Made available in DSpace on 2018-08-23T21:53:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12443_Tese final Anderson do Nascimento Rouver - PPGFis.pdf: 7826822 bytes, checksum: 699efddb67f054c3c24db75350543c44 (MD5) Previous issue date: 2018-05-17 / O efeito Casimir foi descoberto em 1948 e a sua relevância do efeito Casimir foi recentemente apontada em estudos sobre materiais como grafeno e cupratos supercondutores de alta temperatura. A relação entre a energia de Casimir e a energia de um condensado supercondutor com anisotropia caracterizada por alta bidimensionalidade já foi discutida em certos cenários teóricos. Este trabalho descreve a relação entre a massa efetiva dos portadores de carga (𝑚* = 𝛼𝑚𝑒, onde 𝑚𝑒 é a massa do elétron) e os parâmetros macroscópicos característicos de várias famílias de Cupratos supercondutores (Cu-HTSC) de alta temperatura crítica (𝑇𝑐) que possuem planos supercondutores de cobre e oxigênio (Cu-O). Verificou-se que existe uma expressão que correlaciona a massa efetiva, o comprimento de penetração de London no plano 𝜆𝑎𝑏, a temperatura crítica 𝑇𝑐 e a distância 𝑑 entre os planos supercondutores equivalentes de Cu-HTSC, revelando um comportamento assintótico de 𝛼 como uma função de 𝑇𝑐 e a linha que descreve o valor ideal de 𝛼 ≃ 2 (𝑚* ≃ 2𝑚𝑒). Isto indica que existe uma região não adiabática, o que implica uma interação portador-rede e onde a temperatura crítica pode ter seu maior valor em Cu-HTSC

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:43:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322925.pdf: 719239 bytes, checksum: 5f60bb1553822ecd79cff7e2d85e6605 (MD5) Previous issue date: 2013 / Nesta dissertação, elaboramos um estudo comparativo entre duas abordagens conceitualmente distintas da teoria efetiva de Euler-Kockel-Heisenberg. Na representação de interação para a eletrodinâmica quân- tica (QED), identificamos a contribuição para o espalhamento Halpern que, a baixas energias, leva à densidade lagrangiana efetiva correspondente. Posteriormente, no contexto da física de subtrações de Weisskopf, recuperamos este resultado, na representação de Heisenberg, através da variação da energia de ponto zero fermiônica causada pela presença de um campo eletromagnético externo. Para controlarmos as divergências no ultravioleta na densidade de energia do vácuo, utilizamos o método de regularização de Pauli-Villars-Rayski. Concluímos então que as duas abordagens são equivalentes no limite de baixas energias. <br> / Abstract : In this dissertation, we elaborate a comparative study between two conceptuallydistinct approaches to Euler-Heisenberg-Kockel effective theory.In the interaction Picture for quantum electrodynamics (QED), weidentify the contribution to Halpern scattering, which, at low energies,leads to the corresponding effective lagrangian density. In the sequence,we retrieve this result, in the Heisenberg Picture, through the variationin the fermion zero-point energy due to the presence of an externalelectromagnetic field. In order to circumvent the ultraviolet divergenciesin the vacum energy density, we employ the Pauli-Villars-Rayskiregularization method. We then conclude that the two approaches areequivalente in the low-energy limit.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-08-19T20:03:40Z No. of bitstreams: 1 2016_CarolineSilvaRochaCosta.pdf: 8897837 bytes, checksum: d30610cb36048450a15f18281ce44d61 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-09-05T20:55:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_CarolineSilvaRochaCosta.pdf: 8897837 bytes, checksum: d30610cb36048450a15f18281ce44d61 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-05T20:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_CarolineSilvaRochaCosta.pdf: 8897837 bytes, checksum: d30610cb36048450a15f18281ce44d61 (MD5) / Neste trabalho, analisamos o efeito Casimir para bósons e férmions em um hipertoros para ambos os casos à temperatura zero e à temperatura finita. Mostramos que, à temperatura zero, existe uma transição de valores negativos para valores positivos de pressão que dependem altamente dos parâmetros de compactificação. Com o implemento da temperatura, à baixas temperaturas, uma mudança na relação entre comportamento da pressão e os parâmetros de compactificação é observada, embora, para altas temperatura, devido à predominância do termo de radiação de corpo negro na pressão, essa mudança se torna irrelevante. Em seguida, utilizamos esses resultados para considerar um modelo não massivo e não interagente da Cromodinâmica Quântica e estimar a possível contribuição do efeito de Casimir para a temperatura crítica de deconfinamento dos quarks. