Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001-11Bitstream added on 2014-06-13T20:03:16Z : No. of bitstreams: 1 lunardi_jtt_dr_ift.pdf: 559817 bytes, checksum: e535803e37e925b888797ba55f2016c3 (MD5) / Neste trabalho consideramos alguns aspectos da teoria de campo escalar em interação no formalismo de Duffin-Kemmer-Petiau (DKP). No nível clássico estudamos dois casos: a interação mínima eletromagnética e a interação gravitacional no contexto das teorias de Einstein-Cartan e Teleparalelismo. No primeiro caso, mostramos que o formalismo DKP é completamente equivalente ao formalismo de Klein-Gordon (KG). No segundo caso, mostramos que a presença de torção no contexto da teoria de Einstein-Cartan destrói essa equivalência. Enquanto no formalismo KG não há interação entre campo escalar e a torção, no formalismo DKP essa interação surge de maneira natural. Discutimos a diferença entre a interação com a torção nos contextos das teorias de Einstein-Cartan e do Teleparalelismo. No nível quântico formulamos a eletrodinâmica escalar via formalismo DKP no contexto da teoria de perturbação causal de Bogoliubov-Epstein-Glaser, de maneira a definir a matriz S de espalhamento de uma forma não efetiva e matematicamente rigorosa, livre de divergências. Consideramos, em ordem mais baixa de teoria de perturbação, o espalhamento Compton, a polarização do vácuo, a auto-energia da partícula escalar e a correção de vértice no limite de momento transferido nulo. Todos os resultados obtidos nesses cálculos concordam com aqueles obtidos na teoria DKP efetiva usual e nos tratamentos via formalismo de Klein-Gordon, corroborando assim a equivalência entre ambos os formalismos nesse contexto / Abstracts: In this work we consider some aspects of the interacting scalar field in the Diffin-Kemmer-Patiau (DKP) formalism. At the classical level we study two cases: the minimal electromagnetic interaction and the gravitational interaction in the context of Einstein-Cartan and Teleparalelismo theories. In the former case we show that DKP formalism is completely equivalent to the Klein-Gordon (KG) one. In the later case we show that a nonvanishing torsion in einstein-Cartan theory breaks this equivalence. While in the KG formalism the scalar field does not interact with torsion, in DKP formalism this interaction naturally arises. We discuss the difference between this interaction with torsion in the context of Einstein-Cartan and Teleparalelism. At the quantum level we formulate scalar electrodynamics via DKP formalism in the framework of Bogoliubov-Epstein-Glaser causal perturbation theory. We define the S-matrix in a non effective and mathematically rigorous way. We consider, in the lowest order of perturbation theory, the Compton scattering, vacuum polarization, scalar self-energy and the vertex function at the limit of zero transferred momentum. In these computations all our results agree with those obtained first in the usual effective theory and in the Klein-Gordon based approaches, which corroborate the statement about the equivalence of both formalism in this context

Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Resumo: Neste trabalho consideramos alguns aspectos da teoria de campo escalar em interação no formalismo de Duffin-Kemmer-Petiau (DKP). No nível clássico estudamos dois casos: a interação mínima eletromagnética e a interação gravitacional no contexto das teorias de Einstein-Cartan e Teleparalelismo. No primeiro caso, mostramos que o formalismo DKP é completamente equivalente ao formalismo de Klein-Gordon (KG). No segundo caso, mostramos que a presença de torção no contexto da teoria de Einstein-Cartan destrói essa equivalência. Enquanto no formalismo KG não há interação entre campo escalar e a torção, no formalismo DKP essa interação surge de maneira natural. Discutimos a diferença entre a interação com a torção nos contextos das teorias de Einstein-Cartan e do Teleparalelismo. No nível quântico formulamos a eletrodinâmica escalar via formalismo DKP no contexto da teoria de perturbação causal de Bogoliubov-Epstein-Glaser, de maneira a definir a matriz S de espalhamento de uma forma não efetiva e matematicamente rigorosa, livre de divergências. Consideramos, em ordem mais baixa de teoria de perturbação, o espalhamento Compton, a polarização do vácuo, a auto-energia da partícula escalar e a correção de vértice no limite de momento transferido nulo. Todos os resultados obtidos nesses cálculos concordam com aqueles obtidos na teoria DKP efetiva usual e nos tratamentos via formalismo de Klein-Gordon, corroborando assim a equivalência entre ambos os formalismos nesse contexto / Abstracts: In this work we consider some aspects of the interacting scalar field in the Diffin-Kemmer-Patiau (DKP) formalism. At the classical level we study two cases: the minimal electromagnetic interaction and the gravitational interaction in the context of Einstein-Cartan and Teleparalelismo theories. In the former case we show that DKP formalism is completely equivalent to the Klein-Gordon (KG) one. In the later case we show that a nonvanishing torsion in einstein-Cartan