Radiação de Corpo Negro do Campo Escalar.

Abstract

No presente trabalho estudaremos a radiação de corpo negro do campo escalar com massa em dimensões arbitrárias, onde inicialmente desenvolveremos toda a dinâmica relacionada a este campo mediante um princípio de mínima ação, obtendo a equação de movimento, o tensor energia-momento, e ainda, apresentando uma possível gravitação relativística descrita em termos do campo escalar. Em seguida consideraremos o campo confinado a uma cavidade em um espaço (N−1)-dimensional, o que nos permitirá quantizá-lo. Calcularemos, pela aplicação do ensemble canônico, as quantidades termodinâmicas relacionadas ao sistema em questão para massa e dimensões arbitrárias, sendo esta nossa principal contribuição. As referidas quantidades termodinâmicas serão comparadas, no limite de massa nula, com os resultados correspondentes no eletromagnetismo. Visando explorar de forma mais detalhada os efeitos da massa na radiação de cavidade do campo escalar, tomaremos o caso particular quadridimensional, apresentando as primeiras correções de massa nas quantidades termodinâmicas. Assim, o comportamento de nosso sistema pode ser facilmente comparado com o previsto por Plank para a radiação de corpo negro do campo de Maxwell. Finalmente, investigaremos a distribuição espectral da densidade de energia no interior da cavidade, obtendo as leis de Plank, Rayleigh-Jeans e Wien para o caso com massa. Inclusive, apresentamos o comportamento espectral da intensidade de energia emitida através de um furo em uma das paredes da cavidade, assim como a lei de Stefan-Boltzmann para massa não nula.