Dissertações - Física - IFT

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Evidence of quantum gravity at low energies
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-08-21) Silva, João Victor Balieiro da; Matsas, George Emanuel Avraam [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Este trabalho teve como objetivo a investigação de efeitos de gravitação quântica a baixas energias dado que as tentativas de modelagem de uma teoria completa não foram bem sucedidas até os dias de hoje. Primeiramente apresentamos a primeira comprovação experimental de que a gravidade a baixas energias, de fato, interage com sistemas quânticos. Posteriormente, analizamos duas evidências de que o compo gravitacional, de fato, tem natureza quântica, uma associada ao emaranhamento de duas particulas interagentes e a outra associada a um aparente paradoxo que só pode ser resolvido levando em consideração as propriedades quânticas do campo que medeia as interações. Em seguida, analizamos dois efeitos propostos na escala de gravitação quântica. O primeiro está associada à indefinição de ordem causais em um espaço-tempo em que as fontes de curvatura tem natureza quântica. O segundo está associada à auto-interação gravitacional de partículas quânticas, que seria responsável pela transição do mundo quântico para o clássico. Em particular, argumentamos que assumir esta auto-interação gravitacional é não natural pois, seu análogo elétrico, leva a observáveis que não condizem com os experimentos.
The evolution of microbial cooperation under chaotic environmental flows
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-07-07) Miranda, João Pedro Valeriano; Martínez-García, Ricardo; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Comunidades microbianas exibem uma variedade de comportamentos sociais que podem melhorar o desempenho de múltiplas tarefas. Um desses comportamentos é a cooperação, que podemos definir amplamente como qualquer ação em que o executor assume um custo para gerar um benefício que é compartilhado com o restante da população. Como os subprodutos do comportamento cooperativo podem ser compartilhados com indivíduos que não contribuem para esse comportamento, os indivíduos cooperadores estão propensos à exploração por cepas ``trapaceiras''. Um exemplo paradigmático de cooperação no mundo microbiano é a síntese de bens públicos, exoprodutos produzidos a um custo, que proporcionam benefício a células nas proximidades do produtor, independentemente de estas contribuírem ou não para a sua produção. De acordo com os modelos simples, os cooperadores são sempre extintos devido ao surgimento de mutações trapaceiras. No entanto, a cooperação ainda é um comportamento onipresente na natureza, o que motivou um desenvolvimento de pesquisa na área com o objetivo de desvendar os mecanismos capazes de tornar o comportamento cooperativo evolutivamente estável. Espécies cooperativas podem desenvolver múltiplas características que funcionam como contramedidas diretas contra a sua exploração, como policiamento ou punição destes trapaceiros. Outras características podem fornecer benefícios indiretos aos cooperadores, como a agregação espacial. Neste trabalho, estamos interessados em saber se -- e até que ponto -- o ambiente físico de uma comunidade microbiana pode ou não fornecer um mecanismo que facilite a sobrevivência dos cooperadores. As populações microbianas são frequentemente encontradas em habitats aquosos, onde os fluxos ambientais podem misturar os organismos para gerar estruturas espaciais muito diferentes daquelas formadas na ausência de fluxos externos. Combinamos simulações numéricas e aproximações analíticas para investigar o efeito de fluxos ambientais caóticos na dinâmica de um sistema de duas cepas microbianas, uma que produz bens públicos e outra que não. Nossas simulações numéricas mostram que a mistura caótica dos organismos pode levar à coexistência estável das duas cepas, um resultado não previsto pela aproximação de campo médio que derivamos para nosso modelo de duas cepas. Para melhor entender como a coexistência das cepas se torna estável, comparamos o cenário de fluxo caótico com um em que os organismos se difundem muito rapidamente. Comparando esses dois cenários, observamos que fluxos caóticos rápidos permitem a coexistência não por criar estruturas espaciais que separam cooperadores de trapaceiros, mas por enfraquecer as correlações espaciais criadas por eventos de reprodução. A quebra das correlações espaciais aproxima o sistema de um cenário com distribuição homogênea de indivíduos. No entanto, devido ao alcance finito das interações e à natureza estocástica do sistema, a vizinhança de cada produtor é diferente e muda constantemente devido ao fluxo externo. Concluímos que a combinação de mistura caótica, estocasticidade demográfica e interações de alcance finito permite a coexistência, pois a vizinhança de cada cooperador alterna continuamente entre os estados de presença e ausência de trapaceiros. Por fim, propomos direções para investigações futuras para melhor entender a coexistência no sistema estudado.
