Submitted by Paulo Michel Longo Tavares da Silva null (pmichel@fc.unesp.br) on 2017-04-27T15:39:35Z No. of bitstreams: 1 Tese Paulo Michel.pdf: 1136521 bytes, checksum: 90b06ff6de7cf32fa7c69a80eb23b0fe (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-03T14:36:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_pmlt_dr_guara.pdf: 1136521 bytes, checksum: 90b06ff6de7cf32fa7c69a80eb23b0fe (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-03T14:36:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_pmlt_dr_guara.pdf: 1136521 bytes, checksum: 90b06ff6de7cf32fa7c69a80eb23b0fe (MD5) Previous issue date: 2017-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho contém duas abordagens concernentes às dimensões extras. Na primeira abordagem, investigamos duas teorias modificadas da gravitação em dimensões arbitrárias, f(R)-Einstein-Palatini e a teoria de Brans-Dicke. Mostramos que a consideração das condições de consistência de mundos brana dentro da estrutura da teoria de Brans-Dicke no bulk permite a existência de branas suaves no caso de cinco dimensões com uma dimensão extra compacta. Ao estudar as regras de soma na teoria de Brans-Dicke e f(R)-Einstein-Palatini, pudemos mostrar que a brana que gera o potencial de campo escalar é relevante para relaxar as restrições gravitacionais. Já para a segunda abordagem, estudamos a evolução cosmológica com branas não-singulares geradas por um campo escalar no bulk acoplado à gravidade. A configuração específica investigada leva à branas com um warp factor dependente do tempo. Calculamos o parâmetro efetivo de Hubble advindo do fator de escala efetivo para as soluções de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker obtidas. As soluções de branas espacialmente dependentes também foram encontradas.

ALMEIDA, R. dos S. Aspectos gerais da teoria de Kaluza-Klein e mecanismo de compactificação. 2016. 52 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Pós-Graduação em Física (posgrad@fisica.ufc.br) on 2017-10-19T13:42:21Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_rsalmeida.pdf: 485609 bytes, checksum: c99272206044d096f79b32437b4ec5d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-10-25T22:37:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_rsalmeida.pdf: 485609 bytes, checksum: c99272206044d096f79b32437b4ec5d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-25T22:37:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_rsalmeida.pdf: 485609 bytes, checksum: c99272206044d096f79b32437b4ec5d0 (MD5) Previous issue date: 2017 / In this work we will explore the theory of Kaluza-Klein, that proposes to unify the electromagnetism with the gravitation in one classical approach through the addition of one extra dimension (space type), thus obtaining one composed variety by 4 spatial dimensions and 1 time dimension. We will see how to obtain Einstein’s equations in this model and ,thereby, explain their consequences and restrictions when we do one dimensional reduction in order to rescue the known equations in 4 dimensions. We will analyse the compaction of this extra dimension and we will use one mechanism of spontaneous compaction in the case where we will have more than one extra dimension in the theory, this mechanism is known as flux compaction. This mechanism of compaction is done through the introduction of a tensor totally antisymmetric in the Eistein’s equations in 5 dimensions. Finally, we will approach the Kaluza-Klein theory using the formalism of differential forms, showing that it is a powerful tool in this study once that its algebra allowed us to obtain the same results in less time. / Neste trabalho explora-se a teoria de Kaluza-Klein que propõe unificar o eletromagnetismo com a gravitação em uma abordagem clássica mediante a adição de uma dimensão extra tipo espaço, assim obtendo uma variedade composta por 4-dimensões espaciais e 1dimensão temporal. Será visto como obter as equações de Einstein neste modelo e assim explanar suas consequências e restrições quando é feita uma redução dimensional para resgatar as equações já conhecidas em 4-dimensões. Será analisado a compactificação dessa dimensão extra e será usando um mecanismo de compactificação espontânea para o caso onde teremos mais de uma dimensão extra na teoria, mecanismo este conhecido por compactificação de Fluxo. Esse mecanismo de compactificação se da por meio da introdução de um tensor totalmente antissimétrico nas equações de Einstein em 5-dimensões. Por ultimo foi abordado a teoria de Kaluza-Klein usando o formalismos de formas diferenciais, mostrando ser uma poderosa ferramenta para tal estudo uma vez que sua álgebra nos permitiu obter os mesmos resultados em um menor tempo.

