Biblioteca Digital | FCEN-UBA

Biblioteca Digital ¿Por qué?
Objetivos
Impactos
Estadísticas
Documentos
Presentaciones
Notas
Autores y derechos
¿Por qué depositar?
¿Cómo depositar?
Autorización
Depositar y publicar
Editoriales
Publicar mi tesis Formulario Tesis Posgrado
Formulario Tesis Grado
Normativa
Res. CD 2053/05
Res. CD 2533/09
Res. CD 0272/13
Res. CD 2793/15

Colecciones Tesis Doctorales
Fotografías
Publicaciones
Archivo
Libros
Reportes Técnicos

Tesis > TEMA

Física [ 418 tesis ]

Teoría de Campos [ 11 tesis ]

Garrahan, Juan Pedro. "Tratamiento BRST lagrangiano de coordenadas colectivas" (1997) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
Se describe el tratamiento de las coordenadas colectivas en sistemas que presentan ruptura de simetría a nivel de las soluciones clásicas desde el punto de vista de la integral de camino lagrangiana. El tratamiento se basa en el formalismo de Anticampos. En primer lugar, se aplica el tratamiento a un modelo mecánico sencillo. Se introducen coordenadas colectivas, y el sistema de gauge resultante es cuantizado por medio del formalismo de Anticampos. Se calculan las correcciones a dos loops de los estados vibracionales y la energía colectiva a un loop, mostrando que los resultados son independientes de los parámetros de fijado de gauge. A continuación, se desarrolla el tratamiento para un caso más general, que incluye modelos solitónicos como el de Skyrme y el O (3), y que corresponde al movimiento de una partícula en una variedad de Riemann sujeta a un potencial. Las soluciones estáticas son solo invariantes ante un subgrupo de las simetrías de la acción, lo que da lugar a modos cero. Se introducen coordenadas colectivas, y la teoría de gauge resultante es cuantizada en el formalismo de Anticampos. Se calcula la función de partición intrínseca a dos loops y el hamiltoniano colectivo efectivo a un loop, y se muestra que los resultados son independientes del fijado de gauge. Se describe brevemente la equivalencia con el tratamiento BRST hamiltoniano. Finalmente, se discute el problema de los fijados de gauge canónicos. Se muestra que se pueden obtener resultados correctos a dos loops en un gauge similar al gauge de Coulomb si se define la integral de camino por medio de una discretización del intervalo temporal y de la prescripción de evaluación en el punto medio.

Abstract:
The treatment of collective coordinates from the point of view of the lagrangian path integral in systems displaying a breakdown of symmetries at the level of classical solutions is described. The treatment is based on the Antifield formalism. In the first place, the treatment is applied to a simple mechanical model. Collective coordinates are introduced, and the resulting gauge system is quantized by means of the Antifield formalism. Two-loops corrections to the vibrational states and the collective energy to one loop are calculated, showing that the results are independent of the gauge fixing parameters. Next, the treatment is developed for a more general case, which includes solitonic models like the Skyrme and O(3) models, and which corresponds to the motion of a particle in a Riemannian manifold subject to a potential. The static solutions are only invariant under a subgroup of the symmetries of the action, which gives rise to zero modes. Collective coordinates are introduced, and the resulting gauge theory is quantized in the Antifield formalism. The intrinsic partition function is calculated to two loops and the effective collective hamiltonian to one loop, and it is shown that the results are gauge independent. The equivalence with the hamiltonian BRST treatment is briefly described. Finaly, the problem of canonical gauges is discussed. It is shown that it is possible to obtain correct results at two loops in a gauge similar to the Coulomb gauge if the path integral is defined by means of a discretization of the time interval and of the prescription of mid point evaluation.

