Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 745150 bytes, checksum: 65d875b3f6e0f0b2ab1416fbad20e76b (MD5) Previous issue date: 2010-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Planck energy scale is still far beyond current possibilities. A question of interest is whether the Lorentz symmetry remains valid at these extremely high energies, whose answer certainly would be useful whenever building grand unified theories, in which general relativity is consistently accommodated. Here, we study a reminiscent of this possible symmetry violation, incorporated in the body of the so-called Standard Model Extension (SME). More precisely, we deal with the pure (Abelian) gauge sector, so that we have a modified classical electromagnetism in (3+1) dimensions, whose Lagrangian include a term proportional to a (constant) background tensorial object that breaks the Lorentz symmetry (active Lorentz frame of particle transformation, more precisely in the other hand, particle transformation), but respecting CPT. Our attention is devoted to the wave-like solutions constrained to propagate inside waveguides. We studied basically, a waveguide of rectangular shape, which in usual case admits transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) modes. We obtained the partial differential equations which describe the axial components of the electric and magnetic fields in the waveguide. In a coaxial transmission line, which admits transverse electromagnetic modes (TEM), our results indicate that Lorentz- breaking implies in modifications of these modes and small corrections of the standard results which are proportional to the very small violating parameters, could be largely enhanced by diminishing the size of the confined media. Perhaps, such an extra feature combined with the usual boundary conditions could lead us to large effects of this violation, somewhat similar to those predicted for CPT- and Lorentz-odd electromagnetic waves constrained to propagate along a hollow conductor waveguide. / A escala de Planck, um regime de altíssimas energias, constitui-se um domínio ainda muito distante da tecnologia nos dias de hoje. Uma questão de interesse é saber se a simetria de Lorentz continua válida nesta escala de energia. Tal investigação pode ajudar na construção de novas teorias que buscam unificar Gravitação (Relatividade Geral) e Mecânica Quântica via Teoria de Cordas, por exemplo. Assim sendo, temos como reminiscente de tal modelo unificado, o Modelo Padrão Estendido (MPE), que é uma extensão da estrutura de calibre usual SU(3) SU(2) U(1), que incorpora os termos que quebram a simetria de Lorentz. Neste trabalho estudamos o setor de radiação do MPE em (3+1)D. Em sua lagrangiana que essencialmente possui um termo adicional ao usual, de Maxwell; tal termo é proporcional a um objeto tipo tensorial (constante) que quebra a simetria de Lorentz (somente sob transformação ativa de Lorentz, também chamada transformação de partícula), mas é par sob a transformação CPT. Analisamos e interpretamos as consequências físicas desta quebra nas equações de Maxwell modificadas do modelo. Aplicamos estas equações a dois tipos particulares de confinamento de ondas eletromagnéticas, a saber: guia de onda retangular e guia de onda tipo cabo coaxial. No guia retangular obtemos equações para um submodelo que descrevem as componentes axiais das ondas eletromagnéticas que se propagam neste tipo de geometria estudando as possibilidades de haver modos transverso elétrico e vii transverso magnético. No guia tipo cabo coaxial estudamos o modo transverso eletromagnético e verificamos que as dimensões do guia podem alargar os efeitos da quebra de modo a facilitar possíveis medidas em laboratório. Buscamos verificar quais implicações físicas um modelo em questão pode trazer a aplicações envolvendo condições de contorno. Comparamos os casos conhecidos na literatura com a presente proposta.