Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:06:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310845.pdf: 1364726 bytes, checksum: 595a7d94cd11f4c9bec4a52974881596 (MD5) / Nos últimos anos, em virtude da complexidade crescente das teorias de cordas como candidatas à unificação das interações fundamentais da natureza, tem havido um interesse renovado na teoria quântica de spins altos como um formalismo covariante natural para acomodar o espectro de partículas no Modelo Padrão e teorias quânticas da gravitação, bem como suas contrapartidas supersimétricas. Nesta dissertação, apresentamos uma revisão sistemática do formalismo subjacente à teoria de spins altos, ancorado no grupo de Poincaré, que corresponde ao grupo de simetria da mecânica quântica relativística. Estudamos as construções de Bargmann-Wigner, Weinberg e Majorana, as quais dão origem a equações de onda covariantes para partículas de spins arbitrários, e examinamos, em particular, os casos referentes a spins 1/2 e 1, enfatizando em especial a equação DKP para bósons massivos de spin 0 e 1 bem como a equação para o fóton proposta por Majorana e Oppenheimer (MO). Neste contexto, propomos uma equação linear análoga a MO, denominada PMO, correspondente às equações de Proca e investigamos sua estrutura algébrica. Examinamos também o limite não relativístico das equações DKP e PMO através de transformações de Foldy e Wouthuysen, nos cenários de partícula livre e envolvendo acoplamento com um campo eletromagnético externo. / In the recent past years, in virtue of the increasing complexity of string theories as candidates to the unification of the fundamental interactions of Nature, it has grown a renewed interest in the quantum theory of higher spins as a natural covariant formalism to accommodating the particle spectra in the Standard Model and quantum theories of gravitation, as well as their supersymmetric counterparts. In this dissertation, we present a sistematic review of the formalism of the theory of higher spins, grounded on the Poincar´e group, which corresponds to the symmetry group of relativistic quantum mechanics. We study the constructs of Bargmann-Wigner, Weinberg and Majorana, leading to wave equations for particles of arbitrary spins, and examined, in particular, the cases of spins 1/2 and 1, focusing particularly on the DKP equation for massive bosons of spin zero and unity as well as on the equation proposed by Majorana and Oppenheimer (MO) for the photon. In this context, we propose a linear equation similar to MO, called PMO, corresponding to the Proca equations and investigate its algebraic structure. Also, we examined the nonrelativistic limit of DKP and PMO equations through the Foldy and Wouthuysen transformations, in the scenarios involving free particles and the coupling with an electromagnetic external field.

Orientador: Prof. Dr. Marcus Werner Beims / Coorientador: Prof. Dr. Renato Moreira Angelo / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Curso de Pós-Graduação em Física. Defesa: Curitiba, 25/07/2016 / Inclui referências : f. 117-128 / Resumo: Nesta tese estudamos correlações quânticas e os efeitos do ambiente em sistemas de dois qubits. Nossa análise se divide em dois aspectos principais: (i) estudo da hierarquia entre correlações quânticas, e (ii) análise do fluxo de correlações em sistemas tripartidos. Para o estudo da hierarquia, analisamos as seguintes correlações: discórdia quântica generalizada, emaranhamento, direcionamento EPR e não-localidade de Bell para estados X com marginais maximamente misturadas. Para introduzir o direcionamento EPR nessa análise, propomos um quantificador para sistemas gerais de dois qubits nos cenários de duas e três medições por sítio, baseado em desigualdades de direcionamento EPR bem estabelecidas. Além disso, estudamos a robustez das correlações sob canais de ruído, encontrando uma cronologia de mortes e ressurgimentos súbitos. Analisamos o fluxo de correlações em dois diferentes contextos. No primeiro, investigamos a dinâmica de informação entre as partes de sistemas tripartidos através de resultados envolvendo a monogamia da informação mútua. Em particular, encontramos um cenário típico no qual informação local tende a ser convertida em informação delocalizada. Ademais, calculamos analiticamente uma quantidade capaz de revelar regimes favoráveis para não-Markovianidade no nosso modelo. Numa segunda análise, baseada na dinâmica exata de um sistema de dois qubits e o ambiente, dado por um banho térmico usual de osciladores harmônicos, derivamos critérios de separabilidade e emaranhamento entre um estado X inicial e o ambiente, não encontrando nenhuma relação entre a perda de emaranhamento no sistema (de dois qubits) e o surgimento de emaranhamento entre o sistema e o ambiente. / Abstract: In this thesis we study quantum correlations and the effects of the environment in two-qubit systems. Our analysis is divided in two main aspects: (i) study of the quantum correlations hierarchy, and (ii) analysis of the flow of correlations in tripartite systems. For the study of hierarchy, we analyze the following correlations: generalized quantum discord, entanglement, EPR steering, and Bell nonlocality for X states with maximal marginals. In order to include steering in this analysis, we propose a quantifier for general two-qubit systems in scenarios of two- and three-measurements per site, based on steering inequalities well established. Besides that, we study the correlations robustness under noisy channels, finding a chronology of sudden deaths and sudden births. We analyze the flow of correlations in two different contexts. In the first, we investigate the information dynamics between the parts of tripartite systems through results involving the monogamy of mutual information. In particular, we find a typical scenario in which local information tends to be converted in delocalized information. Moreover, we calculate analytically a quantity capable of revealing favorable regimes for non-Markovianity in our model. In a second analysis, based on the exact dynamics of a system of two-qubit and the environment, given by an usual thermal bath of harmonic oscillators, we derive separability and entanglement criteria between an initial X state and the environment, not finding any relation between the lost of entanglement within the system of two-qubit and the build up of entanglement between the system and the environment.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-15Bitstream added on 2014-06-13T20:10:54Z : No. of bitstreams: 1 macedo_cp_me_bauru.pdf: 351183 bytes, checksum: faac1af790a3f3c02dba9cddfe8a63d9 (MD5) / Grande parte dos fenômenos químicos e físicos, em especial a química dos elementos mais pesados da tabela periódica, somente pode ser compreendida à luz da teoria quântica relativística. As propriedades catalíticas da platina, por exemplo, são em grande parte devidas aos efeitos relativísticos. Esses efeitos relativísticos, por sua vez, são mais pronunciados nos elementos de número atômico superior a 103, elementos conhecidos como transactinídeos ou super-pesados. Neste trabalho, investigamos a ligação química com carbonilas entre o elemento químico de maior número atômico (z=118) já sintetizado, o Uuo. Nossos resultados em relação a este novo elemento, que supostamente está localizado na família dos gases nobres (grupo 18), sugerem que a química do Uuo deve ser distinta da química dos demais elementos do grupo, indicando novas propriedades para este grupo. / Great part of chemical and physical phenomena can only be understood under the relativistic quantum mechanics framework, mainly the chemistry of the heavier elements. For example, the catalytic propertiers of platinum are in the most part due to relativistic effects. These relativistic effects are more intense in elements beyond atomic number 103, elements known as super heavy elements or transactinides. In this work, we investigated the chemical bound between the chemical element of highest atomic number that has been sintetized, the Uuo with z=118, and carbonyls. Our results, despite the fact that the new element Uuo is located at noble gas family, suggest that its chemical properties are probably different from the other elements of the same group and a possible break of periodic properties.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2005. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:02:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 270291.pdf: 4427898 bytes, checksum: 03691d229c06fd3c482dea7564df89cb (MD5) / O objetivo deste trabalho e analisar como os fenomenos contra-intuitivos conhecidos como Nao Restauracao de Simetria e Quebra Inversa de Simetria se manifestam em teorias de campos multi-escalares com simetria O(N) X O(N). Tanto a versao relativistica como a nao-relativistica de tais modelos sao aqui investigadas. Para o caso relativistico, que e relevante para Cosmologia, e revisado como tais fenomenos persistem em altas temperaturas mesmo quando os efeitos termicos nos acoplamentos sao considerados. A parte original do presente trabalho diz respeito ao caso nao-relativistico, que e relevante para a Fisica da Materia Condensada. Em particular, sera mostrado que, ao contrario de seus analogos relativisticos, esses modelos nao apresentam Quebra Inversa de Simetria e/ou Nao Restauracao de Simetria quando a importante dependencia termica dos acoplamentos e considerada. / The aim of this work is to analyse how the counter intuitive phenomena known as Symmetry Non Restoration and Inverse Symmetry Breaking manifest themselves within multi scalar field theories displaying O(N)£O(N) symmetry. Both, the relativistic as well as the non relativistic versions of such models are investigated here. For the relativistic case, which is important for Cosmology, we review how those phenomena persist at high temperatures even when thermal effects on the couplings are considered. The original part of the work regards the study of the non relativistic case, which is relevant for Condensed Matter Physics. In particular, we show, that contrary to their relativistic counter parts, those models cannot display ISB and/or SNR when the important thermal dependence of the couplings is considered.