López Nacir, Diana Laura. "Teoría de campos con relaciones de dispersión modificadas en espacios curvos" (2009) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
La ausencia de una teoría cuántica satisfactoria para la gravedad ha motivado numerosas investigaciones en el contexto de la aproximación semiclásica, así como también el desarrollo de enfoques fenomenológicos con el fin de analizar los límites de las predicciones de la teoría semiclásica. Se ha argumentado que algunos efectos de gravedad cuántica podrían aparecer como modificaciones en las relaciones de dispersión de campos cuánticos. Por estos motivos resulta interesante el estudio de campos cuánticos con relaciones de dispersión generalizadas en espacios curvos. La presencia de este tipo de campos cuánticos afecta la estructura de la teoría cuántica de campos y, en particular, el proceso de renormalización. En el caso de la relación de dispersión usual, el proceso de renormalización para campos cuánticos en fondos curvos es bien conocido. El objetivo principal de esta tesis es extender los métodos de renormalización al caso en que los campos cuánticos satisfacen relaciones de dispersión generalizadas en fondos curvos. Más específicamente, analizamos la renormalización de las ecuaciones semiclásicas para la métrica y para el valor de expectación de un campo escalar cuántico fi con relaciones de dispersión generalizadas. Para introducir relaciones de dispersión generalizadas y a su vez preservar la covariancia general, trabajamos en el marco de la teoría de Einstein-Éter. En esta teoría, además de la métrica, hay un campo vectorial dinámico, de tipo temporal y unitario. Adoptamos la aproximación semiclásica y consideramos al campo escalar cuántico propagándose en un espacio-tiempo curvo con una métrica de fondo clásica y acoplado al campo vectorial unitario, también clásico. Distintas relaciones de dispersión son obtenidas modificando la interacci¢¥on entre el campo escalar y el campo vectorial. Con el fin de analizar el proceso de renormalización trabajamos, en primer lugar, en el límite de campos clásicos débiles. Para caracterizar las divergencias asociadas a promedio a fi^2 y Tfimunu realizamos un desarrollo adiabático, es decir, un desarrollo en derivadas de las perturbaciones de la métrica y del campo vectorial. El análisis de las divergencias muestra una diferencia cualitativa en el comportamiento ultravioleta de ambos objetos. Suponiendo que la relación de dispersión se comporta como wk aprox igual a ks (con s un número natural) para valores grandes del vector de onda k, notamos que promedio de fi^2 es convergente para valores de s suficientemente grandes, mientras que el número de términos divergentes en el desarrollo adiabático de Tfimunu aumenta con s. También señalamos otra diferencia cualitativa entre el caso en que las perturbaciones de la métrica y del campo vectorial son homogéneas espacialmente y el caso en que no lo son. En el primer caso, las divergencias resultan ser considerablemente más "suaves"y técnicamente más simples de tratar. Por esta razón y motivados por el problema "trans-planckiano" en cosmología, nos concentramos en métricas homogéneas espacialmente. Para llevar a cabo la renormalización más allá del límite de campos débiles, extendemos el esquema de sustracción adiabática basado en un desarrollo WKB de los modos del campo escalar. Usando además el método de regularización dimensional, analizamos la renormalización de promedio fi^2 y Tfimunu en espacios-tiempos de Friedman-Robetson-Walker (FRW) espacialmente planos de n dimensiones. Para campos libres propagándose en este espaciotiempo, los contratérminos requeridos para renormalizar las ecuaciones semiclásicas para la métrica tienen la misma forma que los correspondientes a la teoría usual. Es decir, no resulta posible discernir la aparición de nuevos contratérminos que involucren al campo vectorial. Esto se debe a las simetrías del espacio-tiempo. Por este motivo, consideramos un espacio-tiempo anisotrópico con métrica de Bianchi I y analizamos la renormalización de la ecuación semiclásica para la métrica, en el caso en que el campo escalar es libre, y la renormalización de la ecuación para el valor de expectación de un campo escalar autointeractuante, en la aproximación de un lazo. En ambos casos, encontramos que aparecen nuevos contratérminos. A modo de aplicación, usamos los resultados obtenidos para relaciones de dispersión genéricas y espacios-tiempos de FRW en el caso de una relación de dispersión particular y un espacio-tiempo de De Sitter. En este caso, evaluamos numéricamente la traza del tensor de energía-momento del campo y analizamos su dependencia con la escala de masa asociada a los efectos "trans-planckianos" (o de nueva física). A partir de esto, analizamos las soluciones autoconsistentes de las ecuaciones semiclásicas para la métrica de De Sitter y discutimos acerca de la posibilidad de reproducir, con la teoría usual, los efectos debidos a modificaciones de la relación de dispersión, eligiendo apropiadamente el estado cuántico inicial para los modos del campo escalar. Finalmente, discutimos acerca de algunos trabajos previos donde se evalúa la importancia de la reacción de un campo escalar cuántico con relación de dispersión modificada sobre la evolución inflacionaria.

Abstract:
The absence of a satisfactory quantum theory of gravity has motivated numerous researches in the context of the semiclassical approximation, as well as the development of phenomenological approaches to assess the robustness of the predictions obtained in the semiclassical theory. It has been argued that some quantum gravity effects could show up as modifications in the dispersion relations of quantum fields. For these reasons it is interesting to study quantum fields with generalized dispersion relations in curved spaces. The presence of such quantum fields affect the structure of the quantum field theory, in particular, the renormalization process. In the case of the usual dispersion relation, the renormalization process for quantum fields in curved backgrounds is well-known. The main goal of this thesis is to extend the renormalization methods to the case where the quantum fields satisfy generalized dispersion relations in curved backgrounds. More specifically, we analyze the renormalization of the semiclassical equations for the metric and for the expectation value of a quantum scalar field fi with generalized dispersion relations. To introduce generalized dispersion relations and in turn preserve general covariance, we work in the framework of the Einstein-Aether theory. In this theory, besides the metric, there is a dynamical, time-like, unit vector field. We adopt the semiclassical approximation and consider the quantum scalar field propagating in a curved space-time with a classical background metric and coupled to a classical unit vector field. Different dispersion relations are obtained by modifying the interaction between the scalar field and the vector field. In order to analyze the renormalization process, we firstly work in the weak classical field limit. To characterize the divergences associated with fi^2 and Tfimunu we perform an adiabatic expansion, i.e. an expansion in derivatives of the metric and vector field perturbations. The analysis of the divergences shows a qualitative difference in the ultraviolet behavior of these two objects. Assuming that the dispersion relation behaves as wk next to ks (with s a natural number) for large values of the wave vector k, we note that fi^2 i is convergent for sufficiently large values of s, while the number of divergent terms in the adiabatic expansion of Tfimunu increases with s. We also point out another qualitative difference between the case where the metric and vector field perturbations are spatially homogeneous and where they are not. In the first case, the divergences appear to be considerably "milder" and technically simpler to deal with. For this reason and motivated by the "trans-planckian" problem in cosmology, we focus on spatially homogeneous metrics. To go beyond the weak field limit, we extend the adiabatic subtraction scheme based on a WKB expansion of the field modes. By using in addition the dimensional regularization method, we analyze the renormalization of fi^2 y Tfimunu for n-dimensional Friedman- Robetson-Walker (FRW) space-times. For free fields propagating in this background, the counterterms required to renormalize the semiclassical equations for the metric have the same form of the ones corresponding to the usual theory. That is, it is not possible to distinguish the emergence of new counterterms involving the vector field. This is due to the symmetries of this space-time. For this reason, we consider an anisotropic space-time with Bianchi type I metric and analyze the renormalization of the semiclassical equations for the metric, in the case of a free scalar field, and the renormalization of the equation for the expectation value of a self-interacting scalar field, up to one loop order. In both cases, the emergence of new counterterms becomes evident. As an application, we use the results obtained for generic dispersion relations and FRW space-times in the case of a particular dispersion relation and a De Sitter space-time. In this situation, we evaluate numerically the trace of the energy momentum tensor of the field and analyze its dependence on the mass scale associated with the "trans-planckian effects"(or with new physics). From this, we analyze the self-consistent solutions of the semiclassical equations for the De Sitter metric and discuss about the possibility of reproducing, with the usual theory, the effects of modifications of the dispersion relation, by choosing appropriately the quantum initial state for the modes of the scalar field. Finally, we discuss about some previous works assessing the importance of the backreaction of a quantum scalar field with modified dispersion relation on the inflationary evolution.

