abstract: Quark matter at sufficiently high density and low temperature is expected to be a color superconductor, and may exist in the interior of neutron stars. The properties of two simplest possible color-superconducting phases, i.e., the color-flavor-locked (CFL) and two-flavor superconducting (2SC) phases, are reviewed. The effect of a magnetic field on the pairing dynamics in two-flavor color-superconducting dense quark matter is investigated. A universal form of the gap equation for an arbitrary magnetic field is derived in the weakly coupled regime of QCD at asymptotically high density, using the framework of Schwinger-Dyson equation in the improved rainbow approximation. The results for the gap in two limiting cases, weak and strong magnetic fields, are obtained and discussed. It is shown that the superconducting gap function in the weak magnetic field limit develops a directional dependence in momentum space. This property of the gap parameter is argued to be a consequence of a long-range interaction in QCD. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Physics 2012

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1993. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:31:22Z : No. of bitstreams: 1 000112761.pdf: 1414514 bytes, checksum: 32dcdc979c30338d3e9c963ea7c498d2 (MD5)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-03Bitstream added on 2014-06-13T20:23:06Z : No. of bitstreams: 1 aguilar_ac_dr_ift.pdf: 1161016 bytes, checksum: 84481c94c9eb08c4b2373598d751b55b (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O sistema complexo de equações de Schwinger-Dyson nos fornece uma abordagem não perturbativa na qual as propriedades infravermelhas da QCD, tais como comportamento de propagadores e vértices podem ser estudados. Utilizando essas equações, o comportamento do propagador do gluon é estudado, no gauge de Landau, do regime perturbativo ao não-perturbativo. Entretanto para fazer essa torre de equações tratável, algumas aproximações são necessárias. Aqui nós vamos discutir dois esquemas diferentes que foram aplicados na equação de Schwinger-Dyson: a aproximação de Mandelstam e o sistema acoplado gluon-ghost. A primeira aproximação consiste em desprezar todas as contribuições que vêem dos campos de férmions e ghosts, enquanto que na segunda aproximação, os campos de ghosts são levados em conta, nos levando a um sistema de equações integrais acopladas. Em ambos os casos, nós mostraremos que uma massa dinâmica para o gluon surge como solução, e algumas de suas propriedades, tais como sua dependência com a escala da QCD, 'lâmbda IND.QCD', e seu comportamento perturbativo serão discutidos. / The complex system of Schwinger-Dyson equations (SDE) provides a non-perturbative framework in which we can study the infrared properties of QCD such as propagators and vertex. Using SDE, the behavior of gluon propagator is studied in Landau Gauge from perturbative to non-perturbative regimes. However to make this tower of equations tractable some approximations are needed. Here we discuss two different schemes which were applied for the SDE: the Mandelstam and gluon-ghost approximaions. The former consist in neglecting all contributions that come from fermions and ghosts fields while in the latter, the ghosts field are taken into account which lead to a coupled system of integral equations. In both cases, we show that a dynamical mass for the gluon propagator arises as a solution, and some of its properties, such as its dependency on 'lâmbda IND.QCD' and how is its behavior at large momenta, will also be discussed.

