Orientador: Elias Leite Mendonça / Coorientador: Alessandro L. R. dos Santos / Banca: Denis Dalmazi / Banca: Alysson Fábio Ferrari / Resumo: Nesta dissertação serão analisados os dois modelos conhecidos na literatura que descrevem partículas massivas de spin 3/2 em D=2+1 dimensões. Essa análise será feita, assim como nos trabalhos relacionados aos bósons (spin 1, spin 2 e spin 3), via procedimento de Imersão de Calibre de Noether (ICN), Solda generalizada, análise de vínculos e condições de Fierz-Pauli. Através de argumentos de simetria, via ICN, apresentaremos uma forma de relacionar os dois modelos e mostraremos que é possível construir um novo modelo de terceira ordem em derivadas. Apresentaremos um modelo de dubleto de segunda ordem em derivadas de onde é possível obter os demais modelos auto-duais da teoria. A partir da aplicação da ICN no modelo de dubleto construiremos um novo modelo, de quarta ordem em derivadas, análogo a versão linearizada da chamada " New Massive Gravity" / Abstract: In this master's thesis we will analyze the two known models in the literature wich describe massive spin 3/2 particles in D = 2 + 1 dimensions. This analysis will be done, as was previously done on works related to the bosons (spin- 1, spin- 2 and spin- 3 ), via Noether gauge embedment (NGE) procedure, generalized soldering, hamiltonian constraints analysis and Fierz-Pauli conditions. Through symmetry arguments, by NGE, we will present a way of relating the two models and show that it is possible to construct a new model in third order derivatives. We will show a second order derivative doublet-model whence it is possible to obtain the other self-dual models of the theory. From the application of NGE in the dublet model we will construct a new model, wich has a fourth-order derivative term, analogue to the linearized version of the so-called "New Massive Gravity" / Mestre

Made available in DSpace on 2017-03-14T14:10:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-30. Added 1 bitstream(s) on 2017-03-14T14:42:52Z : No. of bitstreams: 1 000878238.pdf: 606557 bytes, checksum: be8f72226bb5bb73cf911f0b1eb0aff8 (MD5) / Dados experimentais de supernovas tem indicado uma expansão acelerada do Universo a grandes distancias. Isso tem motivado a formulação de teorias de gravidade massiva, pois com um gráviton massivo poderíamos modificar a gravidade no infravermelho, sem a necessidade de introduzir uma energia escura. Grande parte das teorias de gravidade massiva reduzem-se a n'nível linear ao modelo de Fierz-Pauli, que 'e de segunda ordem em derivadas e descreve partículas massivas de spin 2. Então, 'e natural indagarmos se há possíveis modelos alternativos duais ao modelo de Fierz-Pauli. Neste trabalho obtemos descrições alternativas para partículas massivas de spin 2. Mostramos que em D ≥ 3 há duas famílias de modelos de segunda ordem que descrevem partículas massivas de spin 2 através de um tensor não simétrico de rank 2. Obtivemos também descrições alternativas de partículas massivas de spin 2 através do procedimento de imersão do tensor de Euler de Fierz-Pauli. Todos os modelos obtidos são livres de fantasmas a n'nível quadrático, embora a maioria deles seja de ordem superior em derivadas. Os modelos que obtivemos podem ser escritos numa versão não linear em termos de uma m'métrica dinâmica e uma m'métrica fixa. Na parte final deste trabalho apresentamos duas versões não lineares de um modelo que descreve partículas de spin 2 massivas, porém com simetria de gauge, generalizando o modelo BF topologicamente massivo, que descreve partículas massivas de spin 1. Uma delas corresponde a um modelo biométrico com um novo acoplamento derivativo entre as métricas / Experimental data of supernova have indicated an accelerated expansion of the Universe at large distances. This has motivated the formulation of massive gravity theories, since a tiny mass for the graviton would certainly diminish the gravitational interaction at large distances without the need to introduce the dark energy. Much of the theories built for massive gravity reduce to the Fierz-Pauli model at linearized level, which is second order (in derivatives) and describes massive spin-2 particles. So it is natural to ask for possible alternative dual models to the Fierz-Pauli model. In this work we obtain alternative descriptions of massive spin-2 particles. We show that in arbitrary dimensions D ≥ 3 there are two families of linearized second order Lagrangians describing massive spin- 2 particles via a non-symmetric rank-2 tensor. We have also obtained alternative descriptions of massive spin-2 particles by an embedding procedure of the Fierz-Pauli equations of motion. All models are free of ghosts at the quadratic level, although most of them are of a higher order in derivatives. The models that we obtain can be nonlinearly completed in terms of a dynamic and a fixed metric. In the final part of this work we present two nonlinear versions of a linear model describing massive spin-2 particles, but with gauge symmetry, generalizing the topologically massive BF model, which describes massive spin-1 particles. One of the models corresponds to a bimetric model with a new derivative coupling between the metrics

