We consider the graphs induced by the noncommutativity of groups and discuss some properties of the largest complete subgraphs of these graphs.

Este trabalho é dedicado ao estudo da unitariedade em teoria de campos não comuta- tiva. Inicialmente, são apresentadas as ferramentas básicas para abordar o problema da unitariedade em teorias não comutativas, incluindo as regras de corte e uma introdução à não comutatividade. Em seguida, foi feita a análise do modelo Á3 não comutativo. Empregando o esquema perturbativo usual da teoria de campos, foi verificado que o modelo é unitário quando a não comutatividade envolve apenas o espaço. Por outro lado, quando a não comutatividade envolve o espaço e o tempo verificou-se uma violação da unitariedade, fato esse bem conhecido tratando-se de teorias não comutativas. Partimos então para uma abordagem proposta na literatura, em que a teoria de perturbação é adaptada para teorias não comutativas. Dentro desse esquema, o modelo Á3 foi estudado novamente verificando assim a unitariedade para um diagrama de um laço e segunda ordem na constante de acoplamento mesmo quando a não comutatividade envolve o espaço e o tempo. Baseado nesse método, estendemos a análise para uma teoria contendo além de um campo escalar um campo fermiônico, mais precisamente o modelo de Yukawa, no qual também foi verificada a unitariedade a um laço e segunda ordem na constante de acoplamento. / This work is dedicated to study unitarity in noncommutative field theory. Initially, the basic tools to handle the problem of unitarity in noncommutative theories are discussed, including the cutting rules and an introduction to noncommutativity. Then, we analised the noncommutative Á3 model. Using the usual perturbative framework of field theory, we verified that the model preserves unitarity when the noncommutativity is restrict to the spatial coordinates. On the other hand, when the noncommutativity includes both, space and time, we found a violation of the unitarity, a well known fact in noncommutative field theory. Next, we turn to an approach proposed in the literature, in wich perturbation theory is adapted for noncommutative field theory. Whitin this approach, the Á3 model was studied again and the unitarity was verified for one loop diagram and second order in the coupling constant even in the case when noncommutativity affects both space and time. Following this, we extended the analysis to a field theory with fermionic and scalar fields, namely, Yukawa\'s model, again verifing unitarity at one loop and second order in the coupling constant.

Este trabalho é dedicado ao estudo da unitariedade em teoria de campos não comuta- tiva. Inicialmente, são apresentadas as ferramentas básicas para abordar o problema da unitariedade em teorias não comutativas, incluindo as regras de corte e uma introdução à não comutatividade. Em seguida, foi feita a análise do modelo Á3 não comutativo. Empregando o esquema perturbativo usual da teoria de campos, foi verificado que o modelo é unitário quando a não comutatividade envolve apenas o espaço. Por outro lado, quando a não comutatividade envolve o espaço e o tempo verificou-se uma violação da unitariedade, fato esse bem conhecido tratando-se de teorias não comutativas. Partimos então para uma abordagem proposta na literatura, em que a teoria de perturbação é adaptada para teorias não comutativas. Dentro desse esquema, o modelo Á3 foi estudado novamente verificando assim a unitariedade para um diagrama de um laço e segunda ordem na constante de acoplamento mesmo quando a não comutatividade envolve o espaço e o tempo. Baseado nesse método, estendemos a análise para uma teoria contendo além de um campo escalar um campo fermiônico, mais precisamente o modelo de Yukawa, no qual também foi verificada a unitariedade a um laço e segunda ordem na constante de acoplamento. / This work is dedicated to study unitarity in noncommutative field theory. Initially, the basic tools to handle the problem of unitarity in noncommutative theories are discussed, including the cutting rules and an introduction to noncommutativity. Then, we analised the noncommutative Á3 model. Using the usual perturbative framework of field theory, we verified that the model preserves unitarity when the noncommutativity is restrict to the spatial coordinates. On the other hand, when the noncommutativity includes both, space and time, we found a violation of the unitarity, a well known fact in noncommutative field theory. Next, we turn to an approach proposed in the literature, in wich perturbation theory is adapted for noncommutative field theory. Whitin this approach, the Á3 model was studied again and the unitarity was verified for one loop diagram and second order in the coupling constant even in the case when noncommutativity affects both space and time. Following this, we extended the analysis to a field theory with fermionic and scalar fields, namely, Yukawa\'s model, again verifing unitarity at one loop and second order in the coupling constant.

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.

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.

SANTOS, Victor Pereira do Nascimento. Aspectos da quebra de simetria de Lorentz e não-comutatividade em modelos de gravitação. 2014. 138 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-23T21:01:04Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_vpnsantos.pdf: 12919592 bytes, checksum: 11e84d851c538b7c5f9b8a6cae752fef (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-23T21:06:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_vpnsantos.pdf: 12919592 bytes, checksum: 11e84d851c538b7c5f9b8a6cae752fef (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T21:06:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_vpnsantos.pdf: 12919592 bytes, checksum: 11e84d851c538b7c5f9b8a6cae752fef (MD5) Previous issue date: 2014 / 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 iremos apresentar alguns aspectos de gravitação quântica. Introduzimos o problema da gravitação e algumas propostas para atacá-lo. Em particular, nossas investigações tocam três temáticas gerais: geometria não-comutativa, violação da simetria de Lorentz e cosmologia inflacionária. Em geometria comutativa fizemos duas propostas distintas para possíveis limitações experimentais: em uma calculamos a luminosidade de um buraco-negro modelando o seu horizonte de eventos por um espaço não-comutativo; e na outra calculamos as propriedades termodinâmicas do grafeno na presença de um campo magnético, verificando a influência da não-comutatividade. No que toca a quebra da simetria de Lorentz, mostramos a viabilidade física de cenários de dimensões extras, através do cálculo da massa do gráviton na teoria efetiva quadridimensional. Também calculamos a influência da quebra de simetria no setor gravitacional em quatro dimensões, através de correções quânticas 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 inflação independente das condições iniciais do sistema. Propusemos usar a formulação Hamiltoniana para o cálculo dessa probabilidade em um sistema onde o campo escalar é acoplado não-minimamente ao campo gravitacional, e assim verificar a viabilidade do modelo quando confrontado com dados observacionais.

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 / 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.