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work we analyse the Casimir effect for bosons and fermions on a hypertorus for both cases at zero and finite temperature. We find that at zero temperature there is a transition from negative to positive values of pressure which depends heavily on the magnitude of the compactification parameters. When low temperatures are considered, a change in the relation between the pressure behaviour and the compactification parameters is observed. In contrast, at high energies, due to the dominance of the black-body radiation term in the pressure, this change becomes insignificant. We then use these results to consider a non-interacting massless QCD model and estimate the possible contribution of the Casimir effect for the critical temperature of quarks deconfinement.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-09-19T18:06:15Z No. of bitstreams: 1 2016_DiegoSilvaVeloso.pdf: 7999588 bytes, checksum: 1f9d68000beb74944c02ebce332b74d6 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-10-03T21:33:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_DiegoSilvaVeloso.pdf: 7999588 bytes, checksum: 1f9d68000beb74944c02ebce332b74d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-03T21:33:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_DiegoSilvaVeloso.pdf: 7999588 bytes, checksum: 1f9d68000beb74944c02ebce332b74d6 (MD5) / Neste trabalho, consideramos a arquitetura de Eletrodinâmica Quântica de Circuitos (EDQc), onde um átomo artificial de dois níveis interage com um único modo do campo eletromagnético quantizado confinado em um ressonador guia-de-onda sobre um chip supercondutor. Devido ao ambiente de alto controle em que a EDQc é formulada, consideramos modulações temporais periódicas de um ou mais parâmetros do sistema, impostas por um agente externo, caracterizando um sistema de EDQc nãoestacionário. Um Hamiltoniano efetivo foi obtido para descrever a dinâmica do sistema e, de maneira mais intuitiva, caracterizar o efeito físico a ser tratado de acordo com a frequência de modulação imposta. Também descrevemos a dinâmica para modulações simultâneas e multi-frequências. Entre os efeitos estudados estão os já conhecidos efeito Casimir dinâmico (ECD) e o comportamento anti-Jaynes-Cummings (AJC). Além desses efeitos, discutimos o regime anti-efeito Casimir dinâmico (AECD), que foi apresentado recentemente. Em seguida, propomos duas abordagens para estudarmos os efeitos da dissipação Markoviana nas transições induzidas por modulação usando os estados vestidos da interação átomo-campo. A primeira abordagem foi através da equação mestra padrão da óptica quântica, e a segunda abordagem foi através da equação mestra na representação vestida, que foi recentemente apresentada. Nós analisamos como os diferentes canais dissipativos afetam a dinâmica do sistema e averiguamos a possibilidade de implementação dos fenômenos físicos estudados na arquitetura de EDQc. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, we consider the circuit Quantum Electrodynamics architecture, where an artificial twolevel atom interacts with a single mode of a quantized Eletromagnetic field confined in a waveguide resonator on a superconducting chip. Due to formulation of cQED in a highly controllable environment we consider that one or more system parameters undergo periodic time-modulation by an external agent. This regime characterizes the nonstationary circuit QED. We obtain an effective Hamiltonian to intuitively describe the dynamics of the system and characterize the physical effect to be treated according to the frequency of modulation. We describe the dynamics for a single-tone and a multi-tone modulations of one or multiple parameters. We study some previously known effects, such as the dynamical Casimir effect (DCE) and the anti-Jaynes-Cummings behavior. Besides these effects, we discuss the recently presented anti-dynamical Casimir effect (ADCE). We employ two different approaches to asses the effects of Markovian dissipation on modulationinduced transitions between the atom-field dressed states. The first approach is the standard master equation of Quantum Optics and the second approach is through the recently presented dressed-picture master equation. We analyze how different dissipation channels affects the time evolution and verify the possibility of implementing of the studied physical phenomena in the cQED architecture.

