Submitted by PPG Educa??o em Ci?ncias e Matem?tica (educem-pg@pucrs.br) on 2018-06-27T13:32:13Z No. of bitstreams: 1 DISSERTA??O_Thaisa_Laiara_Prediger_VERS?O_PARA_HOMOLOGADA-26-06-18.pdf: 1546020 bytes, checksum: d4f5f7aae71f9e387d30d2c846c914c9 (MD5) / Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2018-07-04T11:14:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTA??O_Thaisa_Laiara_Prediger_VERS?O_PARA_HOMOLOGADA-26-06-18.pdf: 1546020 bytes, checksum: d4f5f7aae71f9e387d30d2c846c914c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-04T11:31:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTA??O_Thaisa_Laiara_Prediger_VERS?O_PARA_HOMOLOGADA-26-06-18.pdf: 1546020 bytes, checksum: d4f5f7aae71f9e387d30d2c846c914c9 (MD5) Previous issue date: 2018-03-23 / El objetivo de esta disertaci?n es comprender c?mo se dar?a la Ense?anza del surgimiento del Universo en las clases de Ciencias bajo el concepto de Spinoza. Para ello, se analiz? la obra ?tica: demostrada seg?n el orden geom?trico, principalmente la primera parte, pues trata sobre la naturaleza, sustancia y Dios. Adem?s de estudiar algunos mitos, creencias religiosas y pensamientos filos?ficos presentes en la Historia de la Ciencia sobre el origen del mundo; se busc? conocer la Ontolog?a de Spinoza, con vistas a su Metaf?sica; y comprender la convergencia y divergencia entre la Teor?a de la Relatividad de Einstein y la Metaf?sica de Spinoza; comprendiendo tambi?n el papel de la Ense?anza de Ciencias al abordar el surgimiento del Universo. Para la recolecci?n y an?lisis de los datos, se utiliz? la investigaci?n bibliogr?fica y la cr?tica dial?ctica, siguiendo la propuesta de Marx y Kosik. Para la composici?n de la cr?tica dial?ctica, todos los asuntos investigados fueron sometidos a la aprehensi?n de lo real; en otras palabras, se unieron primero en una totalidad ca?tica, para entonces formar conceptos abstractos. En esta disertaci?n se identificaron las concepciones de la Metaf?sica de Spinoza, a partir de la siguiente cuesti?n de investigaci?n: ?C?mo abordar en la Ense?anza de Ciencias el surgimiento del Universo - mitolog?a, religi?n y Ciencia bajo el concepto de Spinoza? La investigaci?n mostr? que la Ense?anza sobre el surgimiento del Universo por el concepto de Spinoza puede ser dado recorriendo la Historia de la Cosmolog?a, estudiando mitos y relacion?ndolos con la Filosof?a de Spinoza; que comprendiendo conceptos presentes en sus obras, y diferenci?ndolos de los conceptos de otros fil?sofos, compr?ndase as? el surgimiento del Universo por ser causa de s? mismo, y a partir de entonces, se puede explicar, por medio de las afecciones de los atributos, como la F?sica Newtoniana, Relativista y Cu?ntica ocurren; entre otras posibilidades que la Filosof?a de Spinoza ofrece. / O objetivo da pesquisa descrita nesta disserta??o foi o de compreender como se daria o Ensino do surgimento do Universo nas aulas de Ci?ncias, sob o filtro de Spinoza. Isso foi feito com o objetivo de desviar o ensino de f?sica de uma raz?o instrumental por meio da contextualiza??o filos?fica. Para isso, foi analisada a obra ?tica: demonstrada segundo a ordem geom?trica - principalmente a primeira