Zanella Béguelin, Juan Francisco. "Grupo de renormalización fuera del equilibrio" (2010) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
En esta tesis aplicamos las técnicas del grupo de renormalización para tratar teorías de campos fuera del equilibrio. Dos elementos se combinan en este trabajo: i) la formulación wilsoniana del grupo de renormalización, es decir, la eliminación recursiva de grados de libertad en cierto intervalo de escalas; y ii) el análisis de sistemas cuánticos abiertos mediante las técnicas del funcional de influencia y de las integrales de camino temporal cerrado. El sistema que analizamos es el de un campo escalar con un corte ultravioleta en el impulso. Usamos para describirlo una funcional generadora de camino temporal cerrado, adecuada para calcular la evolución causal y real de los valores de expectación. Integrando explícitamente sobre los modos con impulsos que se encuentran en una capa infinitesimal alrededor del corte, obtenemos una descripción efectiva para el resto de los modos. Iterando el procedimiento, deducimos las ecuaciones de grupo de renormalización, cuyo flujo genera de manera natural términos de ruido y disipación. Este método es usado para estudiar un campo con interacciones de tipo λΦ4 , y los resultados son aplicados a un modelo para calcular el espectro del campo del inflatón en el universo temprano. Mostramos también que las mismas ideas, desarrolladas en principio para una teoría cuántica de campos, pueden emplearse para tratar ecuaciones diferenciales estocásticas. El método es ilustrado deduciendo varios resultados conocidos acerca de la ecuación de Kardar−Parisi−Zhang.

Abstract:
In this thesis we investigate the renormalization group approach to nonequilibrium field theory. To this end, we combine the Wilsonian momentum-space renormalization group (where an effective theory for the long wavelength modes is obtained through the coarse graining of shorter wavelengths) with the closed-time path and influence functional techniques used to describe open quantum systems. The system we deal with in this thesis is a scalar field with a sharp ultraviolet cutoff. Infinitesimal momentum shells are coarse-grained one at a time on a generating functional suitable to cope with systems out of equilibrium. By iterating this operation, we obtain a set of renormalization group equations, which intrinsically generate noise and dissipation. We use these methods to study a scalar field theory with λΦ4 -type interaction terms. In its turn, the results thus obtained are applied to compute the power spectrum of an interacting field in a toy model of inflation. Finally, we show that essentially the same ideas, derived in the context of quantum field theory, can be used to define a convenient nonequilibrium action for stochastic differential equations. We illustrate this point by deducing a number of results related with the Kardar−Parisi−Zhang equation.

Nicolás, Lorena. "Dualidades en teorías de campos conformes no-racionales y sus aplicaciones en teorías de cuerdas" (2010) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
En el presente trabajo de tesis estudiamos las dualidades que conectan distintas teorías de campos conformes no-racionales bidimensionales, poniendo especial atención a la dualidad que existe entre la teoría de Liouville y el modelo Wess-Zumino-Novikov-Witten formulado sobre la variedad SL(2,R). Estudiamos varias aplicaciones de esto: Como primera aplicación, analizamos la auto-dualidad de la teoría de Liouville y mostramos, a partir de esta, una realización física de la dualidad de Langlands en funciones de correlación o del modelo Wess-Zumino-Novikov-Witten. Estudiamos luego una familia de teorías conformes biparamétricas, de las cuales tanto la teoría de Liouville cuanto el modelo Wess-Zumino-Novikov-Witten son casos particulares. Calculamos explícitamente funciones de correlación de 2 y 3-puntos de estas teoría ́Basándonos en nuestra observación sobre la dualidad de Langlands, mostramos que el modelo WZNW aparece doblemente repre- sentado en la familia biparamétrica de CFTs, lo cual se relaciona con la existencia de un segundo operador de apantallamiento en la teoría Como otra aplicación comparamos las contribuciones a las amplitudes de 3-puntos de los distintos sectores de la geometría AdS_3 × S^3 × T^4 , analizamos con detalle cómo la relación entre Liouville y Wess-Zumino-Novikov-Witten permite entender el acuerdo exacto entre observables del borde y del bulk en este ejemplo particular de la conjetura de Maldacena. Nuestro enfoque pone de manifiesto el importante papel que desempeñs la supersimetría para el cálculo, lo que se desprende de nuestro análisis detallado de cómo el modelo SU(2) y el modelo SL(2,R) se relacionan mediante una extensión analítica

Abstract:
In the present thesis we study the dualities which connect different non-rational two-dimensional conformal field theories, paying special attention to the duality that exists between Liouville and the Wess-Zumino-Novikov-Witten model formulated on a SL(2,R) manifold. We study several applications of this relation: As a first application, we analyze the Liouville self-duality and show, from this one, a physical realization of the Langlands duality in correlation functions of the Wess-Zumino-Novikov-Witten model. We study then a family of biparametric conformal theories, from which so much Liouville theory as the Wess-Zumino-Novikov-Witten model are particular cases. We explicitly compute 2 and 3-points correlation functions in these theories. Based on our observation on Lang- lands duality, we show that the WZNW model appears represented twice in the bipara- metric family of CFTs, which is related to the existence of a second operator screening in the theory. As another application, we compare the contributions to the 3-point scattering amplitudes from different sectors of AdS_3 × S^3 × T^4 , analizing closely how the relation between Liouville theory and the Wess-Zumino-Novikov-Witten model enables us to un- derstand the exact agreement between bulk and boundary obsevables in this particular example of the Maldacena’s conjecture. Our approach reveals the important role that supersymmetry plays on the computation; this comes as a result of our detailed analysis about how the SU(2) model and the SL(2,R) model are related by an analytic extension.