We show that, with a suitable choice of the parameters of the gravitational wave detector Mario Schenberg, with technological accessible parameters (using state-of-art electronics), its sensitivity curve can be improved over the current project curve to become competitive with interferometric detectors in a frequency band of ~1500 Hz, in the region from 1000 to 10000 Hz (these competitive bands are centered at the sphere's quadrupole modes). The sensitivity curve of an array of 100 identical spheres identical to the Schenberg one is also analyzed, and is competitive against advanced LIGO in the entire band. A detailed study of the project's viability is conducted, with an emphasis on the project of the klystron resonant cavity, which will have a center post with a 1 nm gap, which represents a great technological challenge. This challenge is analyzed in terms of the cavity project as well as with a focus on the Casimir effect on the cavity. This could open an opportunity for precise measurements of this effect on a new distance scale compared to current measurements (in the m scale).

Este trabalho é dedicado à investigação de diferentes aspectos da física de monocamadas de grafeno suspenso e epitaxial. A descrição do grafeno é baseada no modelo quase-relativístico de Dirac. Isso permite a aplicação dos métodos da Teoria Quântica de Campos (TQC) na investigação dos efeitos de interação entre o grafeno e o campo eletromagnético (EM). Usando o formalismo de integral de trajetória, nós formulamos uma teoria efetiva do campo EM na presença de monocamadas de grafeno. Esta teoria é governada pelo operador de polarização das quase-partículas de Dirac. Dois fenômenos importantes são investigados: as propriedades óticas do grafeno (o efeito Faraday em particular) e a interação de Casimir entre uma camada de grafeno e um metal paralelo. Em primeiro lugar, estudamos a propagação de ondas eletromagnéticas na presença de camadas de grafeno. A dinâmica de ondas é governada pelas equações modificadas de Maxwell obtidas a partir da teoria efetiva para o campo EM. Nós calculamos os coeficientes de reflexão e transmissão de luz polarizada linearmente e investigamos detalhadamente o efeito quântico de Faraday no campo magnético externo. Em particular, mostramos que as previsões do modelo de Dirac estão em boa concordância com os recentes resultados experimentais sobre a transmissão de luz e rotação de Faraday gigante em regime de ressonância cíclotron. Novos regimes também são previstos. Em segundo lugar, investigamos a interação de Casimir entre filmes suspensos de grafeno com um condutor ideal. O efeito é investigado tanto no caso ideal (temperatura nula, amostras ideais) quanto para configurações mais realistas (temperatura não nula e a presença de potencial químico). No caso de temperatura nula, a força de Casimir entre grafeno e condutor ideal é aproximadamente 2.6% da força entre dois condutores ideais. Ao mesmo tempo, no limite de temperatura elevada, o efeito mostra-se ser muito forte cerca de 50% de efeito entre metais ideais. / This research is devoted to investigation of several aspects of the physics of suspended and epitaxial graphene monolayers. The description of graphene is based on the quasi--relativistic Dirac model which permits application of the methods of the Quantum Field Theory to investigation of the interaction of graphene with electromagnetic field. Basing on the path integral formalism we formulate the effective theory for EM field in presence of graphene monolayers which is governed by the polarization operator of the Dirac quasi-particles in graphene. The two main phenomena in the interaction of graphene with electromagnetic field are studied: the optical properties of graphene (the Faraday rotation in particular), and Casimir interaction between graphene samples and parallel metal. First, we study the propagation of electromagnetic waves in presence of suspended and epitaxial graphene layers. Their dynamics is governed by the modified Maxwell equations obtained from the effective theory for EM field. We calculate the reflection and transmission coefficient for linearly polarized light and investigate in detail the quantum Faraday effect in external magnetic field. In particular it is showed that the prediction of the Dirac model are in good agreement with recent experimental results on transmission and giant Faraday rotation in cyclotron resonance. New regimes are also predicted Secondly, we investigate Casimir interaction between suspended graphene films with ideal conductor. The effect is investigated both in the idealistic case (zero temperature, ideal samples) and for realistic configurations (non zero temperature and/or presence of impurities and chemical potential). For zero temperature the Casimir force between graphene and a conductor is about 2.7% of that between two ideal conductors. At the same time in the high temperature limit the effect is showed to be greatly enhanced being about 50% of that between ideal metals.