Debido a la generalidad de su formulación, las fases geométricas han sido objeto de constantes investigaciones en áreas muy diversas y han llevado a muchos desarrollos, tanto en aplicaciones como en trabajo teórico. Esta tesis se incluye dentro de las investigaciones experimentales y se enfoca en las fases geométricas que aparecen al manipular el grado de libertad de polarización. Se divide en dos partes. La primera se centra en los aspectos teóricos esenciales que definen y relacionan los estados mixtos de polarización con la luz láser parcialmente polarizada, y en las propiedades de las fases geométricas que aparecen en los primeros. La segunda parte presenta dos arreglos experimentales, uno que genera estados polarización y uno que permite medir la fase geométrica adquirida por dichos estados después de alguna evolución unitaria. El primero otorga un control casi arbitrario del estado de polarización de la luz láser que deja el arreglo y, con una ligera modificación, puede utilizarse en fotones individuales con casi idéntica efectividad. El segundo utiliza al primero para generar estados mixtos de polarización y luego los somete a distintas evoluciones. Las fases geométricas adquiridas son entonces determinadas mediante su relación con las fases de Pancharatnam correspondientes, que son cantidades directamente observables. Si bien hubo casos en los que la fase no se pudo determinar debido a su sensibilidad a errores experimentales, en aquellas mediciones en las que se pudo obtener un valor experimental este se ajustó muy bien a la predicción teórica.

Esta tesis estudia fases geométricas que aparecen cuando un átomo de dos niveles interacciona con un campo electromagnético monomodal cuantizado, un modelo descrito por el Hamiltoniano de Rabi (HR). Como se conoce, el HR no tiene una solución cerrada; no obstante, cuando el acoplamiento entre el átomo y campo es débil, la aproximación de onda rotante (RWA) puede ser aplicada. Esto resulta en el Hamiltoniano de Jaynes-Cummings (HJC), el cual es una útil solución analítica aproximada del primero. Cuando la RWA puede ser aplicada, fenómenos físicos predichos en el modelo de Rabi deben también aparecer en el modelo de Jaynes-Cummings; caso contario, la aproximación será físicamente inconsistente. Esto último generó una controversia después de una reciente afirmación sobre fases de Berry en el HR. De acuerdo a ésta, la RWA no es válida para ningún valor del acoplamiento entre el átomo y campo. Los resultados de esta investigación, cálculos numéricos de la fase de Berry en el HR, muestran que este no es el caso y que afirmaciones contrarias son inconsistentes con un argumento analítico que concierne al modelo de Rabi. Adicionalmente, se muestra que estos resultados convergen a los respectivos para el HJC, concluyendo as__ que la RWA es consistente al aplicarse a fases de Berry, como era de esperarse. Finalmente, se discute que la aparición de fases de Berry no depende de la condición adiabática; por lo tanto, el marco de estudio apropiado es el cinemático, el cual contiene a la fase de Berry como un caso particular de la fase geométrica. También se discute que el Hamiltoniano no desempeña un rol importante, salvo de proveedor de los autovectores usados en el cálculo de la fase geométrica. Esto manifiesta la característica esencial de la cual depende la fase geométrica, que es la geometría del espacio de rayos. Este espacio depende de los tipos de evolución que sean considerados. Este punto es ilustrado estudiando una diferente transformación unitaria en el modelo de Schwinger.

Se estudian los sistemas de dos niveles sin recurrir al espacio de Hilbert el cual es sustituido por el álgebra geométrica del espacio tridimensional (Espacio de Hilbert). En esta descripción los estados son codificados mediante elementos de un ideal izquierdo mínimo del álgebra par de G3, mientras los operadores son codificados mediante la combinación lineal de los vectores del álgebra impar de (Espacio de Hilbert). La dinámica que obedecen estos sistemas está gobernada por la ecuación de “Schrödinger real" ya que el número imaginario (i) es sustituido por el pseudoescalar de (Espacio de Hilbert). Introduciendo los idempotentes primitivos del álgebra geométrica, se generalizan las descripciones previas estando en completo acuerdo con la literatura convencional. Utilizando los axiomas del álgebra geométrica, se demuestra que las relaciones de conmutación canónica que obedecen los operadores de espín son consecuencia de la anticonmutatividad del producto geométrico.