Construção generalizada de hierarquias Tzitzeica/Bullough–Dodd para álgebras A_2^(2r)
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-03-30) Adans, Ysla França; Gomes, José Francisco [UNESP]; Zimerman, Abraham Hirsz [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Uma estrutura de Lie algébrica graduada juntamente com uma representação de curvatura zero tem um papel fundamental na construção sistemática de hierarquias integráveis. Como um exemplo de construção explícito, a álgebra afim $A_1$ gera a hierarquia mKdV que contém as conhecidas equações sinh(sine)-Gordon e mKdV. Neste trabalho, expandimos esta construção sistemática para uma classe de álgebras, as álgebras afins twisted $A_{2r}^{(2)}$. Exploramos a álgebra $A_2^{(2)}$ cujo tempo relativístico leva ao modelo Tzitzeica (ou Bullough-Dodd) usando um processo chamado folding, que consiste na aplicação de um automorfismo a álgebra $A_2^{(1)}$. Usando a representação da curvatura nula, apresentamos explicitamente a hierarquia $A_2^{(2)}$ e $A_{4}^{(2)}$ e usamos a álgebra afim para construir duas sub-hierarquias, uma associada aos fluxos temporais positivos e outra aos fluxos temporais negativos. Além disso, utilizamos o método de Dressing para obter as soluções soliton usando o operador vértice para essas hierarquias juntamente com o método Hirota.
Two-body problem in scalar gravity with self-interactions
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-09-01) Müller, Alan; Sturani, Riccardo [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
É bem estabelecido que o Universo está expandindo de modo acelerado. E uma das possíveis causas é um grau de liberdade escalar leve. Campos escalares também são uma consequência inevitável de muitas tentativas de estender modelos padrões, como dimensões extras, supersimetria e teoria das cordas. É natural, ´ portanto, perguntar-se o quão compatíveis eles são com a fenomenologia. Em particular, grande interesse teórico existe em saber se tais escalares levam a violações dos princípios fraco e forte da equivalência. Neste trabalho, no entanto, focamos em outro — embora relacionado — assunto. O fenômeno no qual estamos interessados é a fase inspiral de binárias compactas. Usando uma abordagem de teoria de campos efetiva, estudamos os efeitos nesses sistemas de varias autointerações que esse campo escalar pode apresentar, focando nas contribuições de ordem mais baixa das autointerações ϕ 3 , ϕ (∂ϕ) 2 e ϕ 4 ao potencial efetivo e a potência emitida pelo sistema. Encontramos divergências IR que indicam inconsistências nos modelos ϕ 3 e ϕ 4 , e argumentamos sobre como essas inconsistências podem estar relacionadas a natureza não-perturbativa da autointeração ϕ 3 . A autointeração ϕ (∂ϕ) 2 se comporta de maneira similar as autointerações cúbicas da relatividade geral. Como uma investigação adicional ao final de nosso trabalho, comparamos potencia monopolar com potência dipolar em escalares, ambas na ordem mais baixa e na ausência de autointerações, e estimamos a excentricidade de uma órbita elíptica a partir da qual a potencia monopolar passa a dominar. Também discutimos a contribuição ao potencial efetivo de autointerações sem derivadas em geral
Correlação hadrônica comprimida para pares K+K− em colisões de íons pesados relativísticos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2009-03-06) Dudek, Danuce Marcele; Padula, Sandra dos Santos [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O aparecimento de correlações comprimidas entre pares de partícula-antipartícula é previsto no caso de suas massas serem modificadas no meio quente e denso formado em colisõoes entre íons pesados a altas energias. No caso bosônico mostrou-se que, para sistemas de tamanho finito e na presença de flow moderado, as correlações comprimidas sobreviveriam com intensidade suficiente para serem observadas experimentalmente. Embora bem estabelecidas teoricamente, as correlações comprimidas partícula-antipartícula nunca foram observadas experimentalmente, sendo necessárias formas claras para procurá-las e, finalmente, descobri-las. O objetivo principal do estudo fenomenológico discutido nessa dissertação é motivar a busca experimental das correlações Back-to-Back correlations (BBC). Dentro de um tratamento não-relativístico desenvolvido anteriormente, mostramos que uma forma promissora de procurar pelas BBCs seria estudar as correlações comprimidas de pares K+K− a energias do RHIC, analisando as em termos do momento médio do par, K⃗ 1,2 = 1/2 (k1 + ⃗k2), para grandes valores de momento relativo, q1,2 = (⃗k1 − ⃗k2). Os káons foram escolhidos por serem produzidos de forma relativamente abundante no RHIC, e pelo fato de sua massa assintótica ser grande o suficiente para validar o tratamento não-relativístico adotado no presente estudo. Efeitos de tamanho finito do sistema e de emissão das partículas em intervalos de tempo finitos são também aqui discutidos, assim como os efeitos da mudança de massa sobre a interferometria de intensidade de pares K±K±