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-16T17:23:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitoCasimirTeorias.pdf: 1018987 bytes, checksum: f1ced51a26e1eb8cb3e7710612ccea68 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-14T13:15:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitoCasimirTeorias.pdf: 1018987 bytes, checksum: f1ced51a26e1eb8cb3e7710612ccea68 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-14T13:15:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitoCasimirTeorias.pdf: 1018987 bytes, checksum: f1ced51a26e1eb8cb3e7710612ccea68 (MD5) Previous issue date: 2011 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação obtemos a força de Casimir a temperatura finita entre duas linhas paralelas sujeitas a condição de fronteira do tipo linhas mistas, no contexto da teoria de Maxwell- Chern-Simons em (2+1) dimensões. Além disso, analisamos a simetria de inversão de temperatura apresentada pela energia livre de Helmholtz do modelo para diferentes condições de fronteira. Iniciamos estudando aspectos gerais do formalismo de Matsubara no intuito de introduzirmos efeitos térmicos na teoria; também analisamos aspectos gerais da teoria de MCS em (2 + 1) dimensões. Posteriormente, revisitamos o cálculo da força de Casimir para o caso de duas linhas paralelas infinitamente permeáveis magneticamente a temperatura nula e finita, bem como o caso de linhas mistas a temperatura nula, onde tomamos uma linha perfeitamente condutora eletricamente e outra infinitamente permeável magneticamente. Em seguida, apresentamos novos resultados envolvendo a força de Casimir a temperatura finita com condições de fronteira do tipo linhas mistas. Por último, analisamos a simetria de inversão de temperatura associada a energia livre de Helmholtz do modelo, mostrando que mesmo para condições mistas e possível obter uma espécie de simetria residual, em analogia a resultados existentes para a eletrodinâmica em (3+1) dimensões. / In this work we study the Casimir force for Maxwell-Chern-Simons (MCS) theories in (2+1) dimensions. In particular for the bidimensional case, we consider di erent boundary conditions and present new results concerning the in uence of the temperature in the phenomenon. We also analyse the Temperature Inversion Symmetry, considering both the massless and massive cases. We start by studying general aspects from Matsubara formalism with the goal of introduce thermal e ects in the theory; we also analyse general aspects of (2+1)-dimensional MCS theory. Then, we review the Casimir force for the in nite magnetically permeable lines at both zero and nite temperature, as well as the mixed lines at zero temperature, for which we take one line in nite magnetically permeable and the other perfect conducting. We next present new results concerning the Thermal Casimir force for the case of mixed lines. Finally, we analyse the Temperature Inversion Symmetry associated with the Helmholtz free energy, showing that even for the mixed lines boundary conditions it is still possible to de ne a residual symmetry, the result being analogous to previous results for the eletrodynamics in (3+1) dimensions.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-03Bitstream added on 2014-06-13T20:33:11Z : No. of bitstreams: 1 maia_cas_me_ift.pdf: 968895 bytes, checksum: 0a94d217b227cfdce0aee0d507acf35f (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Sabe-se já há algum tempo que a Teoria Quântica de Campos permite violações das Condições Clássicas de Energia na forma de densidades e fluxos de energia negativa. Um exemplo contundente é o efeito Casimir, onde o estado de vácuo do campo eletromagnético entre duas placas metálicas possui densidade de energia negativa. Porém, se as leis da física não colocassem restrições sobre tais violações das Condições de Energia, aparentemente seria possível usar energias negativas para, por exemplo, produzir violações macroscópicas da segunda lei da termodinâmica, da conjectura de cosmic censorship, além de se proporcionar a criação de wormholes e possíveis máquinas do tempo. Uma linha de pesquisa desenvolvida para abordar essa questão envolve as chamadas Desigualdades Quânticas, estudadas primeiramente por L.H. Ford, que são desigualdades sobre fluxos e