Spontaneous symmetry breaking in twisted noncommutative quantum theories

We analyze aspects of symmetry breaking for Moyal spacetimes within a quantization scheme which preserves the twisted Poincare´ symmetry. Towards this purpose, we develop the Lehmann-Symanzik- Zimmermann (LSZ) approach for Moyal spacetimes. The latter gives a formula for scattering amplitudes on these spacetimes which can be obtained from the corresponding ones on the commutative spacetime. This formula applies in the presence of spontaneous breakdown of symmetries as well. We also derive Goldstone’s theorem on Moyal spacetime. The formalism developed here can be directly applied to the twisted standard model.

Noncommutative Gravitation as a Gauge Theory of Twisted Poincaré Symmetry

Gravitaation kvanttiteorian muotoilu on ollut teoreettisten fyysikkojen tavoitteena kvanttimekaniikan synnystä lähtien. Kvanttimekaniikan soveltaminen korkean energian ilmiöihin yleisen suhteellisuusteorian viitekehyksessä johtaa aika-avaruuden koordinaattien operatiiviseen ei-kommutoivuuteen. Ei-kommutoivia aika-avaruuden geometrioita tavataan myös avointen säikeiden säieteorioiden tietyillä matalan energian rajoilla. Ei-kommutoivan aika-avaruuden gravitaatioteoria voisi olla yhteensopiva kvanttimekaniikan kanssa ja se voisi mahdollistaa erittäin lyhyiden etäisyyksien ja korkeiden energioiden prosessien ei-lokaaliksi uskotun fysiikan kuvauksen, sekä tuottaa yleisen suhteellisuusteorian kanssa yhtenevän teorian pitkillä etäisyyksillä. Tässä työssä tarkastelen gravitaatiota Poincarén symmetrian mittakenttäteoriana ja pyrin yleistämään tämän näkemyksen ei-kommutoiviin aika-avaruuksiin. Ensin esittelen Poincarén symmetrian keskeisen roolin relativistisessa fysiikassa ja sen kuinka klassinen gravitaatioteoria johdetaan Poincarén symmetrian mittakenttäteoriana kommutoivassa aika-avaruudessa. Jatkan esittelemällä ei-kommutoivan aika-avaruuden ja kvanttikenttäteorian muotoilun ei-kommutoivassa aika-avaruudessa. Mittasymmetrioiden lokaalin luonteen vuoksi tarkastelen huolellisesti mittakenttäteorioiden muotoilua ei-kommutoivassa aika-avaruudessa. Erityistä huomiota kiinnitetään näiden teorioiden vääristyneeseen Poincarén symmetriaan, joka on ei-kommutoivan aika-avaruuden omaama uudentyyppinen kvanttisymmetria. Seuraavaksi tarkastelen ei-kommutoivan gravitaatioteorian muotoilun ongelmia ja niihin kirjallisuudessa esitettyjä ratkaisuehdotuksia. Selitän kuinka kaikissa tähänastisissa lähestymistavoissa epäonnistutaan muotoilla kovarianssi yleisten koordinaattimunnosten suhteen, joka on yleisen suhteellisuusteorian kulmakivi. Lopuksi tutkin mahdollisuutta yleistää vääristynyt Poincarén symmetria lokaaliksi mittasymmetriaksi --- gravitaation ei-kommutoivan mittakenttäteorian saavuttamisen toivossa. Osoitan, että tällaista yleistystä ei voida saavuttaa vääristämällä Poincarén symmetriaa kovariantilla twist-elementillä. Näin ollen ei-kommutoivan gravitaation ja vääristyneen Poincarén symmetrian tutkimuksessa tulee jatkossa keskittyä muihin lähestymistapoihin.

3D flat holography: entropy and logarithmic corrections

We compute the leading corrections to the Bekenstein-Hawking entropy of the Flat Space Cosmological (FSC) solutions in 3D flat spacetimes, which are the flat analogues of the BTZ black holes in AdS(3). The analysis is done by a computation of density of states in the dual 2D Galilean Conformal Field Theory and the answer obtained by this matches with the limiting value of the expected result for the BTZ inner horizon entropy as well as what is expected for a generic thermodynamic system. Along the way, we also develop other aspects of holography of 3D flat spacetimes.