Inferring new physics characteristics from the muon anomalous magnetic moment discrepancy
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-11-18) Cemin, Marcello Vinícius Hallas; Garcia, Juan Carlos Montero [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Após uma rápida revisão do Modelo Padrão da Física de Partículas, nós definimos o momento de dipolo magnético anômalo do múon em termos dos fatores de forma. Desse modo, utilizando teoria de perturbação, calculamos a contribuição a 1-loop da eletrodinâmica quântica e da teoria eletrofraca. Citamos os valores encontrados na literatura para ordens superiores e com isso temos então a previsão teórica do Modelo Padrão para o momento de dipolo magnético anômalo do múon. Discutimos a física por trás dos últimos experimentos dedicados a medir o momento magnético anômalo do múon, e vemos que o resultado obtido difere do teórico por 4.2$\sigma$, o que pode indicar a presença de nova física. Como apenas a adição de novos bósons ou novos férmions sozinhos não é capaz de explicar tal discrepância, olhamos para a possibilidade de ao adicionarmos novos bósons, juntamente com novos férmions, obtermos contribuições que possam explicar a discrepância entre teoria e experimento. Em específico olhamos para o modelo 3-3-1 com um lepton pesado e carregado e concluímos que a contribuição da nova física só pode vir através do setor escalar visto que a adição dos novos bósons e férmions com tais interações trariam contribuições ainda menores que as do Modelo Padrão para o momento de dipolo magnético do múon. Finalmente, consideramos interações gerais para partículas escalares neutras e carregadas e concluímos que, em princípio, elas podem contribuir para o momento magnético anômalo do múon.
The muon g-2 discrepancy and hints about new physics
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-09-30) Aguiar, Rodrigo Teixeira; Garcia, Juan Carlos Montero [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Neste trabalho foi apresentado a estruturação do modelo padrão e analisados alguns problemas que este modelo enfrenta atualmente, selecionando para discussão a questão do muon g-2. Uma detalhada avaliação do muon g-2 é feita, incluindo todas ferramentas necessárias para se obter os resultados numéricos, a conta a um loop e a prova da invariancia de gauge feitas explicitamente. Feito isso, foi mostrado qual o problema com o muon g-2 e foi dada uma explicação detalhada do experimento que confronta a previsão teórica. Na segunda parte uma possível solução do problema foi testada: a inclusão de um vertice com violação de sabor e duas partículas pesadas novas, um fermion e um escalar. Usando um modelo hipotético foi observado que modelos que contém este tipo de vértice e partículas poderia incluir nas previsões valores da ordem de magnitude necessária, mesmo que a escala de energia destas particulas esteja fora dos limites experimentais. A relação entre as massas do novo fermion sobre a do novo escalar sendo acima de 0.1 poderiam resultar em valores para o muon g-2 da ordem da discrepancia entre teoria e experimento atuais para escalares com massa na escala de TeV. Tendo isso em mente, um modelo concreto como exemplo (um modelo do tipo 3-3-1, retirado da literatura) foi analisado, mas o mesmo efeito não foi observado. Por causa das interações quirais dos escalares dessa teoria, as contribuições para o g-2 são reduzidas por volta de 10^{-3} (m/M_H). De modo geral, este resultado parece mais viável, devido as interações conhecidas serem normalmente quirais, e portanto adições de escalares com interações do tipo do modelo padrão parecem ser, em geral, maneiras não naturais de resolver a discrepância do g-2
Supersymmetric S-matrix bootstrap
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2019-02-26) Fabri, Matheus Augusto; Vieira, Pedro; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Neste trabalho consideramos a matriz de espalhamento obtida por meio de otimização semidefinida em qualquer teoria quântica de campos supersimétrica bidimensional massiva dado os vínculos impostos por unitariedade e simetria de crossing. O espaço de todas as matrizes de espalhamento possíveis, com e sem pólos, compatíveis com esses vínculos foram analizadas e caracterizadas de tal maneira que conexões com clássicos modelos integráveis foram feitas, como por exemplo sine-Gordon supersimétrico.