Nesta tese, estudamos a integrabilidade quântica de modelos contínuos relevantes no contexto da quantização da supercorda do tipo IIB em AdS5 x S5, e, conseqüentemente, de interesse para a demonstração e uma melhor compreensão da correspondência AdS/CFT. Para os modelos de Landau-Lifshitz e de Alday-Arutyunov-Frolov, calculamos as amplitudes de espalhamento para três partículas e mostramos a fatorabilidade de suas matrizes S em primeira ordem não-trivial. Propomos também um novo método para a quantização de sistemas integráveis contínuos no exemplo do modelo de Landau-Lifshitz su(1;1). Nosso método fornece uma solução alternativa para o problema do ordenamento operatorial, bem como uma prescrição para a dedução das identidades de traço e do espectro das cargas quânticas conservadas. Ademais, mostramos que, por ser baseado em um processo de regularização e renormalização operatorial, concomitante à construção das extensões auto-adjuntas, a integrabilidade é preservada durante a quantização. / In this thesis, we study the quantum integrability of continuous models which arise from consistent truncations of type IIB superstring theory on AdS5 X S5, and, therefore are relevant for improving our current understanding of the AdS/CFT correspondence. For the Landau-Lifshitz and the Alday-Arutyunov-Frolov models, we compute the three-particle scattering amplitude and show the factorizability of the corresponding S matrices at the first non-trivial order. We also propose a new method for quantizing continuous integrable systems and apply it to the su(1;1) Landau-Lifshitz model. Our method provides an alternative solution to the longstanding operator ordering problem and gives a prescription to obtain the quantum trace identities, and the spectrum for the higher-order local charges. Moreover, since it is based on operator regularization and renormalization, as well as on the construction of the self-adjoint extensions, the integrability is preserved during the quantization process

Orientador: Manoel Ferreira Borges Neto / Banca: Antônio Luís Venezuela / Banca: Sandra Regina Monteiro Masalshiene Roveda / Resumo: O objetivo deste trabalho ée estabelecer similaridades entre a análise complexa e os quatérnios. Nele é feito um estudo da regularidade de funções quaterniônicas e são estabelecidas as funções exponencial e logarítmica para os quatérnios sendo feito um estudo da hiperpe- riodicidade dessas funções. Outro resultado apresentado é a generalização quaterniônica da fórmula integral de Cauchy um dos principais teoremas da análise complexa. / Abstract: The objective of this work is to establish similarities between the complex analysis and the quaternions. In it is made a study of the regularity of quaternionic functions and are established the exponential and logarithmic functions for the quaternions being made a study of the hiperperiodicity of these functions. Another presented result is the quater- nionic generalization of the Cauchy's integral formula one of the main theorems of the complex analysis. / Mestre

Orientador: Manoel Ferreira Borges Neto / Banca: Masoyoshi Tsuchida / Banca: José Arnaldo Frutuoso Roveda / Resumo: Nesta dissertação, estuda-se estruturas matemáticas relacionadas à álgebra dos sedenions de Cayley-Dickson. O conceito de funções sedeniônicas do tipo f(z) = zn, z 2 S e n 2 N, é desenvolvido a partir da distância jf(y)¡f(x)j, com o objetivo de obter-se uma generalização. A este tipo de mapeamentos trata-se por funções quaseconformes, ou seja, mapeamentos que não preservam a magnitude dos ângulos. Em particular, através de métodos de resolução, apresenta-se e discute-se polinômios de 2n graus com coeficientes sedeniônicos com o intuito de enfatizar o valor da k-dilatação causada quando trabalha-se com o número sedeniônico em coordenadas esféricas. Por fim, ilustra-se geometricamente os cortes produzidos em hiperesferas B(x; r) quando submetidas às transformações do tipo z2 e z3. / Abstract: In this work, we propose to study the mathematical construction related with algebra of Cayley-Dickson sedenions. We will present the concept of sedenions functions of f(z) = zn type, z 2 S and n 2 N, developing jf(y) ¡ f(x)j distance, with the objective of creating a generalization. This type of mappings is known as quasiconformal functions, that is, mapping that don't preserve the magnitude of angles. Specially, by means of resolution methods, we will discuss polynomials of 2n degrees with sedenions coefficients focused on highlighting the value of the k-dilation caused when we work with the sedenion number in spherical coordinates. Finally, it is illustrated geometrically the cuts produced in hiperspheres B(x; r) when submitted to the transformations of the type z2 and z3. / Mestre