Renyi entropies of free bosons on the torus and holography

We analytically evaluate the Renyi entropies for the two dimensional free boson CFT. The CFT is considered to be compactified on a circle and at finite temperature. The Renyi entropies S-n are evaluated for a single interval using the two point function of bosonic twist fields on a torus. For the case of the compact boson, the sum over the classical saddle points results in the Riemann-Siegel theta function associated with the A(n-1) lattice. We then study the Renyi entropies in the decompactification regime. We show that in the limit when the size of the interval becomes the size of the spatial circle, the entanglement entropy reduces to the thermal entropy of free bosons on a circle. We then set up a systematic high temperature expansion of the Renyi entropies and evaluate the finite size corrections for free bosons. Finally we compare these finite size corrections both for the free boson CFT and the free fermion CFT with the one-loop corrections obtained from bulk three dimensional handlebody spacetimes which have higher genus Riemann surfaces as its boundary. One-loop corrections in these geometries are entirely determined by quantum numbers of the excitations present in the bulk. This implies that the leading finite size corrections contributions from one-loop determinants of the Chern-Simons gauge field and the Dirac field in the dual geometry should reproduce that of the free boson and the free fermion CFT respectively. By evaluating these corrections both in the bulk and in the CFT explicitly we show that this expectation is indeed true.

Topics in black hole perturbation theory and the visualization of curved spacetime

This thesis presents recent research into analytic topics in the classical theory of General Relativity. It is a thesis in two parts. The first part features investigations into the spectrum of perturbed, rotating black holes. These include the study of near horizon perturbations, leading to a new generic frequency mode for black hole ringdown; an treatment of high frequency waves using WKB methods for Kerr black holes; and the discovery of a bifurcation of the quasinormal mode spectrum of rapidly rotating black holes. These results represent new discoveries in the field of black hole perturbation theory, and rely on additional approximations to the linearized field equations around the background black hole. The second part of this thesis presents a recently developed method for the visualization of curved spacetimes, using field lines called the tendex and vortex lines of the spacetime. The works presented here both introduce these visualization techniques, and explore them in simple situations. These include the visualization of asymptotic gravitational radiation; weak gravity situations with and without radiation; stationary black hole spacetimes; and some preliminary study into numerically simulated black hole mergers. The second part of thesis culminates in the investigation of perturbed black holes using these field line methods, which have uncovered new insights into the dynamics of curved spacetime around black holes.

Where Tori fear to tread : hypermassive neutron star remnants and absolute event horizons Or topics in computational general relativity

Computational general relativity is a field of study which has reached maturity only within the last decade. This thesis details several studies that elucidate phenomena related to the coalescence of compact object binaries. Chapters 2 and 3 recounts work towards developing new analytical tools for visualizing and reasoning about dynamics in strongly curved spacetimes. In both studies, the results employ analogies with the classical theory of electricity and magnitism, first (Ch. 2) in the post-Newtonian approximation to general relativity and then (Ch. 3) in full general relativity though in the absence of matter sources. In Chapter 4, we examine the topological structure of absolute event horizons during binary black hole merger simulations conducted with the SpEC code. Chapter 6 reports on the progress of the SpEC code in simulating the coalescence of neutron star-neutron star binaries, while Chapter 7 tests the effects of various numerical gauge conditions on the robustness of black hole formation from stellar collapse in SpEC. In Chapter 5, we examine the nature of pseudospectral expansions of non-smooth functions motivated by the need to simulate the stellar surface in Chapters 6 and 7. In Chapter 8, we study how thermal effects in the nuclear equation of state effect the equilibria and stability of hypermassive neutron stars. Chapter 9 presents supplements to the work in Chapter 8, including an examination of the stability question raised in Chapter 8 in greater mathematical detail.

Singularities and horizons in the collisions of gravitational waves

This thesis presents a study of the dynamical, nonlinear interaction of colliding gravitational waves, as described by classical general relativity. It is focused mainly on two fundamental questions: First, what is the general structure of the singularities and Killing-Cauchy horizons produced in the collisions of exactly plane-symmetric gravitational waves? Second, under what conditions will the collisions of almost-plane gravitational waves (waves with large but finite transverse sizes) produce singularities?

In the work on the collisions of exactly-plane waves, it is shown that Killing horizons in any plane-symmetric spacetime are unstable against small plane-symmetric perturbations. It is thus concluded that the Killing-Cauchy horizons produced by the collisions of some exactly plane gravitational waves are nongeneric, and that generic initial data for the colliding plane waves always produce "pure" spacetime singularities without such horizons. This conclusion is later proved rigorously (using the full nonlinear theory rather than perturbation theory), in connection with an analysis of the asymptotic singularity structure of a general colliding plane-wave spacetime. This analysis also proves that asymptotically the singularities created by colliding plane waves are of inhomogeneous-Kasner type; the asymptotic Kasner axes and exponents of these singularities in general depend on the spatial coordinate that runs tangentially to the singularity in the non-plane-symmetric direction.