parte - pois trata sobre a natureza, subst?ncia e Deus. Ademais de estudar alguns mitos, cren?as religiosas e pensamentos filos?ficos presentes na Hist?ria da Ci?ncia sobre a origem do mundo, procurou-se conhecer a Ontologia de Spinoza, com vista ? sua Metaf?sica, e compreender a converg?ncia e diverg?ncia entre a Teoria da Relatividade de Einstein e a Metaf?sica de Spinoza, compreendendo tamb?m o papel do Ensino de Ci?ncias ao abordar o surgimento do Universo. Para a coleta e an?lise dos dados, utilizou-se a pesquisa bibliogr?fica e a cr?tica dial?tica, seguindo a proposta de Marx e Kosik. Para a composi??o da cr?tica dial?tica, todos os assuntos investigados foram submetidos ? apreens?o do real; em outras palavras, uniram-se primeiramente em uma totalidade ca?tica, para ent?o formar conceitos abstratos. Nesta disserta??o foi identificada a concep??o spinozista da natureza a partir da seguinte quest?o de pesquisa: Como abordar no Ensino de Ci?ncias o surgimento do Universo - mitologia, religi?o e Ci?ncia sob o filtro de Spinoza? A investiga??o mostrou que o Ensino sobre o surgimento do Universo pelo filtro de Spinoza pode ser dado percorrendo a Hist?ria da Cosmologia; estudando mitos e relacionando-os com a Filosofia de Spinoza. Isso permite compreender conceitos presentes em suas obras, diferenciando-os dos conceitos de outros fil?sofos, intuindo assim, o surgimento do Universo como causa de si mesmo, e a partir de ent?o, pode-se explicar, por meio das afec??es dos atributos, como a F?sica Newtoniana, Relativ?stica e Qu?ntica ocorrem; entre outras possibilidades que a Filosofia de Spinoza oferece.

A presente dissertação tem como objeto de estudo sistemas da física da matéria condensada que sejam capazes de simular sistemas gravitacionais, tais como buracos negros e universos em expansão, onde processos quânticos tomam parte. Neste estudo nos debruçamos principalmente sobre o modelo do fluido e condensados de Bose-Einstein. No modelo do fluido exploramos a geometria efetiva que surge e os problemas de back-reaction e dos modos trans-planckianos de campos quânticos. No modelo baseado em condensados exploramos sua faceta cosmológica e a possibilidade de campos maciços. Além destes dois modelos de grande relevância na literatura, ainda expomos os análogos em cordas elásticas e os baseados em ondas na superfícies de fluidos e uma análise geral baseada no formalismo lagrangeano para campos. / This dissertation has as object of study systems of condensate-matter physics which can simulate gravitational systems like black holes and expanding universes where quantum processes take place. In this study we lay attention mainly on the fluid model and on Bose-Einstein-condensate-based models. In the fluid model we explore the features of the emergent geometry and other problems like the back-reaction and the trans-planckian modes of quantum fields. In the condensate-based models we explore their cosmological aspects and the possibility for massive fields. Moreover, we shall present two other models, the elastic string and the surface-wave-based models in fluids, and a very general analysis based on the Lagrangean formalism for fields.

