Wakes in dilatonic current-carrying cosmic strings

In this work, we present the gravitational field generated by a cosmic string carrying a timelike current in the scalar-tensor gravities. The mechanism of formation and evolution of wakes is fully investigated in this framework. We show explicitly that the inclusion of electromagnetic properties for the string induces logarithmic divergences in the accretion problem.

Fermion localization on two-field thick branes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Gravitational energy of Kerr and Kerr anti-de Sitter space-times in the teleparallel geometry

In the context of the hamiltonian formulation of the teleparallel equivalent of general relativity we compute the gravitational energy of Kerr and Kerr Anti-de Sitter (Kerr-AdS) space-times. The present calculation is carried out by means of an expression for the energy of the gravitational field that naturally arises from the integral form of the constraint equations of the formalism. In each case, the energy is exactly computed for finite and arbitrary spacelike two-spheres, without any restriction on the metric parameters. In particular, we evaluate the energy at the outer event horizon of the black holes. © SISSA/ISAS 2003.

Conformal supergravity in twistor-string theory

Conformal supergravity arises in presently known formulations of twistor-string theory either via closed strings or via gauge-singlet open strings. We explore this sector of twistor-string theory, relating the relevant string modes to the particles and fields of conformal supergravity. We use the twistor-string theory to compute some tree level scattering amplitudes with supergravitons. Since the supergravitons interact with the same coupling constant as the Yang-Mills fields, conformal supergravity states will contribute to loop amplitudes of Yang-Mills gluons in these theories. Those loop amplitudes will therefore not coincide with the loop amplitudes of pure super Yang-Mills theory. © SISSA/ISAS 2004.

Modelos não-lineares de dois campos e aplicações em cenários de mundos-brana

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelos não lineares com campos escalares: ladrilhamento e mundos-brana

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Método do hamiltoniano termodinamicamente equivalente para sistemas de muitos corpos

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

D-oscillons in the standard model extension

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise independente de Gauge e redução Hamiltoniana completa da gravitação induzida em duas dimensões