Orientador : Lauro Tomio, Sadhan K. Adhikari / Mestre

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O problema de como descrever a dinâmica efetiva de partículas ou campos confinados a um espaço-tempo de baixa dimensão é de interesse em muitas áreas da física. Vários métodos foram propostos na literatura para atacar este problema. Recentemente, foram relatadas algumas evidências experimentais que são consistentes com a chamada abordagem de potencial confinante. À luz destes resultados, o objetivo desta tese é o de construir uma teoria quântica para partículas confinadas em uma subvariedade, imersa em um espaço-tempo plano, empregando o cenário conceitual da abordagem de potencial confinante. A tese está dividida em duas partes. A primeira parte é dedicada exclusivamente ao estudo da mecânica quântica em uma subvariedade. Para esta finalidade, deduzimos as equações efetivas de Schrödinger, Dirac e Klein-Gordon, em uma subvariedade curva, na presença de um campo electromagnético externo. Examinamos as características singulares estas equações e apresentamos algumas aplicações em física da matéria condensada. Na segunda parte, partimos da mecânica quântica na subvariedade e então formulamos a teoria quântica de campos (TQC) na subvariedade. Mostramos que a TQC \"livre\" em uma subvariedade pode ser representada esquematicamente como uma teoria de campos livres, em um fundo curvo, mais um potencial escalar e um campo externo SO(n - m) de Yang-Mills. Calculamos para essa teoria a ação efetiva em ordem de um laço para bósons e férmions a temperatura e potencial químico não nulos, em todas as ordens, usando a expansão de Seely-DeWitt. Para teorias com interações, demonstramos que a teoria conhecida como eletrodinâmica quântica reduzida (RQEDd?,de) pode ser recuperada a partir da abordagem de potencial confinante. Para uma teoria bidimensional, propomos uma grande classe de extensões do modelo de Schwinger, em que a interação entre férmions vai além do potencial linear. Demonstramos que, notavelmente, essas extensões são exatamente solúveis para férmions sem massa e que não há geração de massa dinâmica para os férmions. Além disso, construímos uma nova família de teorias que podem ser exatamente bosonizadas. Também mostramos que RQED4,2 tem as características necessárias para ser identificada como uma teoria de campo efetivo para fios de grafeno. Finalmente, estudamos o efeito da interação de campos magnéticos e pseudomagnéticos no grafeno. Para este sistema, calculamos o condensado fermiônico, a densidade de carga induzida de vácuo, a ação efetiva em ordem de um laço e a magnetização. Demonstramos que a presença de um campo pseudo-magnético diferente de zero torna possível observar experimentalmente uma densidade de carga induzida de vácuo. Além disso, vamos mostrar que é possível ter controle sobre a magnetização, bem como a massa dinâmica para cada vale no grafeno, quer seja por deformações ou variando o campo magnético aplicado. / The problem of how to describe the effective dynamics of particles or fields confined to a lower dimensional curved space-time is of interest in many areas of physics. In the literature, several methods have been proposed to attack this problem. Recently it has been reported some experimental evidences that are consistent with the so-called confining potential approach. In light of these results, the purpose of this thesis is to construct a quantum theory for particles confined in a submanifold of a flat space-time employing the theoretical framework of the confining potential approach. The thesis is divided into two parts. The first one is dedicated exclusively to the study of quantum mechanics on a submanifold. For this purpose, we derive the effective Schrödinger, Dirac and Klein-Gordon equations on a curved submanifold, in the presence of an external electromagnetic field. We examine the singular features of these equations and present some applications to condensed matter. In the second part of this thesis, we start from the quantum mechanics on the submanifold and then we formulate the quantum field theory (QFT) on the submanifold. We will show that the \"free\" QFT on a submanifold can be schematically represented as a quantum theory of free fields on a curved background plus a scalar potential and an external SO(n-m) Yang-Mills field. For this theory, we compute the one-loop effective action for scalars and fermions at finite temperature and chemical potential to all orders using the Seely-DeWitt expansion. For interacting theories, we will prove that the theory known as reduced quantum electrodynamics (RQEDd?,de) can be recovered from the confining potential approach. For a two-dimensional theory, we propose a large class of extensions of the Schwinger model, in which the interaction between fermions goes beyond the linear potential. We demonstrate that, remarkably, these extensions are exactly solvable for massless fermions and that there is no dynamical mass generation for the fermions. Furthermore, we construct a new family of exactly bosonized theories. We also show that RQED4,2 has the necessary features to be identified as an effective field theory for graphene wires. Finally, we study the effect of an interplay of real and pseudomagnetic fields in graphene. We compute the fermion condensate, the induced vacuum charge density, the one-loop effective action and the magnetization, for this system. We will show that the presence of a non-zero pseudomagnetic field makes it possible, experimentally, to observe an induced vacuum charge density. Moreover, we will show that it is possible to have control over the magnetization as well as the dynamical mass for each valley in graphene, by straining or varying the applied magnetic field.

