Movimento browniano quântico induzido por flutuações de vácuo de um campo escalar não massivo sob condições de Dirichlet
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/27071 |
Resumo: | Neste trabalho, investigamos o movimento browniano de uma partícula carregada, provocado pelas flutuações do vácuo do campo escalar na teoria quântica de campos escalares. Para introduzir o assunto, começamos com a descrição clássica do movimento browniano, no qual partículas se movem aleatoriamente devido às colisões com outras partículas. Na teoria quântica de campos, o movimento browniano é descrito pelo movimento browniano induzido, que ocorre devido às flutuações do estado fundamental de um campo quântico, como o campo escalar. Para compreender melhor esse fenômeno, é necessário entender a teoria quântica do campo escalar e a função de dois pontos associada, conhecida como função de Wightman. Neste sentido, revisamos o movimento browniano induzido no espaçotempo de Minkowski em (1+1) dimensões sob condição de Dirichlet aplicada a um campo escalar não massivo. Em seguida, motivados pelo caso em (1+1) dimensões, estudamos o movimento browniano induzido em (3+1) dimensões sob condições de Dirichlet aplicadas também ao campo escalar não massivo, mas com a partícula carregada entre dois planos paralelos perfeitamente refletores. Em ambos os cenários, a equação de Langevin é resolvida e as dispersões na posição e na velocidade da partícula são obtidas. Por fim, apresentamos gráficos que ilustram o comportamento das dispersões na velocidade e na posição da partícula carregada, discutindo importantes divergências presentes nos resultados e a abrangência de validade do modelo estudado. |
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2023-06-02T18:28:49Z2023-06-022023-06-02T18:28:49Z2023-05-26https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/27071Neste trabalho, investigamos o movimento browniano de uma partícula carregada, provocado pelas flutuações do vácuo do campo escalar na teoria quântica de campos escalares. Para introduzir o assunto, começamos com a descrição clássica do movimento browniano, no qual partículas se movem aleatoriamente devido às colisões com outras partículas. Na teoria quântica de campos, o movimento browniano é descrito pelo movimento browniano induzido, que ocorre devido às flutuações do estado fundamental de um campo quântico, como o campo escalar. Para compreender melhor esse fenômeno, é necessário entender a teoria quântica do campo escalar e a função de dois pontos associada, conhecida como função de Wightman. Neste sentido, revisamos o movimento browniano induzido no espaçotempo de Minkowski em (1+1) dimensões sob condição de Dirichlet aplicada a um campo escalar não massivo. Em seguida, motivados pelo caso em (1+1) dimensões, estudamos o movimento browniano induzido em (3+1) dimensões sob condições de Dirichlet aplicadas também ao campo escalar não massivo, mas com a partícula carregada entre dois planos paralelos perfeitamente refletores. Em ambos os cenários, a equação de Langevin é resolvida e as dispersões na posição e na velocidade da partícula são obtidas. Por fim, apresentamos gráficos que ilustram o comportamento das dispersões na velocidade e na posição da partícula carregada, discutindo importantes divergências presentes nos resultados e a abrangência de validade do modelo estudado.In this work, we investigate the Brownian motion of a charged particle induced by fluctuations in the scalar field vacuum in scalar quantum field theory. To introduce the subject, we start with the classical description of Brownian motion, where particles move randomly due to collisions with other particles. In quantum field theory, Brownian motion is described by induced Brownian motion, which arises from fluctuations in the ground state of a quantum field, such as the scalar field. To better understand this phenomenon, it is necessary to comprehend the quantum theory of the scalar field and the associated two-point function, known as the Wightman function. In this regard, we review induced Brownian motion in (1+1)-dimensional Minkowski spacetime under Dirichlet boundary conditions applied to a massless scalar field. Then, motivated by the (1+1)-dimensional case, we study induced Brownian motion in (3+1) dimensions under Dirichlet conditions applied to a massless scalar field, but with the charged particle located between two perfectly reflecting parallel planes. In both scenarios, the Langevin equation is solved, and the particle’s position and velocity dispersions are obtained. Finally, we present graphs illustrating the behavior of the dispersions in the velocity and position of the charged particle, discussing important divergences present in the results and the validity range of the studied model.Submitted by Josélia Silva (joseliabiblio@gmail.com) on 2023-06-02T18:28:49Z No. of bitstreams: 1 EMBG02062023 .pdf: 2250306 bytes, checksum: 168d92941123e26305334b16eab08751 (MD5)Made available in DSpace on 2023-06-02T18:28:49Z (GMT). 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