Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-07-04T18:29:04Z No. of bitstreams: 1 Guilherme Silva de Araújo Sadovski - Dissertação.pdf: 806650 bytes, checksum: 333998d8c772954dd2891f36903361eb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-04T18:29:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme Silva de Araújo Sadovski - Dissertação.pdf: 806650 bytes, checksum: 333998d8c772954dd2891f36903361eb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo principal desta dissertação é o de testarmos a consistência em larga-escala de um modelo de gravidade quântica. Este modelo consiste de uma teoria de YangMills para o grupo de calibre SO(m, n) escrita em um espaço-tempo euclidiano quadridimensional. Ao tomarmos o limite infravermelho, a álgebra do grupo SO(m, n) sofre uma contra¸c˜ao de Inönü-Wigner e é deformada na álgebra de Poincaré, quebrando, assim, a simetria de calibre. Como consequências, temos o surgimento das simetrias locais de Lorentz e a identificação dos campos de calibre com a vierbein, e(x), e a conexão de spin, ω(x). A gravidade resultante é uma teoria efetiva tipo-Einstein-Cartan que contém termos de correção ultravioleta e campo de torção propagante. Uma vantagem deste modelo de gravidade induzida é o surgimento natural de uma constante cosmológica gravitacional que, junto com a constante de Newton, G, pode ser calculada perturbativamente. Utilizamos a métrica FLRW e o ansatz de um espaço-tempo riemanniano para demonstramos que esta gravidade efetiva possui o Modelo Cosmológico Padrão como seu limite infravermelho. Além disso, o setor ultravioleta de teoria prevê uma fase de Sitter hiper-acelerada que pode vir a ser associada à inflação e prevê também a presença de matéria exótica no Universo primordial. / Our main go in this thesis is to test the large-scale consistency of a quantum gravity model. This model consists of a Yang-Mills theory with gauge group SO(m, n) written in a four-dimensional euclidean space-time. In the infrared limit, the SO(m, n) algebra undergoes an In¨on¨u-Wigner contraction to Poincaré algebra and the gauge symmetry is broken. As consequence, Lorentz local symmetries arise and the gauge fields can be identified with a vierbein field, e(x), and a spin connection field, ω(x). The resulting gravity is an effective Einstein-Cartan-like theory with ultraviolet correction terms and propagating torsion field. An advantage of this model is the natural appearance of a gravitational cosmological constant that, along with Newton’s gravitational constant, G, can be calculated perturbatively. Making use of the FLRW metric and the ansatz of a riemannian spacetime we demonstrate that this effective gravity has the Standard Cosmological Model in its infrared sector. Furthermore, the ultraviolet regime foresee a hyper-accelerated de Sitter phase that may prove to be inflationary and also foresee the presence of exotic matter in the early Universe.

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.

