Orientador: Prof. Dr. Alysson Fábio Ferrari / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2017. / As deformações do espaço-tempo têm sido bastante estudadas desde diferentes abordagens tais como a não comutatividade canônica e deformações via álgebras de Hopf, com a motivação de que estas deformações podem aparecer a escalas de altas energias, como por exemplo a escala de Planck. De igual forma, pode-se buscar estender deformações para a estrutura do superespaço e a supersimetria, e assim estudar o comportamento clássico e quântico, como a invariância supersimétrica e renormalizabilidade, em modelos definidos sobre estas estruturas. Dois tipos de deformações possíveis da supersimetria foram estudadas neste trabalho. O primeiro deles envolve a introdução de um produto não comutativo em (3+1) dimensões, que embora seja um produto não associativo e que quebra a álgebra da supersimetria, permite construir um modelo de Wess-Zumino com correções de derivadas de ordem superior do tipo Lee-wick, e que resultam ser invariante sob as transformações da SUSY usual. O segundo tipo de deformação estudado utiliza o conceito de álgebras de Hopf, através de um twist de Drinfel¿d. No caso do modelo de Wess-Zumino em (2 + 1) dimensões, veremos que apesar de que as estruturas sejam construídas de forma consistente e seja possível preservar a álgebra da SUSY usando geradores deformados, o modelo resulta não ser invariante sob esta última e não renormalizável. Também foi usado o formalismo de twist para um modelo de Chern-simons com SUSY N = 2 em (2 + 1) dimensões, que permite construir um modelo invariante de calibre, no entanto a invariância da SUSY não seja evidente. Neste modelo, embora em principio a álgebra da SUSY pode ser preservada pelo uso de geradores deformados, estes tornam-se bastante complicados, dificultando a prova da invariância supersimétrica. Pode-se concluir que existem diferentes formas de deformar as estruturas algébricas da supersimetria e que devido aos vínculos de cada modelo em específico torna-se difícil a construção de modelos que preservem algumas das propriedades importantes de modelos supersimétricos que se estudam, tais como a invariância e renormalização. / The space-time deformations have been well studied using different approaches, like as canonical commutativity and deformations via Hopf algebras, with the motivation of such deformations can appear in high scale energies, for example, planck scales. The same way, they can extend deformations to superspace and supersymmetry structures, and thus, study the quantum and classical behavior, like as the supersymmetry invariance and renormalizability, in models defined on these structures. Two classes of possible transformation of supersymmetry were studied in this work. The first one involves the introduction of one non commutative product in (3 + 1) dimensions, although it is not associative and breaks the supersymmetry algebra. It allows the construction of a Wess- Zumino model with higher order derivatives corrections like as Lee-Wick models, and it is invariant under usual SUSY transformations. The second deformation class studied utilizes the Hopf algebra concept, through Drinfel¿d twist. In the Wess-Zumino case in (2 + 1) dimensions, we can observe, although, the construction of the algebraic structure is consistent and it is possible preserve the SUSY algebra using deformed generators, the model is not invariant under this last and non renormalizable, also the twist formalism was used to Chern-Simons model N = 2 in (2 + 1) dimensions, it allows to construct an invariant gauge model, however the SUSY invariance is not evident. In this model, although the SUSY algebra can be preserved using the deformed generators, they become complicated, making it difficult to prove the supersymmetric invariance. It is possible to conclude that there are different ways to deform the algebraic structures of supersymmetry and because of the constraints of each specific model, it is difficult the construction of models which preserve some important properties of supersymmetry models studies, like as invariance and renormalizability.

