Probing the Unruh effect

Abstract

A teoria quântica de campos em espaços-tempos curvos (TQCEC) e a gravitação semi-clássica são os melhores arcabouços teóricos que temos atualmente para entender fenômenos que envolvam a interação entre a física gravitacional e a teoria quântica. Nesta tese focamos em um fenômeno bem conhecido derivado destes arcabouços, o efeito Unruh. Nosso interesse é em como o efeito Unruh é necessário para a consistência interna de teorias quânticas de campos e como isso pode ser observado experimentalmente no futuro próximo. Mais especificamente, mostramos que o efeito Unruh é perfeitamente compatível com neutrinos com mistura de sabor e como o efeito pode ser observado utilizando radiação eletromagnética clássica. Por questão de completude, também apresentamos um estudo correlato tratando de estados fenomenológicos de neutrinos de sabor, resultado dos nossos estudos sobre este tema no contexto do efeito Unruh.

Quantum field theory in curved spacetimes (QFTCS) and semi-classical gravity are the best frameworks we have for understanding the interplay between gravitational physics and quantum theory. Here we study one well-known effect derived from QFTCS, namely, the Unruh effect. Our focus is on how the Unruh effect is required for the internal consistency of quantum field theories and how it may be experimentally probed in the near-future. Specifically, we focus on showing that the Unruh effect is perfectly compatible with mixing neutrinos and on how it can be observed using classical electromagnetic radiation. For completeness, we also present a spin-off work dealing with phenomenological flavor neutrino states which arose from our study of this subject in the context of the Unruh effect.