densidades de energia negativa que impõem restrições capazes de tornar as violações acima não observáveis macroscopicamente. Nesta dissertação apresentaremos alguns exemplos de sistemas que possuem densidades ou fluxos de energia negativa, revisaremos os teoremas de Desigualdades Quânticas e discutiremos algumas de suas aplicações. Discutiremos também algumas limitações destes teoremas apresentando sistemas que não estão sujeitos a desigualdades quânticas, dos quais um exemplo é o próprio efeito Casimir. Iremos enfim propor um modelo que introduz flutuações quânticas nas condições de contorno (e.g., nas placas metálicas) do efeito Casimir, e iremos mostrar que a introdução destes efeitos de flutuação no cálculo da energia de Casimir tem por resultado impedir que violações de leis físicas macroscópicas manifeste-se nesse sistema. / Abstracts: It has been known for some time that Quantum Field Theory allows the violation of Classical Energy Conditions in the form of negative energy densities and fluxes. A remarkable exemple is the Casimir effect, where the vacuum state of the electromagnetic field between two perfectly conducting parallel plates presents negative energy density. However, if he laws of physics did not place constraints on such a violation of the Energy Conditions, it appears that it would be possible to use negative energies for producing, for example, macroscopic violation of the second law of thermodynamics, of the cosmic censorship conjecture, and also provide the creation of woemholes and time machines. A line of research wich was developed to approach this question is the so called Quantum Inequalities, first studied by L.H. Ford, which are constraints over negative energy densities and fluxes with capacity to render the above violations macroscopically unobservable. We present here some examples of systems with negative energy densities or fluxes, review the Quantum Inequalities theorems and discuss some of its applications. We also discuss some limitations of these theorems showing systems where there are no quantum inequalities, being the Casimir effect one example. At last we propose a model which introduces quantum fluctuations in the description of the boundaries conditions (e.g., the conducting plates) of Casimir effect and we'll show that the introduction of these fluctuations in the calculation of Casimir energy results in the impossibility of violation of macroscopic physical laws using Casimir configuration.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2020.pdf: 852206 bytes, checksum: 2ecfc5be0d185b9d31d4198520c9d7cd (MD5) Previous issue date: 2008-07-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this thesis we first demonstrate that the inevitable action of the environment can be substantially weakened when considering appropriate nonstationary quantum systems. Beyond protecting quantum states against decoherence, an oscillating frequency can be engineered to make the system-reservoir coupling almost negligible. Differently from the program for engineering reservoir and similarly to the schemes for dynamical decoupling of open quantum systems, our technique does not require a previous knowledge of the state to be protected. However, differently from the previously-reported schemes for dynamical decoupling, our technique does not rely on the availability of tailored external pulses acting faster than the shortest time scale accessible to the reservoir degree of freedom. We show, in the domain of cavity quantum electrodynamics, how to engineer such a nonstationary cavity mode through its dispersive interaction with a driven two-level atom. Next, we consider different aspects of the dynamical Casimir effect (DCE) through the derivation of effective Hamiltonians which exhibit the essential features of the phenomenon. We start by investigating the dynamical Casimir effect in a nonideal cavity at finite temperature. We first compute a general expression for the average number of particle creation, applicable for any law of motion of the cavity boundary. We also compute a general expression for the linear entropy of an arbitrary state prepared in a selected mode, also applicable for any law of motion of the cavity boundary. As an application of our results we have analyzed both the average number of particle creation and linear entropy within a particular oscillatory motion of the cavity boundary. On the basis of these expressions we develop a comprehensive analysis of the resonances in the number of particle creation in the nonideal dynamical Casimir effect. We also demonstrate the occurrence of resonances in the loss of purity of the initial