Sample records for quantum field theory
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1

Introdução à Teoria Quântica de Campos: do Oscilador Harmônico ao Campo Escalar Livre

Pereira, Rodrigo Gonçalves; Miranda, Eduardo
2002-06-01

Resumo em português As teorias quânticas de campo são fundamentais em teoria de Matéria Condensada e Física de Altas Energias. Nesse artigo mostramos como um formalismo típico de teorias de campos pode ser introduzido didaticamente, generalizando a solução do oscilador harmônico para um grande número de graus de liberdade. No limite contínuo, esse método nos leva à quantização do campo de uma corda esticada vibrante e à existência dos fônons como excitações elementares ("p (mais) artículas") desse campo. O procedimento pode ser usado como introdução elementar às teorias quânticas de campo através de ferramentas ensinadas em um curso de graduação de Mecânica Quântica. Resumo em inglês Quantum field theories are central to both Condensed Matter and High-Energy Physics. In this article, we show how a typical field theoretical formalism can be pedagogically constructed by generalizing the solution of a harmonic oscillator to a large number of degrees of freedom. In the continuum limit, this method leads to the quantization of the field of a vibrating stretched string as well as to the existence of phonons as elementary excitations ("particles") of this fi (mais) eld. The procedure can be used as an elementary introduction to quantum field theory by means of tools taught at an undergraduate course in Quantum Mechanics.

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Uma introdução aos métodos de cálculo da energia de Casimir

Passos Sobrinho, J.J.; Tort, A.C.
2001-12-01

Resumo em português O efeito Casimir é um dos aspectos mais intrigantes da física moderna. A previsão da existência de uma força macroscópica de origem quântica entre condutores neutros e sua posterior comprovação experimental é sem dúvida um dos triunfos da teoria quântica dos campos. Complementando uma introdução conceitual publicada recentemente nesta revista, apresentamos alguns métodos de cálculo da energia de Casimir, que é a grandeza fundamental que origina o efeito Casimir. Resumo em inglês The Casimir effect is one of the most intriguing aspects of modern physics. The prediction of the existence of a macroscopic force of quantum origin between two neutral conductors and its subsequent experimental verification is without doubt the hallmark of quantum field theory. The present work complements a conceptual introduction recently published in this journal by presenting some of the methods of evaluation of the Casimir energy which gives rise to the Casimir effect.

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Racionalidade, consistência, reticulação e coerência: o caso da renormalização na teoria quântica do campo/ Racionality, consistency, reticulation and coherence: the case of renormalization in quantum field theory

Bezerra, Valter Alnis
2003-06-01

Resumo em português Um exame do desenvolvimento da teoria quântica do campo, no período que vai de 1927 a 1971, evidencia o fato de que as técnicas de renormalização desempenharam um papel fundamental ao longo de todo o processo. Em particular, a renormalização reabilitou a eletrodinâmica quântica no final dos anos 40 e, depois, também reabilitou a teoria quântica do campo como um todo e ajudou a consolidar as teorias de gauge no início dos anos 70. O sucesso da renormalização (mais) foi tal que ela passou gradualmente de mero dispositivo teórico ad hoc à condição de critério para a construção e avaliação de teorias na física do campo. Um dos objetivos deste artigo é mostrar que essa transformação no estatuto metodológico da renormalização pode ser entendida no contexto do modelo reticulado de racionalidade de Larry Laudan. Apesar do extraordinário progresso teórico e empírico alcançado, porém, sempre houve polêmicas acerca do lugar que a renormalização deve ocupar dentro da estrutura conceitual da disciplina. Essas polêmicas giram em torno do fato de que a renormalização aparentemente vai contra um valor cognitivo considerado fundamental: a consistência. O segundo objetivo deste artigo é mostrar como o modelo reticulado também permite lançar luz sobre essa questão. Procuramos expor em que sentido foi racional adotar a renormalização na física de partículas e campos apesar de existir o problema da inconsistência. Para isso nos valemos das teses do modelo reticulado, complementadas por teses de Putnam, Quine e da teoria coerencial da justificação. Resumo em inglês A study of the development of quantum field theory, in the period that goes from 1927 to 1971, highlights the fact that renormalization techniques played a fundamental role during the whole process. In particular, renormalization rehabilitated quantum electrodynamics in the late 40s and, later, also rehabilitated quantum field theory as a whole and helped consolidating gauge theories in the early 70s. The success of renormalization was such that, from its beginnings as a (mais) mere ad hoc theoretical device, it gradually earned the condition of a criterion for the construction and appraisal of theories in field physics. One of the aims of this article is to show that this change in the methodological status of renormalization can be understood in the context of Larry Laudan's reticulational model of rationality. In spite of the extraordinary theoretical and empirical progress achieved, however, there were always polemics regarding the place that renormalization should occupy within the conceptual structure of the discipline. These polemics revolve around the fact that renormalization apparently goes against a cognitive value that is regarded as fundamental, namely, consistency. The second aim of this paper is to show how the reticulational model helps to throw light upon this question as well. We attempt to show in which sense it was rational to accept renormalization in particle and field physics despite the problem of inconsistency. To this end we make use of the theses of the reticulational model, supplemented with theses from Putnam and Quine, and from the coherence theory of justification.

