Partículas e Campos

Descrição: 

A linha de pesquisa abrange tanto aspectos teóricos quanto experimentais, com foco em fenômenos fundamentais da matéria em condições extremas e na busca por novas fronteiras além do Modelo Padrão. No âmbito teórico, investigamos a aplicação da dualidade holográfica calibre-gravidade ao estudo de sistemas quânticos fortemente interagentes, em especial fluidos relativísticos como o plasma de quarks e glúons, explorando propriedades termodinâmicas, hidrodinâmicas e processos de hidrodinamização, isotropização e termalização fora do equilíbrio. Estas análises baseiam-se no dicionário holográfico, que mapeia observáveis de teorias quânticas fortemente acopladas em cálculos de gravitação (semi)clássica em espaços AdS de dimensão superior. Em paralelo, a linha contempla estudos em Cromodinâmica Quântica (QCD) e Física de Hádrons, examinando a relação entre graus de liberdade fundamentais (quarks e glúons) e efetivos (hadrons) em regimes de baixa energia e densidade finita, bem como sob campos eletromagnéticos intensos. Modelos efetivos, como o de quarks constituintes, são empregados para compreender a estrutura hadrônica e explorar aspectos clássicos e quânticos das equações de Yang-Mills, incluindo observáveis como loops de Wilson. No eixo experimental e fenomenológico, investigamos Física de Neutrinos e Raios Cósmicos, em colaboração com os experimentos NOvA e DUNE (FERMILAB). O foco está na compreensão das oscilações de neutrinos, determinação da hierarquia de massas, busca pela violação de CP no setor leptônico — com possíveis implicações para a assimetria matéria/antimatéria do Universo —, bem como no estudo de fenômenos além do Modelo Padrão, como neutrinos estéreis, decaimentos, decoerência e interações não-padrão. Na área de raios cósmicos, analisamos efeitos como a variação sazonal e a razão de carga de múons, utilizando dados experimentais e simulações.

Responsáveis:

Prof. Dr. Fábio Luis Braghin
Prof. Dr. Ricardo Avelino Gomes
Prof. Dr. Romulo Rougemont

Projetos Vigentes:

  • Título: Física de Neutrinos e Raios Cósmicos (Experimental e Fenomenológica)
    Resumo: Este é um projeto de pesquisa em Física de Altas Energias Experimental, do nosso grupo no IF - UFG, nos experimentos NOvA e DUNE, ambos no FERMILAB. NOvA é um experimento de oscilação de neutrinos, de 810 km de linha de feixe, fora do eixo, com o objetivo de resolver o octante do parâmetro theta23 e a hierarquia de massa dos neutrinos, e melhorar os limites na fase de violação CP; e toma dados de 2013 a 2027. O experimento DUNE, que está em fase de desenvolvimento, terá seu detector distante a uma distância de 1300km, no eixo da linha de feixe, com uma potência de 1,2MW. Tomará dados, parcialmente completo, a partir de 2027. Estão dentre seus principais objetivos a medida da fase de CP dos neutrinos, resolver a hierarquia de massa e o octante do ângulo theta23. (Responsável: Ricardo Avelino Gomes)

  • Título: Investigações holográficas de propriedades de equilíbrio e não-equilíbrio em sistemas quânticos
    Resumo: Este projeto de pesquisa versa sobre aplicações da dualidade holográfica calibre-gravidade ao estudo de diversas propriedades físicas de diferentes sistemas quânticos fortemente interagentes. Em particular, contempla-se a análise de propriedades termodinâmicas, hidrodinâmicas e de diferentes evoluções dinâmicas distantes do equilíbrio em fluidos quânticos relativísticos fortemente acoplados, e em especial, o plasma de quarks e glúons produzido em colisões relativísticas de íons pesados. Por meio do dicionário holográfico, estes observáveis (intratáveis por métodos perturbativos no regime de acoplamento forte) são mapeados em cálculos de relatividade geral envolvendo gravitação (semi)clássica em espaços-tempo curvos com constante cosmológica negativa (espaços assintoticamente Anti-de Sitter) e ao menos uma dimensão a mais do que a teoria quântica de campos fortemente interagente que se pretende descrever, a qual reside na fronteira (conformalmente) plana do espaço-tempo curvo de dimensão superior. Esta dimensão extra está associada à uma geometrização da escala de energia do grupo de renormalização da teoria quântica de campos dual na fronteira. Os tópicos de investigação desenvolvidos neste projeto envolvem, dentre outros pontos: análises numéricas de processos de hidrodinamização, isotropização e termalização na evolução dinâmica de estados iniciais distantes do equilíbrio, produção de entropia, cálculo de modos quasinormais de buracos negros assintoticamente AdS, cálculo de observáveis termodinâmicos e de coeficientes de transporte. (Responsável: Romulo Rougemont)

  • Título: QCD, hadrons e sistemas fortemente interagentes
    Resumo: Descrição: A Cromodinâmica Quântica (QCD) é a teoria física que descreve a interação nuclear forte, uma das quatro interações fundamentais da natureza, responsável pela estabilidade de núcleos atômicos e pela geração da maior parte da massa da matéria ordinária do universo. Devido à natureza fortemente interagente da matéria da QCD em diversas escalas de energia de interesse físico, o seu tratamento matemático de primeiros princípios é bastante complexo. Neste contexto, a utilização de diferentes técnicas e modelos efetivos abrangendo diferentes aspectos fenomenológicos da QCD se faz bastante útil. A matéria da QCD se apresenta sob diferentes formas dependendo das condições físicas sob as quais é submetida. Sua manifestação mais usual se dá na forma de hadrons, como os prótons e os nêutrons. Quando submetida a temperaturas e densidades extremas, alcançáveis em colisores de partículas de altas energias como o RHIC e o LHC, a matéria da QCD se manifesta como um plasma de quarks e glúons desconfinados (QGP), mas ainda fortemente interagentes. Um dos propósitos deste projeto consiste na investigação de propriedades do QGP e de outros sistemas quânticos fortemente interagentes utilizando-se técnicas de Relatividade Geral por meio da Dualidade Holográfica Calibre-Gravidade, o que tem produzido acordos quantitativos notáveis com resultados de primeiros princípios obtidos via QCD na rede. (Responsável: Romulo Rougemont)

  • Título: Cromodinâmica Quântica e Modelos e Teorias Efetivas para Hadrons
    Resumo: Os principais temas desenvolvidos atualmente dizem respeito a aspectos da cromodinâmica, clássica e quântica, e física de Hadrons. A partir de processos típicos da QCD, como troca de glúons, graus de liberdade de hádrons são introduzidos, e relações entre os graus de liberdade fundamentais (quarks e gluons) e efetivos (hadrons) são investigados. Nestes desenvolvimentos surgem naturalmente contatos com modelos efetivos para baixas energias com algo grau de confiabilidade e preditibilidade. O modelo de quarks constituintes é um dos ponto centrais. Estes assuntos estão sendo investigados para diversos sistemas no vácuo e em densidade energética finita, por exemplo sob campos eletromagnéticos finitos, fracos ou fortes. Além destes tópicos, investigamos as equações de Yang Mills clássicas e aspectos quânticos relacionados, como por exemplo os  loops de Wilson. (Responsável: Fábio Luis Braghin)

Equipe:

  • Em Construção

Egressos:

  • Em Construção

 

(Atualizado em 29/09/2025)

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