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 663701 bytes, checksum: 07cd6e5521c259dcb98087edefcf3bf3 (MD5) Previous issue date: 2007-07-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / We study magnetic monopoles in a Lorentz- and CPT-odd electrodynamical framework in (3+1) dimensions. This is the standard Maxwell model extended by means of a Chern-Simons-like term, bμF μνAv, which respects gauge but violates both Lorentz and CPT symmetries (as a consequence, duality is also lost). Our main interest concerns the analysis of the model in the presence of Dirac monopoles, so that the Bianchi identity no longer holds, which naively yields the non-conservation of electric charge. Since gauge symmetry is respected, the issue of charge conservation is more involved. Actually, the inconsistency may be circumvented, if we assume that the appearance of a monopole induces an extra electric current. The reduction of the model to (2+1) dimensions in the presence of both the magnetic sources and Lorentz-violating terms is presented. There, a quantization condition involving the scalar remnant of bμ, say, the mass parameter, is obtained. We also point out that the breaking of duality may be associated with an asymmetry between electric and magnetic sources in this background, so that the electromagnetic force experienced by a magnetic pole is supplemented by an extra term proportional to bμ, whenever compared to the one acting on an electric charge. / Nesta dissertação estudamos monopolos magnéticos numa estrutura de uma Eletrodinâmica que violam as simetrias de Lorentz e CPT, em (3+1)D. Este é o modelo de Maxwell estendido por um termo do tipo Chern-Simons, bμ.FμνAv, que respeita a transformação de calibre mas viola as simetrias de Lorentz e CPT (como conseqüência, a dualidade é perdida). O interesse principal concentra na análise do modelo na presença de monopolos magnéticos tipo-Dirac, de modo que a identidade de Bianchi seja quebrada, que nos resulta na aparente não-conservação da carga elétrica. A inconsistência pode ser contornada considerando que na presença de monopolos "carregam" com eles uma corrente extra. Uma redução dimensional do modelo para (2+1)D é considerado na presença de ambas as fontes, magnéticas e elétricas, e com o termo de violação da simetria de Lorentz e CPT, onde uma condição da quantização que envolve o remanescente escalar de bμ é obtido. Também, é indicado que a quebra da dualidade pode ser associado com uma assimetria entre fontes elétricas e magnéticas neste cenário, de modo que a força eletromagnética experimentada por um pólo magnético seja suplementada pelo termo extra, proporcional a bμ, quando comparada com uma carga elétrica.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, utilizamos o formalismo de teorias quânticas de campos a temperatura finita, tal como desenvolvidas por Matsubara, aplicado a uma hamiltoniana de N campos escalares com autointeração quártica a N grande. Obtém-se uma expressão, na primeira aproximação quântica, para o coeficiente do termo quadrático da hamiltoniana ("massa quadrada"), renormalizado, como função da temperatura. A partir dela, estudamos o processo de quebra espontânea de simetria. Por outro lado, a mesma hamiltoniana é conhecida como modelo de Ginzburg-Landau na literatura de matéria condensada, e que permite o estudo de transições de fase em materiais ferromagnéticos. A temperatura é introduzida através do termo quadrático na hamiltoniana, de forma linear: é proporcional à diferença entre a variável de temperatura e a temperatura crítica. Tal modelo, porém, possui validade apenas na regi~ao de temperaturas próximas à criticalidade. Como resultado de nossos cálculos na teoria de campos a temperatura finita, observamos que, numa faixa de valores em torno da temperatura crítica, a massa quadrática pode ser aproximada por uma relação linear em relação à variável de temperatura. Isso evidencia a compatibilidade da abordagem de Ginzburg-Landau, na vizinhança da criticalidade, com respeito ao formalismo de campos a temperatura finita. Discutimos também os efeitos causados pela presença de um potencial químico no sistema. / In this work, we use the formalism of quantum field theories at finite temperature, as developed by Matsubara, applied to a Hamiltonian of N scalar fields with quartic self-interaction at N large. We get an expression in the first