In the work on collisions of almost-plane gravitational waves, first some general properties of single almost-plane gravitational-wave spacetimes are explored. It is shown that, by contrast with an exact plane wave, an almost-plane gravitational wave cannot have a propagation direction that is Killing; i.e., it must diffract and disperse as it propagates. It is also shown that an almost-plane wave cannot be precisely sandwiched between two null wavefronts; i.e., it must leave behind tails in the spacetime region through which it passes. Next, the occurrence of spacetime singularities in the collisions of almost-plane waves is investigated. It is proved that if two colliding, almost-plane gravitational waves are initially exactly plane-symmetric across a central region of sufficiently large but finite transverse dimensions, then their collision produces a spacetime singularity with the same local structure as in the exact-plane-wave collision. Finally, it is shown that a singularity still forms when the central regions are only approximately plane-symmetric initially. Stated more precisely, it is proved that if the colliding almost-plane waves are initially sufficiently close to being exactly plane-symmetric across a bounded central region of sufficiently large transverse dimensions, then their collision necessarily produces spacetime singularities. In this case, nothing is now known about the local and global structures of the singularities.

Circuito Cineclube: trânsitos audiovisuais

Conforme os percursos que fiz, buscarei mostrar que as práticas cineclubistas se ampliaram em consonância com o alargamento das possibilidades de criação videocinematográficas propiciados pelos avanços da tecnologia da imagem e de sua popularização a partir dos anos 2000, sem se afastar dos seus sentidos iniciais que são a democratização do audiovisual e a organização do público. Sob a designação de cineclube há uma rede de criadores que, em suas ações, realizam, além de obras audiovisuais, espaços-tempos de convivência e intercâmbio de experiências e novas idéias, caracterizando um território identitário, que é o cineclubismo contemporâneo, e que, a despeito dos interesses e elementos de identificação de seus sujeitos, é desfronteirado. Pois assim, mostra-se aberto a contribuições e atravessamentos diversos que de alguma forma envolvem a cultura visual em sua complexa presença na atualidade

Métodos espectrais aplicados à relatividade numérica: determinação dos dados iniciais

Neste trabalho aplicamos métodos espectrais para a determinação da configuração inicial de três espaços-tempos contendo buracos negros. Para isto apresentamos primeiro a foliação do espaço-tempo em hipersuperfícies tridimensionais espaciais parametrizadas pela função temporal t. Este processo é chamado de decomposição 3+1 [2] [5]. O resultado deste processo são dois conjuntos de equações classificadas em equações de vínculo e evolução [4]. As equações de vínculo podem ser divididas em vínculos Hamiltoniano e dos momentos. Para a obtenção dos dados iniciais dos problemas estudados aqui, apenas a equação de vínculo Hamiltoniano será resolvida numericamente, pois as equações de vínculo dos momentos possuem solução analítica nestes casos. Uma pequena descrição dos métodos espectrais é apresentada, destacando-se os método de Galerkin, método pseudoespectral ou de colocação e método de Tau, que são empregados na resolução das equações de vínculo Hamiltoniano dos problemas estudados. Verificamos que os resultados obtidos neste trabalho superam aqueles produzidos por Kidder e Finn [15], devido a uma escolha diferente das funções de base, que aqui satisfazem uma das condições de contorno.

Educação e Cibercultura: narrativas de mobilidade ubíqua

A cibercultura, cultura contemporânea mediada pelo digital em rede, potencializada pelos usos dos dispositivos móveis, delineia novas formas de relações: econômicas, sociais, profissionais, políticas, educacionais, trazendo novos contornos à sociedade. Neste contexto, esta dissertação buscou compreender em que medida, a mobilidade dada pelas redes telemáticas sem fio podem ser utilizadas dentro de um contexto educativo, entendendo que esse contexto se dá dentrofora da universidade, nos diversos espaçostempos da cidade. Buscamos, para tanto, articular à pesquisa-formação (Macedo, Santos e Josso) com abordagem multirreferencial (Ardoino), os pressupostos das pesquisas nos dos com os cotidianos (Alves) e criamos, no contexto formativo da disciplina de Didática, da Licenciatura de Pedagogia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, atos de currículo com os usos dos dispositivos móveis e do digital em rede, em diálogo com os estudos da cibercultura (Lévy, Lemos, Santaella, Santos). Analisando os usos do digital em rede e dos dispositivos móveis no contexto formativo dos estudantes de Didática e suas narrativas, chegamos aos seguintes achados: a) as interfaces sociais definem a percepção do espaço em que estamos assim como as possibilidades de interação comunicacional com os outros; b) a mobilidade dada pelo digital em rede e pelos usos dos dispositivos móveis imprime outras dinâmicas ao como e quando aprenderensinar; c) expandir as estratégias de aprendizagemensino disponíveis por meio do digital em rede aumenta a possibilidade de acesso a conteúdos, informações, reconfigurando o papel da universidade; d) no que tange ao acesso livre à rede, tanto dentro da universidade quanto na cidade, há necessidade de políticas públicas efetivas para a inclusão digital; e) no âmbito da pesquisa-formação, nossa pesquisa contribuiu para a formação de docentes, criando as ambiências pedagógicas necessárias para o desenvolvimento de habilidades e competências para uma gestão mais flexível do conhecimento e dos processos de aprendizagemensino dentrofora da universidade.

