Impacto da equação de estado nas propriedades de cascas auto-gravitantes - Pereira, Matheus Augusto (2020)
O estudo de cascas auto-gravitantes tem tido um grande crescimento nos últimos anos, devido a que sua exploração pode esclarecer as características da termodinâmica intrínsecas ao campo gravitacional e, por sua vez, nos fornecer orientações físicas úteis na busca de uma descrição quântica do espaço-tempo. Tal fato acontece porque as cascas são os objetos teóricos mais simples que se pode pensar como soluções de uma dada teoria gravitacional que descreve duas regiões do espaço-tempo separadas por uma região infinitamente delgada onde a matéria é confinada. Tal sistema conjuga as noções de vácuo, típicas dos buracos negros, com a presença de matéria, que pode ser descrita por meio da mecânica estatística e da termodinâmica. Através das relações de junção entre os espaços-tempos interno e externo à casca, é possível obter a equação de equilíbrio hidrostático, que combinada com uma equação de estado microscópica para a matéria, permite o cálculo da relação massa-raio destes objetos. Neste trabalho se estuda uma casca cujo interior é um espaço-tempo plano, descrito pela geometria de Minkowski e seu exterior é um espaço tempo curvo, descrito pela geometria de Schwarzschild. Diversas equações de estado em duas dimensões espaciais são usadas para descrever a matéria da casca, todas de graus de liberdade nucleares: gás de nêutrons livres, gás de nêutrons, prótons e eléctrons livres, matéria nuclear interagente, modelada usando os modelos de Walecka linear e não-linear e finalmente um gás de quarks livres. Se estuda também a estabilidade mecânica destes objetos perante perturbações radiais.