Modelling vaccination in an ongoing epidemics of SARS-CoV-2
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-08-18) Ferreira, Leonardo Souto; Kraenkel, Roberto André [UNESP]; Coutinho, Renato Mendes; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A pandemia de SARS-CoV-2 representou um grande desafio para a Saúde Pública em todo o mundo. O vírus se espalhou por quase todos os países e causou mais de 500 milhões de casos e 6 milhões de mortes até os dias de hoje (2022-04-20). No entanto, devido a investimentos maciços e fortes colaborações internacionais, várias vacinas contra a COVID-19 estavam disponíveis até o final de 2020. Isto levantou questões sobre como estas vacinas deveriam ser alocadas neste cenário de alta demanda e estoque escasso. Este trabalho contribui para esta discussão, desenvolvendo vários modelos relacionados à vacinação COVID-19. Primeiro fornecemos uma revisão da COVID-19 no Brasil, seguida por uma introdução à modelagem matemática de epidemias, com ênfase nos modelos de vacinação. Em seguida, mostramos três aplicações desta teoria às estratégias de vacinação contra a COVID-19 no Brasil. Como a maioria das vacinas desenvolvidas foram projetadas com uma implementação de duas doses de vacinação, uma das questões levantadas foi o intervalo ideal para cada vacina neste cenário de escassez de doses. Para responder a isto, desenvolvemos um modelo de equações diferenciais com atraso acoplado a um modelo de otimização para alocar entre a primeira e a segunda dose sem exigir reservas de doses. Concluímos que, se a eficácia da primeira dose em relação à segunda for inferior a 50%, a melhor estratégia para reduzir as mortes é inocular a segunda dose o mais rápido possível, enquanto se a eficácia relativa for superior a 50%, a estratégia depende fortemente da taxa de produção de doses de vacina ao longo do tempo. Se a taxa de produção for baixa, a melhor estratégia é retardar o máximo possível, enquanto que se a taxa de produção for maior, a estratégia ótima depende da eficácia relativa. Mostramos também que a janela de tempo ideal entre as doses não depende do número de reprodução efetivo da doença, mas este tem um papel na magnitude das mortes evitadas pela vacinação. À medida que a pandemia avançava e a variante Gama emergia no Brasil, as recomendações precisaram ser revisitadas. Desenvolvemos um modelo de vacinação estático de tempo discreto para avaliar a melhor estratégia para alocar doses de AZD1222 (AstraZeneca/Oxford/Fiocruz) com as novas estimativas de efetividade da vacina. Primeiro descobrimos que, em uma implementação baseada na idade, pelo menos 80% de um grupo etário mais velho deveria ser vacinado antes de disponibilizar as vacinas para os indivíduos mais jovens, tendo mortes adicionais em geral, caso contrário. Em seguida, mostramos que o intervalo entre doses de AZD1222 deve ser reduzido de 12 para 8 semanas em uma epidemia dominada pela Gama e em um cenário ideal de disponibilidade de doses. Entretanto, mostramos que esta mudança de política só teria um efeito mensurável se o número de doses aumentasse em pelo menos 50% da quantidade suprida pelo governo brasileiro até o final de 2021. No final de 2021, as vacinas infantis foram aprovadas pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) ao mesmo tempo em que a variante Delta estava sendo substituída pela variante Ômicron no Brasil. Desenvolvemos, então, um modelo dinâmico de duas linhagens em