Um estudo da compatibilidade dos dados de Gamma Ray Bursts com as teorias de violação da invariância de Lorentz (2023)
- Authors:
- Autor USP: CASTILHO, RAFAEL RODRIGUES - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCI
- DOI: 10.11606/D.76.2023.tde-27092023-095213
- Subjects: COSMOLOGIA; RAIOS GAMA
- Keywords: Modelo padrão estendido; Cosmology; Gamma ray; GRB; Lorentz invariance violation; Standard model extension; Violação da invariância de Lorentz
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Observatórios modernos nos permitiram avanços no estudo da astrofísica de partículas, devido a suas grandes precisões nas medidas e a possibilidade de estudar um grande número de fontes e de eventos. Graças a tais avanços, hoje é possível utilizar a astrofísica de partículas para testar física fundamental e seus limites de validade. Alguns estudos recentes dedicados a procura de teorias unificadoras, como por exemplo teorias quânticas da gravidade, são compatíveis com a quebra da invariância de Lorentz (LIV). Embora os sinais de LIV são esperados para serem pequenos e ocorram em altas energias, nós podemos utilizar da astrofísica de partículas para determinar limites de validade dadas as altíssimas energias e grandes distâncias envolvidas. Em nosso projeto realizamos um estudo do tempo de atraso de fótons em função da energia devido a quebra da invariância de Lorentz. Nós primeiramente fizemos um estudo teórico do Modelo Padrão Estendido (SME), a fim de compreender como a quebra de invariância de Lorentz pode surgir na teoria; Deduzimos a relação de dispersão modificada, que neste regime implica que fótons com altas energias possuem velocidades diferentes devido a modificações na sua relação de dispersão. Portanto, fótons emitidos simultaneamente em uma fonte astrofísica devem chegar à Terra em tempos diferentes; Também deduzimos a função que descreve esta diferença no tempo considerando efeitos cosmológicos. Em seguida, nós fizemos um estudo das fontes utilizadas nestetrabalho, os Gamma Ray Bursts (GRBs), a fim entender seu comportamento e propriedades físicas, como seus diferentes tipos e mecanismos de emissão. Nós propomos um novo reescalonamento dos dados experimentais para que seja possível fazer uma análise estatística utilizando múltiplas fontes simultaneamente. Posteriormente nós selecionamos e coletamos um conjunto que contém 57 fótons de 14 GRBs. O conjunto que consiste em todos os fótons detectados pelo Telescópio Espacial Fermi de Raios Gama entre os anos de 2008 e 2020, cuja energia emitida é maior que 10 GeV e que foram detectados dentro de um intervalo de tempo, que depende do Redshift, após o trigger. A procura pelos GRBs com redshift conhecidos foi feita usando a base de dados do Observatório de Neutrino IceCube. Usamos a base de dados do FERMI para obter os parâmetros observacionais dos fótons individuais. Em seguida, realizamos uma análise estatística a fim de constatar a compatibilidade com o modelo de LIV. E, propomos, baseados nas propriedades do GRBs, um conjunto de funções com objetivo de modelar a diferença no tempo de chegada como atrasos intrínsecos na fonte, não simultaneidade na emissão, e com isto, determinar se há ou não compatibilidade com o modelo de LIV. Em nossas análises, nós demonstramos que o comportamento dos fótons depende do cutoff escolhido para a energia. Fótons mais energéticos tiveram um comportamento mais compatível com LIV e fótons menos energéticos tiveram um comportamento mais compatívelcom um modelo de delay intrínseco, levando a existência duas regiões com comportamentos distintos. Portanto, podemos concluir que os efeitos LIV, caso ocorram, ocorrem com fótons de altíssima energia; Para fótons menos energéticos seus efeitos são não detectáveis pelos atuais observatórios e provavelmente o atraso observado nos fótons é devido aos mecanismos de emissão
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2023
- Data da defesa: 10.08.2023
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
CASTILHO, Rafael Rodrigues. Um estudo da compatibilidade dos dados de Gamma Ray Bursts com as teorias de violação da invariância de Lorentz. 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-27092023-095213/. Acesso em: 10 out. 2024. -
APA
Castilho, R. R. (2023). Um estudo da compatibilidade dos dados de Gamma Ray Bursts com as teorias de violação da invariância de Lorentz (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-27092023-095213/ -
NLM
Castilho RR. Um estudo da compatibilidade dos dados de Gamma Ray Bursts com as teorias de violação da invariância de Lorentz [Internet]. 2023 ;[citado 2024 out. 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-27092023-095213/ -
Vancouver
Castilho RR. Um estudo da compatibilidade dos dados de Gamma Ray Bursts com as teorias de violação da invariância de Lorentz [Internet]. 2023 ;[citado 2024 out. 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-27092023-095213/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.76.2023.tde-27092023-095213 (Fonte: oaDOI API)
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