Orientador: José Francisco Gomes / Coorientador: Abraham Hirsz Zimerman / Banca: A. Lima Santos / Banca: A. Foekster / Banca: Paulo Afonso Faria da Veiga / Banca: P. Teotônio Sobrinho / Resumo: Nesta tese abordamos dois problemas. O primeiro trata-se do problema de condição de contorno para hierarquias integráveis. Através do método de dressing, que foi utilizado com êxito para construir soluções do tipo sóliton com condição de contorno nula, propomos uma abordagem geral para resolver o problema com condição de contorno não nula, onde o vácuo possui uma configuração de campos não trivial. Aplicamos então este método, para as hierarquias mKdV e AKNS com condição de contorno constante. Introduzimos operadores de vértice que incorporam a condição de contorno do problema, generalizando os operadores de vértice utilizados anteriormente. Quando o vácuo tende a zero, recuperamos os resultados conhecidos com condição de contorno nula. Soluções interessantes como dark sólitons, table-top sólitons, kinks, breathers e wobbles são obtidas para todas as equações da hierarquia mKdV. Introduzimos também, uma deformação integrável da hierarquia mKdV que contém a equaçãoo de Gardner. Soluções com condição de contorno nula desta hierarquia estão relacionadas com soluções de vácuo não trivial da hierarquia mKdV. O segundo problema consiste numa generalização da construção Lie algébrica da equação curvatura nula. A construção usual foi motivada pela estrutura dos modelos de Toda afim e é capaz de gerar as hierarquias mKdV/sinh-Gordon e AKNS/Lund-Regge. Propomos uma generalização que contém, além destas, outras hierarquias integráveis como as hierarquias de Wadati-Konno-Ichikawa (WKI) e Kaup-Newell (KN). Estas hierarquias contém modelos interessantes e alguns deles não foram suficientemente estudados, especialmente os de fluxo negativo. Mostramos que equações... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this thesis we approach two distinct problems. The first one deals with boundary value problems for integrable hierarchies. Through the dressing method, which was successfully employed in the construction of vanishing boundary soliton solutions, we propose an algebraic approach to solve the nonvanishing boundary value problem where the vacuum has a nontrivial field configuration. We apply the proposed method to the mKdV and AKNS hierarchies with a constant boundary value. We introduce vertex operators that takes into account the boundary condition, generalizing previous known vertex operators. When the vacuum tends to zero, we recover previous known results with vanishing boundary condition. Interesting solutions arises like dark solitons, table-top solitons, kinks, breathers and wobbles for the whole mKdV hierarchy. We also introduce an integrable deformation of the mKdV hierarchy containing the Gardner equation. Solutions of this deformed hierarchy are related with nontrivial vacuum solutions of the mKdV hierarchy. The second problem consists in a generalization of the Lie algebraic structure of the zero curvature equation. The usual construction was motivated by affine Toda field theories and can generate the mKdV/sinh-Gordon and AKNS/Lund-Regge hierarchies. We propose a new construction that contains, besides them, other integrable hierarchies like the Wadati-Konno-Ichikawa (WKI) and Kaup-Newell (KN). We show that interesting models like the short-pulse equation recently proposed by Schafer-Wayne and the bosonic Thirring model, arise naturally from this construction. Moreover, this construction embraces a larger class of models into a systematic algebraic... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

In this dissertation we explore the features of a Gauge Field Theory formulation for continuous spin particles (CSP). To make our discussion as self-contained as possible, we begin by introducing all the basics of Group Theory - and representation theory - which are necessary to understand where the CSP come from. We then apply what we learn from Group Theory to the study of the Lorentz and Poincaré groups, to the point where we are able to construct the CSP representation. Finally, after a brief review of the Higher-Spin formalism, through the Schwinger-Fronsdal actions, we enter the realm of CSP Field Theory. We study and explore all the local symmetries of the CSP action, as well as all of the nuances associated with the introduction of an enlarged spacetime, which is used to formulate the CSP action. We end our discussion by showing that the physical contents of the CSP action are precisely what we expected them to be, in comparison to our Group Theoretical approach. / Nesta dissertação exploramos as características da formulação de uma Teoria de Gauge para partículas de spin contínuo (CSP). Para tornar a nossa discussão o mais auto-contida possível, começamos por introduzir todas as informações básicas de Teoria de Grupos - assim como de Teoria de Representações - que são necessárias para enteder de onde surgem as CSPs. A partir daí aplicamos o que foi apresentado sobre Teoria de Grupos para o estudo dos grupos de Lorentz e de Poincaré, até o ponto em que conseguimos construir a representação CSP. Finalmente, após uma rápida revisão do formalismo de spin altos (Higher Spins), através do estudo das ações de Schwinger-Fronsdal, damos início ao estudo de uma Teoria de Campos para CSPs. Estudamos e exploramos todas as simetrias locais da ação que descreve uma CSP livre, assim como todas as sutilezas que surgem a partir da introdução de uma nova coordenada, que resulta em um espaço-tempo estendido no qual a ação é definida. Terminamos nossa discussão mostrando que todo o conteúdo físico decorrente da ação para uma CSP livre coincide com o que vimos em nossa discussão de Teoria de Grupos.

