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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/38357| Tipo: | Tese |
| Título: | Quantum dynamics beyond lorentz invariance |
| Autor(es): | Silva, Gislaine Varão da |
| Orientador: | Bezerra, Valdir Barbosa |
| Coorientador: | Lobo, Iarley Pereira |
| Membro da Banca: | Petrov, Albert |
| Membro da Banca: | Brito, Francisco de Assis de |
| Membro da Banca: | Dahia, Fábio Leal de Melo |
| Membro da Banca: | Yokomizo, Nelson de Oliveira |
| Resumo: | Muitas abordagens da gravidade quântica preveem a existência de um comprimento mínimo associado à escala de Planck, o que leva a modificações nas relações entre energia, momento e posição, que, por sua vez, podem afetar a simetria de Lorentz. Nesta tese, investigamos esses efeitos em cenários tanto sistemáticos quanto estocásticos, com ênfase particular em suas manifestações de baixa energia. Na primeira parte, analisamos efeitos sistemáticos derivados de relações de dispersão modificadas (MDRs, na sigla em inglês) motivadas pela gravidade quântica. Mostramos que o limite não relativístico de MDRs gerais leva a uma equação de Schrödinger não relativística deformada, contendo termos fracionais e não locais no Hamiltoniano. Esses termos modificam a cinemática quântica e permitem estabelecer limites experimentais para os parâmetros das MDRs usando sistemas de baixa energia. Ademais, demonstramos que certas MDRs com potências fracionárias dão origem a uma dinâmica descrita pela mecânica quântica fracional em baixas energias, associada a uma geometria efetivamente fractal no infravermelho. Também estudamos efeitos estocásticos associados a flutuações na escala de Planck nas MDRs, modelando uma violação estocástica da simetria de Lorentz. A realização da média estocástica resulta em uma equação de Lindblad que descreve um mecanismo de decoerência gravitacional no regime não relativístico. Aplicamos esse formalismo a estados gato de Schrödinger gravitacionais (gravcats), revelando a competição entre o emaranhamento induzido gravitacionalmente e a decoerência impulsionada por flutuações planckianas, permitindo-nos estimar as escalas nas quais tais efeitos se tornam relevantes. Na segunda parte, analisamos um cenário adicional baseado em espaços-tempos não comutativos, mostrando que a deformação da regra de composição de energias característica do espaçotempo κ-Minkowski induz correlações quânticas entre dois sistemas, mesmo no limite não relativístico. Esses resultados demonstram que sistemas quânticos de baixa energia oferecem um novo caminho para testar a simetria de Lorentz, seja por meio de deformações sistemáticas ou violações estocásticas. O regime infravermelho tem o potencial de amplificar correções suprimidas pela escala de Planck, fornecendo assim novas oportunidades para testar modelos efetivos de gravidade quântica em experimentos de bancada. |
| Abstract: | Many approaches to quantum gravity predict the existence of a minimal length associated with the Planck scale, leading to modifications in the relations between energy, momentum, and position, which may in turn affect Lorentz symmetry. In this thesis, we investigate these effects in both systematic and stochastic scenarios, with particular emphasis on their low-energy manifestations. In the first part, we analyze systematic effects derived from modified dispersion relations (MDRs) motivated by quantum gravity. We show that the nonrelativistic limit of general MDRs leads to a deformed nonrelativistic Schrödinger equation containing fractional and nonlocal terms in the Hamiltonian. These terms modify quantum kinematics and allow the establishment of experimental bounds on MDR parameters using low-energy systems. We further demonstrate that certain MDRs with fractional powers give rise to a dynamics described by fractional quantum mechanics at low energies, associated with an effectively fractal geometry in the infrared. We also study stochastic effects associated with Planck-scale fluctuations in MDRs, modeling a stochastic violation of Lorentz symmetry. Performing the stochastic average leads to a Lindblad equation that describes a mechanism of gravitational decoherence in the nonrelativistic regime. We apply this formalism to gravitational Schrödinger cat states (gravcats), revealing the competition between gravitationally induced entanglement and decoherence driven by Planckian fluctuations, and allowing us to estimate the scales at which such effects become relevant. In the second part, we analyze an additional scenario based on noncommutative spacetimes, showing that the deformation of the energy composition rule characteristic of the κ-Minkowski spacetime induces quantum correlations between two systems, even in the nonrelativistic limit. These results demonstrate that low-energy quantum systems provide a novel avenue to test Lorentz symmetry, either through systematic deformations or stochastic violations. The infrared regime has the potential to amplify Planck-suppressed corrections, thereby providing new opportunities to test effective quantum gravity models in tabletop experiments. |
| Palavras-chave: | Escala de Planck Fenomenologia de gravidade quântica Simetria de Lorentz Regime não relativístico Relação de dispersão modificada Planck-Scale Quantum gravity phenomenology Lorentz symmetry Nonrelativistic regime Modified dispersion relations |
| 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/123456789/38357 |
| Data do documento: | 23-Fev-2026 |
| Aparece nas coleções: | Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Física |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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