theory breaks this equivalence. While in the KG formalism the scalar field does not interact with torsion, in DKP formalism this interaction naturally arises. We discuss the difference between this interaction with torsion in the context of Einstein-Cartan and Teleparalelism. At the quantum level we formulate scalar electrodynamics via DKP formalism in the framework of Bogoliubov-Epstein-Glaser causal perturbation theory. We define the S-matrix in a non effective and mathematically rigorous way. We consider, in the lowest order of perturbation theory, the Compton scattering, vacuum polarization, scalar self-energy and the vertex function at the limit of zero transferred momentum. In these computations all our results agree with those obtained first in the usual effective theory and in the Klein-Gordon based approaches, which corroborate the statement about the equivalence of both formalism in this context / Doutor

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-09-08. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:54:33Z : No. of bitstreams: 1 000857124.pdf: 627376 bytes, checksum: bab7d2e22364aa310b0479d830d3af44 (MD5) / After a brief introduction of some gravitational aspects of the Randall-Sundrum braneworld model as well as of the Brans-Dicke (BD) gravity, we propose two braneworld models using the, local and global, cosmic strings in the BD framework in order to generate all the bulk/brane structure. The final scenario is composed, in both cases, of a warped 4-brane with topology 'R POT. 4' x 'S POT. 1' and one extra dimension transverse to the brane. After that, we analyze the founded models in the scope of the Gauss-Codazzi formalism, with and without the imposition of 'Z IND. 2' symmetry on the brane

Resumo: Neste trabalho investigamos a evolução de um Universo no qual um campo escalar, não-minimamente acoplado à curvatura do espaço-tempo, faz o papel da energia escura e é o responsável pela atual expansão acelerada do Universo. Dois acoplamentos diferentes entre a matéria escura não-relativística e a energia escura são considerados, dando origem a dois diferentes modelos. Além disso, consideramos também dois modelos para a pressão da matéria escura: o usual, sem pressão, e outro que é conseqüência de uma teoria termodinâmica e relaciona a pressão com o acoplamento entre o campo escalar e o escalar de curvatura. Embora o modelo apresente dependência das condições iniciais, mostramos que a mistura constituída pelos componentes do setor escuro juntamente com matéria bariônica e radiação pode reproduzir o comportamento esperado dos parâmetros de densidade, do parâmetro de desaceleração e da distância de luminosidade em função do redshift

Orientador: Maria Cristina Batoni Abdalla Ribeiro / Coorientador: Maria Emília Xavier Guimarães / Banca: Roldão da Rocha Júnior / Banca: Antonio José Accioly / Banca: Maria Emilia Xavier Guimarães / Banca: Jorge Zanelli / Resumo:Após uma breve introdução acerca de alguns aspectos gravitacionais do modelo de Randall-Sundrum bem como da gravitação de Brans-Dicke (BD), propomos dois modelos de branas utilizando cordas cósmicas, local e global, em teoria de BD para a geração de toda a estrutura bulk/brana. O cenário final é composto, em ambos os casos, de um 4-brana warped com topologia 'R POT. 4' x 'S POT. 1' e uma dimensão extra transversa à brana. Após isso, analisamos os modelos encontrados no contexto do formalismo de Gauss-Codazzi, com e sem a imposição de simetria 'Z IND. 2', sobre a brana / Abstract: After a brief introduction of some gravitational aspects of the Randall-Sundrum braneworld model as well as of the Brans-Dicke (BD) gravity, we propose two braneworld models using the, local and global, cosmic strings in the BD framework in order to generate all the bulk/brane structure. The final scenario is composed, in both cases, of a warped 4-brane with topology 'R POT. 4' x 'S POT. 1' and one extra dimension transverse to the brane. After that, we analyze the founded models in the scope of the Gauss-Codazzi formalism, with and without the imposition of 'Z IND. 2' symmetry on the brane / Doutor

Orientador: Adolfo Maia Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-25T03:40:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EspichanCarrillo_JorgeAbel_D.pdf: 1237829 bytes, checksum: c154f7047d6e9761a26a165c386db715 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: No presente trabalho, apresentamos primeiramente um breve resumo histórico sobre ondas solitárias (solitary waves) assim como definições do kink (Soliton) e estabilidade clássica. Também apresentamos o modelo de Dashen-Hasslacher-Neveu (DHN) [1], mostrando as contribuições para as correções radiativas da massa do kink. Começamos então com o cálculo da solução geral estática para o potencial V (f ) = -1/2M 2f 2 + l/4 f 4, determinando duas famílias de soluções as quais denominamos Soluções Elípticas tipo sn e cn. Mostramos que a condição de fronteira Vácuo - Vácuo não pode ser satisfeita por nenhuma das Soluções Elípticas tipo sn num domínio limitado. No entanto as Soluções Elípticas tipo cn podem