Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-03Bitstream added on 2015-03-03T12:06:59Z : No. of bitstreams: 1 000798812.pdf: 406540 bytes, checksum: 7793d5a1f9bfbe358b5dde7a7418b448 (MD5) / O século passado é considerado como a era das Teorias Quânticas de Campos. Desta forma, neste trabalho, forneceremos todos os detalhes de uma descoberta teórica inesperada de uma partícula de matéria de spin 1/2 com dimensão de massa 1. Esses espinores recebem o nome de ELKO, o qual vem do acrônimo alemão Eigenspinores des Ladungskonjugationsoperators, e são fundamentados em um conjunto completo de autoespinores de helicidade dual do operador conjugação de carga. O ELKO pertence a um subgrupo do grupo completo de Lorentz. Portanto, a lei de transformação entre suas componentes não é dada pela simetria de paridade, e desta maneira não satisfaz a equação de Dirac. Intrinsicamente nas somas de spin para o ELKO aparece um termo que quebra a simetria de Lorentz, levando então à apreciação da Very Special Relativity, que nada mais é do que um subgrupo do grupo de Lorentz, cuja álgebra deixa as somas de spin invariantes ou covariantes. Pela razão do propagador do ELKO ser o mesmo de Klein-Gordon a menos de um fator, a lagrangiana associada é a do campo escalar, por esta razão o ELKO é dotado de dimensão de massa 1 / The last century is considered as the era of Quantum Field Theories. Thus, in this work, we provide all the details of an unexpected theoretical discovery of a matter particle spin 1/2 endowed with mass dimension 1. These spinors are the so called ELKO, which comes from the German acronym Eigenspinores des Ladungskonjugationsoperators, based on a complete set of a dual helicity eigenspinors of the charge conjugation operator. ELKO belongs to a subgroup of the full Lorentz group. Therefore, the law of transformation between its components is not given by the parity symmetry, and thus it does not satisfies the Dirac equation. It appears, intrinsically in the spin sums a Lorentz symmetry breaking term, then it will be better analysed within the Very Special Relativity, which is a subgroup of the Lorentz group, whose algebra leaves the spin sums invariant or covariant under transformations. Since the ELKO propagator is the same of Klein-Gordon propagator apart from a term, than the associated lagrangian is the scalar field one, for this reason ELKO is endowed with mass dimension 1

Orientador: Antonio Carlos Ferreira Seridonio / Resumo: O físico italiano Ettore Majorana propôs, no campo da Física de altas energias, a existência de férmions peculiares que têm como característica serem suas próprias antipartículas. No contexto de Física da matéria condensada, tais férmions emergem como quasipartículas de Majorana (MQPs). Da perspectiva da compu- tação quântica, duas MQPs podem compor um férmion regular e atuar como um qubit protegido, que está desacoplado do ambiente e livre do efeito de decoerência. Até onde sabemos, a verificação experimental de uma MQP ainda é questionável, apesar de alguns resultados experimentais, e desta forma, o objetivo desta tese é de propor formas experimentais a fim de ajudar na busca das assinaturas de tais excitações. Como o efeito Fano é um efeito de interferência na qual canais de tunelamento competem entre si pelo transporte eletrônico, ele torna-se uma forma de capturar tais assinaturas das MQPs em sistemas de matéria condensada. Baseado nisto, a ideia é investigar teoricamente três diferentes interferômetros a fim de obter uma assinatura definitiva das MQPs. O primeiro é um interferômetro do tipo Aharanov-Bohm composto por dois quantum dots, sendo um deles acoplado a uma MQP, que se localiza na borda de um fio de Kitaev semi-infinito na fase topológica. Ajustando o nível de Fermi dos terminais e o detuning simétrico dos níveis dos dots, mostrou-se que regimes Fano opostos resultam em uma transmitância caracterizada por distintas regiões condutoras e isolantes, que são marcas ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Italian physicist Ettore Majorana proposed in the field of high-energy Physics the existence of peculiar fermions that constitute their own antiparticles. In the context of condensed matter Physics, these fermions are Majorana quasiparticles (MQPs). From the quantum computing perspective, two MQPs can compose a regular fermion acting as a protected qubit, which is indeed decoupled from the host environment and free of the decoherence effect. To the best of our knowledge, the experimental capture of a