Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Modelos análogos para a propagação da luz em teorias não lineares do eletromagnetismo
Autor(es): CRUZ, Thales Willian
Primeiro Orientador: DE LORENCI, Vitorio Alberto
metadata.dc.contributor.advisor-co1: RIBEIRO, Caio Cesar Holanda
Resumo: Este trabalho visa um estudo de modelos análogos para a propagação da luz em teorias não lineares do eletromagnetismo. Para isto, primeiro calculamos as equações de movimento e o tensor momento-energia de uma teoria arbitrária dependente dos dois invariantes do eletromagnetismo, 𝐹 e 𝐺, no formalismo tensorial e vetorial. Após, demonstramos, via dois métodos diferentes, como obter a relação de dispersão das ondas eletromagnéticas dessas teorias. Calculamos também a velocidade de fase, velocidade grupo e índice de refração para tais teorias. Aplicamos os resultados para as teorias de Born-Infeld e de Euler-Heisenberg. Encontramos também a velocidade de fase de uma onda em um meio material que apresenta os efeitos Pockels e Kerr. Propomos então uma analogia formal entre a métrica efetiva da teoria não linear e a métrica efetiva do meio material. Mostramos ainda que podemos obter o mesmo resultado análogo relacionando a mudança do valor do índice de refração pela presença dos campos eletromagnéticos em ambas as teorias não lineares com a mudança do índice de refração no meio material devido à presença dos campos eletromagnéticos. Finalizamos aplicando os resultados obtidos na confecção em modelos análogos baseados no Germânio e no Silício.
Abstract: This work aims at studying analogous models for the propagation of light in nonlinear theories of electromagnetism. To do this, we first calculate the equations of motion and the momentum-energy tensor of an arbitrary theory dependent on the two electromagnetism invariants, 𝐹 and 𝐺, in both tensorial and vector formalisms. Then, we demonstrate, through two different methods, how to obtain the dispersion relation of electromagnetic waves for these theories.We also calculate the phase velocity, group velocity and refractive index for such theories. We apply the results to the Born-Infeld and Euler-Heisenberg theories. Additionally, we find the phase velocity of a wave in a material medium exhibiting Pockels and Kerr effects. We then propose a formal analogy between the effective metric of the nonlinear theory and the effective metric of the material medium. Furthermore, we show that we can obtain the same analogous result by relating the change in the value of the refractive index due to the presence of electromagnetic fields in both nonlinear theories with the change in the refractive index in the material medium due to the presence of electromagnetic fields. Finally, we apply the obtained results in the construction of analogous models based on Germanium and Silicon.
Palavras-chave: Propagação de luz em uma teoria não linear do eletromagnetismo
Modelos análogos
Métrica efetiva
Teoria de Born-Infeld
CNPq: CNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::FÍSICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IFQ - Instituto de Física e Química
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Física
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4027
Data do documento: 8-Mar-2024
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