Estudamos neste trabalho as contribuições de 1-loop da eletrodinâmica quântica não-comutativa a altas temperaturas. Obtivemos as amplitudes de n-pontos por meio do método de diagramas de Feynman e mostramos que os mesmos resultados podem ser obtidos pelo método das equações de transporte de Boltzmann. Em paralelo estudamos as massas de blindagem que seguem do setor não-comutativo da teoria no limite estático, assim como a ação efetiva em 1-loop que gera todas as funções de n-pontos com índices espaciais. Também estudamos a quantização do campo de gauge no espaço não-comutativo pelo método do campo de fundo, obtendo uma generalização da base de ondas planas que se transforma covariantemente. / In this work we study the 1-loop contributions for noncommutative electrodynamics at high temperature. We calculate the n-point amplitudes by the Feynman diagrams method and we show that the same results can be obtained by the method of Boltzmann transport equations. We also study the screening mass derived from the noncommutative sector in the static limit case and the effective generating functional that determine all the amplitudes at one loop with spatial indices only. We quantize noncommutative QED by the background field gauge method and obtain a generalization of plane waves that transforms covariantly.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Neste trabalho vamos investigar quais as modificaÃÃes que o potencial gravitacional com termo de Chern-Simons sofre com a adiÃÃo da teoria nÃo-comutativa no espaÃo-tempo. Faremos isto em dois casos: o primeiro utilizando somente a teoria de Einstein-Hilbert e no segundo caso acrescentando o termo de gravidade topolÃgica tipo Chern-Simons. As modificaÃÃes que estamos investigando ocorrem em um espalhamento de dois bÃsons vetoriais trocando um grÃviton. Atà podermos chegar a uma conclusÃo de como a nÃo comutatividade altera o potencial gravitacional, iremos iniciar nosso estudo com um modelo de gravidade em baixas dimensÃes. ApÃs apreender como calcular o propagador do grÃviton para teoria quadrÃticas da gravidade, expandimos os conceitos para uma gravidade topologicamente massiva. Revisaremos tÃpicos importantes da teoria nÃo-comutativa no espaÃo-tempo. Por fim analisando a interaÃÃo com campo do grÃviton com matÃria escreveremos o vÃrtice da teoria e encontraremos as modificaÃÃes oriundas da nÃo comutatividade dos dois casos citados acima. Verificamos que a nÃo-comutatividade altera a forma do potencial gravitacional tanto na origem, deixando-o bem comportado, quanto no infinito. / In this paper we investigate what changes the gravitational potential with Chern-Simons term suffers from the addition of the noncommutative theory in space-time. We do this in two cases: the first using only the theory of Einstein-Hilbert and in the second case, adding the term topological Chern-Simons gravity type. The changes that occur are investigating on a scattering of two vector bosons exchanging a graviton. Until we reach a conclusion as the noncommutativity changes the gravitational potential, we will begin our study with a gravity model in low dimensions. After learning how to calculate the graviton propagator for quadratic theory of gravity, we expanded the concepts for a topologically massive gravity. We will review important topics of noncommutative theory in space-time. Finally analyzing the interaction with the graviton field with matter, write the vertex of the theory and find the changes arising from the noncommutativity of the two cases cited above. We found that the noncommutativity alters the shape of the gravitational potential both in origin, leaving him well behaved, as at infinity.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Neste trabalho iremos apresentar alguns aspectos de gravitaÃÃo quÃntica. Introduzimos o problema da gravitaÃÃo e algumas propostas para atacÃ-lo. Em particular, nossas investigaÃÃes tocam trÃs temÃticas gerais: geometria nÃo-comutativa, violaÃÃo da simetria de Lorentz e cosmologia inflacionÃria. Em geometria comutativa fizemos duas propostas distintas para possÃveis limitaÃÃes experimentais: em uma calculamos a luminosidade de um buraco-negro modelando o seu horizonte de eventos por um espaÃo nÃo-comutativo; e na outra calculamos as propriedades termodinÃmicas do grafeno na presenÃa de um campo magnÃtico, verificando a influÃncia da nÃo-comutatividade. No que toca a quebra da simetria de Lorentz, mostramos a viabilidade fÃsica de cenÃrios de dimensÃes extras, atravÃs do cÃlculo da massa do grÃviton na teoria efetiva quadridimensional. TambÃm calculamos a influÃncia da quebra de simetria no setor gravitacional em quatro dimensÃes, atravÃs de correÃÃes quÃnticas ao potencial gravitacional. Finalmente, em cosmologia apresentamos um estudo preliminar sobre o problema da medida, que se relaciona com a probabilidade de que se tenha o processo de inflaÃÃo independente das condiÃÃes iniciais do sistema. Propusemos usar a formulaÃÃo Hamiltoniana para o cÃlculo dessa probabilidade em um sistema onde o campo escalar à acoplado nÃo-minimamente ao campo gravitacional, e assim verificar a viabilidade do modelo quando confrontado com dados observacionais. / In this work we will present some aspects from quantum gravity. We introduce the problem of quantum gravity and some proposals to tackle it. In particular, our investigations touch upon three general subjects: noncommutative geometry, violations of Lorentz symmetry and inflationary cosmology. In noncommutative geometry we made two proposals for possible experimental verifications: in the former we calculate