tempo discreto com reinfecção para avaliar o impacto da vacinação infantil (5 a 11 anos) em um cenário de substituição de variantes no Brasil. Estimamos que cerca de 2,4 mil internações e 180 mortes de crianças poderiam ser evitadas com o número de doses adquiridas pelo governo brasileiro, com um efeito indireto de redução de quase 10 mil internações e 1,5 mil mortes em todas as faixas etárias, entre meados de janeiro e abril de 2022. Mostramos também que o impacto da vacinação de crianças mais que duplica em uma implementação ótima (e alcançável) de 1 milhão de doses inoculadas por dia, com 5,4 mil internações e 410 mortes evitadas em crianças, com um efeito indireto de 26,5 mil internações e 4,2 mil mortes pela COVID-19 evitadas em todas as faixas etárias, evidenciando a necessidade de aumentar o número de doses supridas pelo governo brasileiro. Continuamos com uma introdução básica à modelagem estatística Bayesiana e uma visão geral da relativamente nova Integrated Nested Laplace Approximation (INLA). Em seguida, continuamos a desenvolver um modelo estatístico usando o INLA para estimar o impacto inicial da vacinação contra a COVID-19 no Brasil. Realizando uma análise contrafactual de um modelo autorregressivo com covariáveis de cobertura de vacinação explícitas, estimamos que a vacinação evitou diretamente cerca de 167 mil hospitalizações e 76 mil mortes pela COVID-19 no Brasil na faixa etária de alto risco de 60+ anos até o final de agosto de 2021. Ao deslocar a implementação da vacinação 4 e 8 semanas antes, estimamos que estes números aumentariam para 219 mil internações e 101 mil mortes, e 268 mil internações e 124 mil mortes, respectivamente, evidenciando o impacto se o planejamento e a aquisição de vacinas adequadas tivessem sido feitos pelo governo brasileiro. Terminamos este trabalho com algumas observações sobre o uso de modelagem matemática na saúde pública no Brasil.
Entanglement in the momentum space of quantum field theories
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-12-17) Costa, Matheus Henrique Martins; Krein., Gastão Inacio [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O emaranhamento entre graus de liberdade de sistemas quânticos é uma propriedade cujo estudo, tanto teórico quanto experimental, tem expandido enormemente nossa compreensão de diversos ramos da física nos últimos anos: do desenvolvimento de novos protocolos de computação à exploração dos elos entre teorias de campo e gravidade, o uso do ponto de vista da informação quântica é sempre revelador. Com isso em mente, o objetivo desta Dissertação é investigar o emaranhamento entre modos de momento acima e abaixo de uma escala arbitrária em teorias quânticas de campos e mostrar como esse conceito é naturalmente ligado à ideia de Wilson de integrar variáveis no processo de renormalização. Para esse fim, uma nova técnica para calcular entropias de Rényi no espaço dos momentos é desenvolvida e é aplicada, primeiramente em um sistema simples de osciladores acoplados e após em teorias de campos escalares reais autointeragentes. Os resultados obtidos aqui indicam que, pelo menos no regime perturbativo explorado, o emaranhamento entre escalas aumenta à medida que a massa das excitações da teoria é levada a zero. Esta Dissertação abre espaço para trabalhos futuros nos quais o método desenvolvido é aplicado para investigar esse comportamento mais detalhadamente e em teorias de campos mais complexas.