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-12T13:00:44Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2334284 bytes, checksum: c3d087bb8f68c3b8f619b05f161a3e77 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-12T13:00:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2334284 bytes, checksum: c3d087bb8f68c3b8f619b05f161a3e77 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In this thesis, we study the influence of gravitating non-Abelian cosmic strings on the spacetime geomerty. In order to develop this analysis, we constructed a set of coupled non-linear differential equations. Because there is no closed solution for this set of equations, we solve it numerically to determine the behaviour for the Higgs, gauge and metric fields. This model under consideration present two bosonic sectors, besides the non-Abelian gauge field. The two bosonic sectors may present a direct coupling. So, we investigate the relevance of this coupling on the system, specifically in the linear energy density of the string and on the planar angle deficit. We also analyze the behaviors of these quantities as function of the energy scale where the gauge symmetry is spontaneously broken. We have extented this analysis to de Sitter and anti-de Sitter spacetimes. In order to do that we construct the complete set of equations of motion considering the presence of a cosmological constant. By using numerical analysis we provide the behavior of the Higgs and gauge fields and also for the metric tensor for specific values of the physical parameters of the theory. For de Sitter case, we find the appearance of horizons that although being consequence of the presence of the cosmological constant it strongly depends on the value of the gravitational coupling. In the anti-de Sitter case, we find that the system does not present horizons. In fact the new feature of this system is related with the behavior of the (tt) and (zz) components of the metric tensor. They present a strongly increasing for large distance from the string. / Nesta tese estudamos a influência das cordas cósmicas não-Abelianas na geometria do espaço-tempo. Para este fim, utilizamos um modelo de Higgs não-Abeliano acoplado com a gravidade e obtemos um sistema de equações diferenciais não-lineares. Como este sistema de equações diferenciais não possui solução analítica, realizamos análise numérica para obter o comportamento dos campos de Higgs, de gauge e métricos em função da distância à corda cósmica. O modelo considerado apresenta dois campos bosônicos e um campo de gauge não-Abeliano. Como os dois setores bosônicos podem apresentar um acoplamento direto, investigamos a relevância deste acoplamento no sistema, especificamente na densidade linear de energia e no déficit de ângulo planar. Também analisamos o comportamento destas quantidades como função da escala de energia onde a simetria de gauge é espontaneamente quebrada. Ampliamos este estudo para as cordas cósmicas não-Abelianas no espaço-tempo de de Sitter e anti-de Sitter. Para isto, construímos um sistema de equações de campo considerando a presença da constante cosmológica. Utilizando a análise numérica, fornecemos o comportamento dos campos de Higgs, de gauge e dos campos métricos para valores específicos dos parâmetros físicos do modelo. Para o caso do espaço-tempo de de Sitter, salientamos o surgimento do horizonte cosmológico que, embora seja consequência da constante cosmológica, está fortemente relacionado ao acoplamento gravitacional. Para o espaço-tempo de anti-de Sitter, encontramos que o sistema não apresenta horizonte. Esta característica do sistema está relacionada às componentes (tt) e (zz) do tensor métrico, que divergem para grandes distâncias da corda cósmica.

Elaboramos um estudo detalhado de alguns aspectos d(e uma versão d)a correspondência AdS/CFT, conjeturada por Maldacena e Witten, entre teorias quânticas de campo num fundo gravitacional dado por um espaço-tempo assintoticamente anti-de Sitter (AAdS), e teorias quânticas de campos conformalmente covariantes no infinito conforme (no sentido de Penrose) deste espaço-tempo, aspectos estes: (a) independentes d(o par d)e modelos específicos em Teoria Quântica de Campos, e (b) suscetíveis a uma reformulação em moldes matematicamente rigorosos. Adotamos como ponto de partida o teorema demonstrado por Rehren no contexto da Física Quântica Local (também conhecida como Teoria Quântica de Campos Algébrica) em espaços-tempos anti-de Sitter (AdS), denominado holografia algébrica ou dualidade de Rehren. O corpo do presente trabalho consiste em estender o resultado de Rehren para uma classe razoavelmente geral de espaços-tempos AAdS d-dimensionais (d>3), escrutinar como as propriedades desta extensão são enfraquecidas e/ou modificadas em relação ao