Criação de partículas em modelos cosmológicos

Bibliographic Details
Main Author: Houndjo, Stéphane Jonas Mahouton
Publication Date: 2010
Format: Doctoral thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Download full: http://repositorio.ufes.br/handle/10/7400
Summary: We investigate particle production in an expanding universe dominated by a perfect fluid with the equation of state p = a?. The particle production rate, using the Bogoliubov coefficients, is determined exactly for any value of a in the case of a flat universe. When the strong enegy condition is satisfied, the particle production rate decreases with time; the opposite occurs when the strong energy condition is violated. In the phantom case, the particle production rate diverges at finite time for each mode represented by a wavenumber k. In a first step, in order to compute the energy density associated with the produced particles, we use a cut-off in the Planck scale and find that it tends to zero as the big rip is approached. We conclude that quantum effects due to particle creation are not able to prevent the big rip. In the second step, in order to perform a deep analysis of the quantum effects, we use the n-wave regularization technique for calculating the quantum energy density and find that it becomes the dominant component of the universe near the big rip. We conclude in this case that quantum effects can prevent the occurrence of the big rip. We also investigate the effects of quantum particle production on a classical sudden singularity occurring at finite time in a Friedmann universe. We use an exact solution to describe an initially radiation-dominated universe that evolves into a sudden singularity at finite time. We calculate the density of the created particles exactly and find that it is generally much smaller than the classical background density and pressure which produce the sudden singularity. We conclude that, in the example studied, quantum particle production does not avoid nor modify of the sudden future singularity
id UFES_ed10d065e5f7e6411917b096d6f33db8
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/7400
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str 2108
spelling Criação de partículas em modelos cosmológicosCosmologiaGravitaçãoPartículasFísica53We investigate particle production in an expanding universe dominated by a perfect fluid with the equation of state p = a?. The particle production rate, using the Bogoliubov coefficients, is determined exactly for any value of a in the case of a flat universe. When the strong enegy condition is satisfied, the particle production rate decreases with time; the opposite occurs when the strong energy condition is violated. In the phantom case, the particle production rate diverges at finite time for each mode represented by a wavenumber k. In a first step, in order to compute the energy density associated with the produced particles, we use a cut-off in the Planck scale and find that it tends to zero as the big rip is approached. We conclude that quantum effects due to particle creation are not able to prevent the big rip. In the second step, in order to perform a deep analysis of the quantum effects, we use the n-wave regularization technique for calculating the quantum energy density and find that it becomes the dominant component of the universe near the big rip. We conclude in this case that quantum effects can prevent the occurrence of the big rip. We also investigate the effects of quantum particle production on a classical sudden singularity occurring at finite time in a Friedmann universe. We use an exact solution to describe an initially radiation-dominated universe that evolves into a sudden singularity at finite time. We calculate the density of the created particles exactly and find that it is generally much smaller than the classical background density and pressure which produce the sudden singularity. We conclude that, in the example studied, quantum particle production does not avoid nor modify of the sudden future singularityInvestigamos a produção de partículas num universo em expansão preenchido por um fluido perfeito com a equação de estado p = αρ. O ritmo de produção de partículas, usando os coeficientes de Bogoliubov, é determinado exatamente para qualquer valor de α no caso de um universo plano. Quando a condição de energia forte é satisfeita, o ritmo de produção de partículas decresce com o tempo; o contrário ocorre quando a condição de energia forte é violada. No caso fantômico, o ritmo de produção de partículas diverge num tempo finito para cada modo representado pelo número de onda k. Num primeiro momento, usamos o corte no limite da escala de Planck para calcular a densidade de energia associada com a produção de partículas. Esta densidade de energia vai para zero quando o big rip se aproxima. A conclusão é que os efeitos quânticos não são eficazes para evitar o big rip. Porém, num segundo momento, para uma análise mais profunda dos efeitos quânticos, usamos a técnica de regularização n-wave para calcular a densidade de energia quântica e vemos que ela se torna a componente dominante do universo perto do big rip. Neste caso, concluímos que os efeitos quânticos podem impedir o acontecimento do big rip. Por