state and estimate the decoherence times associated with these resonances. We also consider the dynamical Casimir effect for a massless scalar field, under Dirichlet boundary conditions, between two concentric spherical shells. We obtain a general expression for vii the average number of particle creation, for an arbitrary law of radial motion of the spherical shells, using two distinct methods: by computing the density operator of the system and by calculating the Bogoliubov coefficients. We apply our general expression to breathing modes: when only one of the shells oscillates and when both shells oscillate in or out of phase. We also analyze the number of particle production and compare it with the results for the case of plane geometry. Finally, we analyze the action of the gravitational field on the dynamical Casimir effect. We consider a massless scalar field confined in a cuboid cavity placed in a gravitational field described by a static and diagonal metric. With one of the plane mirrors of the cavity allowed to move, we compute the average number of particles created inside the cavity by means of the Bogoliubov coefficients computed through perturbative expansions. We apply our result to the case of an oscillatory motion of the mirror, considering a weak gravitational field described by the Schwarzschild metric. The regime of parametric amplification is detailed analyzed, demonstrating that our computed result, for the mean number of particles created, is in agreement with associated particular cases in literature. / Demonstramos nesta tese, primeiramente, que a ação inevitável do meio ambiente pode ser substancialmente enfraquecida quando consideramos sistemas quânticos não estacionários apropriados. Diferentemente do programa de engenharia de reservatórios e de forma similar aos protocolos para o desacoplamento dinâmico de sistemas quânticos abertos, nossa proposta não requer o conhecimento prévio do estado a ser protegido. Diferentemente mesmo dos esquemas de desacoplamento dinâmico, a proteção de estados de modos não estacionários prescinde da disponibilidade de pulsos externos ultra rápidos que atuem sobre o sistema de interesse em intervalos de tempo mais curtos que a menor escala de tempo acessível aos graus de liberdade do reservatório. No domínio da engenharia de estados em eletrodinâmica quântica de cavidades, mostramos como preparar modos não estacionários através da interação dispersiva do campo com átomos de dois níveis submetidos `a amplificação linear. Tratamos, em seguida, de diferentes aspectos do efeito Casimir dinâmico (ECD) através da derivação de hamiltonianos efetivos capazes de descrever convenientemente os principais aspectos do fen omeno. Começamos pelo ECD não ideal a temperaturas finitas. Obtivemos expressões gerais tanto para número médio de partículas criadas como para a entropia linear de um estado arbitrário preparado em um modo selecionado da cavidade, expressões estas que se aplicam a qualquer lei de movimento da fronteira móvel. Desenvolvemos, através destas expressões, uma análise abrangente das ressonâncias presentes tanto na criação de partículas como na perda de pureza e decoerência de estados. Consideramos também o ECD no contexto de um campo escalar não massivo confinado, sob as condições de contorno de Dirichlet, entre duas cascas esféricas concêntricas. Utilizamos dois diferentes métodos, o operador densidade e os coeficientes de Bogoliubov, para o cálculo da expressão geral para o número médio de partículas criadas, válida para qualquer lei de movimento das cascas esféricas. Aplicamos esta expressão para o cálculo do número de partículas produzidas quando apenas uma das cascas oscila ou quando ambas oscilam em fase ou fora de fase, e v comparamos os resultados com aqueles associados `a geometria plana. Por fim, analisamos a ação do campo gravitacional sobre o ECD. Para tal, consideramos um campo escalar não massivo confinado numa cavidade cubóide localizada em um campo gravitacional descrito por uma métrica estática e diagonal. Assumindo que uma das paredes planas da cavidade seja móvel, obtivemos o número de partículas criadas no interior da cavidade através do cálculo, via expansões perturbativas, dos coeficientes de Bogoliubov. Aplicamos o resultado para o caso particular de um movimento oscilatório da fronteira móvel, considerando um campo gravitacional fraco descrito pela métrica de Schwarzschild. O regime de amplificação paramétrica é detalhadamente analisado, demonstrando que nosso resultado para o número médio de partículas criadas, está em acordo com resultados particulares previamente apresentados na literatura.

