Hansen, Guillermo (2019) Efecto casimir dinámico con campos fermiónicos en dos dimensiones espaciales / Clasimir effect with fermionic fields in two spacial dimensions. Maestría en Ciencias Físicas, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
| PDF (Tesis) Español 463Kb |
Resumen en español
Imponer condiciones de contorno no triviales sobre campos cuánticos, da lugar a la aparición de algunos de los fenómenos más prominentes de la QFT. En este trabajo estudiamos uno de esos fenómenos, el Efecto Casimir, tanto en su manifestación estática como dinámica. Esta tesis está dividida en dos partes y en ambas consideramos campos fermiónicos, con particular interés en el caso de 2+1 dimensiones espacio-temporales. En la primera parte definimos un modelo que nos permite considerar la presencia de espejos sin definir explícitamente su geometría, la cual podrá depender del tiempo. Luego, calculamos perturbativamente la acción efectiva del sistema, en término de la constante de acoplamiento entre los espejos y el campo. Aplicamos los resultados obtenidos a diferentes ejemplos, obteniendo la fuerza de Casimir para el caso estático, y la disipación en el caso dinámico. En la segunda parte estudiamos el efecto disipativo producido por un espejo con acoplamiento dependiente del tiempo. Inicialmente abordamos el problema realizando un cálculo perturbativo similar al realizado en la primera parte, y luego, lo hacemos desde otro enfoque considerando el fenómeno de resonancia paramétrica. Este último tratamiento no es perturbativo, ya que en lugar de hacer perturbaciones, se realiza la denominada expansión de Magnus.
Resumen en inglés
Imposing non-trivial boundary conditions on quantum fields, gives rise to some of the most prominent phenomena of QFT. In this work we study one of these phenomena, the Casimir Effect, both in its static and dynamic manifestation. This thesis is divided into two parts and in both we consider fermionic fields, with particular interest in the case of 2 + 1 spatio-temporal dimensions. In the first part we define a model that allows us to consider the presence of mirrors without explicitly defining its geometry, which may depend on time. Then, we perturbatively calculate the effective action of the system, in terms of the coupling constant between the mirrors and the field. We apply the results obtained to different examples, obtaining the Casimir force for the static case, and the dissipation for the dynamic case. In the second part we study the dissipative effect produced by a mirror with timedependent coupling. Initially we approach the problem by performing a perturbative calculation similar to what we performed in the first part, and then, we do it from another approach considering the phenomenona of parametric resonance. This last treatment is not perturbative, since instead of making a perturbative calculation, the so-called Magnus expansion is performed.
Tipo de objeto: | Tesis (Maestría en Ciencias Físicas) |
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Palabras Clave: | Effect casimir, Efecto casimir; [Fermionic fields; Campos fermiónicos; Vacuum fluctuations; Fluctuaciones de vacío] |
