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http://ri.ufmt.br/handle/1/5649
Tipo documento: | Dissertação |
Título: | A energia de Casimir para o campo eletromagnético à temperatura finita com quebra de simetria de Lorentz |
Autor(es): | Correa, Robson |
Orientador(a): | Santos, Alesandro Ferreira dos |
Membro da Banca: | Santos, Alesandro Ferreira dos |
Membro da Banca: | Souza, Pablo Rodrigo Alves de |
Membro da Banca: | Amorim, Ronni Geraldo Gomes de |
Resumo : | O efeito Casimir, previsto teoricamente em 1948, pelo físico Holandês Hendrik Brugt Gerhard Casimir, demonstra que duas placas paralelas perfeitamente condutoras sofrem a ação de uma força de atração quando introduzidas no vácuo. No cálculo, Casimir considerou as flutuações do vácuo quântico, e concluiu que o efeito é oriundo da imposição das condições de contorno ao vácuo eletromagnético. Desde sua publicação, outras geometrias e outros campos foram calculados, e novos resultados foram obtidos. Na geometria esférica surge uma força de repulsão, diferente das placas paralelas que apresentam força de atração. O campo massivo tem efeito menor que o campo escalar de massa nula. De fato, a teoria ainda pode ser testada em novas áreas. Para estudar o efeito Casimir à temperatura finita, consideremos a abordagem apresentada por Takahashi e Umezawa conhecida como Dinâmica dos Campos Térmicos, ou simplesmente formalismo TFD (do inglês: Thermofield Dynamics). Para introduzir os efeitos de temperatura através deste formalismo, dois elementos fundamentais são necessários, a duplicação do espaço de Hilbert, e as transformações de Bogoliubov. A duplicação se dá através das regras de conjugação til. Uma transformação de Bogoliubov consiste na rotação entre os operadores dos dois espaços, espaço de Hilbert usual e espaço til, de forma a introduzir os efeitos da temperatura. Com o advento da Física contemporânea, é quase que consenso entre os Físicos que a simetria de Lorentz, fundamental na relatividade, precisa ser quebrada em escala superior das energias do modelo padrão. A quebra de simetria de Lorentz neste caso ocorre devido ao acoplamento inserido na Lagrangeana. Aqui, acoplamos um campo de éter ao campo eletromagnético e observamos que o éter interage com o campo eletromagnético distorcendo sua métrica e violando a simetria de Lorentz, em nossos cálculos o campo eletromagnético modificado apresentou para a lei de Stefan-Boltzmann simetria entre as direções espaciais (x, y, z) violando a simetria na direção do tempo (t). Devido as simetrias envolvidas neste sistema o efeito Casimir para o campo eletromagnético modificado à temperatura zero e à temperatura finita não dependem da constante (κ) para as direções espaciais (x, y) e ainda demonstrou simetria entre estas direções, apresentando violação para a direção temporal (t) e espacial em (z). |
Resumo em lingua estrangeira: | The Casimir effect, theoretically predicted in 1948 by the Dutch physicist Hendrik Brugt Gerhard Casimir, demonstrates that two perfectly conducting parallel plates undergo the action of an attractive force when introduced into a vacuum. In the calculation, Casimir considered the fluctuations of the quantum vacuum, and concluded that the effect comes from the imposition of boundary conditions to the electromagnetic vacuum. Since its publication, other geometries and other fields have been calculated, and new results have been obtained, in spherical geometry there is a repulsive force, unlike parallel plates which present attractive force, the massive field has a smaller effect than the zero-mass scalar field, in fact, the theory can still be tested in new areas. To study the Casimir effect at finite temperature, consider the approach presented by Takahashi and Umezawa known as Thermal Field Dynamics, or simply TFD formalism. To introduce temperature effects through this formalism, two fundamental elements are needed, the doubling of the Hilbert space and the Bogoliubov transformations. Doubling is done using the tilde conjugation rules. A Bogoliubov transformation consists of rotating between the operators of the two spaces, the usual Hilbert space and the tilde space, to introduce the effects of temperature. With the advent of contemporary physics, it is almost a consensus among physicists that the Lorentz symmetry fundamental, in relativity, needs to be broken at the energy upper scale of the standard model, the breaking of the Lorentz symmetry in this case is due to the coupling inserted in the Lagrangian scale. Here, we coupled an ether field to the electromagnetic field and observed that the ether interacts with the electromagnetic field distorting its metric and violating the Lorentz symmetry, in our calculations the modified electromagnetic field showed symmetry between the spatial directions ( x, y, z) by the Stefan-Boltzmann law violating symmetry in the direction of time (t). Due to the symmetries involved in this system, the Casimir effect for the modified electromagnetic field at zero temperature and finite temperature does not depend on the constant (κ) for the spatial directions (x, y) and also demonstrated symmetry between these directions, showing violation for temporal (t) and spatial (z) direction. |
Palavra-chave: | Efeito Casimir Campo eletromagnético Campos térmicos Quebra de simetria de Lorentz TFD |
Palavra-chave em lingua estrangeira: | Casimir effect Electromagnetic field Thermal fields Lorentz symmetry breaking TFD |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Mato Grosso |
Sigla da instituição: | UFMT CUC - Cuiabá |
Departamento: | Instituto de Física (IF) |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Física |
Referência: | CORREA, Robson. A energia de Casimir para o campo eletromagnético à temperatura finita com quebra de simetria de Lorentz. 2023. 112 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2023. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://ri.ufmt.br/handle/1/5649 |
Data defesa documento: | 11-Mai-2023 |
Aparece na(s) coleção(ções): | CUC - IF - PPGF - Dissertações de mestrado |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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