Moreno, Gustavo Ariel. "Teoría de campos fuera de equilibrio y condensados de Bose-Eisntein" (2011) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
En este trabajo se estudian condensados de Bose-Einstein generados en sistemas de átomos alcalinos ultrafríos. Entre algunas de sus múltiples aplicaciones, los sistemas de gases ultrafríos resultan de gran interés por su potencial uso para la medición de la interacción entre átomos y superficies. Dicha interacción, conocida como efecto Casimir-Polder, ha sido detectada exitosamente en este contexto utilizando al condensado como un detector local en el caso que la geometría de la superficie es plana. Nuevos avances en la descripción de este efecto han permitido considerar, desde el punto de vista teórico, el caso de superficies más generales en que la geometría juega un papel no trivial. En estos casos, además de la componente normal del potencial de Casimir-Polder, existe un término lateral. Esto motiva la interacción lateral sobre alguno de los observables del sistema atómico. Con este propósito aquí se estudian los efectos de una superficie periódica sobre el espectro de exitaciones de un condensado unidimensional. Para describir el sistema, en el régimen de interacciones débiles, se utiliza la teoría de campo medio, la cual permite escribir la dinámica del condensado en términos de una función que satisface una ecuación autoconsistente (Gross-Pitaevskii). El espectro del sistema, modificado por la interacción con la superficie, presenta gaps y a partir de los mismos podría determinarse el valor de los coeficientes de Fourier del potencial Casimir-Polder lateral, ya que el espectro puede medirse por medio de espectroscopia de Bragg. Motivados por los cambios cualitativos presentes en las configuraciones unidimensionales estudiadas en el régimen de campo medio, se buscó también comprender el efecto de un potencial externo sobre un condensado unidemensional cuando las interacciones son fuertes. Este sistema, que también es accesible experimentalmente, puede ser tratado analíticamente a través de una biyección con un sistema de fermiones no interactiantes. Utilizando esta herramienta se consiguío caracterizar la distribución de impulsos del gas en el límite de impulsos grandes, encontrando que ésta presenta una ley universal de decaimiento algebraico. El resultado que desarrollaremos aquí generaliza trabajos anteriores en los que éste comportamiento fue observado sólo en casos particulares. Otro caso aún más complejo que el de una superficie periódica es el de una superficie con perfil de rugosidad estocástico, para el cual también es posible el cálculo del término lateral de la interacción de Casimir-Polder. Motivados por la posibilidad de explotar la naturaleza cuántica del condensado para detectar el efecto de la interacción con la superficie, estudiamos la expansión de un condensado unidimensional en presencia de nu potencial aleatorio. En relación con el problema de localización de Anderson de 1D, se plantea un modelo perturbativo para describir el perfir de densidad de los átomos localizados debido a la interacción con la superficie que genera el potencial estocástico. Dicho modelo nos permitió comprender el comportamiento del sistema y las predicciones derivadas de éste se corroboraron con simulacion numéricas exactas de la ecuación de Gross-Pitaevskii. Con todo esto, se estableció un marco posible para la situación del efecto de localización inducida por la interacción con la superficie estocástica.

Abstract:
In this Thesis we studied Bose-Einstein Condensate (BECs) in ultra-cold alkali gases. Among their potential applications, ultra-cold gases are unique probes to study the interaction between atoms and surfaces. This interaction, know as Casimir-Polder effect, has successfully detected using a BEC as a local probe near a plane surface. Advances in the theoretical description of this effect do now include. Advances in the theoretical description of this effect do now include more general surfaces where geometry plays a non-trivial role. In such cases, not only the normal component of the Casimir-Polder potential is present, but there is also a lateral term wich motivates the implementation of new schemes to test this effect using BECs. With this propose, here we study the effect of a periodic surface on the exicitation spectrum of a one-dimensional condensate. Using Mean Field theory we have described this system in the limit of weak interactions, where the dynamics is governed by a non-linear self-consistent (Gross-Pitaevskii) equation. The perturbation due to the proximity of the surface induces gaps in the spectrum and those gaps, which can be measure via Bragg spectroscopy, contain all the information that is necessary to calculate the Fourier coefficients of the lateral Casimir-Polder potential. The qualitative changes of this system under the effect of the external potential motivated further investigation, considering the limit of strong interactions. This case, which can be achieved experimentally, can be treated analytically mapping the strongly interacting bosonic system onto a free fermion one. Using this mapping we have characterized the momentum distribution of the gas in the limit of high momentum, finding that it can be described by an universal algebraic decay law. Our result generalize previous studies where only particular cases were considered. A case which goes beyond a periodic surface is that of a stochastic roughness profile. The lateral Casimir-Polder interaction can also be calculated in such case, and this fact motivated our research of a possible configuratuib that takes advantage of the condensate's quantum nature to detect the interaction of it with the stochastic surface. To achieve this goal we studied the expansion of a one-dimensional condensate in an disordered potential. By means of a perturbative model, which takes into account the relation of this problem with 1C Anderson localization, we calculated the localized density profile due to the interaction with the stochastic surface. This model allowed us to understand the interplay of the parameters defining the system and the prediction of it were compared with numerical simulations. Using these results a possible framework for the detection of the effect is established.

Cardona Giraldo, Carlos Andrés. "Funciones de correlación en la correspondencia Ads/CFT" (2012) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
La dualidad entre teorías de gravedad y teorías de campos de gauge es una de las ideas que más ha influido en el desarrollo de la física teórica de altas energías en la última decada. Hoy en día, esta se ha convertido en una poderosa herramienta en el estudio de sistemas fuertemente interactuantes. Sin embargo, la correspondencia AdS/CFT no ha sido probada completamente y aún se encuentra al nivel de conjetura. En este trabajo pretendemos chequear la correspondencia en algunos casos simples. Concretamente, calculamos funciones de correlación de tres y cuatro puntos en teoría de supercuerdas sobre AdS3 X S3 X T4 a nivel árbol para operadores primarios quirales y mostramos que estas coinciden perfectamente con los correladores esperados en la teoría de campos dual. Además sugerimos una interesante conexión entre funciones de correlación de n puntos de operadores con número de torcimiento (twist) igual a dos y espín muy grande y valores de expectacion de loops de Wilson poligonales con lados nulos en teoría de Super-Yang-Mills con cuatro super-simetrías. Justificamos esta conexión a través de la comparación de las divergencias ultravioletas de ambos objetos en acoplamiento fuerte y presentamos algunas consideraciones perturbativas a este respecto en teoría de campos.