Nesta tese estudamos possíveis extensões do modelo CPN-1 em (2+1) dimensões. Provamos que quando tomado na representação fundamental à esquerda ele é renormalizável e não possui divergências infravermelhas perigosas. O mesmo não ocorre se o campo principal . Mostramos que a inclusão de férmions, minimamente acoplados ao campo de calibre, traz alguma melhoria no comportamento das divergências infravermelhas no setor de calibre em ordem dominante em 1/N. Discutimos também a invariância de calibre no procedimento de renormalização. / In this thesis investigate possible extensions of the (2+1) dimensional CPN-1 model to the noncommutative space. Up to leading nontrivial order of 1/N, we prove that the model restricted to the left fundamental representation is renormalizable and does not have dangerous infrared divergences. By contrast, IF the pricipal Field transforms in accord with the adjoint representation, linearly divergent, nonintegrable singularities are present in the two point function of the auxiliary gauge Field and also in the leading correction to the self-energy of the Field. It is showed that the inclusion of fermionic matter, minimally coupled to the gauge Field, ameliorates this behavior by eliminating infrared divergences in the gauge sector at the leading 1/N order. Gauge invariance of the renormalization is also discussed.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 727537 bytes, checksum: e13136b5fa641622d6937ae3e2f74be2 (MD5) Previous issue date: 2011-05-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Higher derivative theories were introduced quite early in an attempt to regularize the ultraviolet divergencies of quantum field theories. Unfortunately, higher derivatives theories have an energy which is not bounded from below and seem to lead to ghosts, states with negative norm, that violate the unitarity. In spite of that, higher derivative theories have better renormalisation properties than the conventional theories and thus have been thoroughly studied. Recently, in the context of supersymmetric theories the interest in this subject has been stimulated by the studies about, for instance, the higher derivative regularization method, the higher derivative supergravity model, the classical aspects of the higher derivative chiral superfield models, and so on. In 2009, Gomes, Nascimento, Petrov and da Silva calculated the effective superpotential for two versions of higher derivative chiral superfield models. So far no calculation was performed to determine the effective superpotential for some kind of version of higher derivative supersymmetric gauge theory. We fill out this gap with the construction of a consistent higher derivative supersymmetric gauge theory coupled to a chiral matter and with the calculation of the Kälerian contributions to the one-loop effective superpotential. We use the standard Feynman supergraphs techniques in order to obtain such contributions. In the present study, we show that the one-loop Kählerian effective superpotential to the higher derivative supersymmetric abelian gauge theory does not display any divergences, unlike the usual gauge theories. / Teorias com altas derivadas foram introduzidas muito cedo numa tentativa de regularizar as divergências ultravioletas das teorias quânticas de campos. Infelizmente, teorias com altas derivadas têm uma energia que não é limitada por baixo e parecem levar aos fantasmas, estados com norma negativa, que violam a unitariedade. Apesar disso, teorias com altas derivadas têm melhores propriedades de renormalização do que as teorias convencionais e assim tem sido estudadas à fundo. Recentemente, no contexto de teorias supersimétricas o interesse neste assunto tem sido estimulado por estudos sobre, por exemplo, o método de regularização de altas derivadas, o modelo de supergravidade de altas derivadas, os aspectos clássicos de modelos de supercampo quiral com altas derivadas, etc. Em 2009, Gomes, Nascimento, Petrov e da Silva calcularam o superpotencial efetivo para duas versões de modelos de supercampo quiral com altas derivadas. Até o momento, nenhum cálculo foi realizado para determinar o superpotencial efetivo para algum tipo de versão de teoria de calibre supersimétrica com altas derivadas. Preenchemos esta lacuna com a construção de uma teoria de calibre supersimétrica com altas derivadas consistente e com o cálculo de contribuições kählerianas para o superpotencial efetivo de um laço. Usamos as técnicas de supergráficos de Feynman padrão para obter tais contribuições. No presente estudo, mostramos que o superpotencial efetivo kähleriano para a teoria de calibre abeliana supersimétrica com altas derivadas não exibe nenhuma divergência, diferente das teorias de calibre usuais.