Nesta dissertação, tratamos do espalhamento de partículas (elétrons e éxcitons) em sistemas nos quais o potencial espalhador está acoplado a modos vibracionais. Os efeitos do acoplamento, no espalhamento das partículas, são estudados em dois problemas particularmente interessantes, a saber: o tunelamento de elétrons em heterojunções e o espelhamento de excitações em sólidos. Em ambos há a possibilidade de ocorrência de espalhamento inelástico/ressonante assistido por fônons. Verifica-se que a interação com modos vibracionais induz o aparecimento de estruturas bastante peculiares nos coeficientes de transmissão e seções de choque. Tais estruturas decorrem da existência de espalhamento inelástico (abertura de novos canais) e de efeitos de interferência, construtiva destrutiva, característicos de sistemas nos quais se tem acoplamento entre um nível discreto e o contínuo. / In this work we consider the scattering of excitations in systems in which a local scatterer center is coupled to single vibrational mode. The effects of the coupling are studied in two particular systems, namely, the tunneling of electrons in heterojunctions and the scattering of excitations by impurities in solids. In both cases inelastic scattering is observed and peculiar structures in transmission amplitudes and cross sections are observed. Such structures are a direct consequence from the newly open scattering channels and from interference effects resulting from the coupling of the discret with the continuum.

O problema de como descrever a dinâmica efetiva de partículas ou campos confinados a um espaço-tempo de baixa dimensão é de interesse em muitas áreas da física. Vários métodos foram propostos na literatura para atacar este problema. Recentemente, foram relatadas algumas evidências experimentais que são consistentes com a chamada abordagem de potencial confinante. À luz destes resultados, o objetivo desta tese é o de construir uma teoria quântica para partículas confinadas em uma subvariedade, imersa em um espaço-tempo plano, empregando o cenário conceitual da abordagem de potencial confinante. A tese está dividida em duas partes. A primeira parte é dedicada exclusivamente ao estudo da mecânica quântica em uma subvariedade. Para esta finalidade, deduzimos as equações efetivas de Schrödinger, Dirac e Klein-Gordon, em uma subvariedade curva, na presença de um campo electromagnético externo. Examinamos as características singulares estas equações e apresentamos algumas aplicações em física da matéria condensada. Na segunda parte, partimos da mecânica quântica na subvariedade e então formulamos a teoria quântica de campos (TQC) na subvariedade. Mostramos que a TQC \"livre\" em uma subvariedade pode ser representada esquematicamente como uma teoria de campos livres, em um fundo curvo, mais um potencial escalar e um campo externo SO(n - m) de Yang-Mills. Calculamos para essa teoria a ação efetiva em ordem de um laço para bósons e férmions a temperatura e potencial químico não nulos, em todas as ordens, usando a expansão de Seely-DeWitt. Para teorias com interações, demonstramos que a teoria conhecida como eletrodinâmica quântica reduzida (RQEDd?,de) pode ser recuperada a partir da abordagem de potencial confinante. Para uma teoria bidimensional, propomos uma grande classe de extensões do modelo de Schwinger, em que a interação entre férmions vai além do potencial linear. Demonstramos que, notavelmente, essas extensões são exatamente solúveis para férmions sem massa e que não há geração de massa dinâmica para os férmions. Além disso, construímos uma nova família de teorias que podem ser exatamente bosonizadas. Também mostramos que RQED4,2 tem as características necessárias para ser identificada como uma teoria de campo efetivo para fios de grafeno. Finalmente, estudamos o efeito da interação de campos magnéticos e pseudomagnéticos no grafeno. Para este sistema, calculamos o condensado fermiônico, a densidade de carga induzida de vácuo, a ação efetiva em ordem de um laço e a magnetização. Demonstramos que a presença de um campo pseudo-magnético diferente de zero torna possível observar experimentalmente uma densidade de carga induzida de vácuo. Além disso, vamos mostrar que é possível ter controle sobre a magnetização, bem como a massa dinâmica para cada vale no grafeno, quer seja por deformações