Orientador: Denis Dalmazi / Banca: Alvaro de Souza Dutra / Banca: Saulo Henrique Pereira / Banca: José Abdala Helayel-Neto / Banca: Roldão da Rocha Júnior / Resumo: Dados experimentais de supernovas tem indicado uma expansão acelerada do Universo a grandes distancias. Isso tem motivado a formulação de teorias de gravidade massiva, pois com um gráviton massivo poderíamos modificar a gravidade no infravermelho, sem a necessidade de introduzir uma energia escura. Grande parte das teorias de gravidade massiva reduzem-se a n'nível linear ao modelo de Fierz-Pauli, que 'e de segunda ordem em derivadas e descreve partículas massivas de spin 2. Então, 'e natural indagarmos se há possíveis modelos alternativos duais ao modelo de Fierz-Pauli. Neste trabalho obtemos descrições alternativas para partículas massivas de spin 2. Mostramos que em D ≥ 3 há duas famílias de modelos de segunda ordem que descrevem partículas massivas de spin 2 através de um tensor não simétrico de rank 2. Obtivemos também descrições alternativas de partículas massivas de spin 2 através do procedimento de imersão do tensor de Euler de Fierz-Pauli. Todos os modelos obtidos são livres de fantasmas a n'nível quadrático, embora a maioria deles seja de ordem superior em derivadas. Os modelos que obtivemos podem ser escritos numa versão não linear em termos de uma m'métrica dinâmica e uma m'métrica fixa. Na parte final deste trabalho apresentamos duas versões não lineares de um modelo que descreve partículas de spin 2 massivas, porém com simetria de gauge, generalizando o modelo BF topologicamente massivo, que descreve partículas massivas de spin 1. Uma delas corresponde a um modelo biométrico com um novo acoplamento derivativo entre as métricas / Abstract: Experimental data of supernova have indicated an accelerated expansion of the Universe at large distances. This has motivated the formulation of massive gravity theories, since a tiny mass for the graviton would certainly diminish the gravitational interaction at large distances without the need to introduce the dark energy. Much of the theories built for massive gravity reduce to the Fierz-Pauli model at linearized level, which is second order (in derivatives) and describes massive spin-2 particles. So it is natural to ask for possible alternative dual models to the Fierz-Pauli model. In this work we obtain alternative descriptions of massive spin-2 particles. We show that in arbitrary dimensions D ≥ 3 there are two families of linearized second order Lagrangians describing massive spin- 2 particles via a non-symmetric rank-2 tensor. We have also obtained alternative descriptions of massive spin-2 particles by an embedding procedure of the Fierz-Pauli equations of motion. All models are free of ghosts at the quadratic level, although most of them are of a higher order in derivatives. The models that we obtain can be nonlinearly completed in terms of a dynamic and a fixed metric. In the final part of this work we present two nonlinear versions of a linear model describing massive spin-2 particles, but with gauge symmetry, generalizing the topologically massive BF model, which describes massive spin-1 particles. One of the models corresponds to a bimetric model with a new derivative coupling between the metrics / Doutor

Orientador: Denis Dalmazi / Banca: Álvaro de Souza Dutra / Banca: Júlio Marny Hoff da Silva / Banca: Victor Oliveira Rivelles / Banca: José Abdalla Helayel Neto / Resumo: Nessa tese investigaremos as formulações duais que descrevem partículas massivas de spin-3 em D = 2 + 1. Faremos isso através da Imersão de Calibre de Noether (ICN) e da técnica da ação mestra. Mostraremos que três termos de mistura podem ser utilizados para construir uma ação mestra que então fara a interpolação entre quatro modelos auto-duais de primeira, segunda, terceira e quarta ordem nas derivadas. Um desafio quando tratamos com teorias de spin alto se refere a adição de campos auxiliares que são necessários para evitar a propagação de modos de spin inferior ao desejado. Mostraremos que através das técnicas de dualização _e possível determinar as campos auxiliares de forma sistemática e que mesmo com a presença de tais campos os procedimentos de imersão e a técnica da ação mestra funcionam em consonância. Por _m lançamos algumas expectativas sobre a relação entre singletos e dubletos de paridade via procedimento de solda generalizada / Abstract: In this PhD thesis we investigate dual formulations for massive spin-3 particles in D = 2 + 1. This is carried out by means of the Noether gauge embedding and the master action technique. We show that three mixing terms can be used in order to interpolate between four self-dual models of first, second, third and fourth order in derivatives. The addition of the necessary auxiliary fields is nontrivial for higher spin theories, the auxiliary fields are needed to avoid the propagation of lower spin modes. We are going to verify that through the dualization techniques it is possible to determine the auxiliary lagrangians in a systematic way. Even in the presence of auxiliary fields the Noether embedment and the master action technique work well. Finally we give some clue on the relationship between parity singlets and parity doublets via generilezed soldering procedure / Doutor

