Modelos hadrônicos quânticos: transições de fases em matéria nuclear e aplicações em matéria estelar

AUTOR(ES)

Rafael Cavagnoli

DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Neste trabalho investigamos dois tipos de sistemas importantes para a física de altas energias, as estrelas de nêutrons e a transição de fases de desconfinamento em colisões de íons pesados, utilizando as mesmas ferramentas da física hadrônica em ambos os sistemas. Primeiramente, estudamos as estrelas de nêutrons e as proto-estrelas de nêutrons, utilizando o modelo de Walecka não-linear em temperatura zero (T = 0) e temperatura finita, com o octeto bariônico, os mésons ?, ? e ?, considerando equilíbrio ? e comparando os resultados com o mesmo modelo, incluindo os mésons estranhos ?* e , que fazem as equações de estado endurecer. Deste modo, construímos a equação de estado para matéria nuclear densa e assimétrica, com o octeto bariônico, que descreve matéria hadrônica no interior de estrelas de nêutrons. Uma vez obtida a equação de estado, as equações diferenciais de Tolman-Oppenheimer-Volkoff, derivadas a partir das equações de Einstein para a relatividade geral, são resolvidas. As soluções descrevem as propriedades estelares mais importantes, como massa, raio e densidade central de energia. A inclusão dos mésons ?* e na equação de estado e sua influência nas propriedades das estrelas e proto-estrelas de nêutrons são investigadas e discutidas. Em seguida, investigamos a transição de fases da matéria hadrônica assimétrica para um plasma de quarks e glúons, utilizando uma descrição separada para cada fase, a fim de obter as equações de estado do sistema. Para a fase hadrônica, empregamos o modelo de Walecka não-linear e para a fase de quarks, o modelo de sacola do MIT, considerando as interações perturbativas dos glúons em primeira ordem. Também consideramos bósons na fase de hádrons, como os píons e káons e a possibilidade destes bósons formarem um condensado de Bose-Einstein. Este modelo é aplicado na transição de fases de desconfinamento que pode ocorrer em colisões ultrarelativísticas de íons pesados. Através da superfície de coexistência de fases (binodal), diversos panoramas de separação de fases são estudados.

ASSUNTO(S)

colisões (física nuclear) quarks estrelas de neutrons fisica nuclear hadrons fisica transformações de fase (física estatística)

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