Obtivemos famílias de soluções estáticas e esfericamente simétricas para buracos negros numa brana com vácuo, constante cosmológica não nula e imersa num bulk 5-dimensional assintoticamente anti-de Sitter. Para o caso das geometrias assintoticamente de Sitter, o único membro da família obtida foi a geometria Schwarzschild-de Sitter extrema. Para o caso de geometrias assintoticamente anti-de Sitter, obtivemos toda uma família de soluções, onde cada elemento desta família é determinado por uma constante C. Estudamos o comportamento destas soluções próximo e longe do horizonte de eventos. A seguir, analisamos a evolução de um campo escalar não massivo no exterior dos buracos negros obtidos. Verificamos analiticamente e numericamente o comportamento do potencial efetivo em função da coordenada tartaruga próximo ao horizonte de eventos. Para qualquer geometria ou solução desta família observamos que o campo escalar não massivo decai com o tempo, e o tipo de decaimento depende do valor da constante C. Assim, toda a família de soluções obtida mostrou-se estável. / We found classes of static and spherically symmetric black hole solutions on the brane for a vacuum configuration, non-null cosmological constant, embedded into a 5-dimensional asymptotically anti-de Sitter bulk. In the asymptotically de Sitter case, the only solution obtained was the extreme Schwarzschild-de Sitter geometry. In the asymptotically anti-de Sitter case, a class of solutions was obtained where a particular geometry is fixed by a constant, C. We studied the behaviour of these solutions near and far from the horizon. Next, we studied the time evolution of a scalar field outside the black hole. For the effective potential as function of tortoise coordinate, the analytical results near the horizon agree with numerical calculations. The scalar field decays with time and the particular form of decay depends of the value for C. Thus, all solutions in the obtained class are stable.

Orientador: Roldão Da Rocha Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Física, 2014

O objetivo desta dissertação é estudar teorias que utilizam dimensões extras para explicar os problemas que surgem no Modelo Padrão quando a energia atinge valores muito altos chegando à ordem TeV. Trabalhamos especificamente com modelos com mais de 4 dimensões, onde as dimensões extras são espaciais e compactificadas com o procedimento S1/Z2. Sabemos que o Modelo Padrão é consistente com todos os dados experimentais que medimos até hoje, mas existem muitas razões para esperarmos nova física na escala TeV. Iniciamos o trabalho apresentando os aspectos mais importantes do Modelo Padrão. Seguimos especificando alguns problemas que surgem no Modelo Padrão no limite para altas energias que resultaram na motivação para a criação de Teorias Além do Modelo Padrão. Explicitamos alguns de seus problemas, mas entramos em detalhes no estudo de dois principais: o Problema da Hierarquia e o Problema de Massa dos Férmions. Em seguida, definimos os três tipos de teorias que utilizam dimensões extras para solucionar o Problema da Hierarquia e as apresentamos na ordem em que foram idealizadas. As duas primeiras, denominadas \"Large Extra Dimensions\" (LED) e \"Universal Extra Dimensions\" (UED) utilizam uma métrica plana do espaço-tempo total e são diferentes na definição da propagação dos campos em determinadas dimensões. A \"Warped Extra Dimensions\" (WED) utiliza uma uma métrica curva do espaço-tempo 5-dimensional e soluciona o Problema da Hierarquia de maneira diferenciada. Para finalizar definimos especificamente uma teoria WED e calculamos sua correspondência em uma teoria 4-dimensional. Através desta teoria efetiva, estudamos sua fenomenologia no Large Hadron Collider (LHC) e mostramos como ela se relaciona com a origem dos sabores fermiônicos. Como consequência, mostramos que o Problema de Massa dos Férmions é naturalmente solucionado, e propomos um sinal experimental para testar este aspecto da teoria no LHC. / The goal of this dissertation is to study theories that use extra dimensions to solve the problems that appear in the Standard Model at energies of the order 1 TeV. Specifically, we worked with models with more than 4 dimensions, where the spatial dimensions are compactified in an S1/Z2 orbifold. The Standard Model agrees to a great degree with the experimental data we have today but there are several reasons to expect new physics at the TeV scale. We start presenting the most important aspects of the Standard Model. We then specify some of the problems that appear at high energies (higher than the weak scale) and that are the motivation to consider theories beyond the Standard Model. We focus on two such problems: the hierarchy problem and the origin of the fermion masses. We present three types of theories using extra dimensions to address the hierarchy problem. The first two, Large Extra Dimensions (LED) and Universal Extra Dimensions (UED) use a flat metric and only differ on the fields that are allowed to propagate in the extra dimensions. Warped Extra Dimensions (WED) use a curved metric to solve the hierarchy problem in a unique way. Within a WED setup, we study the resulting four-dimensional effective theory. This theories naturally explain the hierarchy of fermion masses. Within this effective theory, we study the phenomenology at the LHC as it relates to the origin of flavor. In particular, we propose a signal that can test this important aspect of the theory.