Este trabalho é dedicado à investigação de diferentes aspectos da física de monocamadas de grafeno suspenso e epitaxial. A descrição do grafeno é baseada no modelo quase-relativístico de Dirac. Isso permite a aplicação dos métodos da Teoria Quântica de Campos (TQC) na investigação dos efeitos de interação entre o grafeno e o campo eletromagnético (EM). Usando o formalismo de integral de trajetória, nós formulamos uma teoria efetiva do campo EM na presença de monocamadas de grafeno. Esta teoria é governada pelo operador de polarização das quase-partículas de Dirac. Dois fenômenos importantes são investigados: as propriedades óticas do grafeno (o efeito Faraday em particular) e a interação de Casimir entre uma camada de grafeno e um metal paralelo. Em primeiro lugar, estudamos a propagação de ondas eletromagnéticas na presença de camadas de grafeno. A dinâmica de ondas é governada pelas equações modificadas de Maxwell obtidas a partir da teoria efetiva para o campo EM. Nós calculamos os coeficientes de reflexão e transmissão de luz polarizada linearmente e investigamos detalhadamente o efeito quântico de Faraday no campo magnético externo. Em particular, mostramos que as previsões do modelo de Dirac estão em boa concordância com os recentes resultados experimentais sobre a transmissão de luz e rotação de Faraday gigante em regime de ressonância cíclotron. Novos regimes também são previstos. Em segundo lugar, investigamos a interação de Casimir entre filmes suspensos de grafeno com um condutor ideal. O efeito é investigado tanto no caso ideal (temperatura nula, amostras ideais) quanto para configurações mais realistas (temperatura não nula e a presença de potencial químico). No caso de temperatura nula, a força de Casimir entre grafeno e condutor ideal é aproximadamente 2.6% da força entre dois condutores ideais. Ao mesmo tempo, no limite de temperatura elevada, o efeito mostra-se ser muito forte cerca de 50% de efeito entre metais ideais. / This research is devoted to investigation of several aspects of the physics of suspended and epitaxial graphene monolayers. The description of graphene is based on the quasi--relativistic Dirac model which permits application of the methods of the Quantum Field Theory to investigation of the interaction of graphene with electromagnetic field. Basing on the path integral formalism we formulate the effective theory for EM field in presence of graphene monolayers which is governed by the polarization operator of the Dirac quasi-particles in graphene. The two main phenomena in the interaction of graphene with electromagnetic field are studied: the optical properties of graphene (the Faraday rotation in particular), and Casimir interaction between graphene samples and parallel metal. First, we study the propagation of electromagnetic waves in presence of suspended and epitaxial graphene layers. Their dynamics is governed by the modified Maxwell equations obtained from the effective theory for EM field. We calculate the reflection and transmission coefficient for linearly polarized light and investigate in detail the quantum Faraday effect in external magnetic field. In particular it is showed that the prediction of the Dirac model are in good agreement with recent experimental results on transmission and giant Faraday rotation in cyclotron resonance. New regimes are also predicted Secondly, we investigate Casimir interaction between suspended graphene films with ideal conductor. The effect is investigated both in the idealistic case (zero temperature, ideal samples) and for realistic configurations (non zero temperature and/or presence of impurities and chemical potential). For zero temperature the Casimir force between graphene and a conductor is about 2.7% of that between two ideal conductors. At the same time in the high temperature limit the effect is showed to be greatly enhanced being about 50% of that between ideal metals.