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-10T13:41:24Z No. of bitstreams: 1 luizfernandoviannafaulhaberferreira.pdf: 515323 bytes, checksum: 677091d33ec89585218c3fd888582d0c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-01-23T11:47:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 luizfernandoviannafaulhaberferreira.pdf: 515323 bytes, checksum: 677091d33ec89585218c3fd888582d0c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T11:47:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 luizfernandoviannafaulhaberferreira.pdf: 515323 bytes, checksum: 677091d33ec89585218c3fd888582d0c (MD5) Previous issue date: 2014-02-12 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação apresentamos um estudo em Dinâmica de Fluidos, em que foram discutidas as equações básicas como por exemplo a equação de Navier-Stokes e a equação da continuidade em suas formas diferenciais tradicionais. Apresentamos também uma analogia destas equações com as equações de Maxwell do eletromagnetismo. E tendo em vista esta analogia, as equações da dinâmica dos fluidos foram escritas em uma forma linear, análoga `a forma das equações de Maxwell. Com isso podemos obter uma formulação Lagrangiana e Hamiltoniana, o que permite estudar o sistema como um sistema vinculado aplicando então métodos de teoria quântica de campos. Inicialmente para o caso de um fluido incompressível usamos o método simplético para a obtenção dos comutadores. Por fim, apresentamos uma extensão da analogia entre fluidos incompressíveis e a equações de Maxwell, tratando agora de um fluido compressível. No caso de um fluido compressível fizemos o tratamento através do uso do calibre de Lorentz para proceder a quebra da simetria do modelo. E com isso ob-termos os comutadores através dos parênteses de Poisson. / In this dissertation was showed a study in fluids dynamic, where it was discussed the basic equations of fluids, for example, the Navier-Stokes equations and the continuity equations in differentials form and in the tensorial form. It was also presented an analogy between Maxwell equations and fluids equations. This analogy allows writing the equations of fluids in a linear form as the electromagnetism equations. Thus, using this analogy one can do a Lagrangian and a Hamiltonian formulation for fluids. Treating this system as constrained system and applying quantum field theory methods in the study of fluids dynamic. We first use a symplectic method to obtain the commutators for a compressible fluid. In this case, the commutators were obtained using the Lorentz gauge to broken the gauge symmetry.

Nesta tese estudamos possíveis extensões do modelo CPN-1 em (2+1) dimensões. Provamos que quando tomado na representação fundamental à esquerda ele é renormalizável e não possui divergências infravermelhas perigosas. O mesmo não ocorre se o campo principal . Mostramos que a inclusão de férmions, minimamente acoplados ao campo de calibre, traz alguma melhoria no comportamento das divergências infravermelhas no setor de calibre em ordem dominante em 1/N. Discutimos também a invariância de calibre no procedimento de renormalização. / In this thesis investigate possible extensions of the (2+1) dimensional CPN-1 model to the noncommutative space. Up to leading nontrivial order of 1/N, we prove that the model restricted to the left fundamental representation is renormalizable and does not have dangerous infrared divergences. By contrast, IF the pricipal Field transforms in accord with the adjoint representation, linearly divergent, nonintegrable singularities are present in the two point function of the auxiliary gauge Field and also in the leading correction to the self-energy of the Field. It is showed that the inclusion of fermionic matter, minimally coupled to the gauge Field, ameliorates this behavior by eliminating infrared divergences in the gauge sector at the leading 1/N order. Gauge invariance of the renormalization is also discussed.

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-04-19T21:37:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) phd_thesis_tomaz_final.pdf: 1515583 bytes, checksum: 3c2ee0e8efb867d63bf091191192405d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-19T21:37:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) phd_thesis_tomaz_final.pdf: 1515583 bytes, checksum: 3c2ee0e8efb867d63bf091191192405d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Construímos teorias de gravidade induzidas a partir de teorias de Yang-Mills para os grupos [fórmula]. No cerne destas construções empregamos um mecanismo que envolve a quebra dinâmica de simetria e a contração do grupo inicial. Através das equações de gap de massa a 1 e 2-laços, estimamos valores para o parâmetro de massa, o qual está envolvido no mecanismo. Este parâmetro, juntamente com parâmetro de acoplamento de Yang-Mills, determinam a constante gravitacional de Newton na teoria de gravidade induzida. Estimativas também foram realizadas para a constante cosmológica renormalizada da teoria, assim como para o corte na escala de energia, o qual consiste em um marcador para a transição