Abstract:
The duality between theories of gravity and gauge field theories has been one of the most influential ideas in theoretical high energy physics within the last decade. Nowadays, it has become a truly powerful tool to study strongly interacting systems. However, the AdS/CFT correspondence still has the status of a conjecture. In this work we would like to contribute to test the correspondence in some simple cases. Concretely, we compute correlation functions of three- and four-points in string theory on AdS3 X S3 X T4 at tree-level for chiral primary operators and we find perfect agreement with the corresponding correlators in dual the field theory in all the cases considered. We also suggest a possible connection between n-point functions of twist-two large spin operators in N = 4 super Yang-Mills and null-polygonal Wilson loops. We support that suggestion by a semi-classical computation in the string theory side and by some perturbative considerations in the dual field theory.

Babaro, Juan Pablo. "Teorías de campos conformes no racionales formuladas en variedades de topología no trivial" (2012) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
En esta tesis estudiamos una familia de teorías conformes no-racionales en dos dimensiones formuladas sobre supeficies de Riemann de topología no-trivial. Más precisamente, nos dedicamos en superficies con bordes a y superficies cerradas con número de género mayor que uno. Este conjunto de teorías corresponden a una generalización de otras teorías de campos conformes importantes, tales como la teoría de campos de Liouville y el modelo deWess-Zumino- Novikov-Witten, los cuales tienen importantes aplicaciones en materia condensada y teorías de cuerdas. Calculamos valores de expectación de campos primarios en el disco y funciones de correlación en el toro, relacionando estas cantidades con observables de la teoría de Liouville. El desarrollo de estos cálculos se realizó empleando tanto el formalismo de integral funcional como el formalismo del gas de Coulomb, siempre chequeando la consistencia de ambos métodos. También discutimos dos aplicaciones para nuestros resultados: su uso en el estudio de D-branas en teoría de cuerdas en dos y tres dimensiones, y su uso como herramienta para realizar cálculos en teorías superconformes en cuatro dimensiones con supersimetría N = 2. Los resultados de esta tesis están basados en trabajos del autor.

Abstract:
In this thesis we study a family of non-rational conformal field theories in two dimensions formulated on Riemann surfaces of non-trivial topology. More precisely, we study surfaces with boundaries and closed manifolds with genus number grater than zero. This set of theories generalizes important conformal theories, such as Liouville Field Theory and the Wess-Zumino- Novikov-Witten model, which have important applications in condensed matter and string theory. We compute expectation values for primary operators in the disk and correlation functions in the torus, relating these quantities with observables of the Liouville theory. The computations are done both in the path integral formalism and in the Coulomb Gas formalism, then checking their consistency. We also discuss two applications for ours results: their use in the study of D-branes in string theory in two and three dimensions, and their use as a tool to perform computations in four dimensional super-conformal field theories with N = 2 supersymmetry. The results of this thesis are based on works of the author.

Rubio López, Adrián Ezequiel. "Aspectos fuera del equilibrio en la física del efecto Casimir" (2015-03-18) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
El objetivo principal de esta Tesis está centrado en el estudio de las fluctuaciones cuánticas de vacío y en particular del efecto Casimir para situaciones fuera del equilibrio. Para ello, en el presente trabajo se combinan, básicamente, dos métodos funcionales de gran poder: por una parte, se utiliza el formalismo de integrales de camino temporal cerrado (ó CTP de sus siglas en inglés) para el estudio de la evolución temporal de valores medios cuánticos; mientras que por otro lado, se incorpora el formalismo de la funcional de influencia de Feynman y Vernon como herramienta fundamental para el tratamiento de la dinámica de sistemas cuánticos abiertos. En una primera parte, se analizó una de las posibles formas de abordar el efecto Casimir en medios disipativos en un régimen estacionario y de equilibrio térmico, mediante un formalismo de cuantización canónica en el estado estacionario. En este punto, discutimos los posibles modelos físicos de permitividad de los medios materiales, conectando natural y necesariamente la teoría del movimiento Browniano cuántico al problema de la fuerza de Casimir con medios materiales reales. Luego, y como modelo más cercano al que representa el interés de la tesis, planteamos un problema de condiciones iniciales para un campo escalar en interacción con grados de libertad que representan a las principales propiedades de la materia. En este modelo, obtuvimos el régimen estacionario como el límite de tiempos largos, lo que nos llevó a una formulación conceptualmente correcta para la cuantización canónica en el límite estacionario. Posteriormente, extendimos el enfoque al caso del campo electromagnético. Logramos resolver las dificultades propias que impone un campo de gauge de tipo vectorial al momento de cuantizar, y ganamos generalidad en los modelos de medios materiales al poder representar materiales anisótropos (birrefringencia). Finalmente, a partir del formalismo desarrollado y de los modelos planteados, estudiamos el caso del efecto Casimir en su situación más realista: consideramos un campo electromagnético en interacción con materia en un contexto fuera del equilibrio. Abordamos el problema de dos placas paralelas semi-infinitas (problema de Lifshitz) de forma completa, estudiando al mismo tiempo varios de sus aspectos termodinámicos. Obtuvimos fórmulas analíticas exactas, demostrando que el estado estacionario de dicho escenario presenta dos contribuciones para la presión, una asociada a las condiciones iniciales del campo y la otra asociada a los baños térmicos que actúan de entorno sobre el material de las placas. Al mismo tiempo, la transferencia de calor (estudiada a través del vector de Poynting) presenta sólo una de las contribuciones, la asociada a los baños térmicos. Palabras claves: teoría de campos fuera del equilibrio - efecto Casimir - cuantización - sistemas cuánticos abiertos