Pós-graduação em Física - IFT

Dynamik orographischer Bannerwolken

Der Begriff "Bannerwolke" bezeichnet ein eindrucksvolles Phänomen aus dem Bereich der Gebirgsmeteorologie. Bannerwolken können gelegentlich im Hochgebirge im Bereich steiler Bergspitzen oder langgezogener Bergrücken, wie z.B. dem Matterhorn in den Schweizer Alpen oder dem Zugspitzgrat in den Bayrischen Alpen beobachtet werden. Der Begriff bezeichnet eine Banner- oder Fahnen-ähnliche Wolkenstruktur, welche an der windabgewandten Seite des Berges befestigt zu sein scheint, während die windzugewandte Seite vollkommen wolkenfrei ist. Bannerwolken fanden bislang, trotz ihres relativ häufigen Auftretens in der wissenschaftlichen Literatur kaum Beachtung. Entsprechend wenig ist über ihren Entstehungsmechanismus und insbesondere die relative Bedeutung dynamischer gegenüber thermodynamischer Prozesse bekannt. In der wissenschaftlichen Literatur wurden bislang 3 unterschiedliche Mechanismen postuliert, um die Entstehung von Bannerwolken zu erklären. Demnach entstehen Bannerwolken durch (a) den Bernoulli-Effekt, insbesondere durch die lokale adiabatische Kühlung hervorgerufen durch eine Druckabnahme entlang quasi-horizontal verlaufender, auf der windzugewandten Seite startender Trajektorien, (b) durch isobare Mischung bodennaher kälterer Luft mit wärmerer Luft aus höheren Schichten, oder (c) durch erzwungene Hebung im aufsteigenden Ast eines Leerotors. Ziel dieser Arbeit ist es, ein besseres physikalisches Verständnis für das Phänomen der Bannerwolke zu entwickeln. Das Hauptaugenmerk liegt auf dem dominierenden Entstehungsmechanismus, der relativen Bedeutung dynamischer und thermodynamischer Prozesse, sowie der Frage nach geeigneten meteorologischen Bedingungen. Zu diesem Zweck wurde ein neues Grobstruktursimulations (LES)-Modell entwickelt, welches geeignet ist turbulente, feuchte Strömungen in komplexem Terrain zu untersuchen. Das Modell baut auf einem bereits existierenden mesoskaligen (RANS) Modell auf. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das neue Modell ausführlich gegen numerische Referenzlösungen und Windkanal-Daten verglichen. Die wesentlichen Ergebnisse werden diskutiert, um die Anwendbarkeit des Modells auf die vorliegende wissenschaftliche Fragestellung zu überprüfen und zu verdeutlichen. Die Strömung über eine idealisierte pyramidenförmige Bergspitze wurde für Froude-Zahlen Fr >> 1 sowohl auf Labor- als auch atmosphärischer Skala mit und ohne Berücksichtigung der Feuchtephysik untersucht. Die Simulationen zeigen, dass Bannerwolken ein primär dynamisches Phänomen darstellen. Sie entstehen im Lee steiler Bergspitzen durch dynamisch erzwungene Hebung. Die Simulationen bestätigen somit die Leerotor-Theorie. Aufgrund des stark asymmetrischen, Hindernis-induzierten Strömungsfeldes können Bannerwolken sogar im Falle horizontal homogener Anfangsbedingungen hinsichtlich Feuchte und Temperatur entstehen. Dies führte zu der neuen Erkenntnis, dass zusätzliche leeseitige Feuchtequellen, unterschiedliche Luftmassen in Luv und Lee, oder Strahlungseffekte keine notwendige Voraussetzung für die Entstehung einer Bannerwolke darstellen. Die Wahrscheinlichkeit der Bannerwolkenbildung steigt mit zunehmender Höhe und Steilheit des pyramidenförmigen Hindernisses und ist in erster Näherung unabhängig von dessen Orientierung zur Anströmung. Simulationen mit und ohne Berücksichtigung der Feuchtephysik machen deutlich, dass thermodynamische Prozesse (insbes. die Umsetzung latenter Wärme) für die Dynamik prototypischer (nicht-konvektiver) Bannerwolken zweitrangig ist. Die Verstärkung des aufsteigenden Astes im Lee und die resultierende Wolkenbildung, hervorgerufen durch die Freisetzung latenter Wärme, sind nahezu vernachlässigbar. Die Feuchtephysik induziert jedoch eine Dipol-ähnliche Struktur im Vertikalprofil der Brunt-Väisälä Frequenz, was zu einem moderaten Anstieg der leeseitigen Turbulenz führt. Es wird gezeigt, dass Gebirgswellen kein entscheidendes Ingredienz darstellen, um die Dynamik von Bannerwolken zu verstehen. Durch eine Verstärkung der Absinkbewegung im Lee, haben Gebirgswellen lediglich die Tendenz die horizontale Ausdehnung von Bannerwolken zu reduzieren. Bezüglich geeigneter meteorologischer Bedingungen zeigen die Simulationen, dass unter horizontal homogenen Anfangsbedingungen die äquivalentpotentielle Temperatur in der Anströmung mit der Höhe abnehmen muss. Es werden 3 notwendige und hinreichende Kriterien, basierend auf dynamischen und thermodynamischen Variablen vorgestellt, welche einen weiteren Einblick in geeignete meteorologische Bedingungen geben.

Equações de onda generalizadas e quantização funtorial para teorias de campo escalar livre

Nesta dissertação apresentamos um método de quantização matemática e conceitualmente rigoroso para o campo escalar livre de interações. Trazemos de início alguns aspéctos importantes da Teoria de Distribuições e colocamos alguns pontos de geometria Lorentziana. O restante do trabalho é dividido em duas partes: na primeira, estudamos equações de onda em variedades Lorentzianas globalmente hiperbólicas e apresentamos o conceito de soluções fundamentais no contexto de equações locais. Em seguida, progressivamente construímos soluções fundamentais para o operador de onda a partir da distribuição de Riesz. Uma vez estabelecida uma solução para a equação de onda em uma vizinhança de um ponto da variedade, tratamos de construir uma solução global a partir da extensão do problema de Cauchy a toda a variedade, donde as soluções fundamentais dão lugar aos operadores de Green a partir da introdução de uma condição de contorno. Na última parte do trabalho, apresentamos um mínimo da Teoria de Categorias e Funtores para utilizar esse formalismo na contrução de um funtor de segunda quantização entre a categoria de variedades Lorentzianas globalmente hiperbólicas e a categoria de redes de álgebras C* satisfazendo os axiomas de Haag-Kastler. Ao fim, retomamos o caso particular do campo escalar quântico livre.