ou variando o campo magnético aplicado. / The problem of how to describe the effective dynamics of particles or fields confined to a lower dimensional curved space-time is of interest in many areas of physics. In the literature, several methods have been proposed to attack this problem. Recently it has been reported some experimental evidences that are consistent with the so-called confining potential approach. In light of these results, the purpose of this thesis is to construct a quantum theory for particles confined in a submanifold of a flat space-time employing the theoretical framework of the confining potential approach. The thesis is divided into two parts. The first one is dedicated exclusively to the study of quantum mechanics on a submanifold. For this purpose, we derive the effective Schrödinger, Dirac and Klein-Gordon equations on a curved submanifold, in the presence of an external electromagnetic field. We examine the singular features of these equations and present some applications to condensed matter. In the second part of this thesis, we start from the quantum mechanics on the submanifold and then we formulate the quantum field theory (QFT) on the submanifold. We will show that the \"free\" QFT on a submanifold can be schematically represented as a quantum theory of free fields on a curved background plus a scalar potential and an external SO(n-m) Yang-Mills field. For this theory, we compute the one-loop effective action for scalars and fermions at finite temperature and chemical potential to all orders using the Seely-DeWitt expansion. For interacting theories, we will prove that the theory known as reduced quantum electrodynamics (RQEDd?,de) can be recovered from the confining potential approach. For a two-dimensional theory, we propose a large class of extensions of the Schwinger model, in which the interaction between fermions goes beyond the linear potential. We demonstrate that, remarkably, these extensions are exactly solvable for massless fermions and that there is no dynamical mass generation for the fermions. Furthermore, we construct a new family of exactly bosonized theories. We also show that RQED4,2 has the necessary features to be identified as an effective field theory for graphene wires. Finally, we study the effect of an interplay of real and pseudomagnetic fields in graphene. We compute the fermion condensate, the induced vacuum charge density, the one-loop effective action and the magnetization, for this system. We will show that the presence of a non-zero pseudomagnetic field makes it possible, experimentally, to observe an induced vacuum charge density. Moreover, we will show that it is possible to have control over the magnetization as well as the dynamical mass for each valley in graphene, by straining or varying the applied magnetic field.

Nesta dissertação, tratamos do espalhamento de partículas (elétrons e éxcitons) em sistemas nos quais o potencial espalhador está acoplado a modos vibracionais. Os efeitos do acoplamento, no espalhamento das partículas, são estudados em dois problemas particularmente interessantes, a saber: o tunelamento de elétrons em heterojunções e o espelhamento de excitações em sólidos. Em ambos há a possibilidade de ocorrência de espalhamento inelástico/ressonante assistido por fônons. Verifica-se que a interação com modos vibracionais induz o aparecimento de estruturas bastante peculiares nos coeficientes de transmissão e seções de choque. Tais estruturas decorrem da existência de espalhamento inelástico (abertura de novos canais) e de efeitos de interferência, construtiva destrutiva, característicos de sistemas nos quais se tem acoplamento entre um nível discreto e o contínuo. / In this work we consider the scattering of excitations in systems in which a local scatterer center is coupled to single vibrational mode. The effects of the coupling are studied in two particular systems, namely, the tunneling of electrons in heterojunctions and the scattering of excitations by impurities in solids. In both cases inelastic scattering is observed and peculiar structures in transmission amplitudes and cross sections are observed. Such structures are a direct consequence from the newly open scattering channels and from interference effects resulting from the coupling of the discret with the continuum.

