Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-29T14:25:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_QuebraDinamicaSimetria.pdf: 455377 bytes, checksum: 29b5576747021e77ceb27af6dc0f592d (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-11T13:35:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_QuebraDinamicaSimetria.pdf: 455377 bytes, checksum: 29b5576747021e77ceb27af6dc0f592d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-11T13:35:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_QuebraDinamicaSimetria.pdf: 455377 bytes, checksum: 29b5576747021e77ceb27af6dc0f592d (MD5) Previous issue date: 2011 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente trabalho, estudamos a quebra da simetria quiral na pseudo eletrodinâmica quântica em (2+1) dimensões usando o formalismo das equações de Schwinger-Dyson e investigamos as semelhanças deste modelo com a criticalidade encontrada na EDQ3 e EDQ4. Usando a aproximação “quenched-rainbow”, mostramos que existe um acoplamento crítico αcc = π/16, acima do qual existe a geração de massa para os férmions e portanto, ocorrendo a quebra da simetria quiral. Também estudamos o caso com N campos fermiônicos usando a expansão 1/N na aproximação “unquenched-rainbow”, onde obtemos um número crítico Nc abaixo do qual a simetria quiral é quebrada e, para valores acima, a simetria é restaurada. No limite de acoplamento forte (g -- ∞), mostramos que este número crítico é o mesmo encontrado na EDQ3 na expansão 1/N. / In the present work, we study the chiral symmetry breaking in pseudo quantum electrodynamics in (2+1) dimensions using the Schwinger-Dyson equation formalism and investigate the similarities of this model with the criticality in both QED3 and QED4. Using the rainbow-quenched approximation we show that there is a critical coupling αcc = π/16 above which there is a mass generation for fermions and hence the chiral symmetry breaking occurs. We also study the N massless fermions flavors version using the 1/N expansion in rainbow-unquenched approximation and we obtain a critical value for the number of active fermions below which there is chiral symmetry breaking. We show that at strong gauge coupling constant (g -- ∞) this critical number is the same as in QED3 in large N expansion.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-22T16:10:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FuncoesGrupoRenormalizacao.pdf: 830163 bytes, checksum: 4748b61f77a71d1698ccf13610b0d2fa (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-11T15:12:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FuncoesGrupoRenormalizacao.pdf: 830163 bytes, checksum: 4748b61f77a71d1698ccf13610b0d2fa (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-11T15:12:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FuncoesGrupoRenormalizacao.pdf: 830163 bytes, checksum: 4748b61f77a71d1698ccf13610b0d2fa (MD5) Previous issue date: 2009 / Modelos com interações quárticas fermiônicas tem sido estudadas para clarificar aspectos conceituais e possíveis aplicações em teoria quântica de campos. Neste trabalho apresentamos a estrutura do grupo de renormalização no modelo de Nambu-Jona-Lasinio até a ordem de 1-loop. O modelo é não renormalizável perturbativamente, no sentido usual de contagem de potência, mas é tratado como uma teoria efetiva, válida numa escala de energia onde p << ^, sendo p o momento externo do loop e ^ um parâmetro de escala de massa que caracteriza o acoplamento do vértice não renormalizável. Esclarecemos a estrutura tensorial dos vértices de interação e calculamos as funções do grupo de renormalização. A análise dos pontos fixos da teoria também é apresentada e discutida usando o formalismo de redução das constantes de acoplamento proposto por Zimmermann. Encontramos a baixas eneergias a origem como ponto fixo infravermelho estável e um ponto fixo não trivial ultravioleta estável, indicando a consistência perturbativa se o momento é pequeno. / Four femion interactions models have been studied to clarify their conceptual aspects and possible applications in quantum field theory. In this work we present the structure of the renormalization group in the Nambu-Jona-Lasinio model up to 1-loop order. The model is not perturbatively renormalizable in the usual power counting sense, but it is treated as an effective theory, valid in a scale of energy where p <<^, being p the external moment of the loop and ^ a massive parameter that characterizes the coupling of the non-renormalizable vertex. We clarify the tensorial structure of the interaction vertices and calculate the functions of the renormalization group. The analysis of the fixed points of the theory is also presented using Zimmermann procedure for reducing the coupling constants. We find that the origin is an infrared-stable fixed point at low energies and has also a nontrivial ultraviolet stable fixed point, indicating that the theory could be perturbatively investigated if the momentum is low enough.