Quantum Emulation of Gravitational Waves

Gravitational waves, as predicted by Einstein's general relativity theory, appear as ripples in the fabric of spacetime traveling at the speed of light. We prove that the propagation of small amplitude gravitational waves in a curved spacetime is equivalent to the propagation of a subspace of electromagnetic states. We use this result to propose the use of entangled photons to emulate the evolution of gravitational waves in curved spacetimes by means of experimental electromagnetic setups featuring metamaterials.

A formação de docentesdiscentes atravessada pelas imagens de professores no cinema como questão curricular.

Compreendendo as imagens e as narrativas como personagens conceituais (DELEUZE, GUATTARI, 1992), neste trabalho, desenvolvi temáticas presentes ou estimuladas com os filmes com personagens de professores e cotidianos escolares. Exibições de filmes, seguidos de conversas entre estudantes do curso de Pedagogia presencial da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (campus Maracanã) permitiram a produção do corpus dessa pesquisa, que buscou mapear os mundos culturais, as redes de conhecimentos e significações tecidas por esses estudantes. Assim, as conversas têm sido uma importante metodologia nas pesquisas nos/dos/com os cotidianos, porque segundo Alves (2012), são através delas que trocamos saberesfazeres nos mais variados cotidianos. Contando também com Certeau (1994, 2009), Giard (2009), Maturana (2001, 1998), entre outros, busquei compreender como os cotidianos são organizados através da oralidade, pois na perspectiva de Certeau, Alves e Garcia mapear as ações sujeitas ao esfarelamento, como são características das táticas (CERTEAU, 1994) dos praticantespensantes (OLIVEIRA, 2012) só é possível através das narrativas. Assim, as imagens do cinema permitiram as vivências mais variadas, mostrando sua potência em proporcionar aproximações com situações inusitadas para muitos espectadores, ou ainda, situações de espaçostempos distantes. Os teóricos com quem busquei dialogar acerca dos usos e consumos de imagens audiovisuais foram Machado (2001, 2007), Barbero (2000, 2007) e Deleuze (2005) apostando que intrínseco a esses consumos estariam também implícitos suas subversões e processos formativos. Impactante tornou-se para o grupo envolvido na pesquisa, foi o entendimento dos clichês como potência para o pensamento. Assim, recorrer às imagens dos filmes foi uma forma de abordar as questões que atravessam o chão das escolas e cursos de formação de professores, uma vez que surgiram temáticas tocantes aos cotidianos escolares e saberesfazeres pedagógicos, além daqueles mostrados pelos filmes. Assim, diversas temáticas surgiram entre cinco principais eixos, em torno das relações: entre os docentes e autoridades; entre os discentes; entre os discentes e os docentes; entre os docentes; e os usos dos artefatos culturais e tecnológicos. Todas essas questões envolveram os currículos como sendo tecidos em redes de significações e conhecimentos a partir das compreensões de Alves (2010, 2012a), Carvalho (2012) e Castells (2013). As diferenças que encontramos nos diversos espaçostempos, foram abordadas a partir da presença dos praticantespensantes de várias religiões nas escolas, desenvolvidas com as pesquisas de Caputo (2012), acerca das diferenças nas relações cotidianas entre discentes e docentes, com os trabalhos de Hall (2012), Silva (2012) e Gilroy(2001), pude abordar as tessituras identitárias. Além disso, as pesquisas de Nóvoa (1995), Teixeira (2008) e Müller (2008) foram pertinentes para a compreensão da formação do corpo docente brasileiro e seus atravessamentos de características de cor e gênero. Assim, nesse trabalho, desenvolvo a ideia de que as diferenças nos cotidianos potencializam e ampliam as redes de conhecimentos e significações, bem como os currículos praticadospensados (OLIVEIRA, 2012) nas escolas.