Orientadores: Márcio Texeira do Nascimento Varella, Marco Aurélio Pinheiro Lima / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T19:40:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_ElianeMarquesde_D.pdf: 3873197 bytes, checksum: a3679517ca8a236b550f4e76c004b642 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O Método Multicanal de Schwinger (SMC) foi utilizado para estudar o espalhamento de elétrons e pósitrons de baixa energia por moléculas de pirrol (C4H4NH) e propanol (C3H7OH), para o primeiro caso, e acetileno (C2H2) e monóxido de carbono (CO), para o último caso. Seções de choque elásticas integrais e diferenciais foram calculadas para todos os sistemas, exceto para colisões pósitron-acetileno. Neste caso, utilizando o SMC combinado com o Formalismo dos Operadores de Projeção de Feshbach, seções de choque vibracionalmente resolvidas e o parâmetro de aniquilação (Zeff) foram calculados para a transição 0--> 1. No que se refere ao espalhamento de elétrons, as seções de choque integrais (ICS) calculadas para moléculas de pirrol indicam a formação de ressonâncias * (não dissociativas) e ? * (dissociativas), as quais podem dar origem a mecanismos de dissociação indireta e direta. Sendo assim, o pirrol é um protótipo adequado para o entendimento dos detalhes acerca de danos causados no DNA por elétrons de baixa energia. Já as ICS's obtidas para moléculas de propanol estão em bom acordo com os resultados teóricos e experimentais disponíveis na literatura. Para colisões de pósitrons, os resultados obtidos para moléculas de acetileno, para a transição O --> 1 num modelo de onda s, apontam para a formação de um estado virtual o qual torna-se um estado ligado quando as ligações C-C e C- H são deformadas ao longo dos modos normais de estiramento simétrico inativos no infravermelho. Embora pouco representativos, tais modos estão em assina,turas claras no parâmetro de aniquilação. As seções de choque possuem bom acordo com resultados extraídos da literatura. Por outro lado, os modos normais C-H de estiramento assimétrico e bendin,q ativos no infravermelho, por simetria, não contribuem para a seção de choque e parâmetro de aniquilação para a transição O --> 1 num modelo de onda s. Para colisões pósitron-CO, bom acordo foi encontrado entre a seção de choque integral calculada e dados teóricos e experimentais disponíveis na literatura / Abstract: The Schwinger Multichannel Method (SMC) was employed to study scattering of low-energy electrons and positrons by pyrrole (C4H4NH) and propanol (C3H7OH) molecules, for the former, and acetylene (C2H2) and carbon inonoxide (CO), for the latter. Elastic differential and integral cross sections were calculated for alI systems, except for positron-acetylene collisions. In this case, using the SMC combined with the Feshbach Projection Operator approach, vibrationally resolved cross sections and annihilation parameter were obtained for the O --> 1 transition. For electron scattering, the integral cross sections lecules indicate ¶* (non dissociative) and O+* (dissociative) resonances, which can give rise to indirect and direct dissociation mechanisms. In view of this, pyrrole molecules are a suitable prototype for detailed studies of dissociative electron attachment to DNA. For electron-propanol collisions, reasonable agreement was obtained between present and calculated and measured results available in the literature. For positron scattering, the results obtained for acetylene molecules, for the O --> 1 transition and an s-wave model, pointed out a virtual state pole that becomes a bound state as either bond C-C or C-H are stretched along the infrared inactive symmetric modes. Although not significant, these modes have clear assignments in the annihilation parameter. Present cross sections agree very well with calculated results of the literature. On the other hand, the C- H asymmetric and bending infrared active modes, due to the parity of vibrational modes, cannot contribute for cross sections and annihilation parameter for the O --> 1 transition in an s-wave modelo For positron-CO collisions, good agreement was found between present ICS and the measured and calculated results available in the literature / Doutorado / Física Atômica e Molecular / Doutora em Ciências