Thesis (Ph.D.)--Brown University, 2005. / Vita. Thesis advisor: David Lowe. Includes bibliographical references (leaves 111-122). Also available online.

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Made available in DSpace on 2016-05-17T16:50:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05-14. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:54:23Z : No. of bitstreams: 1 000855698.pdf: 4043242 bytes, checksum: 8bf253bdcdb714af4fb034ca67ba1f50 (MD5) / Estudamos as propriedades termodinâmicas de algumas Teorias de Campo bidimensionais: os modelos de Schwinger, Thirring e Thirring com simetria de gauge (que chamaremos de Modelo de Kondo). O estudo é baseado na aplicação sistemática do formalismo de Dirac para tratar sistemas vinculados com o intuito de estabelecer a função de Partição via formalismo de integração / We study the thermodynamical properties of some bidimensional Quantum Field Theories: the Schwinger model, Thirring model and the gauged Thirring model. The study is based on the systematic application of the Dirac's formalism for constrained systems with the intention of establishing the Partition function via the functional integration formalism

In this dissertation, we examine quantum ferromagnets and determine various effects of the magnetic Goldstone modes or "magnons'' in these systems. Firstly, we calculate the magnon contribution to the transport relaxation rate of conduction electrons in metallic ferromagnets and find that at asymptotically low temperatures, the contribution behaves as T^2 exp(-T_0/T) and not as T^2 predicted previously. To perform these calculations, we derive and use a very general effective theory for metallic ferromagnets. This activation barrier-like behavior is due to the fact that spin waves only couple electrons from different Stoner subbands that arise from the splitting of the conduction band in presence of a nonzero magnetization. The T^2 behavior is found to be valid only in a pre-asymptotic temperature window. The temperature scale T_0 is the energy of the least energetic ferromagnon that couples electrons of different spins. Second, we discuss magnon-induced long-range correlation functions in quantum magnets. In the ordered phases of both classical ferromagnets and antiferromagnets, the long-range correlations induced by the magnons lead to a singular wavenumber dependence of the longitudinal order-parameter susceptibility in spatial dimensions 2<d<4. We investigate the quantum analog of this singularity using a nonlinear sigma model. In a quantum antiferromagnet at $T=0$, a weaker nonanalytic behavior is obtained, which is consistent with power counting. The analogous result for a quantum ferromagnet is absent if the magnon damping is neglected. This is due to the lack of magnon number fluctuations in the quantum ferromagnetic ground state. Magnon damping due to quenched disorder restores the expected nonanalyticity. Finally, we use an effective field theory for clean, strongly interacting electron systems to calculate the magnon contribution to the density of states, the longitudinal magnetic susceptibility and the conductivity in an itinerant ferromagnet. Utilizing a loop expansion that does not assume the electron-electron interaction to be a small parameter, we obtain the leading nonanalytic corrections to the Stoner saddle-point results for these observables, as functions of the frequency and wavenumber in the hydrodynamic limit. The dissertation includes previously published and unpublished co-authored material.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-18Bitstream added on 2014-06-13T19:32:37Z : No. of bitstreams: 1 meza_lea_me_guara.pdf: 1190668 bytes, checksum: d2deb0a13a7a06e33af6d39992998046 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta dissertação começamos estudando modelos não-lineares com campos escalares reais em (1+1) dimensões do espaço-tempo plano no âmbito da teoria supersimétrica. Analisamos as implicações da preservação da simetria Z3 no âmbito de uma teoria que preserva a supersimetria. Procuramos por um possível ladrilhamento no plano das con - gurações, plano (Á; Â), ainda com supersimetria mas com uma maior riqueza em simetrias discretas. Para isso, propusemos o superpotencial W, cuja con guração dos mínimos do potencial e os setores topológicos BPS e não-BPS, no plano (Á; Â), apresentam uma estrutura com simetria discreta complexa, na qual está contida a simetria discreta Z2­Z2. Além disso, estudamos o comportamento das soluções topológicas através da variação dos valores de um parâmetro c0 associado à equação da órbita. Também estudamos modelos não-lineares com campos escalares reais acoplados à gravidade em (4+1) dimensões do espaço-tempo deformado. Consideramos alguns modelos que geram branas espessas (defeitos topológicos) onde a gravidade pode ser localizada. Nós achamos o valor da energia do campo escalar para todo modelo que gera brana espessa. Também estudamos a energia do sistema e sua relação com as equações de Bogomol'nyi e as Equações de Einstein. Finalmente, ampliamos a análise de um modelo com dinâmica não-canônica no cenário de mundos-brana. Neste caso, constatamos que, embora o modelo possuí uma dinâmica não-canônica, ele admite branas espessas que suportam localização de férmions sem massa / In this dissertation we begin by studying non-linear models with real scalar elds in (1+1) dimensions of a space-time. Such models can be seen as the bosonic sector of a supersymmetric theory. We analyze the implications of the Z3 symmetry under a theory that preserves supersymmetry. We look for the necessary conditions to tile the con guration plane (Á; Â), by keeping the supersymmetry together with a great wealth of discrete symmetries. For this, we propose a superpotential W, whose con guration of minima of the potential and topological BPS and non-BPS solutions have a complex structure with discrete symmetry, as the Z2 ­ Z2 symmetry. Furthermore, we study the behavior of solutions of the equations by means of the orbit equation. Moreover, we study non-linear models with real scalar elds coupled to gravity in (4+1) dimensions. We consider some models that generate thick branes (topological defects) where gravity can be localized. We analyze the implications of the metric AdS5 and the minimum of the energy associated to the scalar elds, particularly in the region of the extra space coordinate where the energy density of matter is negative. We also study the energy of the system and its relationship to Bogomol'nyi and Einstein equations. Finally, we nish the analysis of thick branes in warped space-time by introducing a model which engenders a generalized dynamics for the scalar eld. We show that despite the non-canonical dynamics, such models engenders thick branes which can support localized massless fermions

