Goulart Santos (prieslei@ift.unesp.br) on 2017-12-07T16:59:31Z No. of bitstreams: 1 Thesis.pdf: 1801229 bytes, checksum: 71a64454056164c79eed45a9201789ac (MD5) / Submitted by Prieslei E. D. Goulart Santos (prieslei@ift.unesp.br) on 2017-12-11T18:47:11Z No. of bitstreams: 1 Thesis.pdf: 1801229 bytes, checksum: 71a64454056164c79eed45a9201789ac (MD5) / Submitted by Prieslei E. D. Goulart Santos (prieslei@ift.unesp.br) on 2017-12-14T11:25:03Z No. of bitstreams: 1 Thesis.pdf: 1801229 bytes, checksum: 71a64454056164c79eed45a9201789ac (MD5) / Submitted by Prieslei E. D. Goulart Santos (prieslei@ift.unesp.br) on 2017-12-14T13:50:32Z No. of bitstreams: 1 Thesis.pdf: 1801229 bytes, checksum: 71a64454056164c79eed45a9201789ac (MD5) / Approved for entry into archive by Hellen Sayuri Sato null (hellen@ift.unesp.br) on 2017-12-15T16:09:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 goulartsantos_ped_dr_ift.pdf: 1801229 bytes, checksum: 71a64454056164c79eed45a9201789ac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-15T16:09:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 goulartsantos_ped_dr_ift.pdf: 1801229 bytes, checksum: 71a64454056164c79eed45a9201789ac (MD5) Previous issue date: 2017-11-21 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / No contexto de teorias de Einstein-Maxwell-dilaton, estudamos buracos negros, buracos de minhoca e aplicações à correspondência anti-de Sitter/Teoria de Matéria Condensada. Apresentamos a solução de buracos negro dyonica para a teoria de Einstein-Maxwell-dilaton escrita completamente em termos de constantes de integração, e então investigamos como definir parâmetros físicos dependentes e independentes. Escolhendo condições de contorno apropriadas para o dilaton no infinito, construímos buracos negros sem massa e uma ponte de Einstein-Rosen que satisfaz a condição de energia nula. Construímos uma solução carregada analítica de buraco de minhoca atravessável para a teoria de Einstein-Maxwell-phantom-dilaton que é livre de singularidades e conecta dois espaços de Minkowski. Usando o teorema de Gauss-Bonnet calculamos o ângulo de deflexão de um raio de luz que passa próximo este buraco de minhoca. Apresentamos o formalismo da função entropia de Sen e o aplicamos para o cálculo analítico da entropia do buraco negro extremo de uma teoria de supergravidade com N=8 em quatro dimensões. No contexto de holografia, calculamos coeficientes de transporte na presença de campos magnéticos para teorias com um termo topológico na ação. Definimos quantidades radialmente independentes subtraindo as correntes de magnetização, e então estudamos perturbações lineares em torno do horizonte a fim de expressar as condutividades elétrica, termoelétrica e térmica em termos de somente propriedades do horizonte. Combinamos as fórmulas para as condutividades com os dados do horizonte calculados usando o formalismo de Sen, e expressamos analiticamente as condutividades à temperatura zero para várias teorias cujas soluções de buraco negro não são conhecidas analiticamente. / In the context of Einstein-Maxwell-dilaton theory, we study black holes, wormholes and applications to the anti-de Sitter/Condensed Matter Theory correspondence. We present the dyonic black hole solution to the Einstein-Maxwell-dilaton theory written fully in terms of integration constants, and then investigate how to define dependent and independent physical parameters. Choosing appropriate boundary conditions for the dilaton at infinity, we construct massless black holes and an Einstein-Rosen bridge that satisfies the null energy condition. We construct an analytical charged traversable wormhole solution to the Einstein-Maxwell-phantom-dilaton theory which is free of singularities and connects two Minkowski spacetimes. Using the Gauss-Bonnet theorem we compute the deflection angle of a light ray passing close to this wormhole. We present the Sen's entropy function method and apply it to compute analytically the entropy of the extremal black hole of a gauged N=8 supergravity theory in four dimensions. In the holographic context, we compute the transport coefficients in the presence of magnetic fields for theories with a topological term in the action. We define radially independent quantities by subtracting off the magnetization currents, and then study linear perturbations around the horizon in order to express the electric, thermoelectric and heat conductivities in terms of horizon properties only. We combine the formulae for the conductivities with the horizon data computed using Sen's entropy function method, and express analytically the conductivities at zero temperature for several theories whose the full black hole solutions are not known analytically. / 2103/00140-7