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:50:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-10-27. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:54:27Z : No. of bitstreams: 1 000856868.pdf: 438440 bytes, checksum: 78be6d2b0bfba08533285daf02d77016 (MD5) / Neste trabalho fazemos uma introdução sistemática ao conceito de soluções do tipo vórtex em teorias de gauge planares. Tais soluções são analisadas através do mecanismo de Bogomol'nyi e do grupo fundamental de homotopia e são obtidas para os modelos de Higgs abeliano com e sem o termo de Chern-Simons (CS), além de uma análise completa incluindo o modelo de Higgs com os termos de CS e de Maxwell / In this work we make a systematic introduction to the concept of vortex solutions in flat gauge theories. Such solutions are analyzed through the Bogomol'nyi's mechanism and the basic group of homotopy and are gotten for the models of abelian Higgs with and without Chern-Simons (CS) term, beyond a complete analyses including the Higgs model with CS and Maxwell's term

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo desta dissertação é apresentar uma conexão entre a condição de Gribov-Zwanziger para o gap de massa e o mecanismo de quebra espontânea de simetria, através do estudo de um operador composto introduzido numa maneira localizada. Para tornar esta relação mais clara, um modelo é apresentado e alguns aspectos quânticos são discutidos. / The aim of this work is to present a connection between the Gribov-Zwanziger condition for the mass gap and the spontaneous symmetry breaking mechanism, by studying a composite operator introduced in a localized form. In order to clarify these relationship a toy model is presented and some quantum aspects are discussed.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-06Bitstream added on 2014-06-13T18:28:53Z : No. of bitstreams: 1 castro_vjl_me_ift.pdf: 643672 bytes, checksum: 236284ee69f81ba26598dac60eaad504 (MD5) / Campos de gauge, tanto abelianos como não-abelianos, aparecem proeminentemente nas teorias modernas das interações fundamentais. Surgem também com um papel central na geometria moderna. Seria de grande utilidade encontrar estas estruturas de gauge inseridas em um contexto menos abstrato, como por exemplo em mecânica clássica. Isto é o que alguns autores chamam de teoria de gauge da mecânica. Neste trabalho discutiremos com certo detalhe dois modelos mecânicos, e mostraremos de uma maneira simples que campos de gauge aparecem neste contexto de uma forma natural. Mostraremos também como consequências observáveis das estruturas de gauge podem ser extraídas de tais sistemas. Um deles é o sistema composto por dois corpos rígidos planos acoplados por um pino nos seus centros de massa e o outro é um modelo para o automóvel. Através de uma geometrização do problema identificamos nele os elementos que constituem um feixe fibrado principal. O passo subsequente é o cálculo da conexão que surge quando impomos um vínculo sobre o sistema. O potencial de gauge é a conexão que assume um papel chave neste paralelo entre teorias de gauge e geometria diferencial em um contexto clássico. / Abstracts: Gauge fields, both abelian and non-abelian, appear prominently in modern theories of fundamental interactions. They also arise with a central role in modern geometry. It would be usefull to find such gauge structures in a less abstracts context, for instance in classical mechanics. This is what some authors have called gauge theory of mechanics. In this work, we discuss two simple mechanical models in detail, and show in a simple way that gauge fields appear in a very natural way in ordinary mechanical problems. We also show how observable consequences of the gauge structures might be obtained for such mechanical systems. We first study a system of two rigid bodies coupled by their mass centers and then examine a model for the automobile. Throuh a geometrization of the problem, we identify the elements that constitute a principal fiber bundle. The subsequent step is to compute the conexion that arises when we impose a constraint on the system. The gauge potencial is the conexion that assumes a important role in this paralel between gauge theories and diferential geometry in a classical context.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-05-27Bitstream added on 2014-06-13T19:42:31Z : No. of bitstreams: 1 bonin_ca_dr_ift.pdf: 929334 bytes, checksum: 60c2fbe31fa5aed0296db910275586ca (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Nesta tese estudaremos a eletrodinâmica quântica de Podolsky em equilíbrio termodinâmico no formalismo de Matsubara-Fradkin. Uma vez que a eletrodinâmica de Podolsky é uma teoria de gauge, quantizar-la-emos com o método do campo auxiliar de Nakanishi, que é uma técnica invariante de Lorentz. Mostraremos que no caso do campo de Podolsky livre uma correção à lei de Stefan-Boltzmann é esperada e utilizaremos dados da radiação cósmica de fundo em microondas para limitar os possíveis valores do parâmetro de Podolsky. Investigaremos, também, as equações de DysonSchwinger-Fradkin e as identidades de Ward-Fradkin-Takahashi da teoria em equilíbrio termodinâmico / In this thesis we study Podolsky quantum electrodynamics in thermodynamic equilibrium via Matsubara-Fradkin formalism. Since Podolsky electrodynamics is a gauge theory, we quantize it using Nakanishi’s auxiliary field method, which is a Lorentz invariant procedure. For the case of free Podolsky field we show that a correction to the Stefan-Boltzmann law is expected and we set a thermodynamical limit for the Podolsky parameter using data from the cosmic microwave background radiation. We also study the DysonSchwinger-Fradkin equations and the Ward-Fradkin-Takahashi identities of the theory in thermodynamic equilibrium

