Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-08Bitstream added on 2014-06-13T18:53:35Z : No. of bitstreams: 1 silva_arr_me_ift.pdf: 813157 bytes, checksum: 81b6685998a09d3d6718aaf28eb17b51 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A proposta deste trabalho é investigar a validade da segunda lei generalizada da termodinâmica de buracos negros para um buraco negro de Schwarzschild por meio de experimentos mentais. Primeiramente, faremos uma breve revisão sobre termodinâmica de buracos negros. O conceito da segunda lei generalizada é estabelecido e os principais experimentos mentais são revistos. Em seguida, propomos um novo teste à segunda lei generalizada utilizando a mesma estratégia dos experimentos mentais. Veremos que a segunda lei generalizada é consistente com este novo teste. / The proposal of this work is to investigate the validity of the generalized second law of black hole thermodynamics for Schwarzschild black hole by means of gedankenexperiments. Firstly, we make a brief review about black hole thermo-dynamics. The notion of generalized second law is established and the essential gedankenexperiments are reviewed. Afterwards, we propose a new test for generalized second law using the same strategy of gedankenexperiments. We see that the generalized second law is consistent with this new test as well.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-04Bitstream added on 2014-06-13T21:03:27Z : No. of bitstreams: 1 santos_vgcs_dr_guara.pdf: 603356 bytes, checksum: 48d0890069648043a713c383f62ba614 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nesta tese procuramos veri car e aprofundar os limites de validade dos chamados sistemas quânticos com simetria PT. Nestes tem-se, por exemplo, sistemas cuja hamiltoniana é não-hermitiana mas apresenta um espectro de energia real. Tal característica é usualmente justi cada pela presença da simetria PT (paridade e inversão temporal), muito embora não haja ainda uma demonstração bem aceita na literatutra desta propriedade de tais sistemas. Inicialmente estudamos sistemas quânticos não-relativísticos dependentes do tempo, sistemas em mais dimensões espaciais, a m de veri car possíveis limites da simetria PT na garantia da realidade do espectro. Logo depois estudamos sistemas quânticos relativísticos em 1+1D que possuem simetria PT com uma mistura adequada de potenciais: vetor, escalar e pseudo-escalar, sendo o potencial vetor complexo. Em seguida trabalhamos com densidades de lagrangiana com potenciais não-hermitianos em 1+1 dimensões espaço-temporais e em dimensões mais altas. A vantagem das baixas dimensões é que alguns sistemas possuem soluções não-perturbativas exatas. Finalmente, mostramos que não somente é possível ter um modelo consistente com dois campos escalares, mas também que a introdução de um número maior de campos permite que a densidade de energia também permaneça real. / In this thesis we verify and try to deepen the limits of validity of the so called quantum systems with PT-symmetry. These are systems whose Hamiltonians are non-Hermitian but present real energy spectra. Such characteristic usually is justi ed by the presence of PT symmetry (parity and time inversion), despite of the fact that there is no well accepted demonstration in literature of this property of such systems yet. Initially we study timedependent non-relativistic quantum systems in one spatial dimension in order to verify possible limits for which the PT symmetry grants the reality of the spectra. Soon later we study relativistic quantum systems in 1+1D that they possess symmetry PT with an convenient mixing of complex vector plus scalar plus pseudoscalar potentials is considered. After that, we work with a Lagrangian density with such features in 1+1 space-time dimensions and higher dimensions, in the context of eld theory. The advantage of working in low dimensions is that, in such dimensions, some systems possess exact nonperturbative solutions. Finally, we show that not only it is possible to have a consistent model with two scalar elds, but also that the introduction of a bigger number of elds allows that the energy density also remains real.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-27Bitstream added on 2014-06-13T20:42:51Z : No. of bitstreams: 1 carrillo_las_dr_ift.pdf: 780436 bytes, checksum: 918c5afac2563263a996eac2486de58d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho discutimos vários aspectos da dinâamica relativística de partículas na forma frontal (frente de luz) assim como proposta por Dirac há mais de meio século. Introduzimos nossas considerações pela transformação de Lorentz nas coordenadas da frente de luz, com o objetivo de vislumbrar a possibilidade de sugerir aquelas transformações nessas novas coordenadas. As transformações de Lorentz usuais, isto é, aquelas consideradas padrão no espaço-tempo de Minkowski (x0,−→x) com referenciais inerciais S e S′ movendo-se com velocidade relativa ao longo dos eixos z//z′ são tais que a coordenada tempo t′ em S′ é expressa em termos das coordenadas tempo t e espaço