the luminosity of spherically symmetric black-hole where its event horizon was modelled by a noncommutative space; in the latter we investigate the thermodynamical properties of the graphene in the presence of a magnetic field, verifying the influence of the noncommutativity. Regarding the Lorentz symmetry violation we showed its physical viability of extra-dimensional scenarios, by calculating the graviton mass in the four-dimensional effective theory. We also calculate the influence of the Lorentz symmetry breaking in the gravitational sector in four dimensions, by means of quantum corrections to the Newtonian potential. Finally, in cosmology we present a preliminar study on the measure problem, which is related to how natural the inflationary process is. We propose using the Hamiltonian formulation for evaluating the probability of inflation in a scenario where the scalar field describing the inflation is non-minimally coupled to the gravitational field, finding the the viability of this particular model when compared to observed data.

Neste trabalho estudamos três diferentes aspectos envolvendo a supersimetria no contexto da teoria de campos em $(2+1)$ dimensões do espaço-tempo. Consideramos primeiramente a possibilidade da quebra dinâmica de supersimetria no modelo de Wess-Zumino, calculando o potencial efetivo até a aproximação de dois laços. Verificamos que o estado de vácuo permanece supersimétrico e que indução de massa e a correspondente quebra de simetria discreta não são perturbativamente consistentes. Em seguida, voltamos nossa atenção para a análise das identidades de Slavnov-Taylor na eletrodinâmica não comutativa supersimétrica. A transversalidade da polarização do vácuo é verificada explicitamente na aproximação de um laço e com a conclusão de que nenhuma anomalia é introduzida pela não comutatividade ou pelo esquema de regularização adotado no formalismo de supercampos. Por fim, o comportamento ultravioleta para a teoria de Yang-Mills-Chern-Simons supersimétrica acoplada minimamente com supercampos de matéria é investigado. Verificamos que o modelo é superenormalizável e que os termos divergentes persistem somente nas funções 1PI de dois pontos para o supercampo de calibre até a ordem de dois laços. / In this work we study three different aspects involving supersymmetry in the context of quantum field theory in $(2+1)$ space-time dimensions. We consider first the possibility of dynamical supersymmetry breaking in the Wess-Zumino model, calculating the effective potential up to two loops. We found that the vacuum state remains supersymmetric and the dynamical generation of mass together with the discrete symmetry breaking are not perturbatively consistent. Next, we turn our attention to the analysis of the Slavnov-Taylor identities in the noncommutative supersymmetric electrodynamics. The transversality of the vacuum polarization is verified explicitly in the one loop approximation with the conclusion that no anomaly is introduced by the noncommutativity or the regularization scheme adopted in the superfields formalism. Finally, the ultraviolet behavior for supersymmetric Yang-Mills-Chern-Simons theory minimally coupled to matter superfields is investigated. We verify that the model is superenormalizable and that the divergent terms persist only in the gauge superfield self-energy diagrams up to two-loop.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-08T14:12:47Z No. of bitstreams: 1 afonsoricardovaz.pdf: 1070446 bytes, checksum: c3e55ee918c4bb2fabde971d6aaeda6d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T13:27:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 afonsoricardovaz.pdf: 1070446 bytes, checksum: c3e55ee918c4bb2fabde971d6aaeda6d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T13:27:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 afonsoricardovaz.pdf: 1070446 bytes, checksum: c3e55ee918c4bb2fabde971d6aaeda6d (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Analisamos um modelo cosmológico clássico não-comutativo, através da formulação ADM, para um universo homogêneo e isotrópico com curvaturas constantes das seções espaciais (k) que podem ser positiva, negativa ou zero. A matéria é representada por um fluido perfeito de pressão negativa, fluido fantasma, que satisfaz a equação de estado p = , com < −1, onde p é a pressão e é a densidade do fluido. Este fluido é responsável pela expansão acelerada do universo. Usamos o formalismo de Schutz, o qual é capaz de fornecer uma hamiltoniana para o fluido perfeito, tendo como base as equações de movimento para potenciais de velocidade. Utilizamos a métrica de Friedmann-Robertson-Walker, onde a não-comutatividade foi introduzida através de parênteses de Poisson não triviais. Para recuperarmos as variáveis comutativas, introduzimos transformações entre as variáveis que dependem de um parâmetro não-comutativo ( ). A introdução da não-comutatividade tem por motivação explicar a presente expansão acelerada do universo e tentar contornar alguns problemas que são encontrados na abordagem comutativa, como a singularidade inicial e o Big Rip, comportamento previsto na literatura, que indica que o universo irá a um tempo finito a um fator escala infinito. Depois de obtermos as equações dinâmicas para esse modelo, comparamos a evolução do universo entre os casos comutativos e não-comutativos, buscando alterações nos comportamentos conhecidos. A análise dos dados para a dinâmica do universo obteve quatro fatores ajustáveis, o parâmetro , um parâmetro associado a energia inicial do fluido, o parâmetro k e o , além das condições iniciais presentes no modelo. Para cada novo valor de , obtivemos novas equações de movimento. Os resultados demonstraram que o parâmetro se mostrou muito útil para a descrição de um universo em expansão acelerada. Obtemos, ao fim deste trabalho, uma estimativa para o valor do parâmetro , nas condições atuais do universo. Depois disso, usamos esse valor estimado de , em um dos nossos modelos cosmológicos não-comutativos, para determinar o tempo que esse universo levará para atingir o Big Rip. / We have analyzed a non-commutative classic cosmological model using the ADM formulation for a homogeneous and isotropic universe with constant curvature of space sections (k) that can be positive, negative or zero. The matter is represented by a perfect fluid with negative pressure, phantom fluid, which satisfies the equation of state p = , with < −1, where p is pressure and is energy density. This fluid is responsible for the accelerating state of the universe. We use Schutz formalism, which is capable of providing a Hamiltonian for the perfect fluid, based on the equations of motion for velocity potentials. We use Friedmann-Robertson-Walker metric, and noncommutativity was introduced by nontrivial Poisson bracket. To recover the commutative variables, we introduced transformations between the variables that depend on a non-commutative parameter ( ). The main motivation for the introduction of noncommutativity is trying to explain the present accelerated state of the universe. We shall also try to solve some problems that are found in the commutative approach, as the initial singularity and the Big Rip, expected behavior in the literature, which indicates that the universe will go to an infinite scale factor, in a finite time. Once we obtained the dynamic equations for this model, we solved them and compared the evolution of the universe between commutative and non-commutative cases seeking changes in the known behavior. The solutions have four constants, the parameter , a parameter associated with initial energy of the fluid C, the parameter k and in addition to the initial conditions of the cosmological model. For each new value of , we obtained new equations of motion. The results showed that the parameter has proved to be very useful for describing an accelerating universe. We obtained at the end of this work an estimative for the value of the parameter , for the present conditions of the Universe. Then, using that value of , in one of our noncommutative cosmological models, we computed the amount of time this universe would take to reach the Big Rip.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-09T15:50:56Z No. of bitstreams: 1 mateusviniciusmarcial.pdf: 309214 bytes, checksum: 32932a3589065bf56d233ca033176742 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-29T12:07:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mateusviniciusmarcial.pdf: 309214 bytes, checksum: 32932a3589065bf56d233ca033176742 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T12:07:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mateusviniciusmarcial.pdf: 309214 bytes, checksum: 32932a3589065bf56d233ca033176742 (MD5) Previous issue date: 2009-07-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese, inicialmente, realizamos um estudo introdutório sobre sistemas vinculados, onde os formalismos de Dirac e Faddeev-Jackiw-Barcelos Neto-Wotzasek (este também chamado de formalismo simplético) são apresentados. O formalismo simplético tem uma peculiaridade, que é a de usar os vínculos para deformar a estrutura geométrica do espaço de configuração. O objetivo principal de ambos os métodos é o de se chegar aos parênteses de Dirac, que se constituem na ponte para os comutadores da mecânica quântica. Também apresentamos uma breve revisão de teorias não-comutativas e dinâmica de fluidos. Com base no formalismo simplético, apresentamos um método que permite obter versões não-comutativas de sistemas comutativos. Este método foi ilustrado em um sistema mecânico arbitrário não-degenerado e em um oscilador quiral. Os resultados encontrados estão em acordo com os resultados já apresentados na literatura. O trabalho