Orientador: Horatiu Stefan Nastase / Banca: Nathan Jacob Berkovits / Banca: Pedro Gil Martins Vieira / Banca: Dmitry Melnikov / Banca: Victor de Oliveira Rivelles / Resumo: No contexto de teorias de Einstein-Maxwell-dilaton, estudamos buracos negros, buracos de minhoca e aplicações à correspondência anti-de Sitter/Teoria de Matéria Condensada. Apresentamos a solução de buracos negro dyonica para a teoria de Einstein-Maxwell-dilaton escrita completamente em termos de constantes de integração, e então investigamos como definir parâmetros físicos dependentes e independentes. Escolhendo condições de contorno apropriadas para o dilaton no infinito, construímos buracos negros sem massa e uma ponte de Einstein-Rosen que satisfaz a condição de energia nula. Construímos uma solução carregada analítica de buraco de minhoca atravessável para a teoria de Einstein-Maxwell-phantom-dilaton que é livre de singularidades e conecta dois espaços de Minkowski. Usando o teorema de Gauss-Bonnet calculamos o ângulo de deflexão de um raio de luz que passa próximo este buraco de minhoca. Apresentamos o formalismo da função entropia de Sen e o aplicamos para o cálculo analítico da entropia do buraco negro extremo de uma teoria de supergravidade com N=8 em quatro dimensões. No contexto de holografia, calculamos coeficientes de transporte na presença de campos magnéticos para teorias com um termo topológico na ação. Definimos quantidades radialmente independentes subtraindo as correntes de magnetização, e então estudamos perturbações lineares em torno do horizonte a fim de expressar as condutividades elétrica, termoelétrica e térmica em termos de somente propriedades do ho... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the context of Einstein-Maxwell-dilaton theory, we study black holes, wormholes and applications to the anti-de Sitter/Condensed Matter Theory correspondence. We present the dyonic black hole solution to the Einstein-Maxwell-dilaton theory written fully in terms of integration constants, and then investigate how to define dependent and independent physical parameters. Choosing appropriate boundary conditions for the dilaton at infinity, we construct massless black holes and an Einstein-Rosen bridge that satisfies the null energy condition. We construct an analytical charged traversable wormhole solution to the Einstein-Maxwell-phantom-dilaton theory which is free of singularities and connects two Minkowski spacetimes. Using the Gauss-Bonnet theorem we compute the deflection angle of a light ray passing close to this wormhole. We present the Sen's entropy function method and apply it to compute analytically the entropy of the extremal black hole of a gauged N=8 supergravity theory in four dimensions. In the holographic context, we compute the transport coefficients in the presence of magnetic fields for theories with a topological term in the action. We define radially independent quantities by subtracting off the magnetization currents, and then study linear perturbations around the horizon in order to express the electric, thermoelectric and heat conductivities in terms of horizon properties only. We combine the formulae for the conductivities with the horizon data computed using Sen's entropy function method, and express analytically the conductivities at zero temperature for several theories whose the full black hole solutions are not known analytically. / Doutor

Nesta dissertação são explorados efeitos clássicos e semi-clássicos em espaços-tempos quase-extremos. Na classe de geometrias tratadas aqui, uma região estática entre dois horizontes é considerada, de forma que estes horizontes estão muito próximos e as suas gravidades superficiais são muito pequenas. Este limite quase-extremo surge em vários contextos de interesse, envolvendo buracos negros assintoticamente de Sitter, buracos de minhoca e buracos negros em universos com seção espacial compacta. No trabalho desenvolvido, buracos de minhoca ligando duas regiões com horizontes cosmológicos são estudados em detalhes. Uma vez caracterizada, algumas das propriedades clássicas destas estruturas e efeitos semi-clássicos são explorados. O tratamento quântico proposto leva naturalmente a uma caracterização termodinâmica associada aos horizontes atrapantes presentes na geometria. Consideramos especificamente propriedades térmicas associadas a um campo escalar nos espaços-tempos de interesse. Uma revisão do formalismo de Hayward é feito, com a sua adaptação para espaços-tempos importantes. Buracos de minhoca no regime quase-extremo são discutidos em detalhes. / In this dissertation, classical and semi-classical effects in quasi-extreme spacetimes are explored. In the class of geometries treated here, a static region between two horizons is considered, in such a way that these horizons are very close and their surface gravities are very small. This quasi-extreme limit appears in several contexts of interest, such as asymptotically de Sitter black holes, wormholes and black holes in universes with compact spatial section. In the developed work, wormholes connecting two regions bounded by cosmological horizons are studied in detail. Once some of the classical properties of these structures are characterized, semi-classical effects are explored. The proposed quantum treatment naturally leads to a thermodynamic characterization associated to the trapping horizons present in the geometry. We specifically consider thermal properties associated to a scalar field in the spacetimes of interest. A review of Hayward\'s formalism is presented, with a proper adaptation to important space-times. Wormholes in the near extreme regime are discussed in detail.