MQP up to now is still questionable despite some experimental results, then, the goal of this thesis is to propose helpful experiment manners in revealing signatures from such excitations. As the Fano effect is an interference phenomenon where tunneling paths compete for the electronic transport, it becomes a probe to catch fingerprints of MQPs lying on condensed matter systems. Based on this, the idea is to investigate theoretically three different interferometers in order to obtain a MQP smoking- gun signature. The first one was an Aharonov-Bohm-like interferometer composed by two quantum dots, being one of them coupled to a MQP, which is attached to one of the edges of a semi-infinite Kitaev wire within the topological phase. By changing the Fermi energy of the leads and the symmetric detuning of the levels for the dots, we show that opposing Fano regimes result in a transmittance characterized by distinct conducting and insulating regions, which are fingerprints of an iso... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Neste trabalho desenvolvemos um modelo efetivo para a descrição da matéria nuclear, que incorpora os resultados obtidos, para a descrição de um núcleon, pelo modelo de sacola difusa. O sistema nuclear será descrito via uma função de energia interna, que compreende um termo livre e outro que leva em conta a interação entre os núcleons. A parte livre, por se tratar de um sistema de férmions, corresponderá à energia de um gásde Fermi livre. Além disso, para evitar a superposição de dois ou mais núcleons, introduzimos um volume de exclusão a la Van der Waals. Na parte integrante, a troca de píons entre os núcleons será levada em conta via um potêncial efetivo. A função energia interna dependerá da densidade da matéria nuclear e também de um parâmetro que determinará o volume esperado de cada núcleon na matéria nuclear. O valor deste parâmetro será um pouco diferente do valor encontrado para um núcleons isolado, devido à interação entre eles. Obtém-se então resultados para a energia de ligação por núcleon para a matéria nuclear simétrica e para a matéria de nêutrons, bem como para a equação de estado da matéria de nêutrons.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-26Bitstream added on 2014-06-13T19:21:25Z : No. of bitstreams: 1 chumbes_aer_dr_guara.pdf: 1041702 bytes, checksum: 47a1578e891ec7863ecc69ecabd574b7 (MD5) / Nesta tese analisamos a localização de campo de matéria em bramas duplas. Estudamos a localização de férmions não-massivos em paredes de domnio (3-brana) imersa no espaço de 4+1 dimensões em cenários Randall-Sundrum (espaço warped), e Rubakov-Shaposhnikov (espaço plano), respectivamente. Abordamos a localização do campo fermiônico, acoplando os férmions com uma função de campo escalar, cuja solução tipo kink simples é deformada a uma solução tipo kink duplo. No contexto de nosso estudo, este tipo de configuração kink duplo permite ilustrar o fenômeno da separação das branas. Construímos novos modelos não-lineares em teoria de campos que forneçam configurações do tipo kink duplo. Estes modelos são construídos a partir da deformação do modo-zero associado `a equação de estabilidade de outros modelos bem estabelecidos. Por sua vez, estes modelos são aplicáveis na descrição de fenômenos críticos e em cenários de mundos-brana. Além disso, temos conhecimento de que não ´e possível a localiza¸c˜ao de campo de gauge por meio unicamente da curvatura (warped). Propomos um mecanismo que leve à localização do modo-zero do campo de gauge abeliano em branas espessas por meio de uma função suave e contínua que torna a ação normalizável. Esta função suave funcionaria como uma função dielétrica. Neste mesmo contexto, aplicamos este mecanismo para a localização do modo-zero do campo de Kalb-Ramond em branas espessas / In this thesis we analyze the localization of matter field in double branes. We study the localization of massless fermions in domain wall (3-branes) immerse in a space 4+1 dimensions in Randall-Sundrum (warped space), and Rubakov-Shaposhnikov (flat space) scenarios, respectively. We approach the fermions localization, coupling the fermions to a scalar field functional, whose kink-like solutions are deformed to double kink solutions. In the context of our study, this double kink (two-kink) allows to illustrate the brane splitting phenomenon. We construct new non-linear models in field theory which provides double kink configurations. These models are constructed from the deformation of the zero mode associated to the stability equations of well-established models. In turn, these models are applicable in the description of critical phenomena and brane-worlds scenarios. Moreover, we know that it is not possible to achieve gauge fields localization on brane by means of only the warped curvature. We propose a mechanism that leads to the localization of zero mode of Abelian gauge field in thick branes by means of a smooth and continuous function which turns out the action normalizable. This smooth function would work as a dielectric function. In this same context we apply this mechanism for the localization of zero mode of Kalb-Ramond field in thick branes