original desta tese consiste na utilização do formalismo simplético de indução de não-comutatividade (FSINC) em mecânica de fluidos, mais especificamente, nos modelos para fluidos irrotacionais e rotacionais. As versões não-comutativas de tais modelos apresentaram interessantes resultados, como o comportamento quiral do fluido e a possibilidade de relacionar a viscosidade do fluido com o parâmetro de não-comutatividade. / In this thesis, initially, we present a introductory study about constrained systems. It was based on Fadeev-Jackiw-Barcelos Neto-Wotsasek and Dirac formalisms. The former is also called symplectic formalism. The symplectic formalism has a peculiarity, it uses the constraints to deform the structure geometric of the space. The main objective both formalisms is to get the Dirac brackets among the variables. Which are the bridge to construct the commutators of the Quantum Mechanic. Further, we have done a brief review about Noncommutative theories and dynamic of fluids. We have used the simplectic formalism to construct a method that allows to get non-commutative versions of the commutative systems. This method was exemplified in two systems, Nondegenered Mechanic System and Quiral Oscilator. The results carryed out are in agreement with the results that exist in the literature. The original work of this thesis consist in the application of the simplectic formalism of induction of the Noncommutativity (SFIN) in Fluid Mechanic, more especifcly, in the irrotational and rotational fluid model. The noncommutative versions of this models revealed interesting results, for example, the chiral behavior of the fluid and a possibility of to turn on the viscosity of fluid with the parameters of the noncommutativity of the models.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-28T12:14:49Z No. of bitstreams: 1 adrianodeoliveirazangirolami.pdf: 691596 bytes, checksum: 2b8c23c95ddd113afadc051fb653a7e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T21:08:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 adrianodeoliveirazangirolami.pdf: 691596 bytes, checksum: 2b8c23c95ddd113afadc051fb653a7e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T21:08:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 adrianodeoliveirazangirolami.pdf: 691596 bytes, checksum: 2b8c23c95ddd113afadc051fb653a7e8 (MD5) Previous issue date: 2011-02-15 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No espaço não-comutativo de Doplicher, Fredenhagen, Roberts e Amorim (DFRA), que é uma extensão do espaço DFR, o objeto da não-comutatividade (θij) é uma variável do sistema não-comutativo e tem um momento canônico conjugado. Nesta dissertação, mostraremos que θij (i, j = 1, 2, 3), na Mecânica Quântica Não-Comutativa (MQNC), é um operador no espaço de Hilbert e exploraremos as consequências da chamada "operalização" . A álgebra DFRA será construída em um espaço-tempo estendido com graus de liberdade independentes associados com o objeto da não-comutatividade θij. Mostraremos as propriedades de simetrias de um espaço-tempo estendido x + θ (D = 10), dado pelo grupo P', que tem o grupo de Poincaré P como um subgrupo. O formalismo de Noether adaptado a tal espaço-tempo estendido x + θ será descrito. Uma álgebra consistente que envolve o conjunto ampliado de operadores canônicos será explicada, o que permitirá construir teorias que são dinamicamente invariantes perante a ação do grupo de rotação. Nessa estrutura também é possível fornecer dinâmica ao setor operatorial da não-comutatividade resultando em novas características. Uma formulação consistente da mecânica clássica vai ser analisada de tal maneira que, sob quantização, fornecerá uma teoria quântica não-comutativa com resultados interessantes. O formalismo de Dirac para sistemas Hamiltonianos vinculados é considerado e o objeto da não-comutatividade θij tem um papel fundamental como uma quantidade independente. Em seguida, explicaremos as simetrias dinâmicas nas teorias relativísticas não-comutativas usando a álgebra DFRA. Também falaremos sobre a equação de Dirac generalizada, em que o campo fermiônico não depende somente das coordenadas comuns mas também de θij. A simetria dinâmica satisfeita por tal teoria fermiônica será discutida e mostraremos que sua ação é invariante perante P'. Na última parte deste trabalho descreveremos os campos escalares quânticos complexos usando esta nova estrutura. Em um formalismo de primeira quantização, θij e seu momento canônico πij são vistos como operadores que vivem em algum espaço de Hilbert. Na perspectiva do formalismo de segunda quantização, mostraremos uma forma explícita para os geradores de Poincaré estendidos e a mesma álgebra é gerada via relações de Heisenberg generalizadas. Também consideraremos um termo fonte e construiremos uma solução geral para os campos escalares quânticos complexos usando a técnica da