Seção de choque de absorção de buracos negros de Schwarzschild e de buracos acústicos canônicos

Na presente dissertação calculou-se a seção de choque de absorção de buracos negros de Schwarzschild para os campos escalar não massivo e eletromagnético. Também calculamos a seção de choque de absorção de buracos acústicos canônicos. Utilizamos um método numérico para obter os resultados em freqüências arbitrárias. Obtemos também expressões analíticas para as seções de choque de absorção nos limites de baixas e altas freqüências. Os resultados numéricos estão em excelente concordância com os valores das seções de choque de absorção em baixas e altas freqüências obtidos analiticamente. No limite em que a freqüência tende a zero, a seção de choque de absorção tende ao valor da área do horizonte de eventos tanto para o caso do campo escalar não massivo em Schwarzschild quanto para o buraco acústico canônico. Entretanto, a medida que a freqüência aumenta, estes resultados se tornam bastante distintos. Isto mostra que, apesar de a forma do espaço-tempo não exercer influência sobre a seção de choque escalar no limite em que a freqüência tende a zero, ela é determinante fora desse limite. Observamos também que os valores das seções de choque de absorção escalar e eletromagnética em Schwarzschild coincidem para freqüências e momentos angulares suficientemente grandes. O spin da partícula espalhada, neste caso, apesar de ter grande influência a baixas energias, é menos importante para o valor da seção de choque de absorção quanto maiores forem a freqüência e o momento angular da onda incidente.

Fonte escalar acoplada ao campo de Klein-Gordon orbitando um objeto estelar

Neste trabalho determinamos, utilizando Teoria Quântica de Campos em nível de árvore, a radiação escalar emitida por uma fonte em movimento circular uniforme no espaço-tempo plano de Minkowski, assumindo Gravitação Newtoniana, e no espaço-tempo curvo de um buraco negro sem carga e com momento angular nulo, assumindo Relatividade Geral. Efetuamos este cálculo analiticamente para o caso de Minkowski e numericamente no âmbito do espaço-tempo de Schwarzschild, sendo que neste espaço-tempo curvo obtivemos a forma analítica e a normalização dos modos nas regiões assintóticas. Verificamos que, para as órbitas circulares estáveis de acordo com a Relatividade Geral, a potência irradiada no caso de um buraco negro de Schwarzschild é menor do que a obtida no espaço-tempo de Minkowski assumindo a Gravitação Newtoniana. Obtemos também que apenas uma pequena parcela da radiação emitida é absorvida pelo buraco negro. Verificamos que a diferença entre as potências irradiadas em Schwarzschild e Minkowski diminui na medida em que aumentamos o valor da massa do campo. Em Schwarzschild, uma parcela cada vez maior da radiação emitida é absorvida pelo buraco negro na medida em que aumentamos o valor da massa do campo.

Modos quasinormais e pólos de Regge para os buracos acústicos canônicos

Usando o formalismo relativístico no estudo da propagação de perturbações lineares em fluidos ideais, obtêm-se fortes analogias com os resultados encontrados na Teoria da Relatividade Geral. Neste contexto, de acordo com Unruh [W. Unruh, Phys. Rev. Letters 46, 1351 (1981)], é possível simular um espaço-tempo dotado de uma métrica efetiva em um fluído ideal barotrópico, irrotacional e perturbado por ondas acústicas. Esse espaço-tempo efetivo é chamado de espaço-tempo acústico e satisfaz as propriedades geométricas e cinemáticas de um espaço-tempo curvo. Neste trabalho estudamos os modos quasinormais (QNs) e os pólos de Regge (PRs) para um espaço-tempo acústico conhecido como buraco acústico canônico (BAC). No nosso estudo, usamos o método de expansão assintótica proposto por Dolan e Ottewill [S. R. Dolan e A. C. Ottewill, Class. Quantum Gravity 26, 225003 (2009)] para calcularmos, em termos arbitrários do número de overtone n, as frequências QNs e os momentos angulares para os PRs, bem como suas respectivas funções de onda. As frequências e as funções de onda dos modos QNs são expandidas em termos de potências inversas de L = l + 1/2 , onde l é o momento angular, enquanto que os momentos angulares e funções de onda dos PRs são expandidos em termos do inverso das frequências de oscilação do buraco acústico canônico. Comparamos os nossos resultados com os já existentes na literatura, que usam a aproximação de Wentzel-Kramers-Brillouin (WKB) como método de determinação dos modos QNs e dos PRs, e obtemos uma excelente concordância dentro do limite da aproximação eikonal (l ≥ 2 e l > n).

