O áxion em condições extremas: matéria de quarks quente e magnetizada, meios densos e estrelas compactas
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
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Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/30148 |
Resumo: | We investigate the phase diagram of quantum chromodynamics by means of the Nambu- Jona-Lasinio effective model, including the axion - a particle which emerges as a solution of the strong charge-parity (CP) problem and may describe dark matter - contributions. Initially we study quark matter in a hot and magnetized medium, observing their effects on the mechanisms of chiral symmetry and charge-parity spontaneous breaking and restoration. We also verify the magnetic catalysis and inverse magnetic catalysis phenomena via a medium dependent coupling, and calculate quantities related to the axion such as it’s mass and self-coupling. Afterwards, we verify the effects of finite density in the NJL model with the goal of applying it to the study of hybrid stars, composed by a hadronic crust and deconfined quark matter at it’s core. For purposes of generalization of our results, two hadron models are considered. We find that the axion presence helps maintaining the stability of hybrid neutron stars, by weakening the transition between phases and bringing it to lower densities. As such, the results satisfy the constraints coming from gravitational wave detections and pulsar observations. |
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O áxion em condições extremas: matéria de quarks quente e magnetizada, meios densos e estrelas compactasThe axion under extreme conditions: hot and magnetized quark matter, dense mediums and compact starsCromodinâmica quânticaDiagrama de fasesModelo efetivoÁxionEstrelas de nêutronsQuantum chromodynamicsPhase diagramEffective modelNeutron starsAxionCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAWe investigate the phase diagram of quantum chromodynamics by means of the Nambu- Jona-Lasinio effective model, including the axion - a particle which emerges as a solution of the strong charge-parity (CP) problem and may describe dark matter - contributions. Initially we study quark matter in a hot and magnetized medium, observing their effects on the mechanisms of chiral symmetry and charge-parity spontaneous breaking and restoration. We also verify the magnetic catalysis and inverse magnetic catalysis phenomena via a medium dependent coupling, and calculate quantities related to the axion such as it’s mass and self-coupling. Afterwards, we verify the effects of finite density in the NJL model with the goal of applying it to the study of hybrid stars, composed by a hadronic crust and deconfined quark matter at it’s core. For purposes of generalization of our results, two hadron models are considered. We find that the axion presence helps maintaining the stability of hybrid neutron stars, by weakening the transition between phases and bringing it to lower densities. As such, the results satisfy the constraints coming from gravitational wave detections and pulsar observations.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESInvestigamos o diagrama de fases da cromodinâmica quântica através do modelo efetivo de Nambu-Jona-Lasinio, incluindo as contribuições do áxion - partícula que emerge como solução do problema carga-paridade (CP) forte e é candidata à descrição da matéria escura. Inicialmente estudamos a matéria de quarks em um meio quente e magnetizado, observando seus efeitos nos mecanismos de quebra espontânea e restauração das simetrias quiral e de carga-paridade. Também verificamos os fenômenos da catálise magnética e catálise magnética inversa através de um acoplamento dependente do meio, e calculamos quantidades relacionadas ao áxion como sua massa e auto-acoplamento. Posteriormente, verificamos os efeitos de densidade finita no modelo NJL com o intuito de aplicação no estudo de estrelas de híbridas, formadas por uma crosta de hádrons e núcleo de quarks desconfinados. Para objetivo de generalização dos resultados, são considerados dois modelos hadrônicos. Constatamos que a presença do áxion auxilia a manter a estabilidade das estrelas de nêutrons híbridas, enfraquecendo a transição entre as fases e a levando para menores densidades. Com isso, os resultados satisfazem as restrições provenientes da detecção de ondas gravitacionais e observação de pulsares.Universidade Federal de Santa MariaBrasilFísicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em FísicaCentro de Ciências Naturais e ExatasFarias, Ricardo Luciano Sonegohttp://lattes.cnpq.br/5045106337913025Duarte, Dyana CristineOliveira, Manuel Máximo Bastos Malheiro deLopes, Bruno da Silva2023-09-01T13:29:43Z2023-09-01T13:29:43Z2023-07-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/30148ark:/26339/0013000002672porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2023-09-01T13:29:43Zoai:repositorio.ufsm.br:1/30148Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2024-07-29T10:19:42.307858Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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We investigate the phase diagram of quantum chromodynamics by means of the Nambu- Jona-Lasinio effective model, including the axion - a particle which emerges as a solution of the strong charge-parity (CP) problem and may describe dark matter - contributions. Initially we study quark matter in a hot and magnetized medium, observing their effects on the mechanisms of chiral symmetry and charge-parity spontaneous breaking and restoration. We also verify the magnetic catalysis and inverse magnetic catalysis phenomena via a medium dependent coupling, and calculate quantities related to the axion such as it’s mass and self-coupling. Afterwards, we verify the effects of finite density in the NJL model with the goal of applying it to the study of hybrid stars, composed by a hadronic crust and deconfined quark matter at it’s core. For purposes of generalization of our results, two hadron models are considered. We find that the axion presence helps maintaining the stability of hybrid neutron stars, by weakening the transition between phases and bringing it to lower densities. As such, the results satisfy the constraints coming from gravitational wave detections and pulsar observations. |
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