Orientador: Aguinaldo Robinson de Souza / Banca: Nelson Henrique Morgon / Banca: Renato Carlos Tonin Ghiotto / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Grande parte dos fenômenos químicos e físicos, em especial a química dos elementos mais pesados da tabela periódica, somente pode ser compreendida à luz da teoria quântica relativística. As propriedades catalíticas da platina, por exemplo, são em grande parte devidas aos efeitos relativísticos. Esses efeitos relativísticos, por sua vez, são mais pronunciados nos elementos de número atômico superior a 103, elementos conhecidos como transactinídeos ou super-pesados. Neste trabalho, investigamos a ligação química com carbonilas entre o elemento químico de maior número atômico (z=118) já sintetizado, o Uuo. Nossos resultados em relação a este novo elemento, que supostamente está localizado na família dos gases "nobres" (grupo 18), sugerem que a química do Uuo deve ser distinta da química dos demais elementos do grupo, indicando novas propriedades para este grupo. / Abstract: Great part of chemical and physical phenomena can only be understood under the relativistic quantum mechanics framework, mainly the chemistry of the heavier elements. For example, the catalytic propertiers of platinum are in the most part due to relativistic effects. These relativistic effects are more intense in elements beyond atomic number 103, elements known as super heavy elements or transactinides. In this work, we investigated the chemical bound between the chemical element of highest atomic number that has been sintetized, the Uuo with z=118, and carbonyls. Our results, despite the fact that the new element Uuo is located at noble gas family, suggest that its chemical properties are probably different from the other elements of the same group and a possible break of periodic properties. / Mestre

Orientador: Antonio Soares de Castro / Banca: Denis Dalmazi / Banca: Manuel Máximo B. Malheiro de Oliveira / Resumo: O estudo dos estados ligados das equações relativísticas têm muitas aplicações em física nuclear e em outras áreas da física, portanto as soluções que apresentam estados ligados usando as equações de Dirac e Klei-Gordon(KG) desempenham um papel importante no interesse dos pesquisadores. A redução a uma dimensão espacial das equações relativisticas permite melhorar o entendimento dos problemas equivalentes em três dimensões de uma maneira fisicamente mais transparente. Esta redução espacial traz como consequência alterações nas estruturas relativísticas dos potenciais que devem ser estudadas. A tarefa de achar estados ligados dessas emoções não é fácil para formas funcionais gerais para os potenciais externos. Neste trabalho as equações de Dirac e KG em um dimensão espacial são investigadas para diferentes tipos de acoplamento e formas funcionais para o potenciais externos que apresentam estados ligados.Um resultado relevantes que para certas misturas convenientes dos potenciais externos as equações de Dirac e KG apresentam as mesmas auto-energias mas diferentes autofunções. O problema em geral pode ser mapeado num problema de Sturm-Liouville encontrando-se soluções de estados ligados exatamente. Discutimos detalhadamente o comportamento das autofunções e auto-energias para partículas e antipartículas obtidas do problema de Sturm-Liouvillee as possíveis soluções isoladas no caso da equação de Dirac. Uma aparente violação do princípio da incerteza em algns casos é remediada com a introdução do conceito de comprimento de onda Compton efetivo, mostrando que a partícula pode ser localizada numa região do espaço arbitrariamente pequena sem a produção de pares partícula-antipartícula. / Abstract: The study of bound states of the relativistic equations as many applications in nuclear physics and other areas of the physics, therefor the solutions that present bound states for the Dirac and the Klein-Gordon (KG) equations play an important role in the interest of the researches. The reduction to one space dimension of the relativistic equations allows to improve our understanding of the equivalent problems in three dimensionin a physically more transparent way. This space reduction brings as a consequence alterations in the relativistic structures of the potentials that must be studied. The task of findingof these equations is not easy for general functional forms for the external potentials. In this work the Dirac and the KG equationsin one space dimensions