Orientador: George Emanuel Avraam Matsas / Resumo: A teoria quântica de campos em espaços-tempos curvos é o arcabouço teórico mais sólidoque temos para estudar a interação entre gravitação e mecânica quântica na ausência deuma teoria completa de gravitação quântica. Neste contexto, um problema que atraiu muitaatenção dos físicos teóricos nas últimas décadas é o chamado "paradoxo da perda de informação em buracos negros", onde a evolução de um estado quântico puro inicial para um estado quântico misto final caracterizaria uma violação das leis da mecânica quântica. Nesta dissertação nós argumentamos que a perda de informação em si não viola as leis da mecânica quântica e é consequência direta da teoria semi-clássica utilizada. Finalmente, argumentamos que a questão da recuperação da informação deve ser tratada utilizando-se uma teoria de gravitação quântica ainda desconhecida. / Abstract: The quantum theory of fields in curved space-times is the most solid framework for studying the interplay between gravity and quantum mechanics in the absence of a complete theory of quantum gravity. In this scenario, one problem that has drawn much attention from the theoretical physics community in the last decades is the so-called "black hole information loss paradox", where the evolution from an initial pure quantum state to a final mixed quantum state would constitute a violation of the laws of quantum mechanics. In this dissertation we argue that information loss does not violate quantum mechanics, being simply a consequence of the semi-classical framework adopted and that the question of information recovery needs to be addressed by a yet unknown theory of quantum gravity. / Mestre

Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Coorientador: Rodolfo Alván Casana Sifuentes / Banca: Abraham Hirsz Zimerman / Banca: Veríssimo Manoel de Aquino / Resumo: Realizamos um estudo da Teoria Quântica de Campos num espaço-tempo de (1 + 1)-dimensões em modelos exatamente solúveis via o formalismo de integração funcional; em que a estrutura Hamiltoniana dos modelos é construída segundo a abordagem de Dirac para sistemas vinculados. Além disso, implementamos as equações de Schwinger-Dyson e as identidades de Ward-Takahashi. Damos ênfase na estrutura de gauge do modelo de Thirring com simetria de gauge e analisamos os limites fortes das suas constantes de acoplamento / Abstract: We study the quantum field theory in (1 + 1)-dimensional space-time in exactly solvable models via the functional integral formalism. The Hamiltonian structure of the models is studied following the Dirac's procedure for constrained systems and the generating functional for the Green's functions is implemented into the functional integral technique. Also, we implement the Schwinger-Dyson equations and the Ward- Takahashi identities. We made emphasize in the gauge structure of Gauged Thirring Model and study the strong limits of their coupling constants / Mestre

Orientador: Gastão Inácio Krein / Banca: Rudnei de Oliveira Ramos / Banca: Heron Carlos de Godói Caldas / Banca: Sérgio Szpigel / Banca: Sandra dos Santos Padula / Resumo: Desenvolvemos um formalismo para estudar a quebra dinâmica da simetria quiral na matéria hadrônica em que os quarks e gluons estão confinados no interior dos hádrons. O formalismo emprega as técnicas tradicionais da teoria quântica de muitos corpos em conjunção com a representação Fock-Tani, em que os estados ligados hadrônicos são descritos em termos de operadores de campos que satisfazem regras de comutação canônicas em um espaço de Fock estendido. Empregamos um modelo de quarks inspirado na Hamiltoniana da QCD no calibre de Coulomb que confina quarks e gluons e realiza a quebra dinâmica da simetria quiral. Resultados numéricos foram obtidos para a equação de gap para os quarks num meio hadrônico formado por nucleons a temperatura zero. Como aplicação do formalismo estimamos os efeitos da densidade bariônica sobre o potencial de interação entre mésons charmosos D com nucleons obtido com a representação Fock-Tani dentro do mesmo modelo de quarks / Abstract: We have developed a formalism to study dynamical chiral symmetry breaking in hadronic matter where quarks and gluons are confined within hadrons. The for- malism employs the traditional techniques of the quantum many body theory in conjunction with the Fock-Tani representation in which the hadronic bound States are described in terms of field operators that satisfy canonical commutation rela- tions in an extended Fock space. We have employed a quark model inspired in the QCD Hamiltonian in Coulomb gauge that confines quarks and gluons and realizes dynamical chiral symmetry breaking. Numerical results are obtained for the gap equation in a hadronic médium formed by nucleons at zero temperature. As an application of the formalism we have estimated the effects of the barionic density on the interaction potential of charmed D mesons with nucleons obtained with the Fock-Tani representation within the the same quark model / Doutor

Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Banca: Celso Luiz Lima / Banca: Diógenes Galetti / Resumo: Realizamos um estudo da Mecânica Quântica em espaços curvos via Formulação Variacional de Schwinger. Primeiramente, introduzimos a Álgebra de Medida seguida da descrição do Princípio Variacional de Schwinger. Considerando espaços curvos encontramos uma generalização do momento na representação de coordenada sendo este uma derivada covariante. Consistente com o Princípio Variacional propomos um Hamiltoniano invariante sob transformações de coordenadas. Além disso, analisamos o caso mais simples em espaços curvos considerando uma partícula livre sobre um círculo / Abstract: We study Quantum Mechanics on curved space by Schwinger's Variational approach. First, the Measurement Algebra is introduced followed by the Schwinger's Variational Principie. Taking into account the curved space, we find a generalization of the momentum in the coordinate representation which is considered a covariant derivate. Consistent with the Variational Principle we managed to suggest an invariant Hamiltonian under coordinate transformations. Furthermore, the simplest example on curved space is take into account: the free particle on a circle / Mestre

Orientador: George Emanuel Avraam Matsas / Banca: Vicente Pleitez / Banca: Júlio César Fabris / Banca: Valdir Barbosa Bezerra / Banca: Marcelo Moraes Guzzo / Resumo: Investigamos a possibilidade de decaimento de prótons em movimento geodésico circular ao redor de objetos compactos sem carga. As taxas para o processo fraco e forte e as respectivas potências irradiadas são calculadas a partir de um formalismo semi-clássico. Nossos resultados são discutidos com respeito aos obtidos na literatura onde se consideram prótons acelerados em campos eletromagnéticos. Testes de consistência são apresentados ao longo desta tese / Abstract: We investigate the possible decay of protons in geodesic circular motion around neutral compact objects. Weak and strong decay rates and the associated emitted powers are calculated using a semi-classical approach. Our results are discussed with respect to distinct ones in the literature, which consider the decay of accelerated protons in electromagnetic fields. A number of consistency checks are presented along this thesis / Doutor

Orientador: Alvaro de Souza Dutra / Banca: Marcelo Batista Hott / Banca: Denis Dalmazi / Banca: Henrique Boschi Filho / Banca: José Abdalla Helayel Neto / Resumo: Defeitos topológicos têm um grande número de aplicações em diversas áreas de física, química e outras áreas da ciência natural. Particularmente, em teoria quântica de campos (TQC), algumas propriedades importantes e interessantes de modelos não lineares podem ser estudados por soluções topológicas. A maior parte de sistemas (TQC) são intrinsicamente não lineares e, como consequência naturalmente devem apresenat configurações solitônicas. Este trabalho trata alguns sistemas de campos escalares integrantes em (1 + 1) dimensões que apresentam soluções solitônicas. Isto é realizado por meio de um método para se obter a solução geral da órbita que conecta o vácuo de alguns modelos particulares. Essas soluções podem ser aplicadas para o caso de cenários cosmológicos, onde o universo é tratado como uma parede de domínio em uma dimensão extra. O estudo dessas soluções e suas consequências poderiam ter uma importância fundamental na construção de cenários cosmológicos e no entendimento do universo. / Abstract: Topological defects have a large number of applications in diverse areas of physics, chemistry and other areas of natural sciences. Particularly, in Quantum Field Theory (QFT), some very interesting and important features of nonlinear models can be studied by means of topological solutions. As a matter of fact, the most part of the QFT systems are intrinsically nonlinear and, as a consequence, naturally may present topological configurations. This work treat some systems of interacting scalar fields in (1+1) dimensions which present solitonic configurations. This is done by introducing an approach to obtain the general solution of the orbit connecting the vacua of some particular models. These solutions can be applied to the case of cosmological scenarios, where our universe is taken as a domain wall in an extra dimension. The study of these solutions and its consequences could play a fundamental importance in the construction of the cosmological scenarios and in the understanding of the universe. / Doutor