Neste trabalho desenvolvemos um modelo efetivo para a descrição da matéria nuclear, que incorpora os resultados obtidos, para a descrição de um núcleon, pelo modelo de sacola difusa. O sistema nuclear será descrito via uma função de energia interna, que compreende um termo livre e outro que leva em conta a interação entre os núcleons. A parte livre, por se tratar de um sistema de férmions, corresponderá à energia de um gásde Fermi livre. Além disso, para evitar a superposição de dois ou mais núcleons, introduzimos um volume de exclusão a la Van der Waals. Na parte integrante, a troca de píons entre os núcleons será levada em conta via um potêncial efetivo. A função energia interna dependerá da densidade da matéria nuclear e também de um parâmetro que determinará o volume esperado de cada núcleon na matéria nuclear. O valor deste parâmetro será um pouco diferente do valor encontrado para um núcleons isolado, devido à interação entre eles. Obtém-se então resultados para a energia de ligação por núcleon para a matéria nuclear simétrica e para a matéria de nêutrons, bem como para a equação de estado da matéria de nêutrons.

Submitted by Fernando Augusto Dessotti null (fernandodessoti@hotmail.com) on 2018-01-30T17:37:28Z No. of bitstreams: 1 Tese oficial.pdf: 12552592 bytes, checksum: e44289b205ab39ad49d51a2f976df63c (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-01-30T18:39:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dessotti_fa_dr_ilha.pdf: 12552592 bytes, checksum: e44289b205ab39ad49d51a2f976df63c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-30T18:39:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dessotti_fa_dr_ilha.pdf: 12552592 bytes, checksum: e44289b205ab39ad49d51a2f976df63c (MD5) Previous issue date: 2017-12-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O físico italiano Ettore Majorana propôs, no campo da Física de altas energias, a existência de férmions peculiares que têm como característica serem suas próprias antipartículas. No contexto de Física da matéria condensada, tais férmions emergem como quasipartículas de Majorana (MQPs). Da perspectiva da compu- tação quântica, duas MQPs podem compor um férmion regular e atuar como um qubit protegido, que está desacoplado do ambiente e livre do efeito de decoerência. Até onde sabemos, a verificação experimental de uma MQP ainda é questionável, apesar de alguns resultados experimentais, e desta forma, o objetivo desta tese é de propor formas experimentais a fim de ajudar na busca das assinaturas de tais excitações. Como o efeito Fano é um efeito de interferência na qual canais de tunelamento competem entre si pelo transporte eletrônico, ele torna-se uma forma de capturar tais assinaturas das MQPs em sistemas de matéria condensada. Baseado nisto, a ideia é investigar teoricamente três diferentes interferômetros a fim de obter uma assinatura definitiva das MQPs. O primeiro é um interferômetro do tipo Aharanov-Bohm composto por dois quantum dots, sendo um deles acoplado a uma MQP, que se localiza na borda de um fio de Kitaev semi-infinito na fase topológica. Ajustando o nível de Fermi dos terminais e o detuning simétrico dos níveis dos dots, mostrou-se que regimes Fano opostos resultam em uma transmitância caracterizada por distintas regiões condutoras e isolantes, que são marcas de uma MQP isolada. O dispositivo proposto aqui constitui uma alternativa experimental para detectar as MQPs. O segundo interferômetro é composto por pontas de STM e AFM próximas a um dímero de Kitaev de átomos adsorvidos supercondutores, na qual o átomo adsorvido localizado abaixo da ponta de AFM, encerra um par de MQPs. Para uma energia de ligação ∆ do par de Cooper delocalizado nos átomos adsorvidos abaixo das pontas coincidente com a amplitude de tunelamento t entre eles, ou seja, ∆ = t, mostrou-se que somente uma MQP abaixo da ponta de AFM hibridiza