outro lado, investigamos os efeitos de produção de partículas sobre uma singularidade repentina clássica que ocorre a um tempo finito no universo de Friedmann. Usamos soluções exatas para descrever o universo inicial dominado pela radiação e que em seguida entra numa singularidade a um tempo finito. Calculamos a densidade de energia e a pressão das partículas criadas e achamos que elas são menores que a densidade e a pressão clássicas da base que produziram a singularidade repentina. Concluímos que, no exemplo estudado, a produção de partículas quânticas não permite evitar ou modificar a futura singularidade repentinaUniversidade Federal do Espírito SantoBRDoutorado em FísicaCentro de Ciências ExatasUFESPrograma de Pós-Graduação em FísicaFabris, Júlio CésarBatista, Antonio BrasilAlvarenga, Flavio GimenesChapiro, IliaPinto Neto, NelsonPiguet, OlivierSilva, Saulo Carneiro de SouzaHoundjo, Stéphane Jonas Mahouton2018-08-01T21:59:55Z2018-08-012018-08-01T21:59:55Z2010-09-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisTextapplication/pdfHOUNDJO, Stéphane Jonas Mahouton. Criação de partículas em modelos cosmológicos. 2010. 113 f. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Exatas, Vitória, 2010.http://repositorio.ufes.br/handle/10/7400porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2024-06-28T18:06:25Zoai:repositorio.ufes.br:10/7400Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082024-06-28T18:06:25Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Criação de partículas em modelos cosmológicos
title Criação de partículas em modelos cosmológicos
spellingShingle Criação de partículas em modelos cosmológicos
Houndjo, Stéphane Jonas Mahouton
Cosmologia
Gravitação
Partículas
Física
53
title_short Criação de partículas em modelos cosmológicos
title_full Criação de partículas em modelos cosmológicos
title_fullStr Criação de partículas em modelos cosmológicos
title_full_unstemmed Criação de partículas em modelos cosmológicos
title_sort Criação de partículas em modelos cosmológicos
author Houndjo, Stéphane Jonas Mahouton
author_facet Houndjo, Stéphane Jonas Mahouton
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Fabris, Júlio César
Batista, Antonio Brasil
Alvarenga, Flavio Gimenes
Chapiro, Ilia
Pinto Neto, Nelson
Piguet, Olivier
Silva, Saulo Carneiro de Souza
dc.contributor.author.fl_str_mv Houndjo, Stéphane Jonas Mahouton
dc.subject.por.fl_str_mv Cosmologia
Gravitação
Partículas
Física
53
topic Cosmologia
Gravitação
Partículas
Física
53
description We investigate particle production in an expanding universe dominated by a perfect fluid with the equation of state p = a?. The particle production rate, using the Bogoliubov coefficients, is determined exactly for any value of a in the case of a flat universe. When the strong enegy condition is satisfied, the particle production rate decreases with time; the opposite occurs when the strong energy condition is violated. In the phantom case, the particle production rate diverges at finite time for each mode represented by a wavenumber k. In a first step, in order to compute the energy density associated with the produced particles, we use a cut-off in the Planck scale and find that it tends to zero as the big rip is approached. We conclude that quantum effects due to particle creation are not able to prevent the big rip. In the second step, in order to perform a deep analysis of the quantum effects, we use the n-wave regularization technique for calculating the quantum energy density and find that it becomes the dominant component of the universe near the big rip. We conclude in this case that quantum effects can prevent the occurrence of the big rip. We also investigate the effects of quantum particle production on a classical sudden singularity occurring at finite time in a Friedmann universe. We use an exact solution to describe an initially radiation-dominated universe that evolves into a sudden singularity at finite time. We calculate the density of the created particles exactly and find that it is generally much smaller than the classical background density and pressure which produce the sudden singularity. We conclude that, in the example studied, quantum particle production does not avoid nor modify of the sudden future singularity
publishDate 2010
dc.date.none.fl_str_mv 2010-09-24
2018-08-01T21:59:55Z
2018-08-01
2018-08-01T21:59:55Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv HOUNDJO, Stéphane Jonas Mahouton. Criação de partículas em modelos cosmológicos. 2010. 113 f. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Exatas, Vitória, 2010.
http://repositorio.ufes.br/handle/10/7400
identifier_str_mv HOUNDJO, Stéphane Jonas Mahouton. Criação de partículas em modelos cosmológicos. 2010. 113 f. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Exatas, Vitória, 2010.
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/7400
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Doutorado em Física
Centro de Ciências Exatas
UFES
Programa de Pós-Graduação em Física
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Doutorado em Física
Centro de Ciências Exatas
UFES
Programa de Pós-Graduação em Física
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv riufes@ufes.br
_version_ 1834478828678807552