OLIVEIRA JÚNIOR, R. I . Modelos de Randall Sundrum e estabilização do raio da dimensão extra. 2017. 54 f. Dissertaço (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciencias, Programa de Pós-Graduação em Fısica, Fortaleza, 2017. / Submitted by Pós-Graduação em Física (posgrad@fisica.ufc.br) on 2017-10-26T19:33:09Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_rioliveirajunior.pdf: 803388 bytes, checksum: e30dc735640f5c347b38926012dc5612 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-10-30T14:55:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_rioliveirajunior.pdf: 803388 bytes, checksum: e30dc735640f5c347b38926012dc5612 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-30T14:55:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_rioliveirajunior.pdf: 803388 bytes, checksum: e30dc735640f5c347b38926012dc5612 (MD5) Previous issue date: 2017 / In this dissertation we study The Randall Sundrum models type I and II and the stabilization of the radius of the extra dimension. Both the types were elaborated by Lisa Randall and Ramman Sundrum. The type I was developed to solve the gauge hierarchy problem (big discrepancy between the energy scale of the standard model(103GeV ) and the energy scale of the gravity (1019GeV ) . The type II explain, in details, the behavior of the gravity. We begin speaking of the extra dimensions models that preceded the Randall Sundrum model: Kaluza Klein, Arkani-Hammed- Dimopoulus-Dvali (ADD) and the Rubakov’s model ( The universe as a domain wall). Then, we make a review of the Lisa Randall and Ramman Sundrum papers. After that,we focus on the problem of the stabilization of the radius. This problem arises in the type I model. Lastly, we explain the solution that was created to it: The Goldberger Wise mechanism. / Nessa dissertação estudamos os modelos Randall Sundrum Tipos I e II e a estabilização do raio da dimensão extra. Tanto o tipo I quanto o II foram elaborados por Lisa Randall e Ramman Sundrum. O tipo I foi desenvolvido para resolver o problema da hierarquia de gauge ( grande discrepância entre a escala de energia do modelo padrão (103 GeV ) e a escala de energia da gravidade (1019 GeV ) . O tipo II trata, detalhadamente, o comportamento da gravidade. Iniciamos falando dos modelos de dimensões extra que antecederam os modelos de Randall Sundrum: Kaluza-Klein, Arkani-Hamed-DimopoulosDvali (ADD) e o modelo de Rubakov (O Universo como uma parede de domínio). Em seguida, fazemos uma revisão dos trabalhos de Lisa Randall e Ramman Sundrum. Após isso, focamos no problema da estabilização do raio. Esse problema surge no modelo tipo I. Por fim, explicamos a solução dada para ele: O mecanismo de Goldberger Wise.

