Estudo do efeito Casimir e geração da massa topológica via potencial efetivo em cenários com e sem violação da invariância de Lorentz

Na presente tese, a abordagem do potencial efetivo da teoria quântica de campos é usada com o objetivo de investigar a correção de loop de auto-interação para a densidade de energia de Casimir, assim como a geração da massa topológica para os casos de um campo escalar real massivo e sem massa, os qu...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Farias Junior, Antonio Jorge Dantas
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2023
País:Brasil
Institución:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
Repositorio:Repositório Institucional da UFPB
Idioma:portugués
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description Na presente tese, a abordagem do potencial efetivo da teoria quântica de campos é usada com o objetivo de investigar a correção de loop de auto-interação para a densidade de energia de Casimir, assim como a geração da massa topológica para os casos de um campo escalar real massivo e sem massa, os quais obedecem uma condição de contorno do tipo hélice. Além disso, é considerado um cenário em que a simetria de Lorentz sofre uma violação do tipo éter CPT-par, em que CPT representa as simetrias por conjugação da carga, paridade ou inversão espacial e reversão temporal, respectivamente. Na ausência da quebra de simetria de Lorentz, obtemos expressões analíticas para a correção em loop da densidade de energia de Casimir e também para a massa do campo escalar. Em seguida, consideramos o mesmo sistema levando em consideração a violação do tipo éter CPT-par em cada direção do espaço tempo e analisamos seu efeito na densidade de energia de Casimir e também na massa topológica gerada. Os resultados obtidos são analisados graficamente. Além do sistema mencionado, consideramos ainda um sistema interagente, consistindo de um campo escalar real e um campo escalar complexo. A interação considerada é dada pelo produto do quadrado do campo real pelo módulo quadrado do campo complexo e, incluímos os termos de auto-interação associado a cada campo. Nessa teoria o campo escalar real é submetido à condições periódicas, ao passo que no campo complexo foram consideradas duas condições separadamente, sendo uma a condição quasi-periódica e a outra a condição mista. Além da obtenção das correções da densidade de energia de Casimir e da massa topológica, uma análise dos possíveis estados de vácuo estáveis foi realizada fornecendo as correspondentes condições de estabilidade. Nossos resultados, para este sistema, também são exibidos graficamente.
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spelling 2024-04-15T10:17:42Z2023-09-112024-04-15T10:17:42Z2023-08-11https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/29989Na presente tese, a abordagem do potencial efetivo da teoria quântica de campos é usada com o objetivo de investigar a correção de loop de auto-interação para a densidade de energia de Casimir, assim como a geração da massa topológica para os casos de um campo escalar real massivo e sem massa, os quais obedecem uma condição de contorno do tipo hélice. Além disso, é considerado um cenário em que a simetria de Lorentz sofre uma violação do tipo éter CPT-par, em que CPT representa as simetrias por conjugação da carga, paridade ou inversão espacial e reversão temporal, respectivamente. Na ausência da quebra de simetria de Lorentz, obtemos expressões analíticas para a correção em loop da densidade de energia de Casimir e também para a massa do campo escalar. Em seguida, consideramos o mesmo sistema levando em consideração a violação do tipo éter CPT-par em cada direção do espaço tempo e analisamos seu efeito na densidade de energia de Casimir e também na massa topológica gerada. Os resultados obtidos são analisados graficamente. Além do sistema mencionado, consideramos ainda um sistema interagente, consistindo de um campo escalar real e um campo escalar complexo. A interação considerada é dada pelo produto do quadrado do campo real pelo módulo quadrado do campo complexo e, incluímos os termos de auto-interação associado a cada campo. Nessa teoria o campo escalar real é submetido à condições periódicas, ao passo que no campo complexo foram consideradas duas condições separadamente, sendo uma a condição quasi-periódica e a outra a condição mista. Além da obtenção das correções da densidade de energia de Casimir e da massa topológica, uma análise dos possíveis estados de vácuo estáveis foi realizada fornecendo as correspondentes condições de estabilidade. Nossos resultados, para este sistema, também são exibidos graficamente.In this work, the e¤ective potential approach in quantum field theory is used in order to investigate self-interaction loop correction to the Casimir energy density and generation of topological mass for both massless and massive real scalar fiels, which obey a helix type boundary condition. In addition, it is also considered a CPT-even aether-type violation of the Lorentz symmetry, where CPT stands for the symmetries of charge conjugation, parity or space inversion and time reversal, respectively. In the absence of the Lorentz violation, we obtain analytical expressions for the loop correction to the Casimir energy density and to the mass of the scalar field. Afterwards, we consider the same system taking into account the CPT-even aether-type violation, in each spacetime direction and we analyse its e¤ect in the Casimir energy density and also in the topological mass generated. The obtained results are shown in graphics. Besides, we also consider a system of interacting quantum fields, which consists of a real scalar field and a complex field. The interaction considered here is the quartic one, which is a product of the modulus square of the complex field and the square of the real field. It is included the self- interaction associated with each field. In this theory, the scalar field is constrained to obey periodic condition while the complex field obeys in one case a quasiperiodic condition and in other case mixed boundary conditions. In addition to the loop corrections to the Casimir energy density and the topological mass, an analysis of the possible di¤erent stable vacuum states and the corresponding stability condition is also provided. Our results, for this system, are also shown in graphics.Submitted by Fernando Augusto Alves Vieira (fernandovieira@biblioteca.ufpb.br) on 2024-04-15T10:17:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) AntonioJorgeDantasFariasJunior_Tese.pdf: 1290569 bytes, checksum: 9ee4128012d76cad0f8843c55003217c (MD5)Made available in DSpace on 2024-04-15T10:17:42Z (GMT). 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