Abstract:
The main objective of this thesis is focused on the study of quantum vacuum fluctuations, particularly the Casimir effect for non-equilibrium situations. Therefore, in this work we basically combine two functional methods of great power: on one hand, the closed time path formalism (CTP) to study the time evolution of the quantum expectation values; and, on the other hand, the Feynman-Vernon influence functional formalism as a fundamental tool for the treatment of open quantum systems dynamics. Firstly, we have analyzed one of the possible approaches to the Casimir effect in dissipative media at a steady situation of thermal equilibrium by using a canonical quantization formalism at steady states. At this point, we discussed the possible physical models of permittivity of the material, connecting naturally and necessarily the quantum Brownian motion theory to the problem of the Casimir force with real material boundaries. Then, as a closer model to represent the interest of the thesis, we propose an initial conditions problem for a scalar field interacting with degrees of freedom representing the main properties of matter. In this model, we obtained the steady state as the limit of long times, which led to a conceptually correct formulation for the canonical quantization in the stationary limit. Subsequently, we extended the approach to the case of the electromagnetic field. We were able to deal with the difficulties that impose a gauge vector-field at the moment of quantization, and we gain generality in the models represented with achieving the possibility of considering anisotropic material (birefringence). Finally, from the formalism developed and the proposed models, we studied the case of the Casimir effect in the most realistic situation: we considered an electromagnetic field interacting with matter in a nonequilibrium context. We address the problem of two semi-infinite parallel plates (Lifshitz problem) completely, also studying its thermodynamic aspects. We obtained exact analytical formulas, showing that the steady state of this scenario presents two contributions to the pressure, one associated to the initial conditions of the field and the other one associated with the thermal baths acting as environment over the material of the plates. At the same time, heat transfer (studied through the Poynting vector) has only one contribution, the one associated to the thermal baths. Keywords: non equilibrium quantum field theory - Casimir effect - quantization - open quantum systems

González de Urreta, Emiliano José. "Bariones en la expansión en la inversa del número de colores de la cromodinámica cuántica" (2015-03-20) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
Se investigan las propiedades de los bariones excitados pertenecientes al primer multiplete de paridad negativa en el marco de la expansión en la inversa del número de colores de la Cromodinámica Cuántica. En particular, se busca realizar un análisis de las masas y los decaimientos de los correspondientes bariones no-extra˜nos y sentar las bases para la inclusión en dicho análisis de los bariones con extra˜neza. Para investigar las propiedades de los bariones en la expansión en la inversa del número de colores, primero se determinan las funciones de onda debidamente simetrizadas de los bariones relevantes cuando el número de colores es grande. Una vez establecidas dichas funciones de onda, se procede a calcular los elementos de matriz de los operadores que aparecen en distintos observables. De esta manera se obtienen sus dependencias con el número de colores. A partir de los elementos de matriz relevantes se hallan los coeficientes libres que acompa˜nan a cada uno de los operadores que aparecen a un cierto orden de potencia en 1/Nc. Para ello se ajustan los observables calculados a los datos empíricos disponibles. Se busca realizar un análisis global de estos observables ya que, en general, las posibles mezclas entre estados con los mismos números cuánticos vinculan a dichos observables entre sí. Determinamos que un estudio numérico simultáneo de las masas y los anchos de decaimiento fuerte y electromagnéticos de los bariones del sector no-extra˜no predice valores de los ángulos de mezcla que son compatibles con los obtenidos en los análisis independientes para los decaimientos electromagnéticos y fuertes. Además se observa que la degeneración presente en las soluciones para los estudios independientes de masas y decaimientos fuertes desaparece en el análisis simultáneo. Por último, se llega a una conclusión sobre el problema de la asignación de los estados teóricos con los estados físicos, que se puede dar de cuatro maneras diferentes. Se encuentra que hay una asignación favorecida. En cuanto a la inclusión en el análisis de los bariones con extra˜neza, se consideran primeramente los decaimientos fuertes en forma independiente, ya que no existían estudios previos de este tipo. Para ello se debieron considerar operadores de decaimiento que tuvieran en cuenta los efectos de ruptura de simetría debido a la diferencia entre las masas de los quarks “up” y “down” con la del “strange”. Entre otras conclusiones se obtuvo que en algunos casos los efectos de ruptura de simetría son importantes y que los operadores de 1-cuerpo son los más relevantes, a pesar que los de 2-cuerpos son importantes para obtener un mejor ajuste. Por último realizamos un primer estudio consistente de las masas y los decaimientos fuertes del multiplete completo de bariones en el marco de un esquema perturbativo para el tratamiento de la ruptura de simetría en las masas previamente utilizado en la literatura. Los resultados obtenidos indican que si bien las características generales de los ajustes independientes se siguen conservando en el ajuste global realizado, las dificultades encontradas para describir algunos decaimientos sugieren la necesidad de considerar mejores aproximaciones en futuros cálculos.

Abstract:
We investigate the properties of excited baryons belonging to the first negative parity multiplet within the inverse color number expansion formalism of Quantum Chromodynamics. In particular, we seek to make an analysis of the masses and decays of the corresponding non-strange baryons and to set the base for the inclusion in this analysis of strange baryons. To investigate the baryon properties using the inverse colour number expansion, first the properly symmetrized wave functions are determined, for the relevant baryons when the number of colours is large. Once such wavefunctions are established, the matrix elements of the operators appearing in different observables are calculated, obtaining in this way, their dependence on color number. Starting from the relevant matrix elements, we find the free coefficients of each operator at a given order of a power of 1/Nc. For that purpose, the calculated observables are fitted to available empirical data. A global analysis of these observables is sought for, since, in general, the possible mixtures between states with equal quantum numbers relate these observables amongst themselves. It is found that a simultaneous numerical study of the masses and the strong and electromagnetic decay widths of baryons in the non-strange sector predicts mixing angles that are compatible with those obtained from the independent analysis of the electromagnetic and strong decay widths. Also, it is observed that the degeneracy present in the solutions for the independent studies of the masses and strong decays disappears in the simultaneous analysis. Finally a conclusion is reached for the problem of assigning the theoretical states to the physical states, which can be done in for different ways. It is found that there is one favoured assignment. Concerning the inclusion in the analysis of strange baryons, we first consider strong decays independently, since there were no previous studies of this kind. For this purpose we had to consider the decay operators that took into account the effects of symmetry breaking due to the differences between the up and down quark masses and that of the strange quark. Amongst other conclusions, we obtained that in some cases the effects of simmetry breaking are important and that the one body operators are the most relevant, even though the two body operators are important to obtain a better fit. Finally, we make a first consistent study of the masses and strong decays of the complete baryon multiplet within a perturbative scheme for the treatment of symmetry breaking in the masses previously used in the literature. The results obtained indicate that even though the general characteristics of the independent fits are still conserved in the global fit, difficulties are found to describe some decays, which suggests the need to consider better approximations in future calculations.