Worldsheet complex structure in the bosonic string sigma model
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-02-24) Silva, Vinícius Bernardes da; Mikhaylov, Andrey Yuryevich [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O sigma-model da corda bosônica é uma teoria de calibre -- é invariante sob reparametrizações da folha de mundo da corda --, portanto deve-se fixar o calibre para quantizá-lo. Uma das formas de se fazer isso é usando o formalismo BV, que permite a quantização de teorias com uma simetria fermiônica, como a simetria BRST. Define-se o espaço de fase BV, contendo os campos e seus anticampos. Para fixar um calibre, escolhemos uma subvariedade do espaço de fase BV. O calibre de Polyakov (ou calibre conforme) é definido ao fixar a estrutura complexa (ou métrica) na folha de mundo. No formalismo BV, esse procedimento define um número infinito de operadores bracket, que têm um papel nas deformações da teoria. Além disso, o operador BRST nesse calibre não é nilpotente, quando os campos estão off-shell, i.e. antes de usar equações de movimento. O anticampo da estrutura complexa surge neste calibre como o fantasma b, que é necessário para computar amplitudes, através de uma integração pelo espaço de moduli da folha de mundo. A transformação BRST do fantasma b é a expressão off-shell do tensor de energia-momento da teoria. Após ressomar os termos que dão origem ao operadores bracket, vemos que as deformações podem ser linearizadas, o que implica na fatorização holomórfica das amplitudes. O formalismo da supercorda de espinores puros é a generalização da corda bosôncia no calibre de Polyakov. Portanto, não há necessidade de fixar-se um calibre nesse formalismo. Diferentement da corda bosônica, o operador BRST é nilpotent mesmo off-shell. O fantasma b é definido de forma que a sua transformação BRST gera a expressão on-shell do tensor de energia-momento. Após a introdução no Capítulo 1, introduzimos fundamentos matemáticos no Capítulo 2. O formalismo BV é apresentado no Capítulo 3, e no Capítulo 4 o utilizamos para fixar fixar o calibre e quantizar o sigma-model da corda bosônica. Fazemos também comentários sobre os operadores bracket. No Capítulo 5 introduzimos a supercorda de espinores puros, e comparamos o formalismo com a corda bosônica.
BV formalism and string theory
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-05-25) Viana, Eggon; Mikhaylov, Andrey Yuryevich [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Essa tese consiste de basicamente duas partes. Primeiro, serão revisados conceitos basicos e fundamentais de teorias de campos e de cordas. Será dada uma ênfase na ideia de simetria presente em teorias de campos, por exemplo simetrias de calibre, de Poincaré e supersimetria. Será discutido o método BRST de quantização de teorias de calibre, o formalismo de cordas bosonicas de Green- Schwartz e também o formalismo de Pure spinor para supercordas. Tanto o caso plano quanto curvo - AdS5 × S 5 - será tratado. A segunda parte da tese consiste em estudar o formalismo BV e aplicá-lo para descrever teorias que possuem operador BRST, como é o caso da teorias de cordas bosonica e teorias de Yang-Mills. Serão apresentadas descent equations que acabam aparecendo no formalismo BV e com estas equações, serão derivados algumas expressões de operatores de vertex para cordas bosonicas. No final, será feita a descrição da supercordas no formalismo de pure spinor utilizando o formalismo BV, no qual deduzimos expressões de vertex operators não integrados.
de Sitter special relativity: implications for the mass of clusters of galaxies
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-01-27) Santiago, Thais Campos; Pereira, José Geraldo [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
No cálculo da velocidade Doppler de galáxias, assume-se implicitamente que a galáxia está se movendo em um espaço-tempo de Minkowski. Usando essas velocidades, a massa virial de aglomerados de galáxias é duas ordens de magnitude maior que a massa obtida através da luminosidade de cada uma das galáxias do aglomerado. Por outro lado, de acordo com a relatividade especial invariante de de Sitter, qualquer sistema físico induz um termo cosmológico local na região que ocupa. Isso significa que a galáxia está, na verdade, movendo-se em um espaço-tempo de de Sitter. Como consequência, o tempo próprio muda, produzindo mudanças concomitantes na velocidade Doppler da galáxia. Usando valores fisicamente aceitáveis para os parâmetros galácticos, a velocidade modificada de de Sitter para as galáxias será uma ordem de magnitude menor que os valores atualmente aceitos. Como a massa virial de aglomerados depende do quadrado da velocidade média das galáxias pertencentes ao aglomerado, a massa virial modificada de de Sitter encontrada será duas ordens de grandeza menor que os valores atuais. Considerando que a discrepância usual entre as massas virial e luminosa é também de duas ordens de magnitude, a massa virial modificada de de Sitter de aglomerados de galáxias concorda com a massa luminosa e, consequentemente, nenhuma matéria escura é necessária para explicar a dinâmica dos aglomerados de galáxias.