satisfazer esta condição. Além disso, impondo condições de fronteira tipo Dirichlet mostramos a existência de uma única solução clássica para as Soluções Elípticas tipo sn dentro do domínio. Definimos então grandezas físicas, as quais denominamos respectivamente de "carga topológica", "energia total" (massa clássica) e "densidade de energia", em domínios finitos para as Soluções Elípticas tipo sn e cn. Em seguida, calculamos os níveis de energia dos estados ligados de um campo escalar c , o qual interage com outro campo escalar f num domínio finito (caixa) em dimensão (1 + 1). Estes cálculos são feitos para duas configurações clássicas do campo f : primeiramente, para um caso particular das Soluções Elípticas tipo sn, a saber, o kink, e depois consideramos um caso mais geral com o campo f dado pelas Soluções Elípticas tipo sn. No primeiro caso, mostra-se que quando a caixa é comprimida o nível de energia do estado fundamental do campo c se divide, o que pode ser interpretado como uma instabilidade levando à produção de pares partícula-antipartícula sob pequenas pertubações num regime semi-clássico. Para o segundo caso, mostramos que existem comprimentos críticos da caixa unidimensional em que os autovalores de energia tornam-se complexos levando a instabilidades para as soluções do campo c / Abstract: In this work, we present firstly a brief historical summary of solitary waves, as well as definitions of the kink and classical stability. We present the model of Dashen-Hasslacher-Neveu (DHN) [1], showing the contributions for radiative corrections of the kink's mass. We start with the calculation of the general static solutions for the potential V (f ) = - 1/2 M2 f2 + l /4 f4 , by finding two families of solutions named Elliptic Solutions of type sn and cn. We show that the vacuum-vacuum boundary conditions can not be satisfied by any Elliptic sn-type Solution in afinite domain. On the other hand the Elliptic cn-type Solutions can satisfy this condition. We prove the uniqueness for Elliptic sn-type Solutions satisfying Dirichlet boundary conditions in a finite domain. Also we define expressions for the "topological charge", "total energy" (or classical mass) and "energy density" for Elliptic sn and cn-type Solutions in a finite domain. Next we calculate the energy levels of bound states of a scalar field c interacting with another scalar field f in a finite domain (box) in (1 +1) dimensions. We make these calculations for two classical configurations of the field f : Firstly a particular case of the Elliptic sn-type Solutions is considered, namely, the kink solution and later we consider as classical configuration of the field f , the Elliptic sn-type Solutions. For the first case, we show that when the box is squeezed the ground state level splits, which can be interpreted as an instability leading to a particle-antiparticle pair production under small perturbations in a semi-classical regime. For the second case, we show that there exist critical sizes of the box (one-dimensional) for which the energy eigenvalues become complex leading to instabilities for the solutions of the field c / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-28. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:49:09Z : No. of bitstreams: 1 000827446.pdf: 2433476 bytes, checksum: 21143e1877ce2199329e3a0432af0606 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Campos escalares, além de possibilitarem uma descrição efetiva de interações mais complexas, surgem como extensões interessantes da Relatividade Geral, candidatos para matéria escura ou como peças-chave em modelos cosmológicos. Sua fenomenologia é rica e pode, a princípio, ser acessada por meio de experimentos e observações. Em particular, configurações astrofísicas que seriam estáveis de acordo com a Relatividade Geral podem se tornar instáveis devido à presença, na Natureza, de certos campos escalares não minimamente acoplados com a gravitação. Recentemente, mostrou-se que essa instabilidade pode se manifestar quanticamente por meio da amplificação das flutuações quânticas do campo e da densidade de energia de vácuo. Esse efeito de dominância do vácuo induzida pela gravitação evidencia o importante papel que podem ter efeitos quânticos em espaços-tempos curvos. O trabalho apresentado nesta Tese tem como objetivo contribuir para um maior entendimento desse efeito, em duas frentes principais. Primeiramente, buscamos esclarecer a relação entre a descrição quântica da instabilidade e a análise clássica dos modos quasinormais do sistema. Em particular, mostramos como flutuações quânticas podem ser simuladas por perturbações clássicas com uma amplitude adequada. Em segundo lugar, estudamos a estabilidade de campos não minimamente acoplados no espaço-tempo de cascas finas esferoidais e com rotação. O objetivo principal desse estudo é caracterizar, em modelos simples, como o espaço de parâmetros da instabilidade se altera quando relaxamos hipóteses assumidas anteriormente, como estaticidade e simetria esférica do espaço-tempo de fundo. A consideração desses aspectos é motivada principalmente