Top-spin analysis of new scalar and tensor interactions in e(+)e(-) collisions with beam polarization

We utilize top polarization in the process e(+)e(-) -> t (t) over bar at the International Linear Collider ( ILC) with transverse beam polarization to probe interactions of the scalar and tensor type beyond the standard model and to disentangle their individual contributions. Ninety percent confidence level limits on the interactions with realistic integrated luminosity are presented and are found to improve by an order of magnitude compared to the case when the spin of the top quark is not measured. Sensitivities of the order of a few times 10(-3) TeV-2 for real and imaginary parts of both scalar and tensor couplings at root s = 500 and 800 GeV with an integrated luminosity of 500 fb(-1) and completely polarized beams are shown to be possible. A powerful model-independent framework for inclusive measurements is employed to describe the spin-momentum correlations, and their C, P, and T properties are presented in a technical appendix.

On entanglement entropy functionals in higher-derivative gravity theories

In arXiv:1310.5713 1] and arXiv:1310.6659 2] a formula was proposed as the entanglement entropy functional for a general higher-derivative theory of gravity, whose lagrangian consists of terms containing contractions of the Riemann tensor. In this paper, we carry out some tests of this proposal. First, we find the surface equation of motion for general four-derivative gravity theory by minimizing the holographic entanglement entropy functional resulting from this proposed formula. Then we calculate the surface equation for the same theory using the generalized gravitational entropy method of arXiv:1304.4926 3]. We find that the two do not match in their entirety. We also construct the holographic entropy functional for quasi-topological gravity, which is a six-derivative gravity theory. We find that this functional gives the correct universal terms. However, as in the R-2 case, the generalized gravitational entropy method applied to this theory does not give exactly the surface equation of motion coming from minimizing the entropy functional.

Studies on Some Aspects of the Physics of the Early Universe Using Gravitationally Coupled Scalar Field –

This thesis deals with some aspects of the Physics of the early universe, like phase transitions, bubble nucleations and premodial density perturbations which lead to the formation structures in the universe. Quantum aspects of the gravitational interaction play an essential role in retical high-energy physics. The questions of the quantum gravity are naturally connected with early universe and Grand Unification Theories. In spite of numerous efforts, the various problems of quantum gravity remain still unsolved. In this condition, the consideration of different quantum gravity models is an inevitable stage to study the quantum aspects of gravitational interaction. The important role of gravitationally coupled scalar field in the physics of the early universe is discussed in this thesis. The study shows that the scalar-gravitational coupling and the scalar curvature did play a crucial role in determining the nature of phase transitions that took place in the early universe. The key idea in studying the formation structure in the universe is that of gravitational instability.

Invariant conserved currents in gravity theories with local Lorentz and diffeomorphism symmetry

We discuss conservation laws for gravity theories invariant under general coordinate and local Lorentz transformations. We demonstrate the possibility to formulate these conservation laws in many covariant and noncovariant(ly looking) ways. An interesting mathematical fact underlies such a diversity: there is a certain ambiguity in a definition of the (Lorentz-) covariant generalization of the usual Lie derivative. Using this freedom, we develop a general approach to the construction of invariant conserved currents generated by an arbitrary vector field on the spacetime. This is done in any dimension, for any Lagrangian of the gravitational field and of a (minimally or nonminimally) coupled matter field. A development of the regularization via relocalization scheme is used to obtain finite conserved quantities for asymptotically nonflat solutions. We illustrate how our formalism works by some explicit examples. © 2006 The American Physical Society.