Referencias: | 1. G. Plunien, B. Müller y W. Greiner, «The Casimir effect», Physics Reports 134,87-193 (1986). 2. D. W. Sciama, «The Physical Significance of the Vacuum State of a Quantum Field», en The philosophy of vacuum, ed. por S. Saunders y H. R. Brown (Oxford University Press, 1991), págs. 137-158. 3. B. G. Casimir, «On the Attraction Between Two Perfectly Conducting Plates», Indag. Math. 10, 261-263 (1948). 4. M. Bordag, G. L. Klimchitskaya, U. Mohideen y V. M. Mostepanenko, Advances in the Casimir Effect, Oxford science publications (2009). 5. J. Zinn-Justin, Quantum Field Theory and Critical Phenomena, 3.a ed., The International Series of Monographs on Physics (Book 32) (Oxford University Press, 1996). 6. D. Schwartz, Quantum Field Theory and the Standard Model, 1.a ed. (Cambridge University Press, 2014). 7. D. F. Andreĭ Alekseevich Slavnov, Gauge Fields, Introduction to Quantum Theory, 1.a ed. (Benjamin/Cummings, Advanced Book Progam, 1980). 8. P. Ramond, Field Theory: A Modern Primer, 2.a ed., Frontiers in Physics Series, Vol 74 (Westview Press, 2001). 9. J. Zinn-Justin, Path Integrals in Quantum Mechanics, 1.a ed., Oxford Graduate Texts (OUP Oxford, 2010).10K. Huang, Quantum Field Theory: From Operators to Path Integrals, 2.a ed., Wiley-VCH (2010). 11. J. Schwinger, «On the green’s functions of quantized fields. i», Proceedings of the National Academy of Sciences 37, 452-455 (1951). 12. J. Schwinger, «On the green’s functions of quantized fields. ii», Proceedings of the National Academy of Sciences 37, 455-459 (1951). 13. B. DeWitt, Dynamical Theory of Groups and Fields, 1.a ed., Documents on Modern Physics (Gordon y Breach, 1965). 14. P. Chen, Everything about Gravity, 1.a ed. (World Scientific, 2017). 15. L. Da Rold, C. D. Fosco y A. López, «Interacting fermions and domain wall defects in 2+1 dimensions», Journal of Mathematical Physics 44, 588 (2003). 16. M. Farias, C. D. Fosco, F. C. Lombardo y F. D. Mazzitelli, «Quantum friction between graphene sheets», Physical Review D 95, 065012 (2017). 17. C. D. Fosco y F. D. Mazzitelli, «Effective action for QED(3) in a region with borders», Phys. Rev. D74, 025020 (2006). 18. G. Zuluaga, «Efecto casimir dinámico para medios semitransparentes», Tesis de maestría. (Instituto Balseiro, 2016). 19. C. Rodríguez, «El vacío cuántico: efectos geométricos y dinámicos», Tesis de maestría. (Instituto Balseiro, 2017). 20. L. D. Bailin, Introduction to Gauge Field Theory, Revised Edition, Graduate Student Series in Physics (World Scientific, 1993). 21. E. Zeidler, Quantum Field Theory I: Basics in Mathematics and Physics: A Bridge between Mathematicians and Physicists, 1.a ed. (Springer, 2006). 22. J. Lighthill, Fourier Analysis General Functions, 1.a ed., Cambridge Monographs on Mechanics (Cambridge University Press, 1958). 23. W. Weisstein, CRC Concise Encyclopedia of Mathematics, 2.a ed. (CRC Press, 2002). 24. R. I. S. Gradshteyn, Table of Integrals, Series and Products, 7.a ed. (Academic Press, 2007). 25. C. D. Fosco y E. L. Losada, «Functional approach to the fermionic Casimir effect», Physical Review D 78 (2008) 10.1103/physrevd.78.025017. 26C. Fosco, F. Lombardo y F. Mazzitelli, «A Magnus approximation approach to harmonic systems with time-dependent frequencies», Annals of Physics 399, 258-269 (2018). 27. B. Hatfield, Quantum Field Theory of Point Particles and String, 1.a ed., Frontiers in Physics (Perseus, 1992). 28. M. Gel’fand y A. M. Yaglom, «Integration in Functional Spaces and its Applications in Quantum Physics», Journal of Mathematical Physics 1, 48-69 (1960). 29. W. Greiner y J. Reinhardt, Field Quantization, 1.a ed. (Springer, 1997). 30. R. Ticciati, Quantum Field Theory for Mathematicians, 1.a ed., Encyclopedia of Mathematics and its Applications (Cambridge University Press, 1999). 31. H. Kleinert y V. Schulte-frohlinde, Critical Properties of Ф4-Theories, 1.a ed. (World Scientific, 2001). |
Materias: | Física > Partículas y campos |
Divisiones: | Investigación y aplicaciones no nucleares > Física > Partículas y campos |
Código ID: | 879 |
Depositado Por: | Tamara Cárcamo |
Depositado En: | 19 Abr 2021 09:53 |
Última Modificación: | 19 Abr 2021 09:53 |
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