Observational equivalences between causal structures
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-01-05) Ansanelli, Marina Maciel; Spekkens, Robert; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O objetivo da área de inferência causal é apontar explicações causais subjacentes para dados observáveis. A explicação causal muitas vezes não é única, uma vez que podemos ter duas estruturas causais que explicam o mesmo conjunto de distribuições. Como tal, podemos agrupar as estruturas causais que originam as mesmas correlações no que chamamos de classes de equivalência observacional. Nesta tese, revisamos trabalhos anteriores sobre equivalências observacionais entre estruturas causais clássicas e apresentamos duas extensões de resultados existentes sobre equivalência. Além disso, aplicamos esses resultados aos casos de 3 e 4 variáveis, mostrando que a classificação é completa para o primeiro caso e ainda incompleta para o segundo. Finalmente, mostramos como essa classificação pode ajudar a filtrar exemplos de estruturas que podem exibir lacunas quântico- clássicas e discutimos a validade quântica dos resultados de equivalência.
Charged particle tracking applied to a search for dark matter in collider experiments
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-03-14) Böger, João Paulo de Souza; Tomei, Thiago Rafael Fernandez Perez [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O seguinte projeto apresenta um estudo sobre a reconstrução de traços de partículas carregadas no detector de partículas CMS, localizado no LHC, e a viabilidade de detecção de partículas de matéria escura nesse. Nosso trabalho utiliza o modelo de Partículas Massivas de Interação Tênue (FIMPs), em que uma Partícula de Longa Vida (LLP), F, é predita e se acopla tenuemente a uma partícula carregada do Modelo Padrão (SM) e uma de Matéria Escura s: F −> s + SM. A partícula F decai no volume do CMS deixando uma assinatura de traço evanescente, isto é, o traço possui hits apenas das primeiras camadas do detector, dado que após F decair os produtos do decaimento não possuem energia suficiente, ou sequer interagem, com os elementos do detector. Um algoritmo de reconstrução de traços baseado na técnica de Kalman Filter Combinatório foi implementado em um detector simplificado, reconstruindo 40% dos traços de píons (pi ±) corretamente. Em seguida, uma análise de eventos contendo charginos (chi ±) como as partículas F do modelo de FIMP, gerados por simulações de Monte Carlo, foi realizada atingindo desempenho de 70% dos traços sendo reconstruídos apropriadamente, sugerindo que assinaturas de traços evanescentes podem ser detectadas no experimento CMS. Os resultados foram comparados e validados com uma análise da colaboração CMS.
Aspects of supersymmetric Gauge theories
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-12-21) Gomide, João Pedro de Rezende; Berkovits, Nathan Jacob [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Esta dissertação tem como foco revisar alguns dos mais importantes avanços no estudo de Teorias de Campo Supersimétricas que ocorreram desde 1994. Mais especificamente, o foco será dado a teorias d = 4, N = 2 super Yang-Mills e seu comportamento a baixas energias. Iremos apresentar uma revisão da teoria de Seiberg-Witten para o caso de Yang-Mills supersimétrico puro com grupo de gauge SU(2), bem como uma generalização para teorias com grupo de gauge SU(N). Também iremos fornecer uma revisão do procedimento de contagem de instantons que proporciona a derivação do prepotencial de Seiberg-Witten. Ao longo do trabalho, iremos encontrar diversas conexões interessantes com a Matemática, sendo exemplos notórios as Teorias de Campos Topológicas e Localização.
