Made available in DSpace on 2016-12-23T14:20:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MSc - Diego - Final.pdf: 1402255 bytes, checksum: abd3aecc132f9c312925fadac3bbe7af (MD5) Previous issue date: 2010-03-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo deste trabalho é servir como um texto introdutório aos seguintes assuntos: quantização canônica, quantização de laços e modelo BF. Para tal, desenvolvemos ferramentas matemáticas apropriadas para se tratar uma teoria de calibre topológica do tipo Yang-Mills em geral, para formular uma ação covariante e estudar suas simetrias via o método de quantização canônica de Dirac, também conhecido como método hamiltoniano vinculado. Este método é desenvolvido extensamente, embora mantenha o caráter introdutório, para o caso do modelo BF de 2+1 dimensões, que em seguida quantizamos via laços e encontramos identificações de todo este processo com a teoria da relatividade geral expressa como uma teoria de calibre. Por último, nós veremos como se desenvolve a mecânica quântica destas teorias de calibre descrevendo a base para nossas funções de estado que é chamada de rede de spin, bem como a dinâamica destas teorias quantizadas por laços que é descrita pelo formalismo dos spin foams e ainda o cálculo de alguns observáveis associados a nossos estados.

Estudamos duas classes de teorias de campos com métrica indefinida: os modelos sigma não linear não-compactos e as teorias quárticas da gravitação. Mostramos que a prova da unitariedade para os modelos sigma de simetria não compacta é a mesma que para os modelos compactos nas regiões fisicamente relevantes. Além disso, analisamos a possibilidade de ocorrer geração dinâmica de massa nos modelos sigma sob influência de temperatura finita, em várias dimensões. No que se refere às teorias quárticas da gravitação, calculamos o valor esperado no vácuo da função de dois pontos com inserção da relação de Gauss-Bonnet. Encontramos que a identidade clássica não é preservada quando empregamos a regularização dimensional, mesmo num espaço sem singularidades. Isto revela o surgimento de anomalias gravitacionais / Two classes of field theories with indefinite metric are studied: noncompact nonlinear sigma models and higher-derivative quantum gravity. We show that the proof of unitarity for noncompact sigma models is the same as the one for compact models in the physically relevant regions. Moreover, we analyze the possibility of dynamical mass generation at finite temperature in various space-time dimensions. Concerning to the higher-derivative quantum gravity, we calculate the vacuum expectation value of the two-point function with the insertion of Gauss-Bonnet Relation. In the quantum context, we also show, using dimensional regularization, that the Gauss-Bonnet relation is not satisfied due to gravitational anomalies.

Estudamos duas classes de teorias de campos com métrica indefinida: os modelos sigma não linear não-compactos e as teorias quárticas da gravitação. Mostramos que a prova da unitariedade para os modelos sigma de simetria não compacta é a mesma que para os modelos compactos nas regiões fisicamente relevantes. Além disso, analisamos a possibilidade de ocorrer geração dinâmica de massa nos modelos sigma sob influência de temperatura finita, em várias dimensões. No que se refere às teorias quárticas da gravitação, calculamos o valor esperado no vácuo da função de dois pontos com inserção da relação de Gauss-Bonnet. Encontramos que a identidade clássica não é preservada quando empregamos a regularização dimensional, mesmo num espaço sem singularidades. Isto revela o surgimento de anomalias gravitacionais / Two classes of field theories with indefinite metric are studied: noncompact nonlinear sigma models and higher-derivative quantum gravity. We show that the proof of unitarity for noncompact sigma models is the same as the one for compact models in the physically relevant regions. Moreover, we analyze the possibility of dynamical mass generation at finite temperature in various space-time dimensions. Concerning to the higher-derivative quantum gravity, we calculate the vacuum expectation value of the two-point function with the insertion of Gauss-Bonnet Relation. In the quantum context, we also show, using dimensional regularization, that the Gauss-Bonnet relation is not satisfied due to gravitational anomalies.