quantum approximation to the coeficient of the quadratic term of the Hamiltonian ("square mass"), renormalized as a function of temperature. From it, we study the process of spontaneous symmetry breaking. On the other hand, the same Hamiltonian is known as Ginzburg-Landau model in the literature of condensed matter, and allows the study of phase transitions in ferromagnetic materials. The temperature is introduced through the quadratic term in the Hamiltonian of the linear form: is proportional to the difference between the temperature and the critical temperature. This model, however, is valid only in the region of temperatures close to criticality. As a result of our calculations in the field theory at finite temperature, we observed that in a range of values around the critical temperature, the quadratic mass can be approximated by a linear relation with the temperature. This highlights the compatibility of the Ginzburg-Landau approach, in the vicinity of criticality with respect to the formalism of finite temperature field. We also discuss the effects caused by the presence of a chemical potential in the system.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese o método espectro-nodal linear (SGF-LN) é desenvolvido para a solução numérica de problemas de penetração profunda na formulação de ordenadas discretas (SN) e regime estacionário com fonte de espalhamento isotrópica a uma velocidade em geometria cartesiana bidimensional. Este método é baseado em análise espectral das equações SN integradas transversalmente onde os termos de fonte de espalhamento são tratados analiticamente e apenas os termos de fuga transversal são aproximados, por polinômios de primeira ordem. Resolvemos as equações SGF-LN usando o esquema de inversão nodal total, cf. blinking iterative scheme (BIS), onde as grandezas emergentes da célula espacial em todas as direções são estimadas em função de todas as grandezas incidentes e a fonte interior prescrita. Resultados numéricos são apresentados com o objetivo de ilustrar a precisão e a eficiência computacional do método desenvolvido. / In this dissertation we present the Spectral Greens Function - Linear Nodal method (SGF-LN) for numerically solving one-speed deep penetration problems in the static discrete ordinates (SN) formulation with isotropic scattering, in X, Y Cartesian geometry. This method is based on a spectral analysis of the transverse integrated SN nodal equations, wherein the scattering terms are analytically treated, and only the transverse leakage terms are approximated by first degree polynomials. We solve the SGF-LN equations using fully nodal block inversions, that we refer to as the blinking iterative scheme (BIS), where the node exiting quantities in all angular directions are estimated as a function of all the node ingoing quantities and interior source. Numerical results are presented to illustrate the accuracy and the computational efficiency of the SGF-LN method.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Nesta tese são apresentadas a medida da taxa de produção de eventos difrativos e a extração da função de estrutura do antipróton para eventos de difração simples. A análise aqui apresentada é baseada em dados do detector DØ no Tevatron/Fermilab, colisor de prótons-antiprótons à energia de centro de massa de 1.96 TeV. A seleção de eventos difrativos é feita através de intervalos de rapidez - região do detector desprovida de partículas - determinados através da deposição de energia nas células do calorímetro DØ. A função de estrutura obtida nessa análise é comparada com resultados existentes dos experimentos H1 e CDF. / In this thesis we present a measurement of the diffractive to non-diffractive production rate and the extraction of the antiproton diffractive structure function. The analysis presented uses data from the DØ proton-antiproton collider at Tevatron/Fermilab with = 1.96 TeV. The data sample was selected using rapidity gap signatures determined through the sum of energy depositions in the DØ calorimeter cells. The measurements were performed on 0.19 pb-1 of Run IIa DØ data. The results are compared to H1 and CDF results."