The issue of time in quantum mechanics
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020-11-27) Zambianco, Matheus Hrabowec; Matsas, George Emanuel Avraam [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O tempo está em todo lugar. Um conceito tão onipresente e natural para nós, seres humanos, que raramente indagamos sobre a sua natureza. Para a ciência, existe a necessidade clara de se entender cada vez mais sobre a estrutura fundamental do mundo a nossa volta, de modo que um entendimento completo sobre o tempo certamente é um objetivo nobre para a Física. Nesta dissertação, investigamos o conceito do tempo a partir da perspectiva de dois paradigmas fundamentalmente conflitantes: o relativístico e o quântico. Se por um lado a Relatividade Geral permite caracterizar tempo como aquilo medido por relógios honestos - aparatos pontuais que não atrasam nem adiantam independentemente de suas histórias passadas -, por outro, as leis da Mecânica Quântica proibem a existência dos mesmos na natureza. Nossa proposta é fornecer um entendimento preciso da razão de tal proibição, bem como uma perspectiva sólida do papel do tempo na teoria quântica enquanto uma quantidade passível de medição;
Variational method for the Wigner functional approach to quantum field theory
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-01-31) Carvalho, João Caetano Oliveira; Krein, Gastão Inácio [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Construímos um formalismo variacional para calcular funcionais deWigner em teoria quântica de campos através da generalização de um método desenvolvido na mecânica estatística não-relativística. O funcional de Wigner que usamos é uma generalização da função de Wigner usual em mecânica quântica, na qual amplitudes de campo e seus momentos conjugados são as variáveis dinâmicas do espaço de fase. O formalismo não perturbativo nos permite calcular sistematicamente correções à tradicional aproximação de campo médio para os funcionais de Wigner. Para desenvolver o formalismo, empregamos uma teoria de campo escalar com autointerações quárticas. Implementamos um exercício numérico para explorar alguns aspectos do formalismo e calculamos a função de correlação de dois pontos e a segunda entropia de Rényi.
Time defects in Floquet topological phases
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-01-11) Lessa, Leonardo Almeida; Wang, Chong; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Sistemas topológicos de Floquet são generalizações de sistemas topológicos estáticos para hamiltonianas periódicas no tempo. Recentemente, aqueles modelos receberam especial atenção em parte devido a novas propriedades topológicas dinâmicas que estendem seus análogos estáticos. Nesta dissertação, avançamos nesse sentido ao tentar definir defeitos extrínsecos da simetria da periodicidade do tempo, os quais chamamos de defeitos temporais. Depois de revisar a literatura sobre fases estáticas e topológicas de Floquet, discutimos por que a construção de defeitos em sistemas estáticos não pode ser estendida diretamente para defeitos temporais. Isso é mostrado explicitamente por meio de simulações numéricas que indicam inconsistências da abordagem estática no modelo inerentemente dinâmico de Rudner-Lindner-Berg-Levin.
Femtoscopic studies of D0D0 and Dbar0Dbar0 correlations
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-08-24) Silvério, Isabela Maietto [UNESP]; Padula, Sandra dos Santos [UNESP]; Krein., Gastão Inacio [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A femtoscopia é conhecida como uma ferramenta para investigar as dimensões espaço-temporais da região de onde as partículas são emitidas em colisões de alta energia. Embora originalmente proposta para descrever correlações de estatística quântica para partículas idênticas, é sensível também às interações de estado final, como a interação de Coulomb, ao considerar partículas carregadas e a interação forte entre hádrons. A correlação de duas partículas, em função do momentum relativo do par, pode ser descrita em termos da norma ao quadrado da função de onda total das partículas correlacionadas. Neste estudo, foram desenvolvidos dois códigos para realizar o cálculo numérico resolvendo as equações de Schrödinger e Lippmann-Schwinger com modelos de potenciais para obter a função de onda. Nesta dissertação, foi realizada a validação do código resolvendo a equação de Schrödinger usando dois tipos de partículas correlacionadas próton-lambda e lambda-lambda, cuja interações já são conhecidas na literatura. Essas correlações foram medidas pela colaboração ALICE, no LHC, e pela colaboração STAR, no RHIC. A ausência de dados experimentais e de descrição teórica das correlações D0D0 e D0barD0bar, motivou o desenvolvimento de um código que resolvesse a equação de Lippmann-Schwinger com um potencial não-local para obter a função de onda espalhada e, posteriormente, a respectiva função de correlação de duas partículas. A descrição numérica desenvolvida neste trabalho pode ser usada para estudos de correlação de D0D0 e D0barD0bar em experimentos em colisores de partículas, como um possível guia.

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