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-08T15:27:56Z No. of bitstreams: 1 polianedemoraisteixeira.pdf: 833138 bytes, checksum: 6826a43bfd3baaedb0691bb15c3c425e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-26T19:06:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 polianedemoraisteixeira.pdf: 833138 bytes, checksum: 6826a43bfd3baaedb0691bb15c3c425e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-26T19:06:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 polianedemoraisteixeira.pdf: 833138 bytes, checksum: 6826a43bfd3baaedb0691bb15c3c425e (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / Nessa tese, exploramos diferentes aspectos do grupo de renormalização (GR) em Gravitação Quântica. Especificamente, estudamos o GR aplicado a três diferentes modelos. Começamos por estudar o GR on-shell usando para isso o modelo de gravidade com torção proposto por Cartan, fizemos o tratamento quântico dessa teoria. Em seguida, mostramos em detalhes os cálculos do estudo da teoria semiclássica usando para isso o método da renormalização física, baseada na subtração de momentos. Nesta parte nós damos os detalhes da derivação dos fatores de forma gravitacionais, usando o método do heat kernel para três teorias massivas: campo escalar, campo vetorial e campo fermiônico. O que nos leva ao análogo gravitacional do teorema de desacoplamento de Appelquist e Carazzone. Nessa parte apenas refizemos os cálculos já desenvolvidos em um artigo de Gorbar e Shapiro, mas agora em detalhes minuciosos para cada etapa calculada. E na última parte, uma análise do grupo funcional de renormalização (GFR) foi feita, aplicando essa técnica também ao modelo de gravidade semiclássica, onde a teoria abordada foi a de um campo escalar com acoplamento não-mínimo no espaço-tempo curvo. / On this thesis, we explored differents aspects of the renormalization group (RG) in Quantum Gravity. Specifically, we studied the RG applied to three differents models. We began studying the RG on-shell and we used for that the model of gravity with torsion proposed by Cartan, we made the quantum treatment of this theory. Then, we showed in details the calculations of the study of semi-classical theory, using for that, the method of physical renormalization, based on the momentum subtraction. On this part, we gave the details of the derivation of gravitational form factors, using the method of the heat kernel for three massive theories: scalar field, vector field and fermionic field which leads us to the gravitational analogue of the decoupling theorem from Appelquist and Carazzone. In this part, we just remade the calculations already undertaken in a paper by Gorbar and Shapiro, but now in minute details for each step calculated. On the last part, an analysis of the functional renormalization group (FRG) was made, applying this technique also to the model of semiclassical gravity, where the theory addressed was a theory with a scalar field with non-minimal coupling in curved spacetime.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-04-11T18:45:14Z No. of bitstreams: 1 jefersondiasgoncalves.pdf: 877599 bytes, checksum: 55b47e460c6f0960d499ee03cfdfbd27 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-04-11T19:36:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 jefersondiasgoncalves.pdf: 877599 bytes, checksum: 55b47e460c6f0960d499ee03cfdfbd27 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-11T19:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 jefersondiasgoncalves.pdf: 877599 bytes, checksum: 55b47e460c6f0960d499ee03cfdfbd27 (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese expomos primeiramente um breve histórico-motivacional para a construção de uma teoria de gravitação quântica, bem como, rápidas revisões orientadas sobre elementos de teorias quânticas de campos e sobre a técnica de Schwinger-Dewitt. De posse destas ferramentas, discutimos a dependência de calibre e da parametrização para uma teoria quântica de gravitação em um espaço-tempo de dimensão arbitrária D. Com este objetivo, calculamos explicitamente as correções quânticas a 1-loop, da ação efetiva da teoria, considerando a parametrização mais geral possível para a métrica quântica. Essa parametrização contém inicialmente sete parâmetros, sendo que alguns deles serão fixados através da condição de fixação de calibre, o que torna o nosso cálculo um pouco mais simples. Por fim, para esta teoria, confirmamos a validade de um teorema geral, o qual garante a independência das divergências on-shell, a 1-loop, com respeito às ambiguidades nas escolhas de calibre e de parametrização da métrica quântica. / In this thesis we first present a brief historical-motivational for a construction of a theory of quantum gravitation, as well as quick reviews oriented on elements of quantum field theory and Schwinger- Dewitt technique. In possession of these tools, the gauge and parametrization dependence is discussed in quantum gravity in an arbitrary dimension D. Explicit one-loop calculations are performed within the most general parametrization of quantum metric with seven arbitrary parameters. On the other hand, some of the gauge fixing parameters are fixed to make the calculations relatively simple. We confirm the general theorem stating that the on shell local terms in the one-loop effective action are independent of the gauge and parametrization ambiguity.

