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Title: Aplicación de la teoría del campo efectivo clásico no-relativista para la descripción de la física de axiones y estudio del acoplamiento con gravedad.
Authors: Cordero Patiño, Bryan Iván
Keywords: FÍSICA
ENERGÍA
TEORÍA DEL CAMPO EFECTIVO
GRAVEDAD
Issue Date: Jan-2023
Publisher: Quito : EPN, 2022.
Citation: Cordero Patiño, B.I. (2023). Aplicación de la teoría del campo efectivo clásico no-relativista para la descripción de la física de axiones y estudio del acoplamiento con gravedad.121 páginas. Quito : EPN.
Abstract: The axion is a dark matter candidate that has gained traction in the recent years. Most detection attempts of any dark matter candidate have focused mainly in a direct detection. However, it should be possible to discern the composition of dark matter from astrophysical constraints. In particular, it has been proposed by various researchers that macroscopic structures of axions bound either by self-interactions or by gravity can be formed. Consequently, it is important to develop a formalism to study both the formation and properties of these objects. In this work one of previously established non-relativistic effective field theories for axions is replicated with an extra self-interaction term. Next, gravity coupling is incorporated into the known relativistic description by applying the minimal coupling prescription plus adding an extra term to the axion potential proportional to the Ricci scalar multiplied by the field raised to the fourth power to simulate gravitational attraction. Finally, the procedure previously explained to compute a non-relativistic approximation from the relativistic description is implemented to the equation of motion with gravity coupling to obtain a non-relativistic formalism in the weak limit of gravity.
Description: El axión es un candidato de materia oscura cuyo interés ha aumentado en los últimos años. La mayoría de los experimentos de detección de cualquier candidato de materia oscura se han centrado principalmente en una detección directa. Sin embargo, debería ser posible discernir la composición de la materia oscura a partir de restricciones astrofísicas. En particular, varios investigadores han propuesto que estructuras macroscópicas de axiones adheridas por auto-interacciones o por gravedad pueden existir. Por lo tanto, es importante desarrollar un formalismo para estudiar tanto la formación como las propiedades de estos objetos. En este trabajo se replicó una de las teorías de campo efectivo no-relativistas previamente establecidas para axiones con un término adicional de auto-interacción. A continuación, se incorporó acoplamiento con gravedad a la descripción relativista conocida aplicando la prescripción de acoplamiento mínimo y añadiendo un nuevo término al potencial del axión proporcional al escalar de Ricci multiplicado por el campo elevado a la cuarta potencia para simular la atracción gravitatoria. Finalmente, el procedimiento anteriormente detallado para calcular una aproximación no-relativista a partir de la teoría relativista se implementó a la ecuación de movimiento con acoplamiento gravitatorio para obtener un formalismo no-relativista en el límite débil de la gravedad.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23558
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