Sánchez García, Iván Eduardo. "Soluciones de Einstein de materia y energía oscura asintóticamente de Sitter" (2015-03-25) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
En esta tesis, se han investigado modelos cosmológicos con y sin interacción en el sector oscuro, en la métrica espacialmente plana de Friedmann- Robertson-Walker. En primer lugar, se ha trabajado con un grupo de transformaciones de simetría interna, que preserva la forma de las ecuaciones de Einstein, y que permiten relacionar magnitudes características de un fluido, como su densidad de energía y presión, con magnitudes geométricas como la tasa de expansión. Hemos utilizado estas transformaciones para construir cosmologías de taquiones fantasmas y complementarios a partir de taquiones estándar. Es decir, las transformaciones de invariancia de forma (TIF) generan nuevas cosmologías a partir de una conocida, que denominaremos "semilla"; en particular aplicamos las TIF al taquión ordinario y se obtuvieron dos especies de taquiones conocidos, como el taquión fantasma y el complementario. Hemos mostrado que las TIF nos permiten pasar de una cosmología no estable a una estable y vice versa. Además, hemos aplicado estas transformaciones, a modo de ejemplo, a un potencial que va como el inverso del campo al cuadrado, V ∝ ∅² y generado todo el campo de taquiones extendidos. También, calculamos el espectro de potencia del campo gravitatorio para un tipo particular de taquión con constante cosmológica y lo comparamos con el modelo ΛCDM. Hemos encontrado, que el espectro de potencias del taquión estándar con constante cosmológica, difiere en varios órdenes de magnitud con el modelo de concordancia. En el caso del campo de taquiones complementario con constante, coincide con dicho modelo cuando el índice barotrópico toma el valor γ0= 1,91. Por otro lado, hemos considerado dos modelos, en donde interactúan materia y energía oscura, más un término de radiación y otro de bariones desacoplados. Hallamos la densidad de energía del sector oscuro y la densidad de energía total en función del corrimiento al rojo z. Hemos aplicado el método estadístico de Χ² a la base de datos de la función Hubble para restringir los parámetros del modelo y analizar su validez, comparando ambos modelos con el modelo ΛCDM. También, incluimos el término de radiación desacoplado para analizar el comportamiento de la energía oscura de los modelos, en la era de recombinación, y examinar su cantidad en la época dominada por la radiación. Hemos obtenido que los modelos satisfacen la estricta cota Ωx(z ≈ 1100) < 0;009 a 2σ, por lo que son consistentes con los análisis recientes, de las mediciones de anisotropía de la radiación cósmica de fondo (RCF), hechos por Planck. Además, son consistentes con las futuras cotas que podrían alcanzarse con los experimentos Euclid y CMBPol. Ambos modelos también cumplen la severa cota Ωz(z ≈ 10¹°) < 0,04 a 2σ de la época de nucleosíntesis del "Big Bang". También, se estimó la edad actual del universo y se examinó el problema de la edad cósmica, a grandes corrimientos al rojo, asociado con el antiguo quasar APM 08279 + 5255.

Abstract:
In this thesis, we have investigated certain cosmological models with and without interaction in the dark sector, considering a spatially at metric of Friedmann-Robertson-Walker type. First we illustrated how form-invariance transformations (FITs) can be used to construct phantom and complementary tachyon cosmologies from standard tachyon field universes. We show how these transformations act on the Hubble expansion rate, and the energy density and pressure of the tachyon field. Then we use the FIT to generate three different families of the tachyon field. In other words, the FIT generates new cosmologies from a known seed" one; in particular, we apply the FIT to the ordinary tachyon field to obtain two types of tachyon species, denoted as the phantom and complementary tachyons. We see that the FIT allows us to pass from a nonstable cosmology to a stable one and vice versa. Finally, as an example, we apply the transformations to an inverse-square potential, V ∝ ∅², and we are able to generate the extended tachyon field. In addition, we use the power spectrum of the gravitational potential to compare a particular tachyon field with a cosmological constant model, for different barotropic indexes γ0, with the well studied ΛCDM model. For this purpose we solve the differential equation that describes the perturbations numerically and plot the power spectrum at a = 1 for each case. We find that the power spectrum of the standard tachyon field differs in many magnitude orders from the ΛCDM. Nevertheless the one with γ0= 1,91, which corresponds to a complementary tachyon field, coincides with the concordance model. Therefore, we conclude that this is a effective method to distinguish between the different γ0 values for the tachionization ΛCDM model and the fiducial model. On the other hand, we investigate two cosmological scenarios with two interacting components, dark matter and variable vacuum energy (VVE) densities, plus two decoupled components, one is a baryon term while the other behaves as a radiation component, and compare these models with the ΛCDM model. We consider a linear interaction in the derivative dark component density. We apply the Χ² method to the observational Hubble data for constraining the cosmological parameters and analyze the amount of dark energy in the radiation era for the models. It turns out that our models fulfills the severe bound of Ωx(z ≈ 1100) < 0;009 at 2σ level, so is consistent with the recent analysis that includes cosmic microwave background anisotropy measurements from Planck survey, the future constraints achievable by Euclid and CMBPol experiments, reported for the behavior of the dark energy at early times, and fulfills the stringent bound Ωz(z ≈ 10¹°) < 0,04 at 2σ level in the big-bang nucleosynthesis epoch. We also examine the cosmic age problem at high redshift associated with the old quasar APM 08279+5255 and estimate the age of the universe today for each model.