Neste trabalho, construímos novas soluções com simetria esférica ou axial para as equações do campo gravitacional induzido num cenário brana do tipo Randall-Sundrum, onde uma 3-brana com constante cosmológica está imersa num espaço-tempo 5-dimensional conhecido como bulk. Para o caso esfericamente simétrico, com constante cosmológica negativa, obtivemos uma família de soluções numa brana assintoticamente anti-de Sitter, sendo que cada membro desta é diferenciado de outro por uma constante integração C, que fixada proveu-nos soluções de buracos negros ou buracos de minhocas. Com a mesma simetria, geometrias que descrevem buracos de minhoca foram encontradas numa brana assintoticamente de Sitter. Para o caso axialmente simétrico, métricas assintoticamente anti-de Sitter e de Sitter foram construídas no contexto citado. Propriedades óticas, como a rotação do vetor de polarização, foram estudadas, mostrando-nos algumas diferenças entre os mundos brana, tratados como uma teoria de gravitação modificada, e a relatividade geral. / In this work we have constructed new solutions, with axial or spherical symmetry, to the induced gravitational field equations within a Randall-Sundrum type brane world scenario, where a 3-brane with cosmological constant is embedded in a 5-dimensional space-time called bulk. For the spherical case with negative cosmological constant, we have found a family of solutions in an anti-de Sitter brane, where each member of the family is different from another when C is fixed. With a fixed C we have black holes or wormholes. In this same case, with spherical symmetry, we have obtained wormhole solutions in a de Sitter brane. In the same context, for the axially symmetric case, metrics asymptotically anti-de Sitter and de Sitter were built. Optics features, like rotation of polarization vector, have been studied. These features showed some differences between brane worlds, a theory of modified gravity, and the General Relativity.

Neste trabalho, construímos novas soluções com simetria esférica ou axial para as equações do campo gravitacional induzido num cenário brana do tipo Randall-Sundrum, onde uma 3-brana com constante cosmológica está imersa num espaço-tempo 5-dimensional conhecido como bulk. Para o caso esfericamente simétrico, com constante cosmológica negativa, obtivemos uma família de soluções numa brana assintoticamente anti-de Sitter, sendo que cada membro desta é diferenciado de outro por uma constante integração C, que fixada proveu-nos soluções de buracos negros ou buracos de minhocas. Com a mesma simetria, geometrias que descrevem buracos de minhoca foram encontradas numa brana assintoticamente de Sitter. Para o caso axialmente simétrico, métricas assintoticamente anti-de Sitter e de Sitter foram construídas no contexto citado. Propriedades óticas, como a rotação do vetor de polarização, foram estudadas, mostrando-nos algumas diferenças entre os mundos brana, tratados como uma teoria de gravitação modificada, e a relatividade geral. / In this work we have constructed new solutions, with axial or spherical symmetry, to the induced gravitational field equations within a Randall-Sundrum type brane world scenario, where a 3-brane with cosmological constant is embedded in a 5-dimensional space-time called bulk. For the spherical case with negative cosmological constant, we have found a family of solutions in an anti-de Sitter brane, where each member of the family is different from another when C is fixed. With a fixed C we have black holes or wormholes. In this same case, with spherical symmetry, we have obtained wormhole solutions in a de Sitter brane. In the same context, for the axially symmetric case, metrics asymptotically anti-de Sitter and de Sitter were built. Optics features, like rotation of polarization vector, have been studied. These features showed some differences between brane worlds, a theory of modified gravity, and the General Relativity.

Nesta dissertação são explorados efeitos clássicos e semi-clássicos em espaços-tempos quase-extremos. Na classe de geometrias tratadas aqui, uma região estática entre dois horizontes é considerada, de forma que estes horizontes estão muito próximos e as suas gravidades superficiais são muito pequenas. Este limite quase-extremo surge em vários contextos de interesse, envolvendo buracos negros assintoticamente de Sitter, buracos de minhoca e buracos negros em universos com seção espacial compacta. No trabalho desenvolvido, buracos de minhoca ligando duas regiões com horizontes cosmológicos são estudados em detalhes. Uma vez caracterizada, algumas das propriedades clássicas destas estruturas e efeitos semi-clássicos são explorados. O tratamento quântico proposto leva naturalmente a uma caracterização termodinâmica associada aos horizontes atrapantes presentes na geometria. Consideramos especificamente propriedades térmicas associadas a um campo escalar nos espaços-tempos de interesse. Uma revisão do formalismo de Hayward é feito, com a sua adaptação para espaços-tempos importantes. Buracos de minhoca no regime quase-extremo são discutidos em detalhes. / In this dissertation, classical and semi-classical effects in quasi-extreme spacetimes are explored. In the class of geometries treated here, a static region between two horizons is considered, in such a way that these horizons are very close and their surface gravities are very small. This quasi-extreme limit appears in several contexts of interest, such as asymptotically de Sitter black holes, wormholes and black holes in universes with compact spatial section. In the developed work, wormholes connecting two regions bounded by cosmological horizons are studied in detail. Once some of the classical properties of these structures are characterized, semi-classical effects are explored. The proposed quantum treatment naturally leads to a thermodynamic characterization associated to the trapping horizons present in the geometry. We specifically consider thermal properties associated to a scalar field in the spacetimes of interest. A review of Hayward\'s formalism is presented, with a proper adaptation to important space-times. Wormholes in the near extreme regime are discussed in detail.