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https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/4448
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Análise de espalhamento de defeitos topológicos e não topológicos em (1,1) dimensões |
Título(s) alternativo(s): | Scattering analysis of topological and non-Topological defects in (1,1) dimensions |
Autor: | LIMA, Fred Jorge Carvalho |
Primeiro orientador: | SANTOS FILHO, Adalto Rodrigues Gomes dos |
Primeiro coorientador: | NÓBREGA, Kléber Zuza |
Primeiro membro da banca: | SANTOS FILHO, Adalto Rodrigues Gomes dos |
Segundo membro da banca: | SIFUENTES, Rodolfo Alván Casana |
Terceiro membro da banca: | SANTOS, Carlos Eduardo da Hora |
Quarto membro da banca: | NÓBREGA, Kléber Zuza |
Quinto membro da banca: | MOHAMMADI, Azadeh |
Resumo: | Nesta tese, estudamos colisões entre soluções de teorias não lineares de campo escalar em (1, 1) dimensões. Começamos reproduzindo os principais resultados, seguindo uma cronologia de estudos sobre colisões entre kinks nos modelos sine-Gordon, φ 4 e φ 6 . Além disso, discorremos sobre o papel dos modos internos no processo de colisão apresentando o mecanismo de troca de energia. Em seguida, estudamos o processo de espalhamento na semilinha com uma condição do tipo Neumann na fronteira para os modelos φ 4 e φ 6 . O espalhamento na semilinha apresenta sensíveis modificações na dinâmica em relação ao espalhamento na linha. Na semilinha, os resultados são dependentes da velocidade inicial e da condição de borda. Em particular, em ambos os modelos φ 4 e φ 6 , as estruturas de janelas de ressonância são modificadas através do efeito da solução-borda com, por exemplo, restauração de janelas ausentes. Na sequência, apresentamos os resultados para colisões entre large kink-antikink e small kink-antikink em um modelo duplo sine-Gordon dependendo de um único parâmetro r. Para alguns intervalos do parâmetro, observamos a conexão entre dois produtos da colisão entre large kink-antikink: a produção de múltiplos pares antikink-kink e a produção de até três oscilações localizadas. Colisões entre small kinks apresentam as seguintes possibilidades: mudança de setor topológico, colisões do tipo one-bounce, two-bounce ou a formação de estados bion. Em particular, para pequenos valores de r e da velocidade, observamos a formação de falsas janelas de two-bounce, com a supressão de janelas verdadeiras, apesar da presença de um modo vibracional. Também estudamos colisões entre lumps em um modelo com um falso vácuo dependendo de um parâmetro s. Para s pequeno, o modelo apresenta soluções lumps usuais, apresentando instabilidade. Para valores intermediários, as soluções são metaestáveis. Para s → ∞, o modelo se torna um φ 4 . Mostramos que, para s ≳ 2, as soluções lump são metaestáveis, nesse cenário, e o modo interno negativo tende ao modo zero. Lumps metaestáveis podem se propagar, mantendo a forma, por tempo suficiente para produção e análise dos efeitos dinâmicos. Encontramos que colisões lump-lump podem resultar em um ou dois pares de kink-antikink, estados bion ou algumas oscilações viajantes. |
Abstract: | In this thesis, we study the collision process for solutions of nonlinear scalar field theories in (1, 1) dimensions. We reproduce the main results following a timeline of papers about kink collisions for the sine-Gordon, φ 4 , and φ 6 models. Moreover, we describe the role of the internal modes in the collision process via the energy exchange mechanism. Next, we study the boundary scattering on the half-line with a Neumann-type boundary condition for both φ 4 and φ 6 models. The scattering on the half-line exhibits sensible modifications in the dynamics compared with the scattering on the line. On the half-line, the outputs depend on the initial velocity and the boundary. In particular, for both models, the resonance window structures are modified by the boundary effects with the restoration of missing windows. In the following, we present the results of collisions for large and small kink-antikink of a double sine-Gordon model depending on only one parameter r. For some parameter intervals we observe two connected effects: the production of multiple antikink-kink pairs and up to three solitary oscillations. The scattering process for small kink-antikink has several possibilities: the change of the topological sector, one-bounce collision, two-bounce collision, or formation of a bion state. In particular, we observed for small values of r and velocities, the formation of false two-bounce windows and the suppression of true two-bounce windows, despite the presence of an internal shape mode. We also study collisions of lump solutions in a model with a false vacuum depending on a parameter s. The model has unstable nontopological lump solutions with a bell shape for small s, acquiring a flat plateau around the maximum for large s. For s → ∞ the φ 4 model is recovered. We show that for s ≳ 2 the lump is metastable with the only negative mode very close to zero. Metastable lumps can propagate and survive long enough to produce dynamical effects. We find that the lump-lump collision can result in one or two kink-antikink pairs, bion states, and some regularly traveling oscillations. |
Palavras-chave: | soliton; kink; lump; ondas solitárias; solitary waves. |
Área(s) do CNPq: | Física Ciências Exatas e da Terra |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Maranhão |
Sigla da instituição: | UFMA |
Departamento: | DEPARTAMENTO DE FÍSICA/CCET |
Programa: | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA/CCET |
Citação: | LIMA, Fred Jorge Carvalho. Análise de espalhamento de defeitos topológicos e não topológicos em (1,1) dimensões. 2022. 160 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Física) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/4448 |
Data de defesa: | 26-Abr-2022 |
Aparece nas coleções: | TESE DE DOUTORADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISICA |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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