Measuring the Spin of Black Holes in Binary Systems Using Gravitational Waves

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Search for gravitational radiation from intermediate mass black hole binaries in data from the second LIGO-Virgo joint science run

This paper reports on an unmodeled, all-sky search for gravitational waves from merging intermediate mass black hole binaries (IMBHB). The search was performed on data from the second joint science run of the LIGO and Virgo detectors (July 2009-October 2010) and was sensitive to IMBHBs with a range up to similar to 200 Mpc, averaged over the possible sky positions and inclinations of the binaries with respect to the line of sight. No significant candidate was found. Upper limits on the coalescence-rate density of nonspinning IMBHBs with total masses between 100 and 450 M-circle dot and mass ratios between 0.25 and 1 were placed by combining this analysis with an analogous search performed on data from the first LIGO-Virgo joint science run (November 2005-October 2007). The most stringent limit was set for systems consisting of two 88 M-circle dot black holes and is equal to 0.12 Mpc(-3) Myr(-1) at the 90% confidence level. This paper also presents the first estimate, for the case of an unmodeled analysis, of the impact on the search range of IMBHB spin configurations: the visible volume for IMBHBs with nonspinning components is roughly doubled for a population of IMBHBs with spins aligned with the binary's orbital angular momentum and uniformly distributed in the dimensionless spin parameter up to 0.8, whereas an analogous population with antialigned spins decreases the visible volume by similar to 20%.

Vector Mode Analysis of Ring-Core Fibers: Design Tools for Spatial Division Multiplexing

Design tools have existed for decades for standard step-index fibers, with analytical expressions for cutoff conditions as a function of core size, refractive indexes, and wavelength. We present analytical expressions for cutoff conditions for fibers with a ring-shaped propagation region. We validate our analytical expressions against numerical solutions, as well as via asymptotic analysis yielding the existing solutions for standard step-index fiber. We demonstrate the utility of our solutions for optimizing fibers supporting specific eigenmode behaviors of interest for spatial division multiplexing. In particular, we address large mode separation for orbital angular momentum modes and fibers supporting only modes with a single intensity ring.

Estudos sobre as defasagens de Prometeu e Pandora

Pós-graduação em Física - FEG

A unified solution to the small scale problems of the Lambda CDM model II: introducing parent-satellite interaction

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The crystal field strength parameter and the maximum splitting of the 7F1 manifold of the Eu3+ ion in oxides

We examine, from both the experimental and theoretical point of view, the behavior of the maximum splitting ΔE, of the 7F1 manifold of the Eu3+ ion as a function of the so-called crystal field strength parameter, Nv, in a series of oxides. In connection with the original theory that describes the relation between ΔE and Nv, a more consistent procedure to describe this relation is presented for the cases of small total angular momentum J. Good agreement is found between theory and experiment. © 1995.

Phase transition from a dx2-y2 to a dx2-y2+dxy superconductor

We study the phase transition from a dx2-y2 to a dx2-y2+dxy superconductor using the tight-binding model of two-dimensional cuprates. As the temperature is lowered past the critical temperature Tc, first a dx2-y2 superconducting phase is created. With further reduction of temperature, the dx2-y2+dxy phase is created at temperature T=Tc1. We study the temperature dependencies of the order parameter, specific heat, and spin susceptibility in these mixed-angular-momentum states on a square lattice and on a lattice with orthorhombic distortion. The above-mentioned phase transitions are identified by two jumps in specific heat at Tc and Tc1. ©1999 The American Physical Society.

Vibrational-rotational analysis of supersingular plus quadratic A/r(4)+r(2) potential

Most work on supersingular potentials has focused on the study of the ground state. In this paper, a global analysis of the ground and excited states for the successive values of the orbital angular momentum of the supersingular plus quadratic potential is carried out, making use of centrifugal plus quadratic potential eigenfunction bases. First, the radially nodeless states are variationally analyzed for each value of the orbital angular momentum using the corresponding functions of the bases; the output includes the centrifugal and frequency parameters of the auxiliary potentials and their eigenfunction bases. In the second stage, these bases are used to construct the matrix representation of the Hamiltonian of the system, and from its diagonalization the energy eigenvalues and eigenvectors of the successive states are obtained. The systematics of the accuracy and convergence of the overall results are discussed with emphasis on the dependence on the intensity of the supersingular part of the potential and on the orbital angular momentum.

General method for reducing the two-body Dirac equation

A semirelativistic two-body Dirac equation with an enlarged set of phenomenological potentials, including Breit-type terms, is investigated for the general case of unequal masses. Solutions corresponding to definite total angular momentum and parity are shown to fall into two classes, each one being obtained by solving a system of four coupled first-order radial differential equations. The reduction of each of these systems to a pair of coupled Schrödinger-type equations is also discussed. © 1992 American Institute of Physics.

Flattening of the resonance spectrum of hadrons from κ-deformed Poincaré algebra

Recently Lukierski et al. [1] defined a κ-deformed Poincaré algebra which is characterized by having the energy-momentum and angular momentum sub-algebras not deformed. Further Biedenharn et al. [2] showed that on gauging the κ-deformed electron with the electromagnetic field, one can set a limit on the allowed value of the deformation parameter ∈ ≡ 1/κ < 1 fm. We show that one gets Regge like angular excitations, J, of the mesons, non-strange and strange baryons, with a value of ∈ ∼ 0.082 fm and predict a flattening with J of the corresponding trajectories. The Regge fit improves on including deformation, particularly for the baryon spectrum.

Construção exata de sólitons de Hopf

Pós-graduação em Física - IFT

Uma abordagem de potencial e massa efetiva e a descrição de espaço de fase quântico para tratar sistemas de spins: Caracterizando o tunelamento de spin e propriedades da molécula de Fe8

Pós-graduação em Física - IFT