função de Green. / In the Doplicher, Fredenhagen, Roberts and Amorim (DFRA) noncommutative (NC) space, which is an extension of the DFR space, the object of noncommutativity (θij) is a variable of the NC system and has a canonical conjugate momentum. In this dissertation, we will show that θij (i,j = 1,2,3), in NC quantum mechanics, is an operator in Hilbert space and we will explore the consequences of this so-called “operationalization”. The DFRA algebra is constructed in an extended space-time with independent degrees of freedom associated with the object of noncommutativity θij. We will show the symmetry properties of an extended x+θ (D=10) space-time, given by the group P', which has the Poincaré group P as a subgroup. The Noether formalism adapted to such extended x+θ (D = 4 +6) space-time will be depicted. A consistent algebra involving the enlarged set of canonical operators will be described, which permits one to construct theories that are dynamically invariant under the action of the rotation group. In this framework it is also possible to give dynamics to the NC operator sector, resulting in new features. A consistent classical mechanics formulation will be analyzed in such a way that, under quantization, furnishes a NC quantum theory with interesting results. The Dirac formalism for constrained Hamiltonian systems is considered and the object of noncommutativity θij plays a fundamental role as an independent quantity. Next, we will explain the dynamical spacetime symmetries in NC relativistic theories by using the DFRA algebra. It is also explained about the generalized Dirac equation issue, that the fermionic field depends not only on the ordinary coordinates but also θij. The dynamical symmetry content of such fermionic theory is discussed, and we will show that its action is invariant under P'. In the last part of this work we will depict the complex quantum scalar fields using this new framework. In a first quantized formalism, θij and its canonical momentum πij are seen as operators living in some Hilbert space. In a second quantized formalism perspective, we will show an explicit form for the extended Poincaré generators and the same algebra is generated via generalized Heisenberg relations. We also will consider a source term and construct a general solution for the complex quantum scalar fields using the Green function technique.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-07-05T12:28:39Z No. of bitstreams: 1 luizguilhermerezenderodrigues.pdf: 1205869 bytes, checksum: c4e47a354a29b83e71eb5ce1b0aa7636 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-08T15:32:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 luizguilhermerezenderodrigues.pdf: 1205869 bytes, checksum: c4e47a354a29b83e71eb5ce1b0aa7636 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T15:32:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 luizguilhermerezenderodrigues.pdf: 1205869 bytes, checksum: c4e47a354a29b83e71eb5ce1b0aa7636 (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / Na presente dissertação estudamos um modelo cosmológico clássico não-comutativo com a métrica Friedmann-Robertson-Walker, cujas seções espaciais podem ter curvatura constante positiva (k = 1), negativa (k = —1) ou zero (k = O). O conteúdo material é descrito por um fluido perfeito de poeira. A dinâmica do modelo não-comutativo é descrita no formalismo Hamiltoniano, com o auxílio da formulação ADM e do formalismo variacional de Schutz. O espaço de fase do modelo é dado pelas variáveis a(t) , T (t), Pa(t) e PT(t), em que a(t) é o fator de escala do Universo, T (t) é a coordenada associada ao fluido e Pa(t), PT(t) seus respectivos momentos canonicamente conjugados. Introduzimos a não-comutatividade via parênteses de Poisson. Para estudarmos o modelo, introduzimos transformações de coordenadas que nos levaram a variáveis comutativas, mais um parâmetro não-comutativo ,y. Combinando as equações de Hamilton, obtidas a partir da Hamiltoniana escrita em termos das variáveis comutativas, mais o parâmetro 7, chegamos a uma equação diferencial, de segunda ordem, para o fator de escala a (t) . Tal equação descreve a dinâmica do modelo não-comutativo e depende de vários parâmetros, tais como: 7, k, C e B. Obtivemos soluções analíticas para essa equação. Com as soluções encontradas, estudamos as novas propriedades introduzidas pela não-comutatividade, com o objetivo de obter resultados que auxiliem na explicação da expansão acelerada do Universo. As soluções não-comutativas apresentaram dois parâmetros adicionais -y e B, em comparação com as soluções comutativas correspondentes, além dos parâmetros comuns k e C, este último associado à energia do fluido. Tais parâmetros influenciam de maneira significativa o tipo de comportamento de cada solução. Para determinados valores dos parâmetros algumas soluções podem ser consideradas como