Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://ri.ufmt.br/handle/1/6722
Tipo documento: Dissertação
Título: Espalhamento compton gravitacional à temperatura finita
Autor(es): Souza, Lucas Evangelista Alves de
Orientador(a): Santos, Alesandro Ferreira dos
Membro da Banca: Santos, Alesandro Ferreira dos
Membro da Banca: Amorim, Ronni Geraldo Gomes de
Membro da Banca: Oliveira, Jeferson de
Resumo : Neste trabalho, vamos explorar os conceitos fundamentais da teoria Gravitoeletromagnética (GEM), apresentando seu arcabouço matemático principal, bem como seus conceitos e interpretações físicas. Como exemplo, iremos fazer uma aplicação física da teoria GEM. A partir dessa aplicação, encontramos o tensor energia-momento da GEM, uma quantidade física fundamental que está diretamente relacionada à conservação de energia e momento. Além disso, investigaremos o espalhamento Compton gravitacional, que consiste em uma interação entre um férmion e um gráviton, com um anti-férmion atuando como partícula intermediadora. Para realizar um estudo mais completo desse processo, é necessário determinar dois parâmetros essenciais em física de partículas: a amplitude de transição e a seção de choque. A amplitude de transição indica a probabilidade de uma determinada interação ocorrer em um sistema, enquanto a seção de choque descreve como essa probabilidade se distribui em uma determinada região do espaço. Com esses dois parâmetros, conseguimos uma descrição completa da interação entre as partículas e de suas transferências de energia e momento. Como resultado, temos que a seção de choque da GEM difere da Eletrodinâmica Quântica tanto em estrutura como nas constantes de acoplamento. Adicionalmente, discutimos como esse processo se comporta ao considerarmos efeitos térmicos no sistema. Para introduzirmos os efeitos térmicos iremos utilizar o formalismo da dinâmica de campos térmicos, ou formalismo TFD (do inglês, Thermo Field Dynamics). A TFD é um formalismo dentro da teoria quântica de campos que nos permite introduzir temperatura em sistemas em equilíbrio térmico. Para isso, é necessário duplicar o espaço de Hilbert usual e aplicar as transformações de Bogoliubov, que possibilitam a definição de um estado de vácuo térmico, bem como dos operadores de criação e aniquilação térmicos. Ao aplicar ao espalhamento, observamos que no regime de temperatura nula, recuperamos o caso à temperatura zero, enquanto que, para altas temperaturas, a função térmica domina, sendo este o fator predominante no processo.
Resumo em lingua estrangeira: In this work, we will explore the fundamental concepts of Gravitoelectromagnetic Theory (GEM), presenting its main mathematical framework, as well as its physical concepts and interpretations. As an example, we will apply the GEM theory to a physical scenario. From this application, we derive the GEM energy-momentum tensor, a fundamental physical quantity that is directly related to the conservation of energy and momentum. Furthermore, we will investigate gravitational Compton scattering, which involves an interaction between a fermion and a graviton, with an antifermion acting as the intermediate particle. To conduct a more comprehensive study of this process, it is essential to determine two key parameters in particle physics: the transition amplitude and the cross-section. The transition amplitude indicates the probability of a specific interaction occurring within a system, while the cross-section describes how this probability is distributed in a specific region of space. With these two parameters, we achieve a complete description of the interaction between particles and their energy and momentum transfers. As a result, we have that the GEM cross section differs from Quantum Electrodynamics both in structure and coupling constants. Additionally, we will discuss how this process behaves when considering thermal effects in the system. To introduce thermal effects, we will use the Thermo Field Dynamics (TFD) formalism. TFD is a framework within quantum field theory that allows us to incorporate temperature into systems in thermal equilibrium. To do so, it is necessary to duplicate the usual Hilbert space and apply Bogoliubov transformations, which facilitate the definition of a thermal vacuum state and the corresponding thermal creation and annihilation operators. When applied to scattering, we observe that in the zero temperature regime, we recover the case at zero temperature, while, for high temperatures, the thermal function dominates, this being the predominant factor in the process.
Palavra-chave: Gravitoeletromagnetismo
Espalhamentos gravitacionais
Dinâmica de campos térmicos
Palavra-chave em lingua estrangeira: Gravitoelectromagnetism
Gravitational scattering
Thermo field dynamics
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: SOUZA, Lucas Evangelista Alves de. Espalhamento compton gravitacional à temperatura finita. 2025. 70 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://ri.ufmt.br/handle/1/6722
Data defesa documento: 3-Feb-2025
Aparece na(s) coleção(ções):CUC - IF - PPGF - Dissertações de mestrado

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