for different tpes of coupling and functional forms for the external potentials that present bound states are investigated. A relevant result is that for certain convenient mixtures of the external potentials the Dirac and the KG equations present the same eigenvalues but different eigenfunctins. The problem in general can be mapped into an exactly solvable Sturm-Liouville problem. The behavior of the eigenfunctions and eigenvalues for particles and antiparticles of the Sturn-Liouville problem and the possible isolated solutions in the case of the Dirac equation is discussed in detail. An apparent breaking of the uncertainty priniple in some cases is remedied by the introduction of the concept of effective Compton wavelength, showing that the particle can be located into a region of space arbitrarily small without producing particle-antiparticle pairs. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05Bitstream added on 2014-06-13T20:08:09Z : No. of bitstreams: 1 castro_lrb_me_guara.pdf: 736041 bytes, checksum: 07f98e709059a4bc8372cdcfd09b4521 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O estudo dos estados ligados das equações relativísticas têm muitas aplicações em física nuclear e em outras áreas da física, portanto as soluções que apresentam estados ligados usando as equações de Dirac e Klei-Gordon(KG) desempenham um papel importante no interesse dos pesquisadores. A redução a uma dimensão espacial das equações relativisticas permite melhorar o entendimento dos problemas equivalentes em três dimensões de uma maneira fisicamente mais transparente. Esta redução espacial traz como consequência alterações nas estruturas relativísticas dos potenciais que devem ser estudadas. A tarefa de achar estados ligados dessas emoções não é fácil para formas funcionais gerais para os potenciais externos. Neste trabalho as equações de Dirac e KG em um dimensão espacial são investigadas para diferentes tipos de acoplamento e formas funcionais para o potenciais externos que apresentam estados ligados.Um resultado relevantes que para certas misturas convenientes dos potenciais externos as equações de Dirac e KG apresentam as mesmas auto-energias mas diferentes autofunções. O problema em geral pode ser mapeado num problema de Sturm-Liouville encontrando-se soluções de estados ligados exatamente. Discutimos detalhadamente o comportamento das autofunções e auto-energias para partículas e antipartículas obtidas do problema de Sturm-Liouvillee as possíveis soluções isoladas no caso da equação de Dirac. Uma aparente violação do princípio da incerteza em algns casos é remediada com a introdução do conceito de comprimento de onda Compton efetivo, mostrando que a partícula pode ser localizada numa região do espaço arbitrariamente pequena sem a produção de pares partícula-antipartícula. / The study of bound states of the relativistic equations as many applications in nuclear physics and other areas of the physics, therefor the solutions that present bound states for the Dirac and the Klein-Gordon (KG) equations play an important role in the interest of the researches. The reduction to one space dimension of the relativistic equations allows to improve our understanding of the equivalent problems in three dimensionin a physically more transparent way. This space reduction brings as a consequence alterations in the relativistic structures of the potentials that must be studied. The task of findingof these equations is not easy for general functional forms for the external potentials. In this work the Dirac and the KG equationsin one space dimensions for different tpes of coupling and functional forms for the external potentials that present bound states are investigated. A relevant result is that for certain convenient mixtures of the external potentials the Dirac and the KG equations present the same eigenvalues but different eigenfunctins. The problem in general can be mapped into an exactly solvable Sturm-Liouville problem. The behavior of the eigenfunctions and eigenvalues for particles and antiparticles of the Sturn-Liouville problem and the possible isolated solutions in the case of the Dirac equation is discussed in detail. An apparent breaking of the uncertainty priniple in some cases is remedied by the introduction of the concept of effective Compton wavelength, showing that the particle can be located into a region of space arbitrarily small without producing particle-antiparticle pairs.