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-11-05T18:32:08Z No. of bitstreams: 1 OZÓRIO BEZERRA HOLANDA NETO – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2015.pdf: 1866080 bytes, checksum: a15052e3dc0bbf5bba2c805913e20d6a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-05T18:32:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OZÓRIO BEZERRA HOLANDA NETO – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2015.pdf: 1866080 bytes, checksum: a15052e3dc0bbf5bba2c805913e20d6a (MD5) Previous issue date: 2015-07 / Capes / Nesta dissertação estudamos os aspectos clássicos e quânticos da extensão derivativa do modelo de Chern-Simons Abeliano na eletrodinâmica em (2+1) dimensões. No contexto clássico, descrevemos suas principais propriedades, tais como a invariância de calibre e a estrutura do propagador associado quando este modelo é adicionado à teoria de Maxwell. A principal característica desse modelo é a de que ele nos fornece um par de excitações (uma não massiva e outra massiva) para o modo de propagação das ondas eletromagnéticas. No contexto quântico, estudamos a possibilidade de induzir esse termo na ação efetiva da eletrodinâmica quântica via correções radiativas de determinante fermiônico em um laço. Neste caso, analisamos sua ocorrência em temperatura zero e nita. O resultado oriundo da temperatura nita tem como propriedade gerar novas excitações para os modos de propagação das ondas eletromagnéticas de pendentes da temperatura. / In this work we studied the classical and quantum aspects of derivative extension of the Chern-Simons Abelian model in electro dynamics in (2+1) dimensions. In classical context, we describe their main properties such as gauge in variance and the structure of the associated propagator when this template is added to Maxwell's theory. The main feature of this model is that it provides us a pair of excitation (one not massive and another massive) for the propagation mode of the electromagnetic waves. In the quantum context, we studied the possibility of inducing this term in thee active action of quantum electrodynamics via radiative corrections of fermionic determinant in loop. In this case, we analyze its occurrence at zero and nite temperature. The result a rising from the nite temperature has the property to generate new excitement for the modes of propagation of electromagnetic waves dependent of temperature.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2839.pdf: 834062 bytes, checksum: ed4f27eba9e2faa1c94945a6631c70d0 (MD5) Previous issue date: 2010-03-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work we investigated the engineering of interactions and reservoirs in the context of Cavity Quantum Electrodynamics. The investigated system consists of two identical three-level atoms trapped in two distinct traps, but inside the same optical cavity, inte- racting with the cavity mode and driven by classical .elds to manipulate the atom-.eld interaction. First, we assume the atomic system interacts with a high-Q cavity and show how to generate a displaced squeezed state for cavity mode asymptotically, i.e., we con- structed an arti.cial squeezed reservoir for the cavity mode. For this purpose we assume, in addition to the engineered atom-.eld interaction, a strong decay of the atoms (i.e., the atomic decay rate must be much stronger than the e¤ective atom-.eld coupling). Next, considering a cavity with strong decay rate, we investigated how to protect atomic entangled states as the Bell states. Here, the cavity mode acts as an arti.cial squeezed reservoir for the atoms, leading the system to the desired state asymptotically. In both cases, we considered only two e¤ective levels for atoms, reaching an interaction which comprehends the simultaneous implementation of the Jaynes-Cummings and anti- Jaynes-Cummings Hamiltonians. / Nesta dissertação, investigamos a engenharia de interações e de reservatório em Eletrodi- nâmica Quântica de Cavidades. O sistema investigado consiste em átomos (íons), em uma dada con.guração de níveis, interagindo com um modo do campo de radiação aprisionado numa cavidade. O uso de campos clássicos externos se fez necessário para obtermos as interações desejadas. Primeiramente investigamos a interação de dois átomos idênticos de três níveis, con.