espaço-tempo AdS, e como efeitos gravitacionais não-triviais se manifestam na teoria quântica no infinito conforme. Dentre os resultados obtidos, citamos: condições razoavelmente gerais sobre geodésicas nulas no interior (cuja plausibilidade justificamos por meio de resultados de rigidez geométrica) não só garantem que a nossa generalização é geometricamente consistente com causalidade, como também permite uma reconstrução ``holográfica\'\' da topologia do interior na ausência de horizontes e singularidades; a implementação das simetrias conformes na fronteira, que associamos explicitamente a uma família de isometrias assintóticas do interior construída de maneira intrínseca, ocorre num caráter puramente assintótico e é atingida dinamicamente por um processo de retorno ao equilíbrio, mediante condições de contorno adequadas no infinito; efeitos gravitacionais podem eventualmente causar obstruções à reconstrução da teoria quântica no interior, ou por torná-la trivial em regiões suficientemente pequenas ou devido à existência de múltiplos vácuos inequivalentes, que por sua vez levam à existência de excitações solitônicas localizadas ao redor de paredes de domínio no interior, similares a D-branas. As demonstrações fazem uso extensivo de geometria Lorentziana global. A linguagem empregada para as teorias quânticas relevantes para nossa generalização da dualidade de Rehren segue a formulação funtorial de Brunetti, Fredenhagen e Verch para a Física Quântica Local, estendida posteriormente por Sommer para incorporar condições de contorno. / We elaborate a detailed study of certain aspects of (a version of) the AdS/CFT correspondence, conjectured by Maldacena and Witten, between quantum field theories in a gravitational background given by an asymptotically anti-de Sitter (AAdS) spacetime, and conformally covariant quantum field theories in the latter\'s conformal infinity (in the sense of Penrose), aspects such that: (a) are independent from (the pair of) specific models in Quantum Field Theory, and (b) susceptible to a recast in a mathematically rigorous mould. We adopt as a starting point the theorem demonstrated by Rehren in the context of Local Quantum Physics (also known as Algebraic Quantum Field Theory) in anti-de Sitter (AdS) spacetimes, called algebraic holography or Rehren duality. The main body of the present work consists in extending Rehren\'s result to a reasonably general class of d-dimensional AAdS spacetimes (d>3), scrutinizing how the properties of such an extension are weakened and/or modified as compared to AdS spacetime, and probing how non-trivial gravitational effects manifest themselves in the conformal infinity\'s quantum theory. Among the obtained results, we quote: not only does the imposition of reasonably general conditions on bulk null geodesics (whose plausibility we justify through geometrical rigidity techniques) guarantee that our generalization is geometrically consistent with causality, but it also allows a ``holographic\'\' reconstruction of the bulk topology in the absence of horizons and singularities; the implementation of conformal symmetries in the boundary, which we explicitly associate to an intrinsically constructed family of bulk asymptotic isometries, have a purely asymptotic character and is dynamically attained through a process of return to equilibrium, given suitable boundary conditions at infinity; gravitational effects may cause obstructions to the reconstruction of the bulk quantum theory, either by making the latter trivial in sufficiently small regions or due to the existence of multiple inequivalent vacua, which on their turn lead to the existence of solitonic excitations localized around domain walls, similar to D-branes. The proofs make extensive use of global Lorentzian geometry. The language employed for the quantum theories relevant for our generalization of Rehren duality follows the functorial formulation of Local Quantum Physics due to Brunetti, Fredenhagen and Verch, extended afterwards by Sommer in order to incorporate boundary conditions. (An English translation of the full text can be found at arXiv:0712.0401)