pela possibilidade de se colocar vínculos sobre os acoplamentos permitidos na Natureza com base em dados observacionais... / Besides serving as effective models for more complex interactions, scalar fields also arise as interesting extensions of General Relativity, candidates for dark matter or key ingredients in cosmological models. Their phenomenology is rich and may, in principle, be tested by experiments and observations. In particular, generalrelativistic stable spacetimes can be made unstable under the presence of certain nonminimally coupled free scalar fields. It has been shown that this instability may express itself quantum-mechanically through the amplification of quantum fluctuations and of the vacuum energy density of those fields. This effect of vacuum dominance induced by gravity illustrates the important role that quantum effects in curved spacetimes may have. The work presented in this Thesis aims at contributing to a deeper understanding of this effect, along two main lines. First, we clarify the relationship between the quantum approach to instability and the classical analysis of quasinormal modes. In particular, we show how quantum fluctuations can be simulated by classical perturbations of a certain amplitude. Second, we study the stability of nonminimally coupled fields in the spacetime of spheroidal and rotating thin shells of matter, in order to characterize how the parameter space of the instability changes when we drop previously assumed assumptions such as staticity and spherical symmetry of the background spacetime. The consideration of these aspects is mainly motivated by the possibility of using observational data of relativistic stars to constrain the field couplings present in Nature. Possible observational implications of the instability and its relation to other results in the literature are also discussed / FAPESP: 2011/06429-3

Orientador: George Emanuel Avraam Matsas / Banca: Elcio Adballa / Banca: Adilson José da Silva / Banca: Patricio Letelier Sotomayor / Banca: Alberto Vasquez Saa / Resumo:Este trabalho é motivado pelo caráter relativo da radiação emitida por cargas aceleradas e em especial pela possibilidade da existência dum análogo quântico para o princípio de equivalência. Para tanto, discutimos, primeiramente, a quantização do setor de baixas energias de um campo escalar sem massa no espaço-tempo de Reissner-Nordstrom. Isto nos permite a análise de processos envolvendo partículas escalares de baixas energias ("soft") presentes no exterior de buracos negros. Em particular, calculamos a resposta de uma fonte escalar estática em interação com a radiação Hawking, considerando tanto o caso em que o campo encontra-se no vácuo de Unruh quanto no de Hartle-Hawking. Esta resposta é comparada com aquela obtida quando a fonte está uniformemente acelerada no vácuo usual no espaço-tempo de Minkowski com a mesma aceleração própria. Mostramos que ambas as respostas são, em geral, diferentes. A igualdade é verificada no limite em que a carga do buraco vai para zero. Ou seja, quando o buraco negro de Reissner-Nordstrom transforma-se num buraco negro de Schwarzschild. A relevância conceitual destes resultados é analisada. Seguidamente analisamos a possibilidade de detectar partículas de baixa energia no caso em que estas possuem massa de repouso m e energia total E < m'c POT.2' no "Rindler wedge", fora de buracos negros de Reissner-Nordstrom e nos espaços-tempos de estrelas relativísticas e não relativísticas. Para tanto, usamos detectores do tipo UnruhDeWitt para calcular a taxa de detecção correspondente em cada caso. A posição média das partículas é identificada com a média espacial da probabilidade de excitação dos detectores, os quais supõem-se distribuídos em todo o espaço. Mostramos que os nossos resultados estão em concordância com as predições clássicas da Relatividade... / Abstract:The present work is motivated by the relative character of the radiation emited by an acelerated charge and in particular by the possibility of the existence of a quantum equivalence principle. For this purpose we discuss the quantization of the low-energy sector of a massless scalar field in the Reissner-Nordstrom spacetime. This allows the analysis of processes involving soft scalar particles occurring outside charged black holes. In particular, we compute the response of a static scalar source interacting with Hawking radiation using the Unruh (and the Hartle-Hawking) vacuum. This response is compared with the one obtained when the source is uniformly accelerated in the usual vacuum of the Minkowski spacetime with the same proper acceleration. We show that both responses are in general different in opposition to the result obtained when the Reissner-Nordstrom black hole is replaced by a Schwarzschild one. The conceptual relevance of this result is commented. Next, we analyze the possibility of detecting free low energy elementary particles with rest mass m and total energy E < m'c POT.2' in the Rindler wedge, outside Reissner-Nordstrom black holes and in the spacetime of relativistic (and non-relativistic) stars, and use Unruh-DeWitt-like detectors to calculate the associated particle detection rate in each case. The (mean) particle position is identified with the spatial average of the excitation probability of the detectors, which are supposed to cover the whole space. Our results are shown to be in harmony with General Relativity classical predictions. Eventually we reconcile our conclusions with Earth-based experiments which are in good agreement with E'> OU =' m'c POT.2' / Doutor