- nados numa cavidade supercondutora de alto fator de qualidade, interagindo com o modo do campo desta e campos clássicos externos, e mostramos como gerar, assintoticamente, um estado coerente comprimido para o modo da cavidade, isto é, construímos um reser- vatório de modos comprimidos arti.cial para o campo de radiação da cavidade. Aqui, foi necessário assumir um forte decaimento atômico, ou seja, supomos que a taxa de decai- mento atômica era muito maior do que o acoplamento efetivo entre átomos e campos. Em seguida, utilizando do mesmo sistema anterior, estudamos como gerar estados emaranhados, relativos à base de Bell, entre os átomos. Porém, nesta etapa, a necessidade foi de um forte decaimento no modo da cavidade, utilizando, então, uma cavidade de baixo fator de qualidade. Em ambos os casos, consideramos apenas dois níveis efetivos para os átomos, al- cançando, assim, uma interação efetiva entre átomo e modo da cavidade correspondente à realização simultânea dos Hamiltonianos Jaynes-Cummings e anti-Jaynes-Cummings.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4958.pdf: 1123197 bytes, checksum: 3891aa4b08428df497d8bd21a99744de (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / The Rabi model is the most complete one has to describe the interaction between radiation and matter. However, as it is difficult to obtain the exact solution to this model, many of recent atom-field studies have used the Jaynes-Cummings model, which eliminates the "counter rotating" terms from the Rabi Hamiltonian in an approach known as "rotating wave approximation". This approach was very precise to describe many experiments in quantum optics area in the past two decades, especially in the context of cavity quantum electrodynamics, where the atom-field coupling g is very weak compared to the atomic transition frequency &#969;0 and the cavity field frequency &#969;c. However, in recent experiments in the context of circuit quantum electrodynamics, the atom-field coupling can be comparable to the atom and field frequencies so that the rotating wave approximation is no longer valid. A first goal of the present work is to examine the validity of the rotating-wave approximation in the context of circuit quantum electrodynamics. We also take into account the dissipation of the system, and to do that we have analyzed two different models: a phenomenological approach where the master equation is derived by adding the free decay of the atom and the field, regardless of the interaction between them, and another microscope, where the master equation is derived by taking into account the interaction between the atom and the field. We then investigate what happens when one has two atoms interacting with the same field in the cavity, considering, for example, the "spontaneous" generation of correlations between the atoms mediated by the field, that is, assuming initially all subsystems (atoms and field) in their ground states, we study the dynamics of correlations generated between the atoms. To quantify those correlations we employ measures as quantum discord and entanglement of formation. / O modelo de Rabi é o mais completo que se tem para entender a interação entre radiação e matéria. Entretanto, por não se ter uma solução exata para esse modelo, muitos trabalhos recentes têm recorrido ao modelo de Jaynes-Cummings, que elimina do Hamiltoniano do sistema os termos contragirantes , em um processo conhecido como Aproximação de onda girante . Essa aproximação tem sido bastante precisa para descrever os experimentos na área de Óptica Quântica nas últimas duas décadas, especialmente no contexto da Eletrodinâmica Quântica de Cavidades, onde o acoplamento átomo-campo g é muito fraco comparado com a frequência de transição atômica &#969;0 e a frequência da cavidade &#969;c. Entretanto, em recentes experimentos no contexto de Eletrodinâmica Quântica de Circuitos, o acoplamento átomo-campo tem atingido valores comparáveis aos das frequências do átomo e do campo, de modo que a aproximação de onda girante deixa de ser válida. É nesse contexto que esse trabalho se encontra, isto é, avalia as situações em que a aproximação de onda girante deixa de ser válida e mostra, através da análise de algumas propriedades do sistema, as diferenças devidas à escolha do modelo. Levamos também em conta a dissipação do sistema, e para isso analisamos dois modelos distintos: um fenomenológico, onde a equação mestra é deduzida adicionando-se os decaimentos do átomo e do campo independentemente da interação entre eles, e outro microscópico, onde a equação mestra é deduzida considerando-se a interação entre o átomo e o campo. Investigamos, então, o que acontece quando se tem dois átomos interagindo com o mesmo campo na cavidade, analisando, por exemplo, a geração "espontânea" de correlações entre os átomos mediada pelo campo, isto é, assumindo que todos os subsis- temas (átomo e campo) estão inicialmente no seus estados fundamentais, nós estudamos a dinâmica das correlações geradas entre os átomos. Para quantificar essas correlações utilizamos medidas de discórdia quântica e emaranhamento de formação.