A presente dissertação tem como objeto de estudo sistemas da física da matéria condensada que sejam capazes de simular sistemas gravitacionais, tais como buracos negros e universos em expansão, onde processos quânticos tomam parte. Neste estudo nos debruçamos principalmente sobre o modelo do fluido e condensados de Bose-Einstein. No modelo do fluido exploramos a geometria efetiva que surge e os problemas de back-reaction e dos modos trans-planckianos de campos quânticos. No modelo baseado em condensados exploramos sua faceta cosmológica e a possibilidade de campos maciços. Além destes dois modelos de grande relevância na literatura, ainda expomos os análogos em cordas elásticas e os baseados em ondas na superfícies de fluidos e uma análise geral baseada no formalismo lagrangeano para campos. / This dissertation has as object of study systems of condensate-matter physics which can simulate gravitational systems like black holes and expanding universes where quantum processes take place. In this study we lay attention mainly on the fluid model and on Bose-Einstein-condensate-based models. In the fluid model we explore the features of the emergent geometry and other problems like the back-reaction and the trans-planckian modes of quantum fields. In the condensate-based models we explore their cosmological aspects and the possibility for massive fields. Moreover, we shall present two other models, the elastic string and the surface-wave-based models in fluids, and a very general analysis based on the Lagrangean formalism for fields.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-08-09T11:18:45Z No. of bitstreams: 1 sebastiaomaurofilho.pdf: 637836 bytes, checksum: 0629945b7a9ce79385454dd5fb18c92f (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-09T13:36:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sebastiaomaurofilho.pdf: 637836 bytes, checksum: 0629945b7a9ce79385454dd5fb18c92f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-09T13:36:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sebastiaomaurofilho.pdf: 637836 bytes, checksum: 0629945b7a9ce79385454dd5fb18c92f (MD5) Previous issue date: 2017-01-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese aplicamos o método perturbativo, em nível clássico, à Gravidade de Quarta Ordem e à Relatividade Geral estendida pelo Grupo de Renormalização (RGGR). Para explorar as perturbações métricas, na teoria da Gravidade de Quarta Ordem, nós usamos a formulação de campos auxiliares para uma métrica de fundo curva e arbitrária. O caso em que a métrica de fundo é Ricci-plano foi elaborada em detalhes. Notamos que o uso de campos auxiliares tornará a análise perturbativa mais simples e os resultados mais claros. Como uma aplicação, nós reconsideramos os resultados para a estabilidade do buraco negro de Schwarzschild e discutimos alguns avanços para o buraco negro de Kerr na Gravidade de Quarta Ordem. Nós também usamos o método perturbativo para explorar os limites newtoniano e pós-newtoniano de RGGR. No Sistema Solar, RGGR depende de um único parâmetro adimensional /9, e ele é tal que para /9 = 0 a Relatividade Geral é obtida. Para estudar o limite newtoniano fizemos uso da técnica de transformação conforme e da dinâmica do vetor de Laplace-Runge-Lenz (LRL). Isso nos permitiu estimar o limite superior de P dentro do Sistema Solar em dois casos: um quando é levado em conta o efeito de potencial externo e outro quando ele não é considerado. Anteriormente, foi encontrado que este parâmetro satisfaz o seguinte limite /9 < 10-21, quando o efeito de potencial externo é ignorado. Entretanto, como nós mostramos esse limite cresce cinco ordens de magnitude P < 10-16 quando tal efeito é considerado. Além disso, mostramos que para um certo limite, RGGR pode ser facilmente testada usando o formalismo parametrizado pós-newtoniano (PPN). / In this thesis we applied the perturbative method, on a classical level, to the fourth-order gravity and the Renormalization Group extended General Relativity (RGGR). We will consider auxiliary fields formulation for the general fourth-order gravity on an arbitrary curved back-ground to analyze the metric perturbations in this theory. The case of a Ricci-flat background was elaborated in detail. We noticed that the use of auxiliary fields helps to make the pertur-bative analysis easier and the results more clear. As an application we reconsider the stability problem of the Schwarzschild and Kerr black holes in the fourth-order gravity. We also used the perturbative method to develop the Newtonian and post-Newtonian limits of RGGR. In the Solar System, RGGR depends on a single dimensionless parameter 0, and this parameter is such that for 0 = 0 one fully recovers General Relativity in the Solar System. In order to study the Newtonian limit we used the conformal transformation technique and the dynamics of the Laplace-Runge-Lenz vector (LRL). In this way, we could estimate the upper bound for 0 within the Solar System in two case: the case where the external potential effect is considered and the another when it is not considered. Previously this parameter was constrained to be 0 < 10-21, without considering the external potential effect. However, as we showed, when such an effect is considered this bound increases by five orders of magnitude, O < 10-16. Moreover, we showed that under a certain approximation RGGR can be easily tested using the parametrized post-Newtonian (PPN) formalism.