Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-10-24T03:20:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348300.pdf: 2846061 bytes, checksum: 59afaa6429ed8609dec506238e48161b (MD5) Previous issue date: 2017 / Nas últimas décadas, a simetria conforme vem desempenhando um papel central nos modelos físicos, que vão desde a matéria condensada à física de altas energias e à cosmologia. A invariância conforme revela-se particularmente promissora no contexto da gravitação quântica como uma teoria de gauge; tem sido sugerido que a gravitação conforme se adapta melhor às curvas de rotação galácticas, cujas anomalias são geralmente atribuídas à presença de matéria escura não-bariônica. Na teoria quântica de campos, a invariância conforme é um caminho rumo a modelos renormalizáveis, uma vez que as teorias conformes são unitárias devido à simetrias discretas simultâneas de paridade e reversão temporal.O presente trabalho visa uma melhor compreensão dos avanços recentes no assunto, revisitando cuidadosamente a literatura original que fundamentou as teorias de campo conformes modernas. Nossa principal motivação é acomodar os grupos de simetria do Modelo Padrão de interações entre as partículas fundamentais no grupo conforme. Assim, aplicamos a transformação conforme a campos de spin 0, 1/2 e 1, mostrando que as equações de campos livres são covariantes se relaxarmos a exigência de que as respectivas massas de repouso permaneçam constantes sob tal operação e calculamos as conseqüências não somente para as equações de campo, mas para os tensores de curvatura da relatividade geral de Einstein. Discutimos também o papel das simetrias conformes substituindo o símbolo de Christoffel e a ação de Einstein-Hilbert pela conexão de Weyl e a ação de Weyl-Bach.Como uma perspectiva futura, abordaremos a questão da energia escura e as chamadas contribuições back reaction na cosmologia clássica e quântica.<br> / Abstract : In the last decades conformal symmetry has been playing a central role in physical models, ranging from condensed matter to high-energy physics and cosmology. Conformal invariance reveals particularly promising in the context of quantum gravity as a gauge theory; it has been suggested that conformal gravity best fits the galactic rotation curves, whose anomalies are usually attributed to the presence of non-baryonic dark matter. In quantum field theory, conformal invariance is a road towards renormalizable models, since conformal theories are unitary due to simultaneous parity and time reversal discrete symmetries. The present work aims at reaching a better understanding of recent advances in the subject, by carefully revisiting the original literature which grounded modern conformal field theories. Our main motivation is to accommodate the symmetry groups of the Standard Model of fundamental particle interactions in the conformal group. So, we apply the conformal transformation to 0, 1/2 and 1 spinor fields, showing that the free field equations are covariant if we relax the requirement that rest masses remain constant under such operation, and work out the consequences not only for the field equations but for the curvature tensors of Einstein?s general relativity. We also discuss the role of conformal symmetries by replacing the Christoffel symbol and the Einstein-Hilbert?s action by Weyl?s connection and Weyl-Bach?s action.As a future perspective, we shall approach the issue of dark energy and the so-called back reaction contributions in classical and quantum cosmology.

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:24:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06-09. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:30:15Z : No. of bitstreams: 1 000852869.pdf: 540584 bytes, checksum: 876f75004ad5a8e7b7dbf74986332aea (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A assimetria temporal observada na física macroscópica se deve à configuração de entropia extremamente baixa do universo primordial. Apesar de a matéria estar muito quente e com uma temperatura uniforme naquele estágio, os graus de liberdade gravitacionais estavam em grande medida suprimidos, fato este que contribui para o baixo valor da entropia e está codificado no alto grau de simetria espacial (caráter aproximadamente Friedman-Lemaître-Robertson-Walker) da superfície de último espalhamento. Analisamos diferentes tentativas de explicar a origem de tal configuração especial. O paradigma inflacionário é testado com respeito a esse problema, e é concluído que a baixa entropia inicial não pode ser explicada dentro dele. Conclusões similares são obtidas com respeito a formulações estatísticas (i.e. antrópicas). Por outro lado, o paradigma conhecido como cosmologia cíclica conforme (CCC) se apresenta como uma nova alternativa que ultrapassa muitas das dificuldades enfrentadas pelos seus rivais, apesar de levantar suas próprias questões em aberto. Introduzimos o modelo juntamente com a estrutura matemática das geometrias de Cartan como um meio possível de atingir um melhor entendimento das condições de contorno cosmológicas. Um elemento que é crucial nessa análise é a modelagem de uma estrutura geométrica de Cartan sobre o espaço de de Sitter SOe(4,1)/SOe(3,1) com um parâmetro de comprimento variável. A introdução de um parâmetro de comprimento na cinemática é favorecida pela observação de uma constante cosmológica positiva e também desejável por motivos oriundos da gravitação quântica, devido à escala natural determinada pelo comprimento de Planck / The observed T-asymmetry of macroscopic physics is traced back to the extremely low entropy configuration of the early universe. Although matter was very hot and with a uniform temperature at that stage, the gravitational degrees of freedom were largely suppressed, which fact contributes to the lowness of the entropy and is encoded in the high level of spatial symmetry (nearly Friedman-Lemître-Robertson-Walker character) of the last scattering surface. I analyze different attempts to explain the origin of such special configuration. The inflation paradigm is probed with respect to this problem, and it is concluded that the initial low entropy cannot be accounted for within it. Similar conclusions are reached with respect to statistical (i.e. anthropic) reasonings. On the other hand, the paradigm known as conformal cyclic cosmology (CCC) presents itself as a new alternative which surpasses many of the difficulties faced by its rivals, although raising its own open questions. I introduce the model together with the mathematical structure of Cartan geometries as a possible means of achieving a better understanding of cosmological boundary conditions. One element which is crucial in this analysis is the modeling of the Cartan geometric structure over a de Sitter space SOe(4,1)/SOe(3,1) with varying length parameter. The introduction of a length parameter in the kinematics is favored by the observation of a positive cosmological constant and also desirable for quantum gravity reasons, due to the natural scale set by Planck's constant