Orientador: Jeferson de Lima Tomazelli / Banca: José Francisco Gomes / Banca: Maria Cristina Batoni Abdalla / Banca: Josif Frenkel / Banca: Tereza Cristina da Rocha Mendes / Resumo: Na presente tese, investiga-se uma versão estendida da eletrodinâmica quântica, onde se introduz um termo de acoplamento axial renormalizável não invariante, dando ênfase à quebra dinâmica das simetrias de Lorentz e CPT no setor de gauge e à ambigüidade no coeficiente do termo do tipo Chern-Simons, induzido através de correções radiativas e outros métodos não perturbativos. Aspectos da teoria efetiva de Euler-Kockel-Heisenberg a tempertura finita também são investigados à luz do formalismo conhecido como Thermo Field Dynamics. / Abstract: In the present thesis it is investigated an extended version of quantum electrodynamic where a renormalized non-invariant axial coupling term introduced, emphasizing the dynamic violation of the Lorentz and CPT symmetries in the gauge sector of the theory as well as the ambiguity of the coeficient of the Chern-Simon-like term, induced through radiative corrections and other non-perturbative methods. Some aspects of the Euler-Kockel-Heisenber effective theory at finite temperature have also been addressed in the context of the Thermo Field Dynamics formalism. / Doutor

Estudamos neste trabalho as contribuições de 1-loop da eletrodinâmica quântica não-comutativa a altas temperaturas. Obtivemos as amplitudes de n-pontos por meio do método de diagramas de Feynman e mostramos que os mesmos resultados podem ser obtidos pelo método das equações de transporte de Boltzmann. Em paralelo estudamos as massas de blindagem que seguem do setor não-comutativo da teoria no limite estático, assim como a ação efetiva em 1-loop que gera todas as funções de n-pontos com índices espaciais. Também estudamos a quantização do campo de gauge no espaço não-comutativo pelo método do campo de fundo, obtendo uma generalização da base de ondas planas que se transforma covariantemente. / In this work we study the 1-loop contributions for noncommutative electrodynamics at high temperature. We calculate the n-point amplitudes by the Feynman diagrams method and we show that the same results can be obtained by the method of Boltzmann transport equations. We also study the screening mass derived from the noncommutative sector in the static limit case and the effective generating functional that determine all the amplitudes at one loop with spatial indices only. We quantize noncommutative QED by the background field gauge method and obtain a generalization of plane waves that transforms covariantly.

Apresento neste trabalho uma derivação alternativa da hamiltoniana efetiva para um elétron na banda de condução de uma heteroestrutura semicondutora de rede Zincblende. Partindo do modelo de Kane 8 × 8 e da aproximação das funções envelope, esta hamiltoniana efetiva foi obtida com a linearização dos denominadores (dependentes das autoenergias) presentes na equação para a banda de condução, sob a hipótese de que o gap de energia seja muito maior que todas as demais diferenças de energia envolvidas (verdade para a maioria das estruturas Zincblende). A partir de um procedimento introduzido previamente1,3, desenvolvi um procedimento mais geral que implementa sistematicamente esta linearização até segunda ordem no inverso do gap de energia e que corrige a normalização do spinor da banda de condução usando as bandas de valência. Este procedimento é idêntico à expansão em série de potência no inverso da velocidade da luz utilizada para se obter aproximações relativísticas da equação de Dirac. Uma vantagem deste procedimento é a arbitrariedade na forma dos potenciais, o que implica na validade da hamiltoniana resultante para poços, fios e pontos quânticos. Evidencio também as consequências de cada termo desta hamiltoniana efetiva para os autoestados eletrônicos em poços retangulares, incluindo termos independentes de spin inéditos (Darwin e interação momento linearcampo elétrico). Estes resultados estão de acordo com os estudos anteriores4. A fim de estudar transições ópticas dentro da banda de condução, mostro que o acoplamento mínimo pode ser realizado diretamente na hamiltoniana de Kane se os campos externos variam tão lentamente quanto as funções envelope. Repetindo a linearização dos denominadores de energia, derivo uma hamiltoniana efetiva para a banda de condução com acoplamentos elétron-fótons. Um destes acoplamentos, induzido exclusivamente pela banda de valência, origina transições mediadas pelo spin eletrônico. Estas transições assistidas por spin possibilitam mudanças, opticamente induzidas, na orientação do spin eletrônico, um fato que talvez possa ser útil na construção de dispositivos spintrônicos. Por fim, as taxas de transição deste acoplamento apresentam saturação e linhas de máximos e mínimos no espaço recíproco. Espero que estas acoplamentos ópticos possam auxiliar na observação dos efeitos dos acoplamentos spin-órbita intra (Rashba) e intersubbandas. / In this work, I present an alternative derivation of the conduction band effective hamiltonian for Zincblende semiconductor heterostructures. Starting from the 8×8 Kane model and envelope function approximation, this effective hamiltonian was obtained