com o átomo adsorvido abaixo das pontas de STM, e para esta situação, o padrão de Fano permanece como universal. Mas para o caso das duas MQPs conectadas ao átomo adsorvido abaixo das pontas de STM, foi verificado que tal característica universal foi quebrada. O terceiro e último interferômetro é composto por dois quantum dots assimetricamente acoplados a MQPs isoladas que se localizam em duas cadeias de Kitaev na fase topológica. Este dispositivo habilita a medição da MQP em uma forma distinta do pico zero-bias. Mais importante, o sistema se comporta como um seletor de correntes composto por dois caminhos distintos: (i) para o dot superior conectado a ambas as cadeias, o dispositivo percebe ambas as MQPs como um férmion regular e a corrente atravessa somente o dot inferior, pois a corrente no dot superior é impedida devido a presença de um gap supercondutor; e (ii) pela leve supressão da hibridização do dot superior com a cadeia, a corrente é abruptamente trocada para fluir através deste mesmo dot, uma vez que um elétron é armadilhado como um estado ligado ao contínuo (BIC) surge no dot inferior. Tal seletor de corrente entre os dots inferior e superior caracteriza uma transição de fase quântica, que possibilita não somente a revelação de MQPs, mas também produz um seletor de corrente assistido por elas. / The Italian physicist Ettore Majorana proposed in the field of high-energy Physics the existence of peculiar fermions that constitute their own antiparticles. In the context of condensed matter Physics, these fermions are Majorana quasiparticles (MQPs). From the quantum computing perspective, two MQPs can compose a regular fermion acting as a protected qubit, which is indeed decoupled from the host environment and free of the decoherence effect. To the best of our knowledge, the experimental capture of a MQP up to now is still questionable despite some experimental results, then, the goal of this thesis is to propose helpful experiment manners in revealing signatures from such excitations. As the Fano effect is an interference phenomenon where tunneling paths compete for the electronic transport, it becomes a probe to catch fingerprints of MQPs lying on condensed matter systems. Based on this, the idea is to investigate theoretically three different interferometers in order to obtain a MQP smoking- gun signature. The first one was an Aharonov-Bohm-like interferometer composed by two quantum dots, being one of them coupled to a MQP, which is attached to one of the edges of a semi-infinite Kitaev wire within the topological phase. By changing the Fermi energy of the leads and the symmetric detuning of the levels for the dots, we show that opposing Fano regimes result in a transmittance characterized by distinct conducting and insulating regions, which are fingerprints of an isolated MQP. The setup proposed here constitutes an alternative experimental tool to detect MQPs. The second one is composed by STM and AFM tips close to a Kitaev dimer of superconducting adatoms, in which the adatom placed under the AFM tip, encloses a pair of MQPs. For the binding energy ∆ of the Cooper pair delocalized into the adatoms under the tips coincident with the tunneling amplitude t between them, namely ∆ = t, we find that only one MQP beneath the AFM tip hybridizes with the adatom coupled to the STM tips, and for this situation, the Fano pattern is still universal. But for the case of two MQPs connected to the adatom beneath the STM tips, we verify that such a universality is broken. The third and last one is composed by two quantum dots asymmetrically coupled to isolated MQPs, lying on the edges of two topological Kitaev chains. This setup enables us to probe MQPs in a quite distinct way from the zero-bias peak feature. Most importantly, the system behaves as a current switch made by two distinct paths: (i) for the upper dot connected to both chains, the device perceives both MQPs as an ordinary fermion and the current crosses solely the lower dot, since current in the upper dot is prevented due to the presence of the superconducting gap; and (ii) by suppressing slightly the hybridization of the upper dot with one chain, the current is abruptly switched to flow through this dot, once a trapped electron as a bound state in the continuum (BIC) appears in the lower dot. Such a current switch between upper and lower dots characterizes a quantum phase transition, which enables not only the fundamental revealing of MQPs, but also yields a current switch assisted by them.