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1989. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:59Z : No. of bitstreams: 1 000027498.pdf: 812466 bytes, checksum: 9b3aa87721181ec01a0a488d577c8390 (MD5)

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:33:26Z : No. of bitstreams: 1 000179429.pdf: 2308128 bytes, checksum: f5e4fe2ad1a7d0c291b8a3139d14ae72 (MD5)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02Bitstream added on 2014-06-13T20:13:59Z : No. of bitstreams: 1 araujo_ran_me_guara.pdf: 540167 bytes, checksum: 19447329cebde1ebf3fd733fca4193d8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Neste trabalho é feito o estudo do fenômeno da captura gravitacional temporária e do conceito de esfera de influência, considerando o papel da velocidade relativa. Este estudo foi feito através de simulações numéricas do problema circular restrito de três corpos e através do monitoramento da energia do problema de dois corpos. No caso da captura gravitacional temporária nós acompanhamos a variação de energia do problema de dois corpos (partícula-corpo secundário), de uma partícula que sofre um encontro próximo com um corpo massivo (um planeta, por exemplo). A evolução dessa energia mostra se a partícula foi capturada, ou não, para algumas condições iniciais específicas. Este procedimento resultou na obtenção de funções matemáticas que permitem o cálculo do chamado raio de captura em função da velocidade relativa. No estudo numérico da esfera de influencia, a variação da energia do problema de dois corpos no tempo também foi acompanhada, mas desta vez nós acompanhamos a energia do problema partícula-corpo central, para uma partícula que sofre um encontro próximo com o corpo secundário. A evolução desta energia mostra se a partícula foi afetada significativamente, ou não, pela influência gravitacional do corpo secundário, para condições iniciais específicas. Este procedimento resulta na obtenção de funções matemáticas que permitem o cálculo do raio da esfera de influência em função da velocidade relativa. Finalmente, a manobra de swing-by foi aplicada no estudo do caso dos asteróides Vesta e Magnya com o objetivo de explicar sua distante localização orbital em relação aos demais membros da família do asteróide Vesta. Este estudo mostrou que uma mudança na órbita do Magnya não seria proporcionada apenas pelo swing-by, e que ele deveria sofrer a ação de outros mecanismos para causar tal mudança. / This work studies the phenomenom of the temporary gravitational capture and the concept of sphere of influence, taking into account the relative velocity. It has been done through numerical simulations of the restricted three-body problem, and through the analysis of the two-body energy. In the case of the temporary gravitational capture we followed the temporal variation of the two-body energy (particle-secondary body) of a particle that suffers a close enconter with a massive body (a planet, for instance). The evolution of such energy shows if the particle was captured or not, for some specific initial conditions. This procedure results in mathematical functions to calculate the so called capture radius as a function of the relative velocity. In the numerical study of the sphere of influence, we also followed the temporal variation of the two-body energy but, at this time, we followed the energy particle-central body of a particle that suffers a close encounter with a massive body (called secondary body). The evolution of such energy shows if the particle was significantly affected by the gravitational influence of the secondary body or not, for some specific initial conditions. This procedure results in mathematical functions to calculate the sphere of influence as a function of the relative velocity. Finally, the swing-by maneuver was applied in the study of the case of the asteroids Vesta and Magnya, in order to explain its distant orbital localization relative to the localization of the others members of the Vesta’s family. This study showed that a change in the orbit of Magnya would not be proporcioned only by the swing-by, and that the asteroid Magnya should suffer the action of others mechanisms to cause it.

Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-18Bitstream added on 2014-08-27T15:57:06Z : No. of bitstreams: 1 000779706.pdf: 1213962 bytes, checksum: 2cf1c250aa373f49e3abcd16abe31c3f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta tese fazemos um estudo da dinâmica cosmológica da energia escura do Universo, usando o contexto do Equivalente Teleparalelo da Relatividade Geral, também conhecido como Gravitação Teleparalela. Recentemente têm sido propostos diversos modelos com acoplamento não-minimal entre um campo escalar (quintessência ou taquion) e a gravitação, usando o contexto do teleparalelismo, motivados por construções semelhantes no contexto da Relatividade Geral. Generalizando e estudando a dinâmica desses modêlos, encontramos soluções interessantes cosmologicamente viáveis. Em seguida, propomos um novo modêlo no qual a derivada do campo escalar que representa a energia escura se acopla não-minimalmente com a torção vetorial. Esse tipo de acoplamento é inspirado no fato que, no contexto teleparalelo um campo escalar se acopla com a torção através de sua derivada, a qual é um campo vetorial. Diferentemente dos modelos mais antigos de energia escura teleparalela, este novo modêlo é conceitualmente consistente com os preceitos da teoria teleparalela, e não possui equivalente no contexto da Relatividade Geral / In the present thesis we study the cosmological dynamics of the dark energy component of the Universe in the context of the Teleparallel Equivalentof General Relativity, also known as Teleparallel Gravity. It has been proposed recently the existence of a nonminimal coupling between a scalar ?eld (quintessence or tachyon) and gravity in the framework of Teleparallel Gravity, motivated by similar constructions in the context of General Relativity. By generalizing and studying the dynamics of these models, we ?nd interesting and viable cosmological solutions. Then we propose a new model in which the four-derivative of the scalar ?eld of dark energy is non-minimally coupled to vector torsion. This kind of coupling is grounded on the fact that in Teleparallel Gravity a scalar ?eld as a particle of spin zero couples to torsion through its four-derivative, which is a vector ?eld. Differently from the old teleparallel dark energy scenario, this new model is conceptually consistent with the precepts of Teleparallel Gravity, and has no equivalent in the General Relativity context

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2015. / Submitted by Guimaraes Jacqueline (jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-12-01T14:33:34Z No. of bitstreams: 1 2015_LydianeFerreiraDeSouza.pdf: 1075615 bytes, checksum: 229cf1235c9146bcc5a000ec2b4ea7a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2015-12-04T13:35:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LydianeFerreiraDeSouza.pdf: 1075615 bytes, checksum: 229cf1235c9146bcc5a000ec2b4ea7a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-04T13:35:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LydianeFerreiraDeSouza.pdf: 1075615 bytes, checksum: 229cf1235c9146bcc5a000ec2b4ea7a0 (MD5) / Estados quase estacionários de sistemas com interações de longo alcance têm sido estudados nos últimos quinze anos. Um potencial de interações em pares é dito ser de longo alcance se decai em longas distâncias como r? com ?≤d e d é a dimensão espacial. Equações cinéticas para sistemas interagentes de longo alcance usualmente podem ser obtidas da hierarquia BBKGY [17] levando em consideração a contribuição da função de correlação de dois corpos, a qual é da ordem 1/N [3] e resulta em uma escala de tempo de relaxação colisional proporcional a N. A equação de Balescu-Lenard para um sistema homogêneo unidimensional anula-se devido à função delta de Dirac, portanto termos de alta ordem devem ser mantidos quando a hierarquia for truncada, assim, levando a um escalonamento diferente da evolução temporal do estado homogêneo. Deve ser natural esperar que no presente caso as correções colisionais predominantes para a equação cinética vêm de termos de alta ordem proporcionais a 1/N2, sugerindo uma escala de relaxação proporcional a N2. Em um trabalho prévio [9] mostra-se que para os modelos HMF e Ring Model a relaxação é ao quadrado do número de partículas e confirmado por cálculos computacionais. Neste trabalho propomos a extensão dos cálculos teóricos de [9] para sistemas gravitacionais 1D para encontrar a equação cinética destes sistemas. / Quasi-Stationary States of long-range interacting systems have been studied at length over the last fifteen years. A pair interaction potential is said to be long ranged if it decays at long distances as r? with ?≤d where d is the spatial dimension. Kinetic equations for long-range interacting systems usually can be obtained from the BBGKY hierarchy [17] by taking into account contributions from the two-body correlation functions, which are of order 1/N [3] that result in a time scale of collisional relaxation proportional to N. The Balescu-Lenard equation for a one-dimensional homogeneous system vanishes identically due to the Dirac delta function. Therefore higher order terms must be kept when truncating the hierarchy, leading to a di erent scaling of the time evolution of a homogeneous state. It would be natural to expect that in the present case the predominant collisional corrections to the kinetic equation come from higher order terms proportional to 1/N2, this implies a relaxation scaling proportional to N2. In a previous report [9] it is shown that the scaling from theoretical considerations for the HMF and Ring Model is proportional to the square of the number of particles and have also, in the former case, confi rmed by computational calculations. In this report we propose an extension of the theoretical calculations given in [9] for a 1D gravitational system in order to provide a kinetic equation for such systems.

