Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-11-07T19:11:33Z No. of bitstreams: 1 ELISAMA ERALDENE MARQUES LIMA – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2014.pdf: 760068 bytes, checksum: 6115401533b8caeb632c4666b961caa1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-07T19:11:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ELISAMA ERALDENE MARQUES LIMA – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2014.pdf: 760068 bytes, checksum: 6115401533b8caeb632c4666b961caa1 (MD5) Previous issue date: 2014-09-26 / CNPq / Neste trabalho, estudamos as propriedades termodinâmicas da condensação de Bose-Einstein (CBE) para um gás de bósons relativísticos no contexto da teoria quântica de campos não-comutativa. Tais teorias foram introduzidas como uma generalização da mecânica quântica em um espaço-tempo não-comutativo. Nosso principal objetivo é investigar em que regimes de temperatura e/ou energia a não-comutatividade pode caracterizar algum comportamento distinto nas propriedades de um condensado de Bose-Einsteindes-crito por um gás bosônico relativístico. Usamos uma teoria baseada no conceito de campos não-comutativos, são introduzidos os parâmetros θ e σ que atuam como reguladores para a teoria, ambos desempenham um papel fundamental na modificação das relações de dispersão do campo bosônico não-comutativo em estudo, o que leva a possíveis consequências fenomenológicas. Expressões analíticas para a fração de partículas no condensado, energia interna, pressão e calor específico do sistema são obtidas através de aproximações baseadas em expansões nos parâmetros não-comutativos, cujos resultados são comparados com os obtidos através de cálculos numéricos. Os efeitos da não comutatividade nas propriedades do sistema são discutidos, então é encontrado que as modificações introduzidas nessa teorias e tornam mais relevantes no regime de altas temperaturas. / In this work, we study the thermo dynamic properties of the Bose-Einstein condensation (BEC) for a relativistic Bose gas in the context of the non commutative quantum field theory. Such theories was introduced as a generalization of quantum mechanics on a non commutative space time. Our main goal is to investigate in which temperature and/or energy regimes the non commutativity can characterize some influence in the properties of Bose-Einstein condensation described by a relativistic bosonic gas. We use a non com- mutative bosonic field theory introducing the non commutative parameters θ and σ. Both parameters play a key role in the modified dispersion relations of the non commutative bosonic field, leading to possibles triking consequences for phenomenology. Analytical expressions for the condensate fraction, internal energy, pressure and specifiche at of the system are obtained by expanding in a power series of the non commutative parameters. These results are compared with that one get by numerical methods. The non commuta- tive effects in the thermo dynamic properties of the system are discussed, then is found that the non commutativity exhibit caracteristics important at high temperature.

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

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:13:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 989729 bytes, checksum: 3e97939bd59206a6ed90c89ca0467d17 (MD5) Previous issue date: 2011-05-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Cosmological models involving scalar fields allow the description of a phase of accelerated cosmic expansion and thus appear as a promising alternative for the study of the cosmic inflation and dark energy. We are interested here in analyzing these cosmological models. In particular, we will explore cosmological solutions based on the first order formalism. The inclusion of this method favors the search for analytic solutions with scalar fields in cosmology, and this is particularly important when we consider the component of nonrelativistic matter (dust) in the presence of dark energy, in order to construct a cosmological model capable of explaining, in good agreement with observational data, the current phase of cosmic acceleration. Considering a regime of Lorentz violation, the use of this method allowed us to verify that new considerations must be implemented so that the inflationary regime can now solve the problem of initial conditions. Another question of interest, which can be addressed with the aid of the first order formalism, takes into account the possibility of the dark energy equation of state parameter to be a constant other than −1 and in this case we get that a lot of fine-tuning is needed, which should be interpreted as strong evidence in favor of a dynamic model of dark energy. We also introduce the so-called deformation method on the slow-roll inflationary models, and we explore this framework in applications of current interest to this branch of research. / Modelos cosmológicos envolvendo campos escalares permitem a descrição de uma fase de expansão cósmica acelerada e, portanto, se apresentam como uma alternativa promissora no estudo da inflação cósmica e da energia escura. Estamos aqui interessados em analisar esses modelos cosmológicos; em especial, vamos explorar soluções cosmológicas baseadas no formalismo de primeira ordem. A inclusão desse método favorece a busca por soluções analíticas na cosmologia com campos escalares e isso é particularmente interessante no caso em que consideramos o componente de matéria não relativística (poeira) na presença da energia escura, afim de construir um modelo cosmológico capaz de explicar, em bom acordo com os dados observacionais, a atual fase de aceleração cósmica. Considerando um regime de violação de Lorentz, a utilização desse método nos permitiu verificar que novas considerações devem ser implementadas, para que o regime inflacionário possa resolver o problema das condições iniciais. Outra questão de interesse, que pode ser analisada com auxílio do formalismo de primeira ordem, leva em conta a possibilidade da equação de estado da energia escura ser um constante qualquer diferente de −1 e, nesse caso, obtemos que uma grande quantidade de ajuste fino é necessária, o que deve ser interpretado como uma forte evidência em favor de um modelo dinâmico de energia escura. Também introduzimos o chamado método de deformação a modelos inflacionários sob o regime de rolagem lenta e exploramos essa ferramenta em aplicações de corrente interesse na literatura.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3752182 bytes, checksum: 63a51d4864db299b4b98e396d8d6e622 (MD5) Previous issue date: 2012-03-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we do an investigation of new features of so-called k-defects, which are topological defects with non-canonical kinetic term. Specifically, we study a class of k-defects in models of scalar field theories distinct from standard theory but discribing, case to case, the very same defect structure with the very same energy density as that described by the theory governed by standard Lagrange density. In teories which presents such relationships, distinct models support the same topological structure; why call them of twinlike models. We then build a model of twin theory, which we call ALTW model, and find the relationships between them, including relations between the potentials of both, which, although distinct, they present minima that are connected by the same field solution, for the case of static and stable configurations. The results are ilustrated with several examples. In order to distinguish between theories, we analyze the situation in which the component T11 of the energy-momentum tensor is nonzero, which is equivalent to breaking the pressureless condition required to ensure stability of static solutions. With the same purpose of distinction, we did a study of linear stability of defects and we found that, although representing the same defect structure, case to case, a theory is not a simple reparametrization of the other. We also made an extension of the twin nature between more general models of real scalar field theries and an application to braneworld scenario. We also investigated the behavior twin between standard and tachyonic models in FRW cosmology, where the scalar field evolves over time. / No presente trabalho fazemos uma investigação de novas características dos chamados kdefeitos, que são defeitos topológicos com termo cinético não-canônico. Especificamente, estudamos uma classe de k-defeitos em modelos de teorias de campos escalares distintos da teoria padrão mas que descrevem, caso a caso, o mesmo defeito com a mesma densidade de energia daquele descrito pela teoria governada pela densidade lagrangiana padrão. Em teorias que apresentam tais relações, modelos distintos suportam a mesma estrutura topológica; daí chamá-los de modelos gêmeos. Construímos, então, um modelo de teoria gêmea, que denominamos modelo ALTW, e encontramos as relações existentes entre eles, incluindo as relações entre os potenciais de ambos, que, embora distintos, apresentam mínimos conectados pelo mesmo campo solução, para o caso de configurações estáticas e estáveis. Os resultados são ilustrados com vários exemplos. Com a finalidade de distinguir as teorias, analisamos a situação em que a componente T11 do tensor energia-momento é não-nula, o que é equivalente a quebrar a condição de pressão nula necessária para garantir a estabilidade das soluções estáticas. Com o mesmo objetivo de distinção, fizemos um estudo da estabilidade linear dos defeitos e obtivemos que, embora representem o mesmo defeito, caso a caso, uma teoria não é uma simples reparametrização da outra. Fizemos ainda uma extensão da natureza gêmea entre modelos mais gerais de teorias de campo escalar real e uma aplicação ao cenário de brana. Investigamos também o comportamento gêmeo entre os modelos padrão e taquiônico em cosmologia FRW, onde o campo escalar evolui com o tempo.