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-01Bitstream added on 2014-06-13T19:53:19Z : No. of bitstreams: 1 mendes_rfp_me_ift.pdf: 728667 bytes, checksum: a680c33c37681926889fd0a9933e8e84 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A Teoria Quântica de Campos em Espaços Curvos fornece um arcabouço teórico consistente para o estudo de diversos fenômenos em que o caráter quântico dos campos e a curvatura clássica do espaço-tempo são importantes, mas em que a natureza quântica da gravitação nãoo exerce um papel relevante. Em particular, a emissão de radiação por uma fonte nas imediações de um buraco negro tem sido analisada, nesse contexto, com perspectivas diversas, dentre as quais está a busca de uma compreensão detalhada dos processos de emissão por discos de acreção e da influência da curvatura espaço-temporal sobre tais processos. De fato, a emissão de radiação por discos de acreção é uma das principais evidências observacionais da existência de buracos negros. Além da emissão térmica de bremsstrahlung devida a efeitos de colisões locais, o movimento global de cargas individuais ao redor do buraco negro também as faz irradiar, efeito por vezes chamado de radiação síncrotron gravitacional. Nesta dissertação, nós estendemos a análise da radiação devida a uma fonte, considerando um conjunto de fontes em rotação ao redor de um buraco negro. Discutimos a contribuição desse efeito para discos de acreção e investigamos os processos de interferência e como eles são modificados pela curvatura espaço-temporal / Quantum Field Theory in Curved Spacetimes provides a theoretical framework for the investigation of phenomena in which the quantum nature of fields and the classicalspacetimecurvatureareimportantbutinwhichthequantumnatureofgravitation does not play a crucial role. In particular, radiation emission by a source in the vicinity of a black hole has been analyzed in this context with a number of motivations, one of which is to fully understand radiation emission processes by accretion discs and how they are modified by the nontrivial curvature of the black hole spacetime. In fact, radiation emission by accretion discs is one of the main observational evidences of the existence of black holes. Besides thermal bremsstrahlung emission due to local collision effects, the global motion of individual charges around a black hole also causes them to radiate; an effect often called gravitational synchrotron radiation. In this thesis, we extend the analysis of radiation due to one source by considering an ensemble of sources orbiting a black hole. We discuss the contribution of this effect to accretion discs, and investigate the interference processes that take place and how they are modified by space-time curvature

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-08Bitstream added on 2014-06-13T18:43:07Z : No. of bitstreams: 1 fariajunior_aca_dr_guara.pdf: 650461 bytes, checksum: 88ea17425dc6462358f3a58dae4967b3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Defeitos topológicos têm um grande número de aplicações em diversas áreas de física, química e outras áreas da ciência natural. Particularmente, em teoria quântica de campos (TQC), algumas propriedades importantes e interessantes de modelos não lineares podem ser estudados por soluções topológicas. A maior parte de sistemas (TQC) são intrinsicamente não lineares e, como consequência naturalmente devem apresenat configurações solitônicas. Este trabalho trata alguns sistemas de campos escalares integrantes em (1 + 1) dimensões que apresentam soluções solitônicas. Isto é realizado por meio de um método para se obter a solução geral da órbita que conecta o vácuo de alguns modelos particulares. Essas soluções podem ser aplicadas para o caso de cenários cosmológicos, onde o universo é tratado como uma parede de domínio em uma dimensão extra. O estudo dessas soluções e suas consequências poderiam ter uma importância fundamental na construção de cenários cosmológicos e no entendimento do universo. / Topological defects have a large number of applications in diverse areas of physics, chemistry and other areas of natural sciences. Particularly, in Quantum Field Theory (QFT), some very interesting and important features of nonlinear models can be studied by means of topological solutions. As a matter of fact, the most part of the QFT systems are intrinsically nonlinear and, as a consequence, naturally may present topological configurations. This work treat some systems of interacting scalar fields in (1+1) dimensions which present solitonic configurations. This is done by introducing an approach to obtain the general solution of the orbit connecting the vacua of some particular models. These solutions can be applied to the case of cosmological scenarios, where our universe is taken as a domain wall in an extra dimension. The study of these solutions and its consequences could play a fundamental importance in the construction of the cosmological scenarios and in the understanding of the universe.