In this thesis, using rigorous methods, we determine the low-lying energy-momentum spectrum of a lattice Quantum Chromodynamics model (QCD) in dimension 3 + 1, imaginary time and in the strong coupling regime. We consider a QCD model with the Wilson action, three quark avors and 4 X 4 Dirac spin matrices. Under these conditions, we reanalyze que question about the existence of baryon particles in the context of the Gell-Mann and Ne´eman Eightfold Way. Completing previous works, where the octet baryons where shown to exist, here we prove the existence of the decuplet baryons detected by showing the existence of isolated dispersion curves in the energy-momentum espectrum restricted to the subspace of the physical quantum-mechanical Hilbert H of the model, associated with states with an odd number of fermions. Besides, we obtain some smoothness properties veried by these curves, as well as analytical properties of the spectral measure for the two-baryon correlations. Also, the octet and the decuplet baryons are shown to be the only states in the odd subspace up to near the energy threshold of the meson-baryon bound state. Using the results obtained here, we can go up in the spectrum and validate some previously obtained results on the two-baryon bound state spectrum beyond the so called ladder approximation, for the complete model. / Nessa tese, usando métodos rigorosos, determinamos a parte inicial do espectro de energia-momento para o modelo de Cromodinâmica Quântica (QCD) na rede, em dimensão 3 + 1, com tempo imaginário e no regime de acoplamento forte. Consideramos o modelo de QCD com a ação de Wilson, três sabores de quarks e matrizes de spin de Dirac 4 X 4. Sob estas condições, reconsideramos a questão da demonstração da existência de bárions, no contexto do Eightfold Way de Gell-Mann e Ne ´eman. Complementando trabalhos anteriores onde a existência dos octetos de bárions foi demonstrada, aqui demonstramos a existência dos decupletos de bárions. Estas partículas são detectadas através de curvas de dispersão isoladas no espectro de energia-momento do modelo, considerando-se o subespaço H0, do espaço de Hilbert (quântico) físico H, com vetores com um número ímpar de férmions. Além disso, obtemos propriedades de suavidade destas curvas, assim como propriedade analíticas da medida espectral da correlação de dois bárions. Estes bárions são demonstrados ser os únicos estados espectrais no modelo, no subespaço ímpar, até o limiar de energia próximo do estado méson-bárion. Com os resultados obtidos nesta tese, podemos subir no espectro e validar, para o modelo completo, resultados espectrais envolvendo estados ligados de dois-bárion obtidos anteriormente na chamada aproximação escada (dominante).

Orientador: Adolfo Maia Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-09-24T19:34:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gama_MarceloCristino_D.pdf: 779899 bytes, checksum: 7636e903a3f18cb64db479eab807a404 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho buscamos soluções exatas não-triviais da Equação de LaneEmden-Fowler. Esta equação tem aplicações importantes em Teoria de Campos não-linear, bem como em Astrofísica Estelar. Inicialmente, a partir do formalismo da Integral Primeira, obtemos soluções para um modelo >.~n+1 com n = 2,3,5, utilizando Integrais Elípticas de Jacobi. Segue-se então o cálculo de flutuações no modelo >.~n+1 para um campo clássico ~ sujeito a um potencial da forma V(f) = -1/2 m2f2 + ?/n+1 fn+1, em torno de uma solução estática. Uma outra aplicação é no estudo das configurações de Equilíbrio Hidrostático de estrelas esféricas politrópicas. Mostramos que o método da Integral Primeira fornece uma série de soluções singulares na origem. Também é obtida a bem conhecida solução de Chandrasekhar, que é regular na origem / Abstract: In this work we search for non-trivial exact solutions to the Lane-Emden-Fowler¿s Equation. That equation has important applications in Non-linear Field Theory, as well in Stellar Astrophysics. Initially, from the First Integral formalism, we obtain solutions for a ?fn+1 model with n = 2, 3, 5, using Jacobian Elliptic Integrals. Follows the calculation of the fluctuations in the ?fn+1 model for a classical field f in a potential of the form..Another application is the study of the Hydrostatic Equilibrium configuration of politropic spherical stars. We show the First Integral Method gives solutions that are singular at the origin. In addition we obtain the well known Chandrasekhar¿s solution, which is regular at the origin / Doutorado / Fisica-Matematica / Doutor em Matemática Aplicada