entre os regimes ultravioleta e infravermelho da teoria. Estudamos também os aspectos clássicos da teoria de gravidade induzida, onde realizamos um estudo cosmológico preliminar e analisamos soluções esfericamente simétricas estáticas. Para o estudo cosmológico mostramos que uma fase de expansão acelerada pode ser obtida usando as equações de campo da teoria de gravidade induzida para o grupo SO(5). Mostramos também ser possível conectar as equações cosmológicas da presente teoria com as do modelo CDM. No caso das soluções esfericamente simétricas estáticas, demonstramos soluções para o grupo SO(5) perante dois regimes: (i) com alta in uência do termo quadrático de curvatura; (ii) tratando o termo quadrático de curvatura como uma perturbação. Usando tais soluções, perturbativa e exata, determinamos os horizontes de eventos e realizamos um breve estudo da temperatura e da entropia destes horizontes. / we built induced gravity theories from pure Yang-Mills theories for [formule]. In the kernel of these constructions, we have employed a mechanism that encodes the dynamical symmetry breaking and the contraction of the initial group. Through the mass gap equation at 1 and 2-loops, we have estimated numerical values for mass parameter related with the mechanism. This parameter, together with the Yang-Mills coupling parameter, determines the Newton's gravitational constant in the induced gravity theory. We also have provided estimates for the renormalized cosmological constant of the theory even as the cut-o in the energy scale, which consists in a landmark for the transition between the ultraviolet and infrared sectors of the theory. Furthermore, we have studied the classical aspects of the induced gravity, namely, a preliminary cosmological study and spherically symmetric static solutions. For the cosmological study, we have demonstrated that an accelerated phase of expansion can be obtained from the eld equations of the induced gravity theory for the SO(5) group. We also showed to be possible to connect the cosmological equations of the present theory of gravity with those from CDM model. In the case of spherically symmetric static solutions, we have found solutions for the induced gravity originated from the Yang-Mills theory for the SO(5) group under two regimes: (i) with high in uence of the quadratic term of curvature; (ii) dealing with the quadratic term of curvature as a perturbation. Using such solutions, perturbative and exact, we have calculated the event horizons and we briefly analyzed the thermodynamics associated with these horizons.

O caso finito de teorias topológicas de 1-gauge, quando nenhuma simetria global está presente, é bastante bem compreendido e classificado. Nos últimos anos, as tentativas de generalizar as teorias de 1-gauge através das chamadas teorias de 2-gauge abriram a porta para novos modelos interessantes e novas fases topológicas, as quais não são descritas pelos esquemas de classificação anteriores. Nesta tese, vamos além da construção de 2-gauge, e consideramos uma classe de modelos que vivem em maiores dimensões. Esses modelos estão inseridos em uma estrutura de complexos de cadeia de grupos abelianos, forçando a generalizar o conceito usual de configurações de gauge. A vantagem de tal abordagem é que, a ordem topológica fica manifestamente explcita. Isto é feito em ter- mos de uma cohomologia com coeficientes em um complexo de cadeia finita. Além disso, mostramos que a degenerescência do estado fundamental suporta um conjunto conve- niente de números quânticos que indexam os estados e que, além, foram completamente caracterizados. Consequentemente, nós também mostramos que muitos dos exemplos abelianos de teorias de 1 -gauge 2-gauge são recuperados como casos especiais desta construção. / The finite case of 1-gauge topological theories, when no global symmetries are present, is fairly well understood and classified. In recent years, attempts to generalize the latter situation through the so called 2-gauge theories have opened the door to interesting new models and new topological phases, not described by the previous schemes of classifica- tion. In this paper we go even beyond the 2-gauge construction by considering a class of models that live in arbitrary higher dimensions. These models are embedded in a structure of chain complexes of abelian groups, forcing to generalize the usual notion of gauge configurations. The advantage of such an approach is that, the topological order is explicitly manifest when the ground state space of these models is described. This is done in terms of a cohomology with coefficients in a finite chain complex. Furthermore, we show that the ground state degeneracy underpins a convenient set of quantum num- bers that label the states and that have been completely characterized. We also show that abelian examples of 1-gauge 2-gauge theories are recovered as special cases of this construction.