by means of a linearization in the eigenenergy-dependent denominators present the conduction band equation, under the hypothesis that the energy gap is bigger than any other energy difference in the system (true for mostly every Zincblende semiconductor bulk or heterostructure). Based on a previous procedure1,3, I have developed a more general procedure that implements sistematicaly (i) this linearization and (ii) renormalizes the conduction band spinor using the valence bands, both (i) and (ii) up to second order in the inverse of the energy gap. This procedure is identical to the expansion in power series of the inverse of the light speed used to derive non-relativistic approximations of the Dirac equation. One advantage of this procedure is the generality of the potentials adopted in our derivation: the same results hold for quantum wells, wires and dots. I show the consequences of each term of this hamiltonian for the electron eigenstates in retangular wells, including novel spin-independent terms (Darwin and linear momentumelectric field couplings). These resulties agree with previous works4. In order to study conduction band optical transitions, I show that the minimal substitution can be performed directly in the Kane hamiltonian if the external fields vary slowly (at least, as slowly as the envelope functions). Repeating the linearization of the energy denominators, I derive a new effective hamiltonian, up to second order in the inverse of the energy gap, with electron-photons couplings. One of these couplings, induced exclusively by the valence bands, gives rise to optical transitions mediated by the electron spin. This spin-assisted coupling enable optically-induced spin flipps in conduction subband transitions, which can be useful in the construction of spintronic devices. Finaly, the spin-assisted transitions rates show saturation and lines of maxima and minima in the reciprocal lattice. I hope that these optical couplings can be of any help in the observation of interesting effects induced by the intra and intersubband spin-orbit coupling.

Orientador: Jose Antonio Roversi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-09T22:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Meneguele_HugoLeonardodeOliveira_M.pdf: 4373941 bytes, checksum: 4efca6ce7c6517706ffe61c248036b0c (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho, estudamos o emaranhamento quântico entre dois átomos, que surge quando ambos interagem com o mesmo campo em uma cavidade. A interação é descrita pelo Modelo de Jaynes-Cummings para processos de 1 e 2 f ótons, sendo analisadas as diferenças na dinâmica de emaran-hamento devidas aos processos distintos. A cavidade é preparada em estados comprimidos de 1 e 2 modos, sendo analisada a influência da compressão inicial no emaranhamento atômico obtido, em termos do máximo emaranhamento possível para cada situação, bem como a robustez e persistência do emaranhamento gerado em relação à compressão. Encontramos que a compressão de um modo é, de modo geral, danosa ao emaranhamento, embora também provoque um efeito de deslocamento nos instantes de interção que gera ganhos para instantes de baixo emaranhamento. Processos de 2 f ótons em campos comprimidos de 1 modo fazem com que o emaranhamento se torne mais robusto, sendo mais persistente contra os efeitos redutores da compressão. Para campos comprimidos de 2 modos, a compressão aumenta o emaranhamento entre os modos da cavidade e reduz entre os átomos; estes dois efeitos concorrentes podem ser combinados de forma a gerarem um ganho de emaranhamento atômico para tempos de interação específicos / Abstract: In this work, we studied the quantum entanglement between two atoms, arising from their interactions with the same cavity field. This interaction follows the Jaynes-Cummings Model for 1 and 2 photons processes, being analized the differences in entanglement dynamics due to distinct processes. The cavity is prepared in 1-and 2-modes squeezed states, being analized the initial squeezing¿s influence in the obtained atomic entanglement, in terms of the highest possible entanglement for each situation, as well as the robustness and persistence of the generated entanglement in relation to squeezing. We found that 1 mode squeezing is, generally speaking, harmful to entanglement, although it also causes a displacement effect in the interaction times, which in turn generates gain for low-entanglement moments. 2-photons processes in 1- mode squeezed fields makes more robust entanglement, which is more persistent against reductive effects by squeezing. For 2- modes squeezed fields, squeezing enhances entanglement between the cavity modes and reduces entanglement between atoms; these two competing effects can be combined as to generate a gain in atomic entanglement for specific interaction times / Mestrado / Física / Mestre em Física

