Vacuum energy in modern cosmology: an analysis of quantum field theory in curved spaces and its application to cosmological spacetimes (2022)
- Authors:
- Autor USP: OLIVEIRA, EDUARDO AMANCIO BARBOSA - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCI
- DOI: 10.11606/D.76.2022.tde-06042022-100329
- Subjects: COSMOLOGIA; TEORIA QUÂNTICA DE CAMPO; VÁCUO; PARTÍCULAS (FÍSICA NUCLEAR)
- Keywords: Criação de partículas; Dark energy; Energia de vácuo; Energia escura; Inflação; Inflation; Particle creation; Quantum field theory in curved spaces; Teoria quântica de campos em espaços curvos; Vacuum energy
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: As últimas décadas testemunharam um avanço sem precedentes no nosso conhecimento do universo em larga escala. Em particular, medidas cosmológicas cada vez mais precisas nos permitiram descobrir uma forma de “energia escura”, que atualmente domina a expansão do universo – tornando-a acelerada. Por outro lado, problemas fundamentais no modelo cosmológico padrão (ΛCDM) apontam para a possibilidade de um período inflacionário primordial. Ambas essas fases de expansão têm em comum o fato de que elas deveriam ser governadas por formas de energia com propriedades muito similares àquelas da energia de vácuo de campos clássicos ou quânticos. Enquanto isso, teoria quântica de campos em espaços curvos (TQCEC) se mostrou um rico paradigma para analisar fenômenos de natureza quântica em regimes onde a curvatura do espaçotempo é relevante, mas não demasiado extrema, e, particularmente, ela provê novos insights sobre a estrutura e a dinâmica do vácuo quântico. Nesta dissertação, nós fazemos uma exposição detalhada dos fundamentos de TQCEC e apresentamos algumas das suas aplicações a espaçostempos cosmológicos. Particular atenção é dada à construção de uma noção empírica do conceito de partícula através de um modelo idealizado de detectores de partículas, e ao fenômeno de criação de partículas em espaçostempos de FLRW em expansão. Ademais, desenvolvemos aqui o procedimento de renormalização adiabática, e o usamos para computar o tensor energia-momentum renormalizadonesses espaçostempos. Para um campo escalar livre em espaços em expansão exponencial (espaços de de Sitter), encontramos resultados na forma de uma constante cosmológica; esta, todavia, só apresenta um valor quantitativamente autoconsistente com a expansão cósmica de fundo em escalas planckianas. Também apresentamos a construção de um modelo inflacionário simples, governado por um campo escalar clássico autointeragente, e mostramos como as flutuações quantizadas desse campo podem dar origem a um espectro aproximadamente invariante de escala, como o que é atualmente observado na Radiação Cósmica de Fundo
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2022
- Data da defesa: 17.03.2022
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
- URL de acesso aberto
- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
OLIVEIRA, Eduardo Amancio Barbosa. Vacuum energy in modern cosmology: an analysis of quantum field theory in curved spaces and its application to cosmological spacetimes. 2022. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-06042022-100329/. Acesso em: 20 maio 2024. -
APA
Oliveira, E. A. B. (2022). Vacuum energy in modern cosmology: an analysis of quantum field theory in curved spaces and its application to cosmological spacetimes (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-06042022-100329/ -
NLM
Oliveira EAB. Vacuum energy in modern cosmology: an analysis of quantum field theory in curved spaces and its application to cosmological spacetimes [Internet]. 2022 ;[citado 2024 maio 20 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-06042022-100329/ -
Vancouver
Oliveira EAB. Vacuum energy in modern cosmology: an analysis of quantum field theory in curved spaces and its application to cosmological spacetimes [Internet]. 2022 ;[citado 2024 maio 20 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-06042022-100329/ - Energia de vácuo na cosmologia moderna
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Informações sobre o DOI: 10.11606/D.76.2022.tde-06042022-100329 (Fonte: oaDOI API)
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