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Apresentam-se aqui os resultados da simulação do Espectrômetro de Dipolo do Forward Próton Detector (FPD) do experimento DØ usando o Geant4 O FPD consiste de um conjunto de espectrômetros de momentum localizados no tubo do feixe em ambos os lados do detector DØ com o objetivo de detectar prótons e/ou antiprótons produzidos em eventos difrativos resultantes das colisões próton-antipróton no centro do DØ Para determinar quais os fatores influenciam a resposta do FPD, utilizamos eventos com = 2 TeV gerados pelo programa PHOJET Nesta dissertação realizou-se a simulação de um detector bem conhecido, neste caso os espectrômetros de dipolo do FPD a fim de entender como desenvolver simulações utilizando o Geant4 para futuras aplicações no LHC / We present here the results from the simulation of the Dipole Spectrometer of the Forward Proton Detector (FPD), using the Geant4 simulation package. The FPD consists of momentum spectrometers placed in the beam pipe in both sides of DØ experiment. It was built to tag protons and/or antiprotons produced in diffractive events as a result of the collisions at the center of DØ. In order to estimate the response of our simulation we used events at = 2 TeV generated with PHOJET. Our motivation to simulate the dipole spectrometer of FPD is to learn and understand how Geant4 operates in order to use it in future applications at LHC

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O escopo desse trabalho é a observação de dijatos de difração simples em colisões pp com ps = 7 TeV, durante os primeiros períodos de aquisição de dados do experimento CMS/LHC. A técnica utilizada foi a medida da multiplicidade no calorímetro HF. Os dados foram analisados para diferentes períodos de aquisição de dados do ano de 2010, com ∫ Ldt ~_ 3,2 pb-1. Comparamos os dados observados com o Monte Carlo simulado com efeito de empilhamento e sem esse efeito. / This work concerns the observation of difractive dijets in pp collisions with ps = 7 TeV, during the frst period of data taking at the CMS/LHC experiment. The technique used was to measure the multiplicity of forward calorimeters at HF. The data was analyzed for diferent periods of data acquisition in the year 2010, with ∫ Ldt ~_ 3,2 pb-1. We compared the observed data with Monte Carlo simulations with and without pile-up.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os aspectos quânticos de teorias de campo formuladas no espaço-tempo não comutativo têm sido amplamente estudados ao longo dos anos. Um dos principais aspectos é o que na literatura ficou conhecido como mixing IR/UV. Trata-se de uma mistura das divergências, que foi vista pela primeira vez no trabalho de Minwalla et al [28], onde num estudo do campo escalar não comutativo com interação quártica vemos já a 1 loop que o tadpole tem uma divergência UV associada a sua parte planar e, junto com ela, temos uma divergência IR associada com um gráfico não planar. Essa mistura torna a teoria não renormalizável. Dado tal problema, houve então uma busca por mecanismos que separassem essas divergências a fim de termos teorias renormalizáveis. Um mecanismo proposto foi a adição de um termo não local na ação U*(1) para que esta seja estável.Neste trabalho, estudamos através da renormalização algébrica a estabilidade deste modelo. Para tal, precisamos localizar o operador não local através de campos auxiliares e seus respectivos ghosts (metodo de Zwanziger) na intenção de retirar os graus de liberdade indesejados que surgem. Usamos o approachda quebra soft de BRST para analisar o termo que quebra BRST, que consiste em reescrevermos tal termo com o auxílio de fontes externas que num determinado limite físico voltam ao termo original.Como resultado, vimos que a teoria com a adição deste termo na ação só é renormalizável se tivermos que introduzir novos termos, sendo alguns deles quárticos. Porém, estes termos mudam a forma do propagador, que não desacopla as divergências. Um outro aspecto que podemos salientar é que, dependendo da escolha de alguns parâmetros, o propagador dá indícios de termos um fótonconfinante, seguindo o critério de Wilson e o critério da perda da positividade do propagador. / The quantum aspects of field theory formulated in concommutative spacetime has been widely studied along years. A key aspect is what is known as IR/UV mixing of divergences,which was first observed by Minwalla et al [28], who studied the non-commutative scalar field with quartic interaction. In this work, at 1 loop analisys, the mixing was seen in the tadpole, which has 2 contributions: nonplanar graph carries the IR divergence and the planar graph carries the UV divergence. This fact makes the theory nonrenormalizable. Due to this problem, mechanisms have been proposed to decouple both regimes to end up with renormalizable theories. One of these mechanisms is the addition of a nonlocal term on the U*(1) action to be stable. In this work we study, following the approach of algebraic renormalization, the stability of this model. We therefore need to localize the nonlocal operator through auxiliary fields and its ghosts (Zwanzigers method) intending to withdraw the spurious degrees of freedom. We use the soft breaking approach to analize the term that breaks the BRST symmetry rewriting it with a set of external sources in a BRST doublet in such a way that the original term is obtained when we set the sources to their physical values. As a result, we have seen that the theory with the addition of this term in the action is only renormalizable if we introduce new terms, some of them being quartic, but these terms change the form of the propagator so that they dont decouple the regimes. Another aspect that we noticed is that, depending on the choice of some parameters, the propagator gives clues of a confining photon, following the criterion of Wilson and the criterion of loss of positivity of the propagator.