Orientador: Elso Drigo Filho / Banca: Sérgio Emanuel Galembeck / Banca: Paulo Henrique Alves Guimarães / Resumo: O efeito de confinamento quântico é proposto neste trabalho como a causa do deslocamento do espectro vibracional de grupos moleculares sob a formação de ligação de hidrogênio. Essa ligação deve impor uma barreira ao hidrogênio e impedir que ele tenha liberdade no seu movimento oscilatório. O objetivo é estudar as transições vibracionais dos grupos moleculares NH e OH quando estão livres (sem a formação da ligação de hidrogênio) e quando estão confinados (sob a formação da ligação de hidrogênio). As vibrações dos grupos unidos por ligações de hidrogênio têm caráter altamente direcional, portanto utiliza-se o potencial de Morse unidimensional para descrever os sistemas estudados. As autoenergias são obtidas via método variacional. As autofunções utilizadas nesse método são obtidas por meio da Mecânica Quântica Supersimétrica (MQS). Para chegar à energia emitida/absorvida pelo grupo, calcula-se a energia do estado fundamental (n=0) e de estados excitados (n=1, para NH e OH, e n=2, para o OH). A diferença entre os níveis fornece a energia cedida/recebida pelo grupo. Os resultados do caso livre e do caso confinado são comparados entre si e posteriormente com os dados experimentais. A partir dos resultados obtidos pode-se inferir que o confinamento quântico é suficiente para descrever o deslocamento do espectro observado / Abstract: The quantum confinement is proposed to describe the displacement of the vibrational spectrum of molecular groups in hydrogen bond. The specifically main point of this work is to study the vibrational transitions of molecular NH and OH groups when they are free (without the formation of hydrogen bonding) and when they are confined (when there is formation of hydrogen bonding). The one-dimensional Morse potential is used to describe the systems studied. The energy eingenvalues are obtained via variational method. The trial eigenfunctions used are obtained by of supersymmetric quantum mechanics (MQS) formalism. The energy emitted/absorbed is obtained by calculating the energy of the ground state (n = 0) and the excited states (n = 1 to NH and OH and n = 2 for OH). The difference between levels provides the energy emitted/absorbed by a specific group. The results of free case and confined case are compared with the experimental data. From the results obtained it can be inferred that the quantum confinement is sufficient to describe the shift of the spectrum / Mestre

Orientador: Fernando Luiz de Campos Carvalho / Banca: Alvaro de Souza Dutra / Banca: Jose Abdalla Helayel Neto / Resumo: Neste trabalho estudamos aspectos gerais do modelo padrão tendo como principal objetivo o estudo do setor escalar desse modelo. Iniciamos com as teorias de gauge e mecanismo de quebra espontânea de simetria, necessários para a compreensão desse setor do modelo. Posteriormente escrevemos a lagrangiana do modelo padrão, nos concentrando no setor escalar de forma a obter os acoplamento do bóson de Higgs a férmions e bósons de gauge. Determinamos as largura de decaimento e seções de choque para os processos de produção e desintegração do bóson de Higgs. Com o apoio de códigos computacionais obtivemos resultados numéricos e os comparamos com os resultados recentement publicados sobre a possível descoberta do bóson de Higgs. Estudamos a extensão supersimétrica mais simples do modelo padrão, o MSSM, iniciando com o modelo de dois dubletos de Higgs, determinamos os campos de Higgs físicos da teoria. Escrevemos as lagrangianas de interação e extraímos os acoplamento dos campos escalares da teoria. Escrevemos as novas larguras de decaimentos, mencionando sua diferença com relação ao modelo padrão. Por fim, novamente com a utilização dos códigos computacionais e com os resultados obtidos, analisamos os diferentes casos e comparamos os resultados para o setor escalar neutro de ambos os modelos, isto é, modelo padrão e modelo padrão mínimo supersimétrico / Abstract: We have studied general aspects of the Standard Model, focusing on the scalar sectos of this model. We have written the Standard Model lagrangian, obtainde the couplings of the Higgs bosons to fermions and gauge bosons. We have derived the decay width as well as the cross sections for production and decay of Higgs bosons We have obtained numerical results using fortran codes. We have studied the simplest extension of the Standard model, the MSSM, starting with the two Higgs doublet model. We have derived the physical Higgs of the theory and written the interacting lagrangian as wellas their couplings on the theory. The ner decay width of the neutral CP-even scalar is writtenm and the numerical results for this case is used to compare the Higgs boson of the Standard Model with hte neutral CP-even Higgs boson of the MSSM / Mestre

Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Banca: Fernando T. Caldeira Brandt / Banca: Carlos A. Aragão de Carvalho Filho / Banca: Roldão da Rocha Junior / Banca: Horatiu Nastase / Resumo: 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 / Abstract: 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 / Doutor

Orientador: Alfredo Takashi Suzuki / Banca: Silvana Perez / Banca: Esdras Santana dos Santos / Banca: Alexandre Grezzi Miranda Schmidt / Banca: Tobias Frederico / Resumo: 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... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 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) / Doutor