Orientador: George Emanuel Avraam Matsas / Banca: Alberto Vazquez Saa / Banca: Luis Raul Weber Abramo / Banca: Elcio Abdalla / Banca: Eduardo Cantero Marino / Resumo: Campos escalares, além de possibilitarem uma descrição efetiva de interações mais complexas, surgem como extensões interessantes da Relatividade Geral, candidatos para matéria escura ou como peças-chave em modelos cosmológicos. Sua fenomenologia é rica e pode, a princípio, ser acessada por meio de experimentos e observações. Em particular, configurações astrofísicas que seriam estáveis de acordo com a Relatividade Geral podem se tornar instáveis devido à presença, na Natureza, de certos campos escalares não minimamente acoplados com a gravitação. Recentemente, mostrou-se que essa instabilidade pode se manifestar quanticamente por meio da amplificação das flutuações quânticas do campo e da densidade de energia de vácuo. Esse efeito de dominância do vácuo induzida pela gravitação evidencia o importante papel que podem ter efeitos quânticos em espaços-tempos curvos. O trabalho apresentado nesta Tese tem como objetivo contribuir para um maior entendimento desse efeito, em duas frentes principais. Primeiramente, buscamos esclarecer a relação entre a descrição quântica da instabilidade e a análise clássica dos modos quasinormais do sistema. Em particular, mostramos como flutuações quânticas podem ser simuladas por perturbações clássicas com uma amplitude adequada. Em segundo lugar, estudamos a estabilidade de campos não minimamente acoplados no espaço-tempo de cascas finas esferoidais e com rotação. O objetivo principal desse estudo é caracterizar, em modelos simples, como o espaço de parâmetros da instabilidade se altera quando relaxamos hipóteses assumidas anteriormente, como estaticidade e simetria esférica do espaço-tempo de fundo. A consideração desses aspectos é motivada principalmente pela possibilidade de se colocar vínculos sobre os acoplamentos permitidos na Natureza com base em dados observacionais... / Abstract: Besides serving as effective models for more complex interactions, scalar fields also arise as interesting extensions of General Relativity, candidates for dark matter or key ingredients in cosmological models. Their phenomenology is rich and may, in principle, be tested by experiments and observations. In particular, generalrelativistic stable spacetimes can be made unstable under the presence of certain nonminimally coupled free scalar fields. It has been shown that this instability may express itself quantum-mechanically through the amplification of quantum fluctuations and of the vacuum energy density of those fields. This effect of vacuum dominance induced by gravity illustrates the important role that quantum effects in curved spacetimes may have. The work presented in this Thesis aims at contributing to a deeper understanding of this effect, along two main lines. First, we clarify the relationship between the quantum approach to instability and the classical analysis of quasinormal modes. In particular, we show how quantum fluctuations can be simulated by classical perturbations of a certain amplitude. Second, we study the stability of nonminimally coupled fields in the spacetime of spheroidal and rotating thin shells of matter, in order to characterize how the parameter space of the instability changes when we drop previously assumed assumptions such as staticity and spherical symmetry of the background spacetime. The consideration of these aspects is mainly motivated by the possibility of using observational data of relativistic stars to constrain the field couplings present in Nature. Possible observational implications of the instability and its relation to other results in the literature are also discussed / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-18Bitstream added on 2014-06-13T19:53:27Z : No. of bitstreams: 1 ruy_dv_me_ift.pdf: 500107 bytes, checksum: fef6f049175c290422f569aa7ad7e26e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esta dissertação trata da construção de hierarquias compatíveis com a equação PIV a partir dos modelos: AKNS, dois bósons e dois bósons quadráticos. Também são construidos os problema linear de Jimbo-Miwa dos três modelos e discutimos a hamiltoniana correspondente a equação PIV a partir do formalismo lagrangiano / This dissertation contains the construction of compatible hierarchies with the PIV equation from the models: AKNS, two-boson and quadratic two-boson. Also it is build the Jimbo-Miwa linear problem for the three models and we discuss the hamiltonian corresponding to fouth Painlevé equation from the Lagrangian formalism