Fluctuaciones cuánticas de la energía del vacío y sus efectos en la expansión del universo
En esta tesis discutimos los efectos de las fluctuaciones del tensor de energía-momento, alrededor de su valor medio, en la expansión acelerada del universo. Primero analizamos la formulación del problema de la constante cosmológica (PCC) en el contexto de gravedad semiclásica, poniendo particular a...
Autor principal: | |
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Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
Lenguaje: | Español |
Publicado: |
2019
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Materias: | |
Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/883/1/1Lozano.pdf |
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Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) |
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Partículas y campos Brownian movement Movimiento browniano [Dark energy Energía oscura Stochastic gravity Gravedad estocástica] Lozano, Ezequiel Fluctuaciones cuánticas de la energía del vacío y sus efectos en la expansión del universo |
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En esta tesis discutimos los efectos de las fluctuaciones del tensor de energía-momento, alrededor de su valor medio, en la expansión acelerada del universo. Primero analizamos la formulación del problema de la constante cosmológica (PCC) en el contexto de gravedad semiclásica, poniendo particular atención a la dependencia de los resultados con la metodología de regularización.
Remarcamos también las similitudes/diferencias que aparecen al calcular la energía de punto cero de los campos cuánticos, en el espacio-tiempo de Minkowski o en el de De Sitter, de una forma autoconsistente. Luego, para entender el rol del ruido en el PCC, estudiamos un modelo de juguete de una partícula Browniana acoplada a un entorno (la partícula Browniana emula el factor de escala del universo y el entorno emula los campos cuánticos). Cuando el ruido es multiplicativo, la partícula Browniana satisface la ecuación de un oscilador armónico con frecuencia estocástica. El oscilador puede ser el usual o uno invertido, dependiendo de los parámetros elegidos.
Mostramos que, tomando parámetros correspondientes a un oscilador invertido y bajo las condiciones adecuadas, el ruido puede estabilizar el oscilador a través de un mecanismo similar a la estabilización del péndulo de Kapitza. Finalmente, analizamos críticamente trabajos recientes donde se afirma que las fluctuaciones del tensor de energía-momento de los campos cuánticos, alrededor de su valor medio, pueden resolver el PCC. Trabajando en el contexto de gravedad estocástica, y usando resultados del modelo de juguete para osciladores con frecuencia estocástica, discutimos condiciones bajo las cuales uno podría resolver el PCC, y su dependencia con el método de regularización. |
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I25-R131-8832021-04-19T13:22:06Z Fluctuaciones cuánticas de la energía del vacío y sus efectos en la expansión del universo Quantum fluctuations of the vacuum energy and its effects on the expansion of the universe Lozano, Ezequiel Partículas y campos Brownian movement Movimiento browniano [Dark energy Energía oscura Stochastic gravity Gravedad estocástica] En esta tesis discutimos los efectos de las fluctuaciones del tensor de energía-momento, alrededor de su valor medio, en la expansión acelerada del universo. Primero analizamos la formulación del problema de la constante cosmológica (PCC) en el contexto de gravedad semiclásica, poniendo particular atención a la dependencia de los resultados con la metodología de regularización. Remarcamos también las similitudes/diferencias que aparecen al calcular la energía de punto cero de los campos cuánticos, en el espacio-tiempo de Minkowski o en el de De Sitter, de una forma autoconsistente. Luego, para entender el rol del ruido en el PCC, estudiamos un modelo de juguete de una partícula Browniana acoplada a un entorno (la partícula Browniana emula el factor de escala del universo y el entorno emula los campos cuánticos). Cuando el ruido es multiplicativo, la partícula Browniana satisface la ecuación de un oscilador armónico con frecuencia estocástica. El oscilador puede ser el usual o uno invertido, dependiendo de los parámetros elegidos. Mostramos que, tomando parámetros correspondientes a un oscilador invertido y bajo las condiciones adecuadas, el ruido puede estabilizar el oscilador a través de un mecanismo similar a la estabilización del péndulo de Kapitza. Finalmente, analizamos críticamente trabajos recientes donde se afirma que las fluctuaciones del tensor de energía-momento de los campos cuánticos, alrededor de su valor medio, pueden resolver el PCC. Trabajando en el contexto de gravedad estocástica, y usando resultados del modelo de juguete para osciladores con frecuencia estocástica, discutimos condiciones bajo las cuales uno podría resolver el PCC, y su dependencia con el método de regularización. In this thesis, we discuss the effects of the fluctuations of the energy momentum tensor, around its mean value, on the accelerated expansion of the universe. We first discuss the formulation of the cosmological constant problem (CCP) in the context of semiclassical gravity, paying particular attention to the dependence of the results with the regularization process. We point out too, the similarities/differences that arise when computing the zero-point energy of the quantum fields in Minkowski or De Sitter spacetimes, in a selfconsistent way. Then, in order to understand the role of noise in the CCP, we analyze the toy model of a Brownian particle coupled to an environment (the Brownian particle mimics the scale factor of the universe and the environment mimics the quantum fields). When the noise is multiplicative, the Brownian particle satisfies the equation of a harmonic oscillator with stochastic frequency. The oscillator can be the usual or an inverted one, depending on the choice of certain parameters. We show that, choosing the parameters corresponding to the upside down oscillator and under appropriate conditions, noise can stabilize the oscillator, through a mechanism similar to the stabilization of the Kapitza pendulum. Finally, we analyze critically recent works where it was argued that the fluctuations of the energy-momentum tensor of quantum fields, around its mean value, could resolve the CCP. Working in the context of stochastic gravity, and using the results of the toy model for oscillators with stochastic frequency, we discuss conditions under which one could solve the CCP, and their dependence with the regularization method. 2019-12-12 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/883/1/1Lozano.pdf es Lozano, Ezequiel (2019) Fluctuaciones cuánticas de la energía del vacío y sus efectos en la expansión del universo / Quantum fluctuations of the vacuum energy and its effects on the expansion of the universe. Maestría en Ciencias Físicas, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/883/ |