O caso finito de teorias topológicas de 1-gauge, quando nenhuma simetria global está presente, é bastante bem compreendido e classificado. Nos últimos anos, as tentativas de generalizar as teorias de 1-gauge através das chamadas teorias de 2-gauge abriram a porta para novos modelos interessantes e novas fases topológicas, as quais não são descritas pelos esquemas de classificação anteriores. Nesta tese, vamos além da construção de 2-gauge, e consideramos uma classe de modelos que vivem em maiores dimensões. Esses modelos estão inseridos em uma estrutura de complexos de cadeia de grupos abelianos, forçando a generalizar o conceito usual de configurações de gauge. A vantagem de tal abordagem é que, a ordem topológica fica manifestamente explcita. Isto é feito em ter- mos de uma cohomologia com coeficientes em um complexo de cadeia finita. Além disso, mostramos que a degenerescência do estado fundamental suporta um conjunto conve- niente de números quânticos que indexam os estados e que, além, foram completamente caracterizados. Consequentemente, nós também mostramos que muitos dos exemplos abelianos de teorias de 1 -gauge 2-gauge são recuperados como casos especiais desta construção. / The finite case of 1-gauge topological theories, when no global symmetries are present, is fairly well understood and classified. In recent years, attempts to generalize the latter situation through the so called 2-gauge theories have opened the door to interesting new models and new topological phases, not described by the previous schemes of classifica- tion. In this paper we go even beyond the 2-gauge construction by considering a class of models that live in arbitrary higher dimensions. These models are embedded in a structure of chain complexes of abelian groups, forcing to generalize the usual notion of gauge configurations. The advantage of such an approach is that, the topological order is explicitly manifest when the ground state space of these models is described. This is done in terms of a cohomology with coefficients in a finite chain complex. Furthermore, we show that the ground state degeneracy underpins a convenient set of quantum num- bers that label the states and that have been completely characterized. We also show that abelian examples of 1-gauge 2-gauge theories are recovered as special cases of this construction.

O comportamento infra-vermelho dos propagadores de glúons e de ghosts é de fundamental importância para o entendimento do limite de baixas energias da cromodinâmica quântica (QCD), especialmente no que diz respeito ao problema do confinamento de quarks e de glúons. O objetivo desta tese é implementar um novo método para o estudo do propagador de glúons no calibre covariante linear para a QCD na rede. Em particular, analisamos em detalhe a nova implementação proposta e estudamos os algoritmos para fixação numérica deste calibre. Note que a fixação numérica da condição de calibre de Feynman apresenta vários problemas não encontrados nos casos de Landau e de Coulomb, o que impossibilitou por longo tempo o seu estudo adequado. De fato, a definição considerada inicialmente, por Giusti et. al., é de difícil implementação numérica e introduz condições espúrias na fixação de calibre. Como consequência, os únicos estudos efetuados anteriormente referem-se aos propagadores de glúons e de quarks em redes relativamente pequenas, não permitindo uma análise cuidadosa do limite infra-vemelho da QCD neste calibre. A obtenção de novas soluções para a implementação do calibre de Feynman na rede é portanto de grande importância para viabilizar estudos numéricos mais sistemáticos dos propagadores e dos vértices neste calibre e, em geral, no calibre covariante linear. / The infrared behavior of gluon and ghost propagators is of fundamental importance for the understanding of the low-energy limit of quantum chromodynamics (QCD), especially with respect to the problem of the confinement of quarks and gluons. The goal of this thesis is to implement a new method to study the gluon propagator in the linear covariant gauge in lattice QCD. In particular, we analyze in detail the newly proposed implementation and study the algorithms for numerically fixing this gauge. Note that the numerical fixing of the Feynman gauge condition poses several problems that are not present in the Landau and Coulomb cases, which prevented it from being properly studied for a long time. In fact, the definition considered initially, by Giusti et. al., is of difficult numerical implementation and introduces spurious conditions into the gauge fixing. As a consequence, the only studies carried out previously involved gluon and quark propagators on relatively small lattices, hindering a careful analysis of the infrared limit of QCD in this gauge. Obtaining new solutions for the implementation of the Feynman gauge on the lattice is therefore of great importance to enable more systematic numerical studies of propagators and vertices in this gauge and, in general, in the linear covariant gauge.