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O véu da mente

Ferreira, Raquel
1999-12-01

Resumo em português A autora discute brevemente algumas questões epistemológicas, procurando estabelecer vínculos entre a teoria da relatividade, a teoria da mecânica quântica (considerando que a primeira abre caminho à segunda, apesar da renhida oposição de Einstein) e o campo da psicanálise, nomeadamente a partir de Bion. Para ilustrar, apresenta uma pequena vinheta clínica de uma paciente com sofrimento bulímico, que está a elaborar experiências muito dolorosas de separação do objecto primário, examinando algumas transições da estrutura psíquica. Resumo em inglês The author deals briefly with some epistemological questions, trying to establish bonds between the relativity theory, quantum mechanics (considering that the first opens the way to the latter, in spite of Einstein's strong opposition) and the psychoanalytic field, namely after Bion. To illustrate this point of view, she presents a small clinical vignette of a patient who has bulimic suffering, and who is elaborating very painful experiments of separation from the primary object, and she examines a few transitions in the psychic structure.

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O estilo científico de Einstein na exploração do domínio quântico (uma visão da relação entre a teoria e seu objeto)/ Einstein's scientific style in the exploration of the quantum domain (a view on the relationship between theory and its object)

Paty, Michel
2005-12-01

Resumo em português As primeiras pesquisas físicas de Einstein (principalmente aquelas do ano de ouro de 1905) concentraram-se em dois domínios que ele tratava independentemente: o domínio atômico e radioativo, de um lado, e a teoria eletromagnética, de outro. Posteriormente essas duas direções de pesquisa cristalizaramse na direção da teoria quântica para a primeira, e das teorias da relatividade e do campo contínuo para a segunda. Pode-se discernir desde o início, ao seguir o t (mais) rabalho de Einstein nessas duas direções (que ele conduzirá constantemente em paralelo), dois tipos de aproximações diferentes: uma, heurística, que põe em obra um método probabilista de investigação suscitado pela termodinâmica (cálculos de flutuações), tendo em vista caracterizar as propriedades específicas do novo domínio da física quântica; a outra, imediatamente fundamental, que organiza o trabalho teórico em torno de princípios físicos, em particular, de invariância. Esses dois modos de abordagem não correspondem a uma oposição entre duas atitudes de pensamento, empirista de um lado e teórico-racional do outro (como muitos comentadores quiseram crer, reportando-os a dois períodos distintos da obra de Einstein), mas a uma maneira diferenciada que lhe é própria de conceber o trabalho teórico, em função da inteligibilidade possível de seu objeto, em termos de conceitos e de princípios sempre pensados fisicamente. Essa maneira define o estilo próprio de Einstein enquanto pesquisador em física, ao mesmo tempo crítico e construtivo, que se constitui desde seus primeiros trabalhos. Resumo em inglês Einstein's first researches in physics (particularly those of the golden year 1905) delt with two domains which he treated independently: the atomic and radiative domain on one side, electrodynamics on the other side. Later on, these two directions would cristallize, the first one towards quantum theory, the second one towards the theories of relativity and of the continuous matter field. When looking at Einstein's works in both directions (which he always maintained in p (mais) arallel), one sees already at the beginning two different ways of approach: a heuristic one, making use of a probabilistic method of investigation raised up from thermodynamics (calculation of fluctuations), with the aim of characterizing specific properties of the new domain of quantum physics that was breaking with known theories and concepts; and another one, decidedly fundamental, organizing the theoretical work around sound physical principles, in particular invariance principles. These two modes of approach do not show a splitting between two different attitudes of thought, an empiricist one on one side, and a theoretical-rational one on the other side (as many commentators believed, referring them to two distinct periods of Einstein's achievements), but to a differenciated manner, proper to him, of conceiving the theoretical work, in function of the possible intelligibility of its object, in terms of concepts and principles that were always thought physically. This manner defines Einstein's own style as a searcher in physics, at the same time critical and constructive, a style which was being constituted since his first works.