z em S; e similarmente, a coordenada espaço z′ em S′ é expressa em termos das coordenadas tempo t e coordenada espaço z em S. Como as coordenadas da frente de luz são construídas pela combinação linear entre as coordenadas tempo (t) e coordenada espaço (z), espera-se que as transformações de Lorentz na frente de luz se manifestem conectando apenas coordenadas similares, isto é, tempo em S com tempo em S′ e coordenada espacial em S com coordenada espacial em S′.Essa suspeita se confirma em nossa pesquisa e esse resultado é responsável pela introdução de profundas modificações nas estruturas algébricas das transformações. Demonstramos assim, novas maneiras, maneiras sui generis de expressar os resultados bem conhecidos da dilatação temporal e contração espacial. O estudo do espalhamento de partículas sempre se constituiu numa ferramenta muito poderosa não somente para descrever as interações, mas também para compreender os processos físicos envolvidos em tais espalhamentos. Assim, usando o formalismo de coordenadas da frente de luz, calculamos a correção perturbativa de dois corpos a ordem O(g2) e a ordem O(g4), respectivamente... / In this work we discuss several aspects of relativistic particle dynamics in the front form as proposed by Dirac more than half a century ago. We introduce our considerations with Lorentz transformations in the light front coordinates, with the objective of seeing the possibility of expressing those transformations in the new coordinates. Usual Lorentz transformations, that is, those considered standard in the Minkowski space-time (x0,−→x) with inertial reference frames S and S′ moving with relative velocity v along the z//z′ direction are such that the time coordinate t′ in S′ is expressed in terms of both time coordinate t and space coordinate z in S; and similarly, the longitudinal space coordinate z′ in S′ is also expressed in terms of both time coordinate t and space coordinate z in S. Since light front coordinates are defined as linear combinations of time coordinate (t) and space coordinate (z), we expect that the Lorentz transformations in the light front will manifest themselves connecting only similar coordinates, that is, time in S with time in S′ and space coordinate in S with space coordinate in S′. This suspicion is confirmed in our research and this result is responsible for the profound modifications in the algebraic structures of the transformations. We thus show news uigeneris ways of expressing the well-known results of time dilation and space contraction. The study of particle scattering has always been a very powerful tool not only to describe the interactions but also to realize the physical processes involved in such scattering. So, using the light front formalism, we calculate the perturbative corrections for two body interactions to the order O(g2)and orde rO(g4) respectively. This calculation is first done for the case of systems compposed by two interacting bosons, followed by the case of systems composed... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-24Bitstream added on 2014-06-13T21:03:31Z : No. of bitstreams: 1 bufalo_rs_dr_ift.pdf: 814256 bytes, checksum: 3eef092da761c4fa8f46001480374eab (MD5) / Apresentamos nesta tese a quantizaçãoo completa da Eletrodinâmica Generalizada através da abordagem de integração funcional. Para este objetivo, primeiro estudamos a estrutura Hamiltoniana da teoria seguindo a metodologia de Dirac e, então, através do procedimento de Faddeev-Senjanovic obtemos a amplitude de transição. A partir deste objeto obtemos as equações de Schwinger-Dyson-Fradkin na escolha correta da condição de gauge e bem como as identidades de Ward-Fradkin-Takahashi. Ainda na parte estrutural, também aplicamos o programa de renormalização para a teoria. Em seguida, apresentamos o cálculo explícito de todas as funções de Green na aproximação de 1-loop e uma discussão sobre os resultados obtidos. Por fim, apresentamos a análise das correções da GQED4: o cálculo explícito dos contra-termos, o espalhamento de Coulomb e a constante de acoplamento efetiva; e a contribuição ao momento magnético do elétron foi igualmente analisada. Ademais, através do resultado do último ponto, utilizamos um dado experimental, a fim de limitar os possíveis valores do parâmetro livre de Podolsky mP / It is presented in this thesis a complete quantization of the Generalized Electrodynamics through the path-integral approach. To this goal, we first study the Hamiltonian structure of the system following Dirac’s methodology and, then, through the Faddeev-Senjanovic procedure we therefore obtain the transition amplitude. The Schwinger-Dyson-Fradkin equations in the correct gauge-fixing and also the Ward-Fradkin-Takahashi identities are both obtained by functional methods. Next, an explicit calculation of all Green’s functions at 1-loop approximation and a proper discussion about the results are presented. Afterwards, it is also presented an analysis of the corrections of renormalizedGQED4: the explicit evaluation of counter-terms; the Coulomb scattering and the running coupling constant; and also the contribution to the electron’s anomalous magnetic moment. Further more, into the last point result, we use experimental data to set boundaries over the Podolsky’s parameter mP