abstract: In this thesis, we present the study of several physical properties of relativistic mat- ters under extreme conditions. We start by deriving the rate of the nonleptonic weak processes and the bulk viscosity in several spin-one color superconducting phases of quark matter. We also calculate the bulk viscosity in the nonlinear and anharmonic regime in the normal phase of strange quark matter. We point out several qualitative effects due to the anharmonicity, although quantitatively they appear to be relatively small. In the corresponding study, we take into account the interplay between the non- leptonic and semileptonic weak processes. The results can be important in order to relate accessible observables of compact stars to their internal composition. We also use quantum field theoretical methods to study the transport properties in monolayer graphene in a strong magnetic field. The corresponding quasi-relativistic system re- veals an anomalous quantum Hall effect, whose features are directly connected with the spontaneous flavor symmetry breaking. We study the microscopic origin of Fara- day rotation and magneto-optical transmission in graphene and show that their main features are in agreement with the experimental data. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Physics 2013

Neste trabalho desenvolvemos um modelo efetivo para a descrição da matéria nuclear, que incorpora os resultados obtidos, para a descrição de um núcleon, pelo modelo de sacola difusa. O sistema nuclear será descrito via uma função de energia interna, que compreende um termo livre e outro que leva em conta a interação entre os núcleons. A parte livre, por se tratar de um sistema de férmions, corresponderá à energia de um gásde Fermi livre. Além disso, para evitar a superposição de dois ou mais núcleons, introduzimos um volume de exclusão a la Van der Waals. Na parte integrante, a troca de píons entre os núcleons será levada em conta via um potêncial efetivo. A função energia interna dependerá da densidade da matéria nuclear e também de um parâmetro que determinará o volume esperado de cada núcleon na matéria nuclear. O valor deste parâmetro será um pouco diferente do valor encontrado para um núcleons isolado, devido à interação entre eles. Obtém-se então resultados para a energia de ligação por núcleon para a matéria nuclear simétrica e para a matéria de nêutrons, bem como para a equação de estado da matéria de nêutrons.

Orientador: Iakov Veniaminovitch Kopelevitch / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-25T10:44:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_BrunoCury_D.pdf: 12321037 bytes, checksum: 83e565ea9fa63c5cf0f9f7a0fb7be452 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho serão apresentados os principais resultados obtidos peloautor no decorrer de seu doutorado. Os sistemas estudados eram compostos por grafite, grafeno, antimônio e interfaces de grafite/silício. Uma das partes do trabalho consistiu no estudo de efeitos de desordem estrutural sobre oscilações quânticas em grafite. O estudo revelou que a mosaicidade da grafite estudada, largamente utilizada para se determinar a qualidade de amostras de grafite pirolítico altamente orientado (HOPG), não apresenta correlação com a amplitude das oscilações quânticas no material. Ao invés disso, os experimentos mostraram uma clara correlação entre a rugosidade superficial, a mobilidade eletrônica média e a amplitude do efeito de Haas van Alphen no material. Os resultados indicam que deformações da superfície da grafite afetam fortemente a mobilidade eletrônica do material (reduzindo a amplitude de oscilações quânticas) sem reduzir sua anisotropia. No trabalho, também é discutida a possibilidade de que as oscilações quânticas em grafite estejam relacionadas com a existência de interfaces bem definidas na estrutura interna do material. Também foram estudadas propriedades de transporte elétrico interplanar em grafite no limite ultraquântico. Medidas de magnetorresistência interplanar para campos magnéticos de até 60 T acusaram a ocorrência de uma região de magnetorresistência positiva seguida de magnetorresistência negativa (MRN) para campos magnéticos suficientemente altos. O efeito persistia até temperatura ambiente. Ele é explicado considerando-se o tunelamento de férmions de Dirac entre níveis fundamentais de Landau de planos de grafeno adjacentes dentro da grafite. A região de MRN é mais pronunciada em grafites com menor mosaicidade, o que sugere que o alargamento de níveis de Landau seja responsável pela magnetorresistência positiva observada nas medidas ao longo do eixo c da grafite. Além disso, experimentos de magnetorresistência interplanar com campos magnéticos orientados paralelamente à direção dos planos da grafite apresentaram indícios de que o material se torna mais tridimensional com a redução da temperatura. Os resultados sugerem que a integral de overlap interplanar em grafite possui valor ?1 < 7 meV. Esse valor é muito inferior àqueles reportados na literatura considerando-se o modelo mais bem aceito para grafite, segundo o qual ?1 ? 