possíveis candidatas à explicação da expansão atual do Universo. Dentre esses casos, para k = O, as soluções não-comutativas apresentaram um crescimento exponencial para o infinito, enquanto as soluções comutativas correspondentes apresentaram crescimento polinomial. Para k = —1 ambas as soluções apresentaram o mesmo comportamento qualitativo de expansão para o infinito descrito por funções hiperbólicas. Para k = 1, foram obtidas soluções expansivas que apesar de não descreverem a expansão atual do Universo são importantes, pois, não estão presentes no modelo comutativo correspondente. Tais expansões ocorrem de maneira linear no tempo, mas, de maneira a oscilar entre máximos e mínimos. Buscamos na literatura outro modelo não-comutativo com a finalidade de verificar se maneiras diferentes de introduzir a não-comutatividade levam aos mesmos resultados. Tais comparações resultaram em comportamentos qualitativos bastante diferentes entre tais soluções não-comutativas, uma vez que as equações diferenciais para o fator de escala obtidas, para cada modelo, são diferentes. / In this dissertation we study a classical noncommutative cosmological model with a Friedmann-Robertson-Walker metric. The spatial sections may have positive (k = 1), negative (k = —1) or zero (k = 0) constant curvature. The matter content is described by a dust perfect fluid. The dynamics of the noncommutative model is described using the Hamilton's formalism, with the aid of the ADM and Schutz's formalisms. The phase space of the model is given by the variables a(t), T (t) , Pa(t) and PT(t), where a(t) is the scale factor of the Universe, T(t) is the coordinate associated to the fluid and Pa(t), PT(t) are their canonically conjugated momenta. We introduce the noncommutativity through Poisson brackets. In order to study the model, we introduce coordinate transformations from the noncommutative coordinates to the commutative ones plus a noncommutative parameter 'y. Combining the Hamilton's equations, obtained from the Hamiltonian written in terms of the commutative variables plus the 7 parameter, we arrive at a second order differential equation for the scale factor a(t). This equation describes the dynamics of the non-commutative model and depends on several parameters, such as: 7, k, C and B. We obtained analytical solutions for this equation. With the obtained solutions, we study the new properties introduced by noncommutativity, in order to get results that help explaining the accelerated expansion of the Universe. The noncommutative solutions have two additional parameters -y and B, compared to the corresponding commutative solutions, beyond the common parameters k and C, the last one associated to the fluid energy. These parameters significantly influence the behavior of each solution. For certain parameters values some solutions are considered as possible candidates to explain the current expansion of the Universe. Among these cases, for k = 0, the non-commutative solutions showed an exponential increase to infinity, while the corresponding commutative ones showed polynomial growth. For k = —1 both solutions had the same qualitative behavior of expansion to infinity described by hyperbolic functions. For k = 1, expansive solutions, which do not describe the current expansion of the universe, were found. They are important because they are not present in the corresponding commutative model. Such solutions expands linearly in time oscillating between maximum and minimum values. We seek in the literature another non-commutative model in order to verify if different ways of introducing the noncommutativity lead to the same results. Such comparisons result in quite different qualitative behavior of such noncommutative solutions, since the differential equations for the scale factor obtained for each model are different.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:02:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silvio sandro.pdf: 761623 bytes, checksum: 55f280c9ca185766a1ed91423c5edfad (MD5) Previous issue date: 2010-06-28 / The group of weak commutativity for bijection G(H;K;&#963;) = {H;K|[h;h&#963;] = 1, for all h H} belongs is defined as the quotient of the free product H * K the normal closure of {[h;h&#963;] : h belongs to all H} in H * K. In this dissertation, we studied the results obtained in 2009 by Sidka and Oliveira [7] that support the following conjecture: If H,K ~= Zp X...X Zp, then G(H,K,&#963;)is a p-group. / O grupo de comutatividade fraca por bijeção G(H;K;&#963;) = {H;K|[h;h&#963;] = 1, para todo h pertence H} é definido como sendo o quociente do produto livre H * K pelo fecho normal de {[h;h&#963;] : para todo h pertence H} emH * K. Nessa dissertação, estudamos os resultados obtidos em 2009 por Oliveira e Sidki [7] que suportam a seguinte conjectura: Se H,K ~= Zp X...X Zp, então G(H,K,&#963;) é um p-grupo.