On the quantum properties of graphene-like quantum electrodynamics
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | LOCUS Repositório Institucional da UFV |
Texto Completo: | https://locus.ufv.br//handle/123456789/31123 https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.008 |
Resumo: | Na parte I, estudou-se uma versão de eletrodinâmica quântica planar invariante de Lorentz tipo grafeno com gap de massa, uma QEDs massiva Lorentz e paridade invariante com simetria U(1) x U(1). No Capítulo 3 demonstrou-se que o modelo massivo exibe um potencial de espalhamento (elétron-pólaron-elétron-pólaron) em baixas energias no estado de onda-s atrativo propiciando estados ligados de quasiparículas, os bipolarons no estado de onda-s. Ainda na parte I, no Capítulo 4 verificou-se que o modelo massivo é finito no ultravioleta — exibe funções-5 nulas, associadas as constantes de acoplamento ( cargas elétrica e pseudo quiral) e o parâmetro de massa de Chern-Simons, assim como todas as dimensões anômalas dos campos — como também viu-se ser livre de anomalias de gauge e paridade em todas as ordens da teoria de perturbação onde usou-se o método de renormalização algébrica de BRS (Becchi-Rouet-Stora) tendo o BPHZ (Bogoliubov- Parasiuk-Hepp-Zimmermann ) como esquema de subtração. Na sequência, parte II do trabalho, trabalhamos com a QEDs híbrida Lorentz e paridade invariante com simetria U(1) x U(1), uma eletrodinâmica quântica planar proposta tipo grafeno puro (sem gap de massa). No Capítulo 5 determinou-se o espectro como também a degenerescência quártica dos níveis de Landau, similar ao que é observado em grafeno puro submetido a intensos campos magnéticos, além disso, verificou-se que esse exibe nível de Landau de nível zero indicando um possível efeito Hall quântico anômalo. Além do mais, calculou-se os potenciais de espalhamento elétron-polaron-elétron-polaron nos estados de onda-s e onda-p mediados pelos campos das quasipartículas de fóton e de Néel podendo exibir comportamento atrativo (estado de onda-s) ou repulsivo (estado de onda-p). Já no Capítulo 6 analisou-se a conservação de paridade quântica em todas às ordens em teoria de perturbação para o modelo híbrido utilizando-se do método de renormalização de BPHZL (Bogoliubov-Parasiuk-Hepp-Zimmermann-Lowenstein) tendo o esquema de subtração de Lowenstein-Zimmermann (LZ). Finalizando a parte II, no capítulo 7, mostrou-se a nulidade das funçéos-/5 associadas as constantes de acoplamentos (5. = 0 e 8, = 0), do parâmetro de massa (4,) e das dimensões anômalas de todos os campos (Y,, = 0), assim como também a ausência das anomalias de "gauge" e paridade em todas as ordens em teoria de perturbação. E por último, mostrou-se que o modelo híbrido é finito nos limites do ultravioleta e infravermelho em todas as ordens da teoria de perturbação. Palavras-chave: Efeito Hall Quântico. Grafeno. Três dimensões espaço-temporais. Renor- malização algébrica. Eletrodinâmica quântica. |
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Franco, Daniel Heber TheodoroMiranda, Émerson da Silvahttp://lattes.cnpq.br/0184694173751800Del Cima, Oswaldo Monteiro2023-06-27T17:47:10Z2023-06-27T17:47:10Z2021-08-31MIRANDA, Émerson da Silva. Propriedades quânticas da eletrodinâmica tipo grafeno. 2021. 124 f. Tese (Doutorado em Física Aplicada) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2021.https://locus.ufv.br//handle/123456789/31123https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.008Na parte I, estudou-se uma versão de eletrodinâmica quântica planar invariante de Lorentz tipo grafeno com gap de massa, uma QEDs massiva Lorentz e paridade invariante com simetria U(1) x U(1). No Capítulo 3 demonstrou-se que o modelo massivo exibe um potencial de espalhamento (elétron-pólaron-elétron-pólaron) em baixas energias no estado de onda-s atrativo propiciando estados ligados de quasiparículas, os bipolarons no estado de onda-s. Ainda na parte I, no Capítulo 4 verificou-se que o modelo massivo é finito no ultravioleta — exibe funções-5 nulas, associadas as constantes de acoplamento ( cargas elétrica e pseudo quiral) e o parâmetro de massa de Chern-Simons, assim como todas as dimensões anômalas dos campos — como também viu-se ser livre de anomalias de gauge e paridade em todas as ordens da teoria de perturbação onde usou-se o método de renormalização algébrica de BRS (Becchi-Rouet-Stora) tendo o BPHZ (Bogoliubov- Parasiuk-Hepp-Zimmermann ) como esquema de subtração. Na sequência, parte II do trabalho, trabalhamos com a QEDs híbrida Lorentz e paridade invariante com simetria U(1) x U(1), uma eletrodinâmica quântica planar proposta tipo grafeno puro (sem gap de massa). No Capítulo 5 determinou-se o espectro como também a degenerescência quártica dos níveis de Landau, similar ao que é observado em grafeno puro submetido a intensos campos