O objetivo desta dissertação é estudar teorias que utilizam dimensões extras para explicar os problemas que surgem no Modelo Padrão quando a energia atinge valores muito altos chegando à ordem TeV. Trabalhamos especificamente com modelos com mais de 4 dimensões, onde as dimensões extras são espaciais e compactificadas com o procedimento S1/Z2. Sabemos que o Modelo Padrão é consistente com todos os dados experimentais que medimos até hoje, mas existem muitas razões para esperarmos nova física na escala TeV. Iniciamos o trabalho apresentando os aspectos mais importantes do Modelo Padrão. Seguimos especificando alguns problemas que surgem no Modelo Padrão no limite para altas energias que resultaram na motivação para a criação de Teorias Além do Modelo Padrão. Explicitamos alguns de seus problemas, mas entramos em detalhes no estudo de dois principais: o Problema da Hierarquia e o Problema de Massa dos Férmions. Em seguida, definimos os três tipos de teorias que utilizam dimensões extras para solucionar o Problema da Hierarquia e as apresentamos na ordem em que foram idealizadas. As duas primeiras, denominadas \"Large Extra Dimensions\" (LED) e \"Universal Extra Dimensions\" (UED) utilizam uma métrica plana do espaço-tempo total e são diferentes na definição da propagação dos campos em determinadas dimensões. A \"Warped Extra Dimensions\" (WED) utiliza uma uma métrica curva do espaço-tempo 5-dimensional e soluciona o Problema da Hierarquia de maneira diferenciada. Para finalizar definimos especificamente uma teoria WED e calculamos sua correspondência em uma teoria 4-dimensional. Através desta teoria efetiva, estudamos sua fenomenologia no Large Hadron Collider (LHC) e mostramos como ela se relaciona com a origem dos sabores fermiônicos. Como consequência, mostramos que o Problema de Massa dos Férmions é naturalmente solucionado, e propomos um sinal experimental para testar este aspecto da teoria no LHC. / The goal of this dissertation is to study theories that use extra dimensions to solve the problems that appear in the Standard Model at energies of the order 1 TeV. Specifically, we worked with models with more than 4 dimensions, where the spatial dimensions are compactified in an S1/Z2 orbifold. The Standard Model agrees to a great degree with the experimental data we have today but there are several reasons to expect new physics at the TeV scale. We start presenting the most important aspects of the Standard Model. We then specify some of the problems that appear at high energies (higher than the weak scale) and that are the motivation to consider theories beyond the Standard Model. We focus on two such problems: the hierarchy problem and the origin of the fermion masses. We present three types of theories using extra dimensions to address the hierarchy problem. The first two, Large Extra Dimensions (LED) and Universal Extra Dimensions (UED) use a flat metric and only differ on the fields that are allowed to propagate in the extra dimensions. Warped Extra Dimensions (WED) use a curved metric to solve the hierarchy problem in a unique way. Within a WED setup, we study the resulting four-dimensional effective theory. This theories naturally explain the hierarchy of fermion masses. Within this effective theory, we study the phenomenology at the LHC as it relates to the origin of flavor. In particular, we propose a signal that can test this important aspect of the theory.

Obtivemos famílias de soluções estáticas e esfericamente simétricas para buracos negros numa brana com vácuo, constante cosmológica não nula e imersa num bulk 5-dimensional assintoticamente anti-de Sitter. Para o caso das geometrias assintoticamente de Sitter, o único membro da família obtida foi a geometria Schwarzschild-de Sitter extrema. Para o caso de geometrias assintoticamente anti-de Sitter, obtivemos toda uma família de soluções, onde cada elemento desta família é determinado por uma constante C. Estudamos o comportamento destas soluções próximo e longe do horizonte de eventos. A seguir, analisamos a evolução de um campo escalar não massivo no exterior dos buracos negros obtidos. Verificamos analiticamente e numericamente o comportamento do potencial efetivo em função da coordenada tartaruga próximo ao horizonte de eventos. Para qualquer geometria ou solução desta família observamos que o campo escalar não massivo decai com o tempo, e o tipo de decaimento depende do valor da constante C. Assim, toda a família de soluções obtida mostrou-se estável. / We found classes of static and spherically symmetric black hole solutions on the brane for a vacuum configuration, non-null cosmological constant, embedded into a 5-dimensional asymptotically anti-de Sitter bulk. In the asymptotically de Sitter case, the only solution obtained was the extreme Schwarzschild-de Sitter geometry. In the asymptotically anti-de Sitter case, a class of solutions was obtained where a particular geometry is fixed by a constant, C. We studied the behaviour of these solutions near and far from the horizon. Next, we studied the time evolution of a scalar field outside the black hole. For the effective potential as function of tortoise coordinate, the analytical results near the horizon agree with numerical calculations. The scalar field decays with time and the particular form of decay depends of the value for C. Thus, all solutions in the obtained class are stable.