380 meV. Nesta tese também são apresentados resultados inéditos obtidos pelo autor relacionados a efeito Hall quântico em grafeno crescido epitaxial mente sobre substratos de carbeto de silício, efeitos de desordem estrutural sobre as propriedades de transporte elétrico basal da grafite, supercondutividade em heteroestruturas de grafite e silício e supercondutividade em compósitos de antimônio-ouro / Abstract: In this thesis, experimental results obtained by the author during his PhD will be presented. The work consisted on the study of electrical and magnetic properties of Dirac semimetals and related heterostructures. Namely: graphite, graphene, graphite/silicon interfaces and antimony. Part of the work about graphite consisted on the study of the effects of structural disorder on the quantum oscillations in the material. Experimental results in the literature widely regard the mosaic spread in graphite as a good disorder parameter. However, in the present work, we report that the mosaicity of graphite samples does not correlate with their quantum oscillations¿ amplitude. Experiments have revealed a clear relation of surface roughness to the electronic mobility and the amplitude of the deHaas van Alphen effect in the material. The possibility that quantum oscillations in graphite are affected by the presence of sharp interfaces within its stacking structure is also discussed. We have also studied out-of-plane magnetoresistance properties in ultraquantum graphite. Experiments performed at magnetic fields B//c up to 60 T have shown the occurrence of positive c-axis magnetoresistance followed by a region of negative magnetoresistance (NMR). The NMR persists up to room temperature and has been explained in terms of the tunneling of electrons between zero-energy Landau levels of adjacent graphitic layers. The NMR is more evident in samples with low mosaicity, suggesting the positive c-axis magnetoresistance is induced by means of broadening of LL¿s by disorder. In addition, c-axis magnetoresistance measurements with magnetic fields perpendicular to c-axis (B?c) suggest that our samples undergo a 2D to 3D transition with the reduction of temperature. Based on our results, we estimate a value for the interplane hopping energy parameter ?1 < 7 meV. This value is at odds with the most accepted model for graphite, for which ?1 ? 380 meV. In this thesis, we also present unpublished results on the occurrence of quantum Hall effect in graphene grown epitaxially in silicon carbide substrates, on the effects of structural disorder in the basal electric properties of graphite / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Quantum Chromo Dynamics (QCD) is a relativistic field theory of a non-abelian gauge field coupled to several flavors of fermions. Two dimensional (one space and one time) QCD serves as an interesting toy model that shares several features with the four dimensional physically relevant theory. The main aim of the research is to study two dimensional QCD using the lattice regularization. Two dimensional QCD without any fermion content is solved analytically using lattice regularization. Explicit expressions for the expectation values of Wilson loops and the correlation of two Polyakov loops oriented in two different directions are obtained. Physics of the QCD vacuum is explained using these results. The Hamiltonian formalism of lattice QCD with fermion content serves as an approach to study quark excitations out of the vacuum. The formalism is first developed and techniques to numerically evaluate the spectrum of physical particles, namely, meson and baryons are described. The Hybrid Monte Carlo technique was used to numerically extract the lowest meson and baryon masses as a function of the quark masses. It is shown that neither the lowest meson mass nor the lowest baryon mass goes to zero as the quark mass is taken to zero. This numerically establishes the presence of a mass gap in two dimensional QCD.