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3933.pdf: 1253578 bytes, checksum: 2e845487ed5ee8bb092282a8badc7bc3 (MD5) Previous issue date: 2011-05-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / In the present work we present a geometric method to identify and measure the degree of entanglement of a two-qubit state. It is based on writing a map of the system state, from a non-unitary transformation. By introducing new parameters for such 4X4 matrix, the product of eigenvalues, two by two, acquire the form of squared 4D distances, having a Minkowski metric. If the squared distance is of the kind timelike, i.e.non-negative, the two-qubit system is separable. Otherwise, if it is spacelike, namely, the squared distance is negative, the two qubits are entangled. Besides being invariant by unitary transformations on the system state, the distances can be represented in a hyperbolic parameterized phase space, allowing a suitable graphic representation, i. e., in a phase space where the system trajectories can be drawn. The method is extended to a large class of 4x4 positive matrices having at most seven independent parameters, the D-7 manifold class. Using group theory methods we classify these states according to the symmetries of seven generators, where one of them commutes with the others. We illustrate the method and the theory by presenting several two-qubit systems found in the literature. We also study the symmetry breaking and the criticality in two-qubit Heisenberg Models, looking for signatures of quantum phase transitions in terms of the squared distances as well as in its derivatives. / O presente trabalho apresenta um método geométrico de caracterização e quanti.- cação de emaranhamento para sistemas de dois qubits baseado em mapas não unitários. Introduzimos novos parâmetros para o operador densidade de estados, de tal forma que o produto dos autovalores, dois a dois, adquirisse a forma de distâncias quadráticas no espaço quadridimensional, estas distâncias obedecem a métrica de Minkowski. Quando tais distâncias quadráticas forem não negativas o sistema é dito separável, por outro lado quando forem negativas o sistema está emaranhado. As distâncias quadráticas propostas são invariantes por transformações unitárias e podem ser representadas gra.camente em um espaço de fase hiperbólico parametrizado, onde uma análise quantitativa pode ser realizada e até mesmo trajetórias podem ser traçadas. O método é extendido para uma classe maior de estados de variedade D-7; isto é, com até sete parâmetros independentes, através do uso de teoria de grupos, onde classi.camos os estados de acordo com as sime- trias de seus sete geradores, sendo que um deles comuta com todos os outros. O método é ilustrado ao longo do trabalho com uma série de exemplos presentes na literatura. Por .m, estudamos as quebras de simetria em sistemas de Heisenberg de dois qubits procurando assinaturas de transições de fase quânticas de primeira ordem nas distâncias propostas e em suas derivadas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6443.pdf: 20882998 bytes, checksum: 7883d8d4dfed9bd22e1d6254b2cf3493 (MD5) Previous issue date: 2014-12-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this Thesis we study in details one of the most astonishing application of quantum mechanics which totally departs from our common sense: quantum teleportation in continuous variables. We present a review of the postulates of quantum mechanics and quantum optics systems, in particular for Gaussian systems. After this review we apply these postulates in order to present one of the most counter intuitive applications of quantum mechanics, namely, the quantum teleportation protocol. We study in detail this protocol and we propose modifications in its construction aiming at an improvement in its efficiency. These modifications were made in order to take into account the realistic situations encountered in the implementation of the protocol, i.e., the fact that the entanglement, between Alice and Bob, is never perfect and the fact that states teleported by Alice are near the vacuum state. After this analysis we performed an extension of the teleportation protocol by proposing a multi-channel protocol and studied the case of two channels in parallel. Finally, we created the first quantum cryptography protocol that uses the continuous variables teleportation protocol in an active way. We showed that this protocol is robust to the beam splitter attack and that this protocol is the only one working with direct reconciliation and without post-selection over the 50% loss scenario. / Nesta Tese estudamos em detalhes uma das aplicações da mecânica quântica que mais destoa de nosso senso comum: o teletransporte quântico em variáveis Contínuas. Apresentamos uma revisão dos postulados da mecânica quântica e dos sistemas da óptica