Orientador: Antonio Soares de Castro / Banca: Marcelo Batista Hott / Banca: Alvaro de Souza Dutra / Banca: Bruto Max Pimentel Escobar / Banca: Esdras Santana dos Santos / Resumo: Fazemos uma revisão detalhada de alguns fundamentos básicos do formalismo de Du n- Kemmer-Petiau (DKP). Analisamos as consequências sobre o potencial matricial V para fornecer uma quadricorrente conservada. Também analisamos o comportamento das intera ções vetoriais mínimas e não mínimas sob as transformações de paridade, conjugação de carga e reversão temporal. A ambiguidade do acoplamento eletromagnético (interação vetorial mínima) também é revisada em detalhe. Algums conceitos errados sobre hermiticidade e valores esperados na teoria de DKP difundidos na literatura são discutidos. Além disso, neste trabalho desenvolvemos uma forma alternativa de procurar soluções analíticas da equação de DKP tridimensional (setor spin-0) para o caso de acoplamentos vetoriais (mínimo e não-mínimo). Considerando potenciais com simetria esférica, o problema pode ser mapeado num problema de Sturm-Liouville (da mecânica quântica não relativística) para um dos componentes do espinor de DKP. Neste processo a quadricorrente, a condição de normalização e valores esperados também podem ser expressos em termos desse componente do espinor de DKP de uma forma simples. Como uma aplicação do método desenvolvido, consideramos uma forma linear para os acoplamentos vetoriais. / Abstract: A detailed review of some basics fundamentals of the Du n-Kemmer-Petiau (DKP) formalism is made. The consequences on the potential matrix V for furnish a conserved four-current are analyzed. We also analyze the behavior of minimal and nonminimal vector interactions under parity transformation, charge conjugation and time reversal. The ambiguity of the electromagnetic coupling (minimal vector interaction) is also reviewed in detail. Some misconceptions about the hermiticity and expectation values of the DKP theory widespread in the literature are discussed. In addition, an alternative way to search for analytical solutions of the DKP equation in (3+1) dimensions (spin-0 sector) in the case of vector coupling (minimal and nonminimal) is developed. Considering potentials with spherical symmetry, the problem can be mapped into a Sturm-Liouville problem (nonrelativistic quantum mechanics) for one of the components of the DKP spinor. In this process, the four-current, normalization condition and expectation values can also be expressed in terms of that component of the DKP spinor in a simple way. As an application of the developed method, we consider a linear form for the vector couplings. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-05Bitstream added on 2014-06-13T18:43:07Z : No. of bitstreams: 1 castro_lrb_dr_guara.pdf: 373502 bytes, checksum: ce90da31dd1eacd9e0839fbf879727bd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fazemos uma revisão detalhada de alguns fundamentos básicos do formalismo de Du n- Kemmer-Petiau (DKP). Analisamos as consequências sobre o potencial matricial V para fornecer uma quadricorrente conservada. Também analisamos o comportamento das intera ções vetoriais mínimas e não mínimas sob as transformações de paridade, conjugação de carga e reversão temporal. A ambiguidade do acoplamento eletromagnético (interação vetorial mínima) também é revisada em detalhe. Algums conceitos errados sobre hermiticidade e valores esperados na teoria de DKP difundidos na literatura são discutidos. Além disso, neste trabalho desenvolvemos uma forma alternativa de procurar soluções analíticas da equação de DKP tridimensional (setor spin-0) para o caso de acoplamentos vetoriais (mínimo e não-mínimo). Considerando potenciais com simetria esférica, o problema pode ser mapeado num problema de Sturm-Liouville (da mecânica quântica não relativística) para um dos componentes do espinor de DKP. Neste processo a quadricorrente, a condição de normalização e valores esperados também podem ser expressos em termos desse componente do espinor de DKP de uma forma simples. Como uma aplicação do método desenvolvido, consideramos uma forma linear para os acoplamentos vetoriais. / A detailed review of some basics fundamentals of the Du n-Kemmer-Petiau (DKP) formalism is made. The consequences on the potential matrix V for furnish a conserved four-current are analyzed. We also analyze the behavior of minimal and nonminimal vector interactions under parity transformation, charge conjugation and time reversal. The ambiguity of the electromagnetic coupling (minimal vector interaction) is also reviewed in detail. Some misconceptions about the hermiticity and expectation values of the DKP theory widespread in the literature are discussed. In addition, an alternative way to search for analytical solutions of the DKP equation in (3+1) dimensions (spin-0 sector) in the case of vector coupling (minimal and nonminimal) is developed. Considering potentials with spherical symmetry, the problem can be mapped into a Sturm-Liouville problem (nonrelativistic quantum mechanics) for one of the components of the DKP spinor. In this process, the four-current, normalization condition and expectation values can also be expressed in terms of that component of the DKP spinor in a simple way. As an application of the developed method, we consider a linear form for the vector couplings.