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

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-11-07T16:46:32Z No. of bitstreams: 1 DOUGLAS ALVES FERREIRA – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2016.pdf: 1222935 bytes, checksum: 98d8066b80898d8ad6f6e489bca48723 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-07T16:46:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DOUGLAS ALVES FERREIRA – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2016.pdf: 1222935 bytes, checksum: 98d8066b80898d8ad6f6e489bca48723 (MD5) Previous issue date: 2016-07 / Capes / Neste trabalho estudamos o comportamento de um campo escalar real, defeitos topológicos e não-topológicos. Para tanto, utilizamos o método proposto por Bogomol’nyi- Prasa de Sommerfield, o qual permite encontrar as soluções das equações de movimento de uma teoria clássica de campos, por meio de equações diferenciais de primeira ordem provenientes da minimização da energia. Estas soluções são chamadas de soluções BPS. Revisamos também a aplicabilidade do método BPS para modelos envolvendo dois campos escalares reais. Além disso, estudamos em detalhes os chamados métodos de deformação e de extensão de modelos. O método de extensão de modelos que até então era aplicado em teorias descritas por dois campos escalares, neste trabalho é ampliado para descrever modelos de três campos escalares com soluções analíticas. Outro ponto fundamental desse trabalho foi construir um novo procedimento, baseado nos métodos de deformação e de extensão, para gerar uma série de novos modelos analíticos. Este procedimento nos permitiu generalizar um sistema de dois campos escalares que envolve termos quebra de simetria de Lorentz. / In this work we study the behavior of a real scalarfield, topological defects and non-topological. Therefore we use the Bogomol’nyi-Prasad-Sommerfield method, which allows us to find the solutions for thee quations of motion of a classical field theory, by using first order differential equations related which the minimal energy of the system. These solutions are called BPS solutions. Here we also review the applicability of the BPS method in a two scalar field theory. More over, we discuss in details the deformation and the extension methods. The extension method which was applied to construct two scalar fields models up to now, is improved to generate new three scalar fields models with analytical solutions. Another key point of this work is the construction a new procedure based on the deformation and the extension methods, in order to generate new analytical models. Such a procedure allowed us to generalize a two scalar fields system involving Lorentz symmetry breaking terms.

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

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1469905 bytes, checksum: 95c9e3653497fa18a127fc9aae221421 (MD5) Previous issue date: 2012-09-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / We focus this work in scalar field theory. We review the basic aspects of models containing one scalar field, like the 4, and the two scalars field theory, like the BNRT. We still review the deformation procedure, in order to generate new soluble one field models. The main result is concerned to a new procedure wich makes possible to generate new two field models and its static solutions. / Focamos este trabalho em teoria de campos escalares. Revisamos os aspectos básicos dos modelos contendo um campo, como o 4 e modelos contendo dois campos escalares, como o BNRT. Ainda, revisamos o procedimento de deformação, para gerar novos modelos solúveis com um campo escalar. Nosso principal resultado é um novo procedimento que possibilita a geração de modelos solúveis de dois campos escalares.

Orientador: Abraham Hirsz Zimerman / Banca: Iberê Luiz Caldas / Banca: Roberto André Kraenkel / Resumo: 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 / Abstract: 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 / Mestre