quântica, em especial sistemas que realizam operações Gaussianas. Após essa revisão aplicamos esses postulados no que resulta na aplicação mais contra intuitiva da mecânica quântica, o teletransporte quântico. Estudamos com detalhes o protocolo de teletransporte e propomos modificações em sua construção visando maximizar a sua eficiência. Estas modificações foram feitas a fim de levar em conta as situações realistas encontradas em sua implementação, qual sejam, o fato de o emaranhamento entre Alice e Bob nunca ser perfeito e o fato de que os estados teletransportados por Alice estarem próximos do estado de vácuo. Após essa análise realizamos uma extensão do protocolo de teletransporte em variáveis contínuas propondo um protocolo de multicanais e estudamos em detalhes o caso de dois canais em paralelo. Por fim, criamos o primeiro protocolo de criptografia quântica que utiliza o teletransporte em variáveis contínuas de forma ativa. Mostramos que esse protocolo é robusto ao ataque de divisor de feixes, sendo o único que funciona com reconciliação direta e sem a necessidade de pós-seleção para perdas superiores a 50%.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-06-03. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:47:50Z : No. of bitstreams: 1 000837676.pdf: 5906522 bytes, checksum: 4d7d813fa9837e6b5a068271f434ec38 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / No Modelo Padrão que descreve a física das partículas elementares e suas interações o campo de Higgs pode ser imaginado como um campo composto formado por uma força forte ainda desconhecida. Tal hípótese é bastante atrativa para completar o Modelo Padrão a altas energias. Problemas como hierarquia e naturalidade podem ser mais facilmente evitados. No contexto de uma força forte porém métodos de cálculo baseados em expansões perturbativas não tem mais validade. Uma alternativa para entender as propriedades básicas desse tipo de teoria é trabalhar em termos de teorias de gravitacão com dimensões extras. Nesta tese focamos no caso de uma dimensão espacial extra. Características genéricas desse tipo de cenário são a existência de partículas de gravidade massivas, associadas com a métrica penta-dimensional que acopla com o Modelo Padrão para matéria, levando a assinaturas diretas em colisores de partículas (como o LHC no CERN). Tais partículas de gravidade se acoplam com o setor de Higgs. A descoberta do bóson de higgs abriu um novo camp o de investigação para sua detecção direta, no estado final com dois bósons de higgs. Nós usamos técnicas de Monte Carlo para estudar as estratégias de análise que levariam a um melhor reconhecimento de novas ressonâncias que decaem em pares de bósons de higgs em colisores hadrônicos, que podem ser interpretadas como partículas de gravidade massivas. Finalmente apresentamos as buscas experimentais por tais ressonâncias realizadas no contexto do experimento CMS com dados retirados do primeiro run do LHC (com uma energia de centro de massa de 8 TeV) / The Higgs field of the Standard Model theory for elementary particles and interactions can be realized as a composite state from an underlying strong sector. Such hypothesis is very attractive as an ultraviolet completion of the Standard Model since it solves the hierarchy and avoids naturalness problems. The standard perturbative methods cannot be used in the context of strongly interacting theories, however thyose can be broadly describes in terms of extra dimensional models of gravity. We focus on the case of one additional Warped compact Extra Dimension (WED). The generic signatures of this scenario are the manifestation of heavy gravity particles, associated with the five dimensional metric, that couples with the Standard Model matter leading to direct collider signatures. The heavy gravity particles couples to the Higgs sector. The Higgs discovery had oponed a new investigation channel to LHC direct detection that is the di-higgs final state. We use Monte Carlo techniques to study the analysis strategies that would lead to a best recognition of new resonances decaying to a pair of higgses in hadron colliders, that can be interprets as the gravity particles. We finally present resonance searches performed with data taken by the CMS experiment on the 8 TeV LHC run. The results are interpreted as the gravity particles signatures in the WED context / CNPq: 141964/2009-0

Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-28Bitstream added on 2014-08-27T15:57:03Z : No. of bitstreams: 1 000779457.pdf: 5343732 bytes, checksum: b5a1905f86f721c40742de297263b2a2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Estudamos a Eletrodinâamica Quântica Escalar (sQED) via Teoria de Perturbação Causal (TPC). Em nível de árvore calculamos a amplitude de espalhamento fóton-bóson e bóson-bóson, bem como a polarização do vácuo / We will study the scalar quantum electrodynamics (sQED) by using Causal Perturbation Theory (TPC). In tree level we calculate the photon-boson and boson-boson scattering amplitude as well as vacuum polarization

Resumo não disponível.