magnéticos, além disso, verificou-se que esse exibe nível de Landau de nível zero indicando um possível efeito Hall quântico anômalo. Além do mais, calculou-se os potenciais de espalhamento elétron-polaron-elétron-polaron nos estados de onda-s e onda-p mediados pelos campos das quasipartículas de fóton e de Néel podendo exibir comportamento atrativo (estado de onda-s) ou repulsivo (estado de onda-p). Já no Capítulo 6 analisou-se a conservação de paridade quântica em todas às ordens em teoria de perturbação para o modelo híbrido utilizando-se do método de renormalização de BPHZL (Bogoliubov-Parasiuk-Hepp-Zimmermann-Lowenstein) tendo o esquema de subtração de Lowenstein-Zimmermann (LZ). Finalizando a parte II, no capítulo 7, mostrou-se a nulidade das funçéos-/5 associadas as constantes de acoplamentos (5. = 0 e 8, = 0), do parâmetro de massa (4,) e das dimensões anômalas de todos os campos (Y,, = 0), assim como também a ausência das anomalias de "gauge" e paridade em todas as ordens em teoria de perturbação. E por último, mostrou-se que o modelo híbrido é finito nos limites do ultravioleta e infravermelho em todas as ordens da teoria de perturbação. Palavras-chave: Efeito Hall Quântico. Grafeno. Três dimensões espaço-temporais. Renor- malização algébrica. Eletrodinâmica quântica.First, in Part I we study a Lorentz invariant version of a mass-gap graphene-like planar quantum electrodynamics, the parity-preserving U(1) x U(1) massive QEDs. In Chapter 3, was showed it exhibits attractive interaction in low-energy electron-polaron-electron- polaron s-wave scattering, favoring quasiparticles bound states, the s-wave bipolarons. Still in Part I in Chapter 4, was verified that the model is ultraviolet finiteness — exhibits vanishing 5-functions, associated to the gauge coupling constants (electric and pseudochiral charges) and the Chern-Simons mass parameter, and all the anomalous dimensions of the fields — as well as is parity and gauge anomaly free at all orders in perturbation theory. It was done adopting the Becchi-Rouet-Stora (BRS) algebraic renormalization method in the framework of Bogoliubov-Parasiuk-Hepp-Zimmermann (BPHZ) subtraction scheme. In the sequence, in Part II of the thesis, we deal with the parity-preserving U(1) x U(1) hybrid QEDs, proposed as a pristine graphene-like planar quantum elec- trodynamics model. In Chapter 5 was determined the spectrum as well as the four-fold broken degeneracy of the Landau levels, similar as the one experimentally observed in pristine graphene submitted to high applied external magnetic fields, besides that, was verified it exhibits zero-energy Landau level indicating a kind of anomalous quantum Hall effect. Furthermore, the electron-polaron-electron-polaron scattering potentials in s- and p-wave states mediated by photon and Néel quasiparticles might exhibit attractive (s-wave state) or repulsive (p-wave state) interactions. Already in Chapter 6 was analyzed the quantum parity conservation at all orders in perturbation theory for the hybrid model. It was proved, by using the Lowenstein-Zimmermann (LZ) subtraction scheme, that the Bogoliubov-Parasiuk-Hepp-Zimmermann-Lowenstein (BPHZL) renormalization method, preserves parity for the model. To finalize the Part II, in Chapter 7, was showed the vanishing of the 8-functions associated to the coupling constants (0. = O and 8, = 0), the mass parameter (8,,) and the anomalous dimensions of all fields (y4, = 0), as well as the absence of parity and gauge anomalies at all orders of perturbation theory. Closing the analysis of the UA(1) x Us(1) hybrid QEDs it is ultraviolet and infrared finite at all orders in perturbation theory. Keywords: Quantum Hall effect. Graphene. Three space-time dimensions. Algebraic renormalization. Quantum Electrodynamics.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorengUniversidade Federal de ViçosaFísica AplicadaHall, Efeito quântico deGrafenoEspaço e tempoEletrodinâmica quânticaTeoria Geral de Partículas e CamposOn the quantum properties of graphene-like quantum electrodynamicsPropriedades quânticas da eletrodinâmica tipo grafenoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal de ViçosaDepartamento de FísicaDoutor em Física AplicadaViçosa - MG2021-08-31Doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFVORIGINALtexto completo.pdftexto completo.pdftexto completoapplication/pdf117103812https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/31123/1/texto%20completo.pdfce7bfc8c805340b86cbc9432f79e0e0fMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/31123/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/311232023-06-27 14:47:10.663oai:locus.ufv.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452023-06-27T17:47:10LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false |
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