Orientador:José Geraldo Pereira / Banca: Adilson José da Silva / Banca: Alberto Vazquez Saa / Resumo: Neste trabalho, estudaremos as semelhanças e diferenças entre algumas formulações geométricas do Teleparalelismo. Como o fibrado em que estas teorias estão definidas são fibrados com soldagem, novos operadores duais de Hodge podem ser definidos. Usando essa nova definição de dual, construiremos o equivalente teleparalelo da Relatividade Geral de forma autônoma e independente de vínculos externos, e estudaremos alguns pontos de sua dinâmica. Para mostrar a consistência deste novo dual, analisaremos a questão da simetria de dualidade da teoria linearizada / Abstract: In this work, we study some features of different geometrical formulations of teleparallel theories. Since the bundle on which these theories are defined is soldered, a new Hodge dual operator can be defined. Using this new definition of dual, it is possible to construct the teleparallel equivalent of General Relativity, independently of external constraints. Then we study some aspects of its dynamics. To show the consistency of this new dual, we analyze the duality symmetry of the linearized theory / Mestre

Orientador: Antonio Accioly / Banca: José Abdalla Helaÿel-Neto / Banca: Sebastião Alves Dias / Banca: Maria Emilia Xavier Guimarães / BAnca: Ruben Aldrovandi / Resumo: Analisamos o espalhamento de partículas quânticas por um campo gravitacional fraco, tratado como campo externo, em primeira e segunda ordens de perturbação. Essa análise acusa violações do Princípio da Equivalência em relação ao spin - em primeira ordem -,e em relação à energia - em segunda ordem. Verificamos que os resultados mencionados são equivalentes àqueles obtidos por intermédio da Teoria Efetiva da Gravitação, no limite em que uma das massas é muito maior do que as outras energias envolvidas. Discutimos também algumas aplicações de nossa investigação, tais como a determinação de um limite superior para a massa do fóton e a possível detecção em um futuro não muito distante dessas violações do Princípio da Equivalência / Abstract: First and second order corrections for the scattering of different types of particles by a weak gravitational field, treated as an external field, are calculated. These computations indicate a violation of the Equivalence Principle: to first order, the cross-sections are spin dependent; if the calculations are pushed to the next order, they become dependent upon energy as well. Interesting enough, the aforementioned results are equivalent to those obtained by means of the so-called Effective Theory of Gravitation, in the limit in which one of the masses is much greater than all the other energies involved. We discuss also some applications of our research, such as the determination of an upper bound for the photon mass, and the possible detection, in the foreseeable future, of these violations of the Equivalence Principle / Doutor

Orientador: José Geraldo Pereira / Banca: Ruben Aldrovandi / Banca: Mário Novello / Banca: José Wadih \msluf / Banca: Bruto Max Pimentel Escobar / Resumo: Nesta tese, propomos soluções para dois problemas clássicos da gravitação. Primeiramente, consideramos um modelo para uma partícula fundamental de spin 1/2, o qual faz uso da interpretação estendida de Hawking e Ellis para o espaço-tempo de Kerr-Newman. Ao mostrar que a estrutura topológica altamente não trivial da solução estendida de Kerr-Newman permite a existência de estados gravitacionais com momento angular semi-inteiro, as idéias de Wheeler de carga sem carga e massa sem massa são automaticamente incorporadas. O vetor de estado representando a solução de Kerr-Newman é construído, e mostra-se que sua evolução é governada pela equação de Dirac. Algumas conseqüências fenomenológicas do modelo são estudadas. Em seguida, na segunda parte da tese, abordamos o velho problema do papel desempenhado pela torção na descrição da interação gravitacional. Usando uma formulação não-holônoma do princípio de covariância geral, visto como uma versão ativa do princípio de equivalência forte, fazemos um estudo da prescrição de acoplamento minimal na presença de curvatura e torção. A prescrição de acoplamento minimal obtida através deste princípio é sempre equivalente àquela da relatividade geral, um resultado que reforça o ponto de visa teleparalelo, de acordo com o qual a torção não representa graus de liberdade adicionais para gravitação, mas simplesmente uma forma alternativa de representar o campo gravitacional. Propomos,então, uma formulação diferente para a gravitação que inclui esta nova interpretação para a torção, na qual o campo fundamental é representado, não pela métrica, mas por uma conexão. Consequentemente, paradigma da invariância por difeomorfismos é substituído neste modelo pela envariância sob o grupo de Lorentz / Doutor