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-21Bitstream added on 2014-06-13T20:03:17Z : No. of bitstreams: 1 mendonca_el_dr_guara.pdf: 428534 bytes, checksum: 2eb3e5307e9d19c46b0a6d4984413551 (MD5) / Nessa tese investigaremos as formulações duais que descrevem partículas massivas de spin-3 em D = 2 + 1. Faremos isso através da Imersão de Calibre de Noether (ICN) e da técnica da ação mestra. Mostraremos que três termos de mistura podem ser utilizados para construir uma ação mestra que então fara a interpolação entre quatro modelos auto-duais de primeira, segunda, terceira e quarta ordem nas derivadas. Um desafio quando tratamos com teorias de spin alto se refere a adição de campos auxiliares que são necessários para evitar a propagação de modos de spin inferior ao desejado. Mostraremos que através das técnicas de dualização _e possível determinar as campos auxiliares de forma sistemática e que mesmo com a presença de tais campos os procedimentos de imersão e a técnica da ação mestra funcionam em consonância. Por _m lançamos algumas expectativas sobre a relação entre singletos e dubletos de paridade via procedimento de solda generalizada / In this PhD thesis we investigate dual formulations for massive spin-3 particles in D = 2 + 1. This is carried out by means of the Noether gauge embedding and the master action technique. We show that three mixing terms can be used in order to interpolate between four self-dual models of first, second, third and fourth order in derivatives. The addition of the necessary auxiliary fields is nontrivial for higher spin theories, the auxiliary fields are needed to avoid the propagation of lower spin modes. We are going to verify that through the dualization techniques it is possible to determine the auxiliary lagrangians in a systematic way. Even in the presence of auxiliary fields the Noether embedment and the master action technique work well. Finally we give some clue on the relationship between parity singlets and parity doublets via generilezed soldering procedure

Orientador: Marco André Ferreira Dias / Coorientador: Fernando Luiz de Campos Carvalho. / Banca: Julio Marny Hoff Silva / Banca: Alexandre Alves / Resumo: Os espinores ELKO propostos por Ahluwalia e Grumiller, são autoespinores do operador de conjugação de carga, ����, com autovalor positivo (autoconjugado) e negativo (anti-autoconjugado). São objetos de dimensão canônica de massa um e portanto, seus acoplamentos com as partículas do Modelo Padrão são extremamente restritos. Nesse trabalho estudou-se o acoplamento do ELKO com o tensor eletromagnético, ℒ������������ = �������� ¬ ���� (����)[���� ����,�������� ]����(����)������������(����), uma das possíveis interações do ELKO com as partículas do Modelo Padrão. Foi realizada uma análise fenomenológica na busca por uma região de massa e constante de acoplamento, ��������, associada com um fóton no estado final. Para trabalhar com essa classe de espinores dentro do programa Madgraph foi necessário introduzir as funções de onda para os campos fermiônicos ELKO nesse programa. Além disso, as regras de Feynman para esses espinores foram obtidas, e um algoritmo foi desenvolvido para obter a seção de choque de um processo de espalhamento de dois ELKOs, de onde foi possível retirar informações sobre a unitariedade da teoria envolvendo a interação estudada / Abstract: The ELKO spinors proposed by Ahluwalia and Grumiller, are eingenspinors of the charge conjugation operator, ����, that can take positive (self-conjugated) and negative (anti-self-conjugated) eigenvalues. They are objects of canonical dimension of mass one and, therefore, their couplings with the Standard Model particles are extremely restricted. In this work the coupling of the ELKO with the electromagnetic tensor, ℒ������������ = �������� ¬ ���� (����)[���� ����,�������� ]����(����)������������(����), was studied. This is one of the possible ELKO interactions with particles of the Standard Model. A phenomenological analysis was performed in the search for a region of mass and coupling constant,��������, associated with a photon in the final state. To work with this class of spinors within the program Madgraph it was necessary introduce the wave functions for the ELKO fermionic fields in this program. In addition, the Feynman rules for these spinors were obtained, and an algorithm was developed to obtain the cross section of a scattering process of two ELKOs, from which it was possible to gather information about the unitarity of the theory involving the interaction studied / Mestre