O efeito Hall quântico não-comutativo com momento magnético anômalo em três diferentes cenários relativísticos
| Ano de defesa: | 2023 |
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Resumo: | In this doctoral thesis, we investigate the bound-state solutions of the noncommutative quantum Hall effect with anomalous magnetic moment in three different relativistic scenarios: the Minkowski spacetime (inertial flat case), the spinning cosmic string spacetime (inertial curved case) and the spinning cosmic string spacetime with noninertial effects (noninertial curved case). Therefore, we work in two different relativistic backgrounds, where one is exclusive to the Special Theory of Relativity (first scenario) and the other to the General Theory of Relativity (second and third scenario), both in (2+1)-dimensions. In particular, in the first two scenarios, we have an inertial frame of reference while in the third we have a rotating frame of reference (noninertial frame of reference). With respect to solutions, we focus our attention mainly on the solutions of a given eigenvalue equation, that is, on the eigenfunctions (two-component Dirac spinor and the Schrödinger wave function) and on the energy eigenvalues (energy spectrum or Landau levels). To obtain such solutions, we work with the noncommutative Dirac Equation in polar coordinates with minimal and nonminimal couplings, whose coupling constants are the electric charge and the anomalous magnetic moment of the Dirac fermion. Furthermore, using the normalized Dirac spinor it was also possible to obtain the expression for the radial probability density of the system. So, once the solutions had been obtained, we discussed in detail the influence of all parameters and physical quantities on relativistic energy levels as well as on probability density (via graphs). Finally, we analyzed the nonrelativistic limit (low energy regime) of our three scenarios, where we also compared our problem with other works. Consequently, we verified that our results generalize several particular cases of the literature. |
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Oliveira, Rubens Raimundo de SousaAlencar Filho, Geová Maciel deCarvalho, Ricardo Renan Landim de2023-12-22T13:55:25Z2023-12-22T13:55:25Z2023OLIVEIRA, Rubens Raimundo de Sousa. O efeito Hall quântico não-comutativo com momento magnético anômalo em três diferentes cenários relativísticos. 2023. Tese (Doutorado em Física: Física da Matéria Condensada) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/75484In this doctoral thesis, we investigate the bound-state solutions of the noncommutative quantum Hall effect with anomalous magnetic moment in three different relativistic scenarios: the Minkowski spacetime (inertial flat case), the spinning cosmic string spacetime (inertial curved case) and the spinning cosmic string spacetime with noninertial effects (noninertial curved case). Therefore, we work in two different relativistic backgrounds, where one is exclusive to the Special Theory of Relativity (first scenario) and the other to the General Theory of Relativity (second and third scenario), both in (2+1)-dimensions. In particular, in the first two scenarios, we have an inertial frame of reference while in the third we have a rotating frame of reference (noninertial frame of reference). With respect to solutions, we focus our attention mainly on the solutions of a given eigenvalue equation, that is, on the eigenfunctions (two-component Dirac spinor and the Schrödinger wave function) and on the energy eigenvalues (energy spectrum or Landau levels). To obtain such solutions, we work with the noncommutative Dirac Equation in polar coordinates with minimal and nonminimal couplings, whose coupling constants are the electric charge and the anomalous magnetic moment of the Dirac fermion. Furthermore, using the normalized Dirac spinor it was also possible to obtain the expression for the radial probability density of the system. So, once the solutions had been obtained, we discussed in detail the influence of all parameters and physical quantities on relativistic energy levels as well as on probability density (via graphs). Finally, we analyzed the nonrelativistic limit (low energy regime) of our three scenarios, where we also compared our problem with other works. Consequently, we verified that our results generalize several particular cases of the literature.Nesta tese de doutorado, investigamos as soluções de estado ligado do efeito Hall quântico não-comutativo com momento magnético anômalo em três diferentes cenários relativísticos: o espaço-tempo de Minkowski (caso plano inercial), o espaço-tempo da corda cósmica girante (caso curvo inercial) e o espaço-tempo da corda cósmica girante com efeitos não-inerciais (caso curvo não-inercial). Portanto, trabalhamos em dois diferentes backgrounds relativísticos, onde um é exclusivo da Teoria da Relatividade Especial (primeiro cenário) e o outro da Teoria da Relatividade Geral (segundo e terceiro cenário), ambos em (2+1)-dimensões. Em particular, nos dois primeiros cenários temos um referencial inercial enquanto que no terceiro temos um referencial girante ou rotativo (referencial não-inercial). Com respeito às soluções, focamos nossa atenção principalmente nas soluções de uma dada equação de autovalores, ou seja, nas autofunções (spinor de Dirac de duas componentes e a função de onda de Schrödinger) e nos autovalores de energia (espectro de energia ou níveis de Landau). Para obter tais soluções, trabalhamos com a Equação de Dirac não-comutativa em coordenadas polares com acoplamentos mínimo e não-mínimo, cujas constantes de acoplamento são a carga elétrica e o momento magnético anômalo do férmion de Dirac. Além disso, por meio do spinor de Dirac normalizado também foi possível obter a expressão para a densidade de probabilidade radial do sistema. Então, uma vez obtidas às soluções, discutimos em detalhes a influência de todos os parâmetros e grandezas físicas nos níveis de energia relativísticos bem como na densidade de probabilidade (via gráficos). Por fim, analisamos o limite não-relativístico (regime de baixas energias) de nossos três cenários, onde também comparamos nosso problema com outros trabalhos. Consequentemente, verificamos que nossos resultados generalizam vários casos particulares da literatura.O efeito Hall quântico não-comutativo com momento magnético anômalo em três diferentes cenários relativísticosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisEfeito Hall quânticoGeometria não-comutativaMomento magnético anômaloEspaço-tempo da corda cósmica giranteEquação de DiracQuantum Hall effectNoncommutative geometryAnomalous magnetic momentSpinning cosmic string spacetimeDirac equationCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFChttps://orcid.org/0000-0002-6346-0720http://lattes.cnpq.br/7399599436127844http://lattes.cnpq.br/5272465600720220 Endereçohttps://orcid.org/0000-0002-3020-4501http://lattes.cnpq.br/18317475040971652023ORIGINAL2023_tese_rrsoliveira.pdf2023_tese_rrsoliveira.pdfapplication/pdf4024316http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/75484/3/2023_tese_rrsoliveira.pdf74176738b31861111b346b5ce5a2136bMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/75484/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufc/754842024-01-22 11:27:38.225oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-01-22T14:27:38Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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