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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/32173
Tipo: Dissertação
Título: Lightcone fluctuations and an estimation on the size of the extra dimension in a quasiperiodically compactified Kaluza-Klein model
Autor(es): Nascimento, Giulia Aleixo Santana do
Primeiro Orientador: Mota, Herondy Francisco Santana
Resumo: Na presente dissertação apresentamos uma revisão do formalismo envolvido no estudo de flutuações de cone de luz, seguido por novos resultados e discussões realizados ao longo do mestrado. Em um primeiro momento, fizemos uma revisão da Teoria Linearizada da Gravidade no regime clássico. Começamos tomando o limite de campo gravitacional fraco de modo a permitir que este varie no tempo. Como resultado, fomos capazes de expandir a métrica do nosso espaço-tempo em torno de um espaço-tempo de fundo e considerar apenas o termo linear na perturbação. Em seguida, buscamos descobrir como essa expansão modifica os elementos da Relatividade Geral, encontrar as equações de campo para a perturbação e discutir a liberdade de calibre associada à perturbação. Em seguida, passamos a trabalhar sob a hipótese de que a perturbação é quantizada e apresentamos uma revisão dos efeitos de flutuação do cone de luz. Tais flutuações levam à remoção de divergências associadas ao cone de luz clássico; em particular, mostramos explicitamente como a quantização da perturbação remove algumas dessas divergências e discutimos a possibilidade de observar o efeito de tais flutuações sobre o tempo de deslocamento de fótons. Seguindo o caminho trilhado pela análise da perturbação quantizada, revisamos o procedimento para escrever ⟨σ2 1⟩ em termos da função de Hadamard para o gráviton em (d + 1) dimensões. No último capítulo, apresentamos novos resultados obtidos ao longo da pesquisa. Inspirados pelo trabalho dos autores na Ref. [1], buscamos ampliar a descrição de uma possível dimensão espacial extra, tornando-a compacta por meio da condição de contorno quasiperiódica. Realizamos uma discussão sobre a transição para modelos com dimensões extras e calculamos as quantidades associadas ao desvio no tempo de propagação de um fóton como consequência da topologia do espaço compactificado. Discutimos também qual deveria ser o tamanho da dimensão extra para que seja possível detectar tais desvios, utilizando como base o Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) a bordo do telescópio James Webb. Para isto, dividimos nossa análise em duas partes: uma para o caso periódico e outra para casos nos quais o regulador de fase da condição quasiperiódica é diferente de zero. Como consequência, mostramos que o reflexo de cada caso no tempo de propagação de um fóton difere fundamentalmente um do outro.
Abstract: In this dissertation, we present a review of the formalism involved in the study of light cone fluctuations accompanied by new results and discussions conducted throughout this master’s program. We initially conducted a review of the Linearized Theory of Gravity in the classical regime. We began by considering the weak gravitational field limit while allowing it to vary with time we sought to determine the modification caused by this expansion on the elements of General Relativity (GR), derived the field equations for the perturbation and discussed the gauge freedom associated to the latter. Following this first contact with linearized gravity, we worked under the assumption that the perturbation is quantized and provided a review of lightcone fluctuation effects which leads to the removal of divergences associated with the classical lightcone and discussed the possibility of observing the effects of such fluctuations upon photon propagation. Continuing our analysis, we reviewed the procedure to express ⟨σ2 1⟩ in terms of the Hadamard function for the graviton in (d +1) dimensions. Finally, we presented the new results obtained during this research. Inspired by the work in Ref. [1], we sought to expand the description of a possible extra spatial dimension by making it compact through a quasiperiodic boundary condition. We discussed the transition to models with extra dimensions and calculated quantities associated with the deviation in the photon propagation time as a consequence of the compactified space’s topology. We also discussed the requirements for the size of the extra dimension in order to obtain detectable changes on a photon flight time using the Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) aboard the James Webb Telescope as a model for detections. For this purpose, we divided our analysis into two parts: one for the periodic case and another for cases where the phase regulator of the quasiperiodic condition is nonzero. Consequently, we found that the resulting effects of each scenario upon photon propagation fundamentally differs from one another other.
Palavras-chave: Teoria quântica de campos
Flutuação de cone de luz
Teoria linearizada da gravidade
Modelo de Kaluza-Klein
Quantum field theory
Lightcone fluctuations
Linerized gravity
Kaluza-Klein model
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Física
Programa: Programa de Pós-Graduação em Física
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/32173
Data do documento: 28-Fev-2024
Aparece nas coleções:Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Física

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