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-06-05T18:59:28Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Fernanda.pdf: 596584 bytes, checksum: 88a0a09efaf23dc12638307533c93da0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T18:59:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Fernanda.pdf: 596584 bytes, checksum: 88a0a09efaf23dc12638307533c93da0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, estudamos algumas soluções estáticas e esfericamente simétricas para uma teoria de gravidade induzida por uma teoria de Yang-Mills no regime de baixas energias. Tal estudo foi feito na situação de vácuo e na presença de uma fonte descrita pelo tensor energia-momento para as equações de campo da gravidade induzida e associada a condição de torção nula. Assim, para a situação de vácuo analisamos duas soluções, uma perturbativa e outra exata. Desta forma, encontramos uma solução perturbativa em torno da solução de Schwarzschild-de Sitter, enquanto a solução exata é uma solução de espaço-tempo de de Sitter modificado. Também discutimos sobre as singularidades para este caso. Na presença do tensor energia-momento das equações de campo da gravidade induzida, analisamos uma solução para uma fonte eletricamente carregada e uma solução associada a um tensor energia-momento de um fluido perfeito. Neste caso, encontramos uma solução perturbativa em torno da solução de Reissner - Nordström - de Sitter e expressões perturbativas para as soluções dentro de um modelo de estrela. Por fim, analisando as equações de campo para uma geometria estática e esfericamente simétrica acoplada a um tensor energia-momento de um fluido perfeito, encontramos uma equação de equilíbrio hidrostático para a densidade de energia e pressão. Onde obtemos uma equação perturbativa em torno equação de Tolman - Oppenheimer - Volkoff - de Sitter. / In this work, we study some static and spherically symmetric solutions to a gravity theory induced by a Yang-Mills theory in the low-energy regime. This study was done in vacuum condition and in the presence of a source described by the energy-momentum tensor to the field equations of induced gravity and associated null torsion condition. Thus, for vacuum situation we analyzed two solutions, one perturbative and another exact. In this way, we find a perturbative solution around the Schwarzschild-de Sitter solution. While the exact solution is a solution of spacetime of de Sitter modified. We also discussed about the singularities in this case. In the presence of the energymomentum tensor of the field equations of induced gravity, we analyze a solution to an electrically charged source and a solution associated with an energy-momentum tensor of a perfect fluid. In this case, we find a perturbative solution around the Reissner - Nordström - de Sitter solution and perturbative expressions for the solutions within a star model. Finally, analyzing the field equations for a static and spherically symmetric geometry coupled to an energy-momentum tensor of a perfect fluid, we found a hydrostatic equilibrium equation for the energy density and pressure. Where we get a perturbation equation around equation Tolman- Oppenheimer - Volkoff - de Sitter.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-05-15T19:23:47Z No. of bitstreams: 1 tiberiodepaulanetto.pdf: 1926871 bytes, checksum: 17bceffda5c85de37a0d50a14f4f3f04 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-05-22T14:37:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tiberiodepaulanetto.pdf: 1926871 bytes, checksum: 17bceffda5c85de37a0d50a14f4f3f04 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-22T14:37:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tiberiodepaulanetto.pdf: 1926871 bytes, checksum: 17bceffda5c85de37a0d50a14f4f3f04 (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese, exploram-se diferentes aspectos e aplicações das teorias gravitacionais com correções quânticas. O texto é dividido em três partes principais. Na primeira parte, são consideradas as soluções linearizadas em diferentes teorias de gravitação com derivadas superiores. O potencial Newtoniano é calculado nos modelos locais, super-renormalizáveis no nível quântico, e mostra-se que a singularidade Newtoniana é cancelada devido a contribuição dos modos massivos extras. Logo depois, o colapso gravitacional de uma pequena massa é estudado na gravitação não-local livre de fantasmas, sendo o principal resultado a ausência da singularidade na solução do campo gravitacional e a possibilidade da não formação do miniburaco negro como resultado do colapso. Na segunda parte, algumas questões sobre a inflação induzida pela anomalia conforme são estudadas. É discutida a possibilidade da transição entre os períodos de inflação estável para instável. É mostrado que esta transição é automática se as correções quânticas nesse período forem desprezadas. Em seguida, considera-se o efeito de termos que violam as simetrias de CPT e Lorentz na inflação induzida pela anomalia conforme. É demonstrado que os novos termos responsáveis por violar essas simetrias não afetam a dinâmica do fator de escala da métrica. Por fim, na terceira parte as correções quânticas para o modelo dos Galileons e para as teorias dos campos massivos tensoriais antissimétricos são obtidas. É mostrado que o propagador da teoria dos Galileons recebe correções quânticas com derivadas superiores e que o teorema de não-renormalização do modelo dos Galileons permanece, de uma maneira generalizada, válido na região das baixas energias. Depois, por meio de cálculos explícitos das correções quânticas semiclássicas não-locais é confirmada a equivalência quântica entre os modelos dos campos tensoriais antissimétricos massivos com a teoria de Proca e com o modelo do campo escalar massivo mínimo. / In this thesis, different aspects and applications of gravitational theories with quan-tum corrections are explored. The text is divided into three main parts. In the first part, the linearized solutions in different gravity theories with higher derivatives are considered. The Newtonian potential is calculated in the local models, super-renormalizable at the quantum level, and it is shown that the Newtonian singularity is cancelled due to the contributions of the extra massive modes. Then the gravitational collapse of a small mass is studied in non-local ghost-free gravity, being the main result the absence of singularity in the gravitational field solution and the possibility of non-mini black hole formation as the collapse result. In the second part, some issues about anomaly-induced inflation are studied. It is discussed the possibility of the transition between stable to unstable periods of inflation. It is shown that this transition is automatic if the quantum corrections in this period are neglected. In the following, we consider the effect of CPT and Lorentz-violating terms in the conformal anomaly-induced inflation. It is shown the new terms responsible to violate these symmetries do not affect the dynamics of the metric scale factor. Finally, in the third part, the quantum corrections for the Galileon model and for the theory of the massive antisymmetric tensor fields are obtained. It is shown that the propaga-tor of Galilean theory receives quantum corrections with higher derivatives and that the non-renormalization theorem for Galileon models remains, in a generalized way, valid in the low-energy region. Then, by means of explicit calculations of non-local semiclassical quantum corrections, the quantum equivalence between the massive antisymmetric tensor field models with the Proca theory and minimal massive scalar field model is confirmed.