No Ensino Médio a maioria dos professores de Física se prende aos conteúdos de Mecânica Clássica. Preferem aprofundar assuntos como cinemática e plano inclinado do que discutir um pouco de Física Moderna. Entretanto, os avanços tecnológicos estão fundamentados em conceitos da Física Moderna, como por exemplo, a evolução da computação quântica, transmissão e processamento de dados, todos os tipos de sensores utilizados hoje em dia. Isto torna com certeza este assunto motivador e de interesse dos alunos no Ensino Médio, além de importante para sua formação. Por isso, é relevante que se discuta com alunos da educação básica tópicos mais importantes da Física Moderna, entre eles a Mecânica Quântica. Nosso trabalho apresentará um curso sobre este assunto com a finalidade de dar suporte aos professores para tal discussão. Muitas vezes a Mecânica Quântica não é abordada porque os professores não têm conhecimento suficiente, sentem-se inseguros para desenvolver o assunto, devido ao fato de em algumas licenciaturas este tópico de Física Moderna ser pouco trabalhado ou à falta de materiais didáticos disponíveis. Assim sendo, este curso tem como objetivo fornecer uma base teórica aos professores sobre conceitos de Mecânica Quântica, além de uma proposta pedagógica e metodológica para trabalhar o tema no Ensino Médio. Foram elaborados textos de apoio ao professor, incluindo simulações e modelagens, que possibilitam a participação do professor como aluno, de forma a tornar mais eficiente o processo de ensino-aprendizagem e permitir a transposição didática. Durante as discussões sobre os conceitos de Mecânica Quântica serão sugeridas formas de se tratar o assunto no Ensino Médio. Na proposta metodológica procurou-se contextualizar o assunto, de forma potencialmente significativa, despertando o interesse do professor-aluno para tratar o assunto no nível Médio. / At secondary school level most physics teachers bind to the content of classical mechanics. They prefer to deepen in subjects such as kinematics and sloping ramps rather than discussing a little of modern physics. However, technological advances such as the evolution of quantum computation, transmission and processing of data, and all kinds of sensors used nowadays are founded on concepts of modern physics. This fact makes this subject motivating and of interest to secondary school student. Because of that, it is relevant that we discuss with basic education students important topics of modern physics, among them, quantum mechanics. This study presents a course on the subject aiming at providing support to physics teachers on such topic. Many times quantum mechanics is not approached because teachers do not know enough about it; they feel insecure to teach this subject, even if only conceptually, due to the fact that in many teacher preparation courses modern physics is worked little, either that or there is a shortage of didactic materials. So, the objective of the course was to provide a theoretical basis to teachers on quantum mechanics, besides a pedagogical and methodological proposal to work on this subject at the secondary level. We prepared texts to serve as support to teachers. Simulations and modeling were used to enable the participation of teachers as students in such a way to make the process of teaching-learning more efficient and allow for didactic transposition. During the discussions about the concepts of quantum mechanics, suggestions on ways of working with it in the secondary level were made. In the methodological proposal we tried to contextualize the subject in a potentially meaningful way, awakening the interest of the student-teacher to deal with it at high school level.