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Termodinâmica estatística de líquidos com o método de Monte Carlo. II. O líquido clorofórmio/ Statistical thermodynamics of liquids using the Monte Carlo method. II. Liquid chloroform

Barlette, Vania Elisabeth; Freitas, Luiz Carlos Gomide
1999-07-01

Resumo em inglês Thermodynamic properties and radial distribution functions for liquid chloroform were calculated using the Monte Carlo method implemented with Metropolis algorithm in the NpT ensemble at 298 K and 1 atm. A five site model was developed to represent the chloroform molecules. A force field composed by Lennard-Jones and Coulomb potential functions was used to calculate the intermolecular energy. The partial charges needed to represent the Coulombic interactions were obtained (mais) from quantum chemical ab initio calculations. The Lennard-Jones parameters were adjusted to reproduce experimental values for density and enthalpy of vaporization for pure liquid. All thermodynamic results are in excelent agreement with experimental data. The correlation functions calculated are in good accordance with theoretical results avaliable in the literature. The free energy for solvating one chloroform molecule into its own liquid at 298 K and 1 atm was computed as an additional test of the potential model. The result obtained compares well with the experimental value. The medium effects on cis/trans convertion of a hypotetical solute in water TIP4P and chloroform solvents were also accomplished. The results obtained from this investigation are in agreement with estimates of the continuous theory of solvation.

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Modalidade, abordagem semântica e mecânica quântica/ Modality, the semantic approach and quantum mechanics

Bueno, Otávio
2004-03-01

Resumo em português De acordo com o argumento da indispensabilidade, devemos nos comprometer ontologicamente com entidades matemáticas, por serem elas indispensáveis às nossas melhores teorias científicas. Hartry Field (1980) notoriamente opõe-se ao argumento, desenvolvendo um programa de reformulação de teorias científicas sem quantificação sobre objetos matemáticos. Em particular, Field elaborou detalhadamente a nominalização da teoria gravitacional de Newton, indicando como e (mais) la poderia ser formulada sem quantificação sobre números reais. Field forneceu também um argumento de por que o uso de operadores modais não garante uma estratégia adequada para nomear teorias científicas. Neste artigo, discuto o argumento de Field contrário à afirmação de que a modalidade possa ser um substituto geral para a ontologia. Após opor-me a esse argumento, indico um quadro alternativo que esclarece as razões pelas quais a modalidade pode desempenhar esse papel. Resumo em inglês According to the indispensability argument, we ought to be ontologically committed to mathematical entities, given that they are indispensable to our best scientific theories. Hartry Field (1980) has famously resisted the argument, developing a program to reformulate scientific theories without quantification over mathematical objects. In particular, Field worked out in detail the nominalization of Newtonian gravitacional theory, indicating how the theory could be formula (mais) ted without quantification over real numbers. Field also provided an argument why the use of modal operators doesn't providean adequate strategy to nominalize scientific theories. In this paper, I discuss Field's argument against the claim that modality can be a general surrogate for ontology. After resisting this argument, I indicate an alternative picture that makes it clear why modality can play such a role.

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A topologia molecular QTAIM e a descrição mecânico-quântica de ligações de hidrogênio e ligações de di-hidrogênio/ The QTAIM molecular topology and the quantum-mechanical description of hydrogen bonds and dihydrogen bonds

Oliveira, Boaz G.; Araújo, Regiane C. M. U.; Ramos, Mozart N.
2010-01-01

Resumo em inglês Hydrogen bonds formed through the interaction between a high electronic density center (lone electron pairs, π or pseudo-π bonds) and proton donors cause important electronic and vibrational phenomena in many systems. However, it was demonstrated that proton donors interact with hydrides, such as alkali and alkaline earth metals (BeH2, MgH2, LiH and NaH), what yields a new type of interaction so-called dihydrogen bonds. The characterization of these interactions (mais) has been performed at light of the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM), by which the electronic densities ρ are quantified and the intermolecular regions are characterized as closed-shell interactions through the analysis of the Laplacian field ∇2ρ.

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