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A análise descrita nesta dissertação tem como objetivo a medida da seção de choque difrativa d&#963;/d|t| à energia no sistema do centro de massa de &#8730;s = 8 TeV. Os eventos usados para obter a seção de choque difrativa foram selecionados para processos de difração simples com um próton espalhado na região frontal e na região cinemática de 0,03 <|t| < 1,0 GeV e 0,03 < &#958; < 0.1, usando os dados em comum obtidos em 2012 dos detectores CMS e TOTEM, o qual permite ter uma perspectiva mais detalhada do processo difrativo, devido à aceitação completa que oferece a combinação dos detectores. Os dados foram corrigidos devido à aceitação e eficiência do detector. A partir de uma parametrização exponencial da forma Ae ^Bt, o valor da inclinação do processo em que o próton espalhado é detectado em ambas as direções positiva da CMS é de B= -6,403 1,241 GeV- . / The goal of the analysis presented in this dissertation is the measurement of the diffractive cross section d&#963;/d|t| at center of mass energy of &#8730;s = 8 TeV. The events were selected for single diffractive processes with one scattering proton in the forward region and the kinematic region of 0,03 <|t| < 1,0 GeV e 0,03 < &#958; < 0.1, using the data collected during 2012 by both the CMS and TOTEM detectors, whose joint acceptance allows a more detailed perspective of the diffractive processes. The data were corrected for the effects of detector acceptance and efficiency. Since the exponential parametrization Ae ^Bt was fit to data, the value obtained for the slope for a precess when the scattering proton is detected in both positive or negative regions of CMS is of B= -6,403 1,241 GeV- .

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / É conhecido que derivações microscópicas obtidas através de métodos de teoria quântica de campos (TQC) podem conduzir a complicadas equações de movimento (EdM) que possuem um termo dissipativo com memória e um termo de ruído colorido. Um caso particularmente interessante é o modelo que escreve a interação entre um sistema e um banho térmico a temperatura T. Motivado por isso, usamos uma prescrição que nos permite reescrever EdMs não-markovianas semelhantes as obtidas em TQC em termos de um sistema de equações locais, para então confrontarmos a solução desse sistema com a solução aproximada usada correntemente na literatura, a chamada aproximação markoviana. A pergunta chave a qual se pretende responder aqui é: dado um conjunto de parâmetros que descrevem o modelo, a aproximação markoviana é suficientemente boa para descrever a dinâmica do sistema se comparada a dinâmica obtida atravéS da EdM não-markoviana? Além disso, consideramos uma versão linear da ELG de forma que pudéssemos determinar o nível de confiança da nossa metodologia numérica, procedimento este realizado comparando-se a solução analítica com a solução numérica. Como exemplo de aplicação prática do tema discutido aqui, comparamos a evolução não-markoviana do inflaton com a evolução markoviana do mesmo num modelo de universo primordial denominado inflação não-isentrópica (warm inflation). / It is known that microscopic derivations based on quantum field theory (QFT)methods can lead to quite complicated equations of motion (EoM) with a dissipation term with memory and a colored noise term. A very interesting particular case is the model that describes the interaction between a system and a thermal bath at some temperature T. Motivated by this, we use a prescription that allow us to rewrite similar non-Markovian EoMs to that obtained in QFT in terms of a set of local equations, so that we can contrast the solution of this system of equations with the approximated solution currently used in the literatury, the so-called Markovian approximation. The key question we want to address here is: given a set of parameters that characterizes the system and the bath, is the Markovian approximation good enough to represent the system's dynamics? We also have considered a linear version of the non-Markovian equation in order to check the confiability of our numerical approach. For that, we have compared the analytical solution with the numerical one. As an example of practical application of the theme discussed here, we contrast the non-Markovian and the Markovian evolution of the inflaton field in an early universe model called warm in inflation.