O problema de como descrever a dinâmica efetiva de partículas ou campos confinados a um espaço-tempo de baixa dimensão é de interesse em muitas áreas da física. Vários métodos foram propostos na literatura para atacar este problema. Recentemente, foram relatadas algumas evidências experimentais que são consistentes com a chamada abordagem de potencial confinante. À luz destes resultados, o objetivo desta tese é o de construir uma teoria quântica para partículas confinadas em uma subvariedade, imersa em um espaço-tempo plano, empregando o cenário conceitual da abordagem de potencial confinante. A tese está dividida em duas partes. A primeira parte é dedicada exclusivamente ao estudo da mecânica quântica em uma subvariedade. Para esta finalidade, deduzimos as equações efetivas de Schrödinger, Dirac e Klein-Gordon, em uma subvariedade curva, na presença de um campo electromagnético externo. Examinamos as características singulares estas equações e apresentamos algumas aplicações em física da matéria condensada. Na segunda parte, partimos da mecânica quântica na subvariedade e então formulamos a teoria quântica de campos (TQC) na subvariedade. Mostramos que a TQC \"livre\" em uma subvariedade pode ser representada esquematicamente como uma teoria de campos livres, em um fundo curvo, mais um potencial escalar e um campo externo SO(n - m) de Yang-Mills. Calculamos para essa teoria a ação efetiva em ordem de um laço para bósons e férmions a temperatura e potencial químico não nulos, em todas as ordens, usando a expansão de Seely-DeWitt. Para teorias com interações, demonstramos que a teoria conhecida como eletrodinâmica quântica reduzida (RQEDd?,de) pode ser recuperada a partir da abordagem de potencial confinante. Para uma teoria bidimensional, propomos uma grande classe de extensões do modelo de Schwinger, em que a interação entre férmions vai além do potencial linear. Demonstramos que, notavelmente, essas extensões são exatamente solúveis para férmions sem massa e que não há geração de massa dinâmica para os férmions. Além disso, construímos uma nova família de teorias que podem ser exatamente bosonizadas. Também mostramos que RQED4,2 tem as características necessárias para ser identificada como uma teoria de campo efetivo para fios de grafeno. Finalmente, estudamos o efeito da interação de campos magnéticos e pseudomagnéticos no grafeno. Para este sistema, calculamos o condensado fermiônico, a densidade de carga induzida de vácuo, a ação efetiva em ordem de um laço e a magnetização. Demonstramos que a presença de um campo pseudo-magnético diferente de zero torna possível observar experimentalmente uma densidade de carga induzida de vácuo. Além disso, vamos mostrar que é possível ter controle sobre a magnetização, bem como a massa dinâmica para cada vale no grafeno, quer seja por deformações ou variando o campo magnético aplicado. / The problem of how to describe the effective dynamics of particles or fields confined to a lower dimensional curved space-time is of interest in many areas of physics. In the literature, several methods have been proposed to attack this problem. Recently it has been reported some experimental evidences that are consistent with the so-called confining potential approach. In light of these results, the purpose of this thesis is to construct a quantum theory for particles confined in a submanifold of a flat space-time employing the theoretical framework of the confining potential approach. The thesis is divided into two parts. The first one is dedicated exclusively to the study of quantum mechanics on a submanifold. For this purpose, we derive the effective Schrödinger, Dirac and Klein-Gordon equations on a curved submanifold, in the presence of an external electromagnetic field. We examine the singular features of these equations and present some applications to condensed matter. In the second part of this thesis, we start from the quantum mechanics on the submanifold and then we formulate the quantum field theory (QFT) on the submanifold. We will show that the \"free\" QFT on a submanifold can be schematically represented as a quantum theory of free fields on a curved background plus a scalar potential and an external SO(n-m) Yang-Mills field. For this theory, we compute the one-loop effective action for scalars and fermions at finite temperature and chemical potential to all orders using the Seely-DeWitt expansion. For interacting theories, we will prove that the theory known as reduced quantum electrodynamics (RQEDd?,de) can be recovered from the confining potential approach. For a two-dimensional theory, we propose a large class of extensions of the Schwinger model, in which the interaction between fermions goes beyond the linear potential. We demonstrate that, remarkably, these extensions are exactly solvable for massless fermions and that there is no dynamical mass generation for the fermions. Furthermore, we construct a new family of exactly bosonized theories. We also show that RQED4,2 has the necessary features to be identified as an effective field theory for graphene wires. Finally, we study the effect of an interplay of real and pseudomagnetic fields in graphene. We compute the fermion condensate, the induced vacuum charge density, the one-loop effective action and the magnetization, for this system. We will show that the presence of a non-zero pseudomagnetic field makes it possible, experimentally, to observe an induced vacuum charge density. Moreover, we will show that it is possible to have control over the magnetization as well as the dynamical mass for each valley in graphene, by straining or varying the applied magnetic field.