Orientador: Orlando Luis Goulart Peres / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-24T13:21:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BastoGonzalez_VictorSaul_D.pdf: 37659795 bytes, checksum: f4492cea9594ac4fbffc288a0c46526a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Motivados pelos indícios experimentais da existência de um quarto neutrino, que surge nos dados de oscilações coletados nos experimentos de aparecimento e desaparecimento de neutrinos, e pela possibilidade teórica de explicar a pequena massa dos neutrinos através de dimensões extras grandes, fizemos análises em procura de vestígios destas duas motivações nos experimentos IceCube e KATRIN. A existência deste quarto neutrino implicaria 1) que existem mais neutrinos que os três tipos de neutrinos do Modelo Padrão da física de partículas, 2) que as interações deste novo neutrino não são descritas pelo Modelo Padrão, 3) que os parâmetros da mistura dos três tipos de neutrinos do Modelo Padrão seriam afetados pela mistura com este novo neutrino e 4) que a diferença dos quadrados das massas, ?m^{2}, associada a este neutrino seria grande, ?m^{2} ~1 eV^{2}. Usando os dados de neutrinos atmosféricos de IceCube, podemos indagar pela existência do quarto neutrino, pois para, ?m^{2} ~1 eV^{2} acontece uma conversão de sabor devida ao efeito de matéria sobre o neutrino no intervalo de energias analisado no IceCube. Assim, este efeito de matéria permite-nos pôr limites sobre os parâmetros que governam as oscilações de neutrinos estéreis. O experimento KATRIN procurará medir a massa do neutrino. Esta medida será feita analisando a cinemática dos elétrons emitidos no decaimento beta do Trítio que é uma medida independente do modelo físico, pois está fundamentada na conservação da energia. A presença de estados mais pesados, como os que existem quando neutrinos estéreis estão presentes, nos permitirá vincular estes neutrinos estéreis. Especificamente, analisamos em KATRIN indícios de um e dois neutrinos estéreis e também de dimensões extras grandes / Abstract: Motivated by the experimental evidence of the existence of a fourth neutrino, which arises from the data collected of neutrino oscillations in appearance and disappearance experiments, and by the theoretical possibility to explain the smallness of the mass of the neutrinos through large extra dimensions, we performed analyses in search of seeking indication of these two motivations in the IceCube and KATRIN experiments. The existence of this fourth neutrino would imply 1) that there are more types of neutrinos than the three types of neutrinos present in the Standard Model of particle physics, 2) that this new neutrino interactions are not described by the Standard Model, 3) that the parameters of the three neutrinos mixing would be affected by mixing with this new type of neutrino, and 4) that the squared-mass difference , ?m^{2} associated with this new neutrino would be large, , ?m^{2} ~1 eV^{2}. Using the atmospheric neutrino data from IceCube, we can investigate the existence of the fourth neutrino because a flavor conversion happens in the limit , ?m^{2} ~1 eV^{2} due to the effect of matter on the neutrino in the range of energies analyzed in the IceCube. Thus, this matter effect allows us to constrain the parameters that govern the sterile neutrino oscillations. The KATRIN experiment will seek to measure the neutrino mass. This measure will be performed by analyzing the kinematics of electrons emitted in the tritium beta decay, which is an independent measure of the physical model because it is based on energy conservation. The presence of heavier states such as those that exist when sterile neutrinos are present, will allow us to constrain these sterile neutrinos. Specifically, we analyze in KATRIN evidence of one and two sterile neutrinos and also of large extra dimensions / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1302756 bytes, checksum: b8a7afd2c286c669deb3740b7865b4da (MD5) Previous issue date: 2014-02-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / We consider the problem of embedding the spacetime in pseudo-Riemannian manifolds and its connection with the Campbell-Magaard theorem. We give a brief history of the evolution of the idea of extra dimensions in physics as well as account of the development of the embedding theory as a branch of mathematics motivated by physics. We show that Kaluza-Klein is not an embedding theory of spacetime. Finally, we show the approach of immersion for the induced matter theory and applied, using the theorem of Campbell- Magaard, the other solutions to the space-time / Tratamos o problema da imersão do espaço-tempo em variedades pseudoriemannianas e sua relação com o teorema de Campbell-Magaard. Fazemos, à guisa de introdução e motivação, uma retrospectiva da ideia de dimensões extras na física e, paralelamente, apresentamos uma breve história da teoria de imersões na matemática. Mostramos que a teoria de Kaluza-Klein não pode ser vista como uma teoria de imersão do espaço-tempo. Por fim, mostramos a abordagem da imersão para a teoria de matéria induzida e aplicamos, usando o teorema de Campbell-Magaard, à outras soluções para o espaço-tempo