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Previous issue date: 2013-04-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the present thesis, we consider emission of Higgs particles by cosmic strings with condensates. Stringent constraints on cosmic string tension Gu are obtained by considering the effect of Higgs particles emission on photo-dissociation of lights elements and their contributions to the observed diffuse gamma-ray background (GRB) in the universe. The resulting constraints are obtained as a function of the coupling constant k to the cosmic string and are plotted on the (k;Gu)-plan. Then, we show that the production of Higgs particles by loops of cosmic strings is ruled out by observations of photo-dissociation and GRB unless Gu~ 10-19.
Another effect we consider is the thermal Casimir effect. In this scenario, we
calculate the total internal energy, total energy density and pressure, and the free
energy for the neutrino and electromagnetic fields in Einstein and closed Friedmann cosmological models. The Casimir contributions to all these quantities are separated.
The asymptotic expressions for both the total internal energy and free energy, and
for the Casimir contributions to them are found in the limiting cases of low and high
temperatures. It is shown that the neutrino field does not possess a classical limit
at high temperature. As for the electromagnetic field, we demonstrate that the total
internal energy has the classical contribution and the Casimir internal energy goes to the classical limit at high temperature. The respective Casimir free energy contains both linear and logarithmic terms with respect to the temperature. The total and Casimir entropies for the neutrino and electromagnetic fields at low temperature are also calculated and shown to be in agreement with the Nernst heat theorem.
In addition to the Thermal Casmir effect, we study the Casimir-Polder effect.
For this case, the Casimir-Polder interaction potential is evaluated for a polarizable
microparticle and a conducting wall in the geometry of a cosmic string perpendicular to the wall. The general case of the anisotropic polarizability tensor for the microparticle is considered. The corresponding force is a function of the wall-microparticle and cosmic string-microparticle distances. Depending on the orientation of the polarizability tensor principal axes the force can be either attractive or repulsive. The asymptotic behavior of the Casimir-Polder potential is investigated at large and small separations compared to the wavelength of the dominant atomic transitions. We show that the conical defect may be used to control the strength and the sign of the Casimir-Polder force. / Na presente tese, consideramos a emissão de partículas de Higgs por cordas cósmicas com condensado. Desta forma, são obtidas restrições na tensão da corda Gu, considerando os efeitos da emissão de partículas de Higgs na formação de elementos leves durante o período da fotodissociação (108s . t . 1012s) e também sua contribuição para os raios gama que são observados no universo. As restrições são obtidas como função da constante de acoplamento k á corda cósmica. Os resultados obtidos mostram que a produção de partículas de Higgs por laços de cordas cósmicas é descartada, a menos que Gu~1019.
Outro efeito que consideramos aqui é o efeito Casimir térmico. Neste contexto, calculamos a energia interna total, as densidades totais de energia e pressão e a energia livre para os campos do neutrino e eletromagnético, nos modelos cosmológicos de Einstein e Friedmann. As contribuições de Casimir para todas essas quantidades são destacadas. As expressões assintóticas para a energia interna total, energia livre e para as contribuições de Casimir associadas as mesmas são obtidas nos casos limites de baixas e altas temperaturas. É mostrado que o campo do neutrino não possui um limite clássico a altas temperaturas. Por outro lado, para o campo eletromagnético, demonstramos que a energia interna total tem uma contribuição de origem clássica e a energia interna de Casimir tende para o limite clássico a altas temperaturas. A energia livre de Casimir possui termos logarítmico e linear com relação à temperatura. As entropias total e de Casimir para os campos do neutrino e eletromagnético a baixas temperaturas são também calculadas, com a terceira lei da termodinâmica sendo obedecida.
Adicionalmente ao efeito Casimir térmico, também estudamos o efeito Casimir-Polder. Neste caso, calculamos o potencial de interação de Casimir-Polder para uma micropartícula polarizável e uma placa condutora no espaço-tempo gerado por uma corda cósmica perpendicular á placa. O caso geral do tensor de polarização anisotrópico para a micropartícula é considerado. A força correspondente é uma função
das distâncias entre a micropartícula e a placa e entre a micropartícula e a corda. Dependendo da orientação dos eixos principais do tensor de polarização, a força pode ser atrativa ou repulsiva. O comportamento assintótico do potencial de Casimir-Polder é investigado nos casos de pequenas e grandes distâncias, comparados com o comprimento de onda das transições atômicas dominantes. Mostramos também que o defeito cônico pode ser usado para controlar a intensidade e o sinal da força de Casimir-Polder.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5725 |
| Date | 29 April 2013 |
| Creators | Mota, Herondy Francisco Santana |
| Contributors | Bezerra, Valdir Barbosa |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Física, UFPB, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -8949983414395757341, 600, 600, 600, 600, -6618910597746734213, -8327146296503745929, 2075167498588264571 |
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