Farias, María Belén. "Fricción cuántica: disipación inducida por las fluctuaciones de vacío" (2017-03-28) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

pdf

Resumen Registro Cita

Resumen:
En este trabajo estudiamos las manifestaciones macroscópicas de las fluctuaciones cuánticas de vacío, en particular el efecto conocido como la fricción de Casimir, o fricción cuántica. Este fenómeno se produce cuando dos cuerpos son puestos en movimiento relativo (incluso a velocidad constante), y se observa una fuerza disipativa actuando en sentido contrario al movimiento. Este efecto, al igual que el caso más estudiado de la fuerza atractiva entre dos placas neutras conocido como Efecto Casimir, es el resultado de una interacción efectiva entre los dos cuerpos, mediada por el campo electromagnético uctuante, que está presente aun cuando los cuerpos son eléctricamente neutros y no están en contacto (por esta razón, a la fricción cuántica también se la denomina fricción sin contacto). A lo largo de esta tesis analizamos dichos efectos disipativos en distintos sistemas. En primer lugar consideramos el caso más simple en el que el campo de vacío es un campo escalar no masivo y luego extendemos nuestros cálculos al caso más realista en el que el campo de vacío es un campo de Maxwell no masivo. En cuanto a la geometría del sistema, consideramos el caso de dos placas semi-infinitas, dos placas de espesor infinitesimal (en ambos casos con velocidad relativa paralela a los planos), y un átomo frente a una placa dieléctrica moviéndose paralelo a la misma. Muchos de nuestros resultados están expresados en función de las características del material que conforma las placas (o el átomo), por ejemplo su permitividad eléctrica є. Estudiamos con detalle algunos modelos específicos: el caso de un modelo microscópico en el que el material está descripto por un contínuo de osciladores armónicos desacoplados de frecuencia fija, y el caso de dos placas de materiales de Dirac bidimensionales (materiales cuyas excitaciones de baja energía se comportan como fermiones de Dirac), particularmente el grafeno. Desarrollamos un formalismo funcional para la descripción de la fricción cuántica, donde nuestro principal objeto de estudio es la acción efectiva in-out, cuya parte imaginaria da cuenta de los efectos disipativos del sistema. Calculamos la parte imaginaria de la acción efectiva in-out y encontramos que es no nula en un rango no despreciable de velocidades, encontrando la existencia de un umbral que depende de las magnitudes características del sistema, a partir del cual comienza a haber disipación. Para el caso de las dos placas conformadas por osciladores armónicos desacoplados, calculamos además la acción efectiva CTP (Closed Time Path) o in-in, la que nos permite obtener explícitamente el cuadritensor energía-momento y por lo tanto la fuerza de fricción. En el caso de la partícula frente al plano, estudiamos además la decoherencia del grado de libertad interno de la partícula, encontrando que la presencia de la placa y el movimiento relativo aumenta los efectos de decoherencia propios del vacío, volviéndolos potenicalmente detectables experimentalmente. Paralelamente, estudiamos el problema de un átomo ubicado frente a una placa dieléctrica semi-infinita, moviéndose con velocidad constante pero en una dirección arbitraria (acercándose al plano y con una componente paralela al mismo). Con las herramientas de la teoría de perturbaciones dependientes del tiempo de la mecánica cuántica, calculamos la fuerza de fricción actuante sobre el átomo.

Abstract:
On this work we study one of the macroscopic manifestation of quantum vacuum fluctuations: Casimir friction, or quantum friction. This phenomenon is produced when two bodies are set in relative motion (even if the relative velocity is constant), where a frictional force acts on the bodies, opposed to the motion. This effect, like the more studied case of an attractive force acting between two neutral plates, known as Casimir Effect, is the result of an effective interaction between the two bodies, mediated by the uctuating electromagnetic field, which is present even when both bodies are electrically neutral and are not in contact (this is the reason why quantum friction is also known as non-contact friction). Along this thesis we study these dissipative effects on different systems. First we consider the simpler case of modelling the vacuum field with a non-massive scalar field, and then we extend our calculations to the more realistic case where the vacuum field is a non-massive Maxwell field. Concerning the geometry, we consider the case of two semi-infinite plates, two plates with infinitesimal width, and an atom moving in front of a dielectric plane, with velocity parallel to the plate. Many of our results are very general and expressed as a function of the material that conforms the plates (or the atom), for instance their electric permitivity є. We studied with detail some specific models: a microscopic model where the material is described by a continuum of uncoupled harmonic oscillators, and the relevant case of 2D Dirac materials, graphene in particular. We develop a functional approach to the description of the quantum friction, where our main object of study is the in-out effective action, whose imaginary part accounts for the dissipative effects on the system. We calculate the imaginary part of the in-out effective action, finding that it is non-vanishing in a wide range of velocities. We also find a threshold depending on the characteristic of the materials, and only fore velocities above that threshold we have dissipation. For the case of the two plates modelled as a harmonic oscillators, we also calculate the CTP (closed time path) or in-in eggective action, which allows us to explicitly obtain the energymomentum four-tensor, and hence de frictional force. On the case of the particle in fron of a plate, we have also studied the decoherence on the internal degree of freedom of the atom, ginding that the presence of the plate and the relative motion enhance the (otherwise undetectable) decoherence effect due to the vacuum, making them potentially experimentally detectable. We also study the problem of an atom in front of a dielectric semi-infinite plate, moving at a constant velocity but in an arbitrary direction (approaching the plate and with a component parallel to it). With the tools of quantum mechanics' time dependent perturbation theory, we calculate the frictional force acting on the atom.

http://digital.bl.fcen.uba.ar

Biblioteca Central Dr. Luis Federico Leloir - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - Universidad de Buenos Aires
Intendente Güiraldes 2160 - Ciudad Universitaria - Pabellón II - C1428EGA - Tel. (54 11) 4789-9293 int 34