Trânsitos poéticos no ensino da arte: as visualidades, subjetividades e afetividades no cotidiano escolar

A pesquisa tem como foco a discussão das visualidades encontradas e, principalmente, produzidas no/do/com o cotidiano escolar, e suas relações com os currículos. O estudo se desenvolveu, tomando como base, o registro e recolhimento de dados a partir da nossa prática docente no ensino de arte, numa escola municipal do Rio de Janeiro. A escolha da problemática deste estudo surgiu do desejo de discutirmos as experiências vividas cotidianamente nos espaçostempos da escola, e de refletirmos em torno dos posicionamentos dos sujeitos deste contexto, frente às fissuras epistemológicas e conceituais que aí se apresentam. O debate em torno dos currículos vigentes e os praticados estão inseridos nesta investigação, trazendo à tona as imposições oficiais e as tessituras captadas nos entrelinhas dos cotidianos. As imagens que cercam este espaço, tanto as criadas quanto as que invadem tal cenário, são discutidas aqui quanto ao seu potencial emancipatório. Abordamos os desafios encontrados no exercício do ensinar/aprender na perspectiva contemporânea, levando em consideração as múltiplas identidades que transitam poeticamente na escola e as subjetividades que as caracterizam. Buscamos, ainda, incentivar as relações dialógicas com os docentes e suas atuações no campo escolar, acreditando que é na prática, e na reflexão sobre ela, que nos formamos enquanto educadores

Ritos de Iniciação como espaçostempos de produção de conhecimentos: narrativas e diálogos em Nampula Moçambique

O presente estudo tem como proposta compreender os ritos de iniciação como prática cotidiana de produção de conhecimentos em diversas comunidades de Nampula, província situada a norte de Moçambique. A partir de meu lugar de não-iniciado por não ter frequentado estes espaçostempos e de encontros com sujeitos iniciados (as), a proposta assenta-se no reconhecimento de que o empreendimento colonial propiciou ao longo da história processos de subalternização que silenciam discussões e visibilidades sobre os ritos de iniciação, suas múltiplas redes e seus sujeitos-praticantes. Pelas narrativas e fotografias produzidas ao longo da pesquisa como formas de internarrar as relações cotidianas compreendo que os ritos de iniciação situam-se como proposta formativa que, ao iniciar crianças e jovens a determinado status social, propiciam horizontes vitais importantes nestas relações e dentrofora das escolas. Neste sentido, se aponta um conjunto de negociações, subversões e temporalidades que indicam, como em outros espaçostempos, a necessidade de diálogos que permitam levantar questões sobre as várias diferenças que caracterizam os contextos moçambicanos

Formação de Formadores e Educação Superior na cibercultura: itinerâncias de Grupos de Pesquisa no Facebook

Esta tese origina-se da pesquisa de doutoramento na Universidade do Estado do Rio de Janeiro UERJ - Proped e tem como objetivo compreender a formação do formador no contexto da cibercultura e como este vem estruturando sua atuação na docência universitária. Este trabalho faz parte do eixo 2 da Pesquisa Institucional A cibercultura na era das redes sociais e da mobilidade: novas potencialidades para a formação de professores. O campo da pesquisa foi a rede social Facebook. Constituíram-se praticantes da pesquisa seis professores-formadores do ProPEd e seus orientandos. A pertinência desta pesquisa inscreveu-se num amplo movimento da perspectiva epistemológica da multirreferencialidade com os cotidianos e pelo método atualizado da pesquisa-formação. A intenção primeira deste trabalho consistiu em mapear as experiências e itinerâncias do formador em suas práticas cotidianas nos espaçostempos da cibercultura. Tencionamos que a sistematização de ambiências formativas articulando o espaço da universidade e das redes sociais criou redes de docência e aprendizagem. Como dispositivos de pesquisa, lançamos mão de oficinas, interações nas redes sociais, conversas, participação nos grupos de pesquisa. A tese revela que a formação do formador na cibercultura forja outros espaçostempos de pesquisa acadêmica e de criação de dispositivos online. Revela também que os usos do digital em rede pelos praticantes da pesquisa fizeram emergir processos de orientação coletiva, de experiências formadoras e de articulação da interface cidadeuniversidade, estabelecendo outros sentidos para a prática pedagógica e para a pesquisa acadêmica