Dissertação

Vacuum Polarization Solver EVALUATED

Neste trabalho, abordamos a dinâmica do vácuo quântico usando uma teoria semi-clássica desenvolvida por Heisenberg-Euler que trata o vácuo como um meio effetivo introduzindo uma polarização e magnetização, não lineares, como correções às equações de Maxwell. Começamos por rever a origem e validade da teoria desenvolvida efetuando ainda uma revisão da literatura teórica, numérica e experimental. De seguida, apresentamos o resultado do principal objetivo do trabalho: o desenvolvimento de um novo método numérico para resolver o conjunto de equações de Maxwell-Heisenberg-Euler, pela primeira vez, em multi-dimensões. Testamos a precisão do algoritmo desenvolvido, reproduzindo em 1D a birrefringência do vácuo e a geração de harmónicas num cenário em que se contra-propagam duas ondas planas. A versatilidade do código é demonstrada em 2D ao apresentar resultados de simulações de interações entre 2 impulsos Gaussianos, com parâmetros realistas, que permitem a geração de harmónicas mais elevadas. Finalmente, fazemos uma análise das assinaturas experimentais que podemos esperar em cenários realistas. Para tal, consideramos um cenário em que se faz interagir um laser ultra-intenso de frequência ótica, com um laser raio-X a sondar o vácuo quântico. Demonstramos a existência de uma elliticidade induzida na polarização da sonda raio-X, tal como uma rotacão no ângulo de polarização. Estes resultados finais mostram a utilidade da ferramenta numérica desenvolvida neste trabalho, tal como as respectivas análises teóricas, que complementam todo o trabalho teórico e experimental desenvolvido pela comunidade, com o objetivo de detetar o vácuo quântico.
Vácuo Quântico, Heisenberg-Euler, Algoritmo numérico, Equações de Maxwell

Outubro 25, 2016, 9:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Luís Miguel De Oliveira e Silva

Departamento de Física (DF)

Professor Catedratico

ORIENTADOR

Thomas Emmanuel Aurelien Grismayer

Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear (IPFN-IST)

Investigador Auxiliar