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O efeito Casimir em sistemas de N cavidades

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dc.creator PEREIRA, David Marques Pereira
dc.date.issued 2026-02-24
dc.identifier.citation PEREIRA, David Marques Pereira. O efeito Casimir em sistemas de N cavidades. 2026. 44 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2026. pt_BR
dc.identifier.uri https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4374
dc.description.abstract This work investigates the Casimir effect in multiple cavity systems using two complementary theoretical approaches. First, within the framework of integrable quantum field theories, we analyze the massive sine-Gordon model in (1+1) dimensions using the Boundary Thermodynamic Bethe Ansatz (BTBA) formalism. We propose and validate a generalization scheme for N identical plates, deriving a closed-form expression for the Casimir energy. The method’s consistency is explicitly verified by recovering known results in the conformal limit for n = 2 and the method is expanded by analyzing the case n = 3 plates. Second, we study a realistic model of stacked plasma sheets, developed within the Archimedes project, which aims to measure the weight of vacuum fluctuations. Using a finite-temperature canonical formalism and a transfer matrix approach for generating functions, we perform a detailed analysis of the asymptotic behavior for a large number of cavities N. Our main analytical contribution demonstrates the existence of a finite limit for the energy per cavity, limN→∞ EN/N = A, confirming numerical indications. We show that the total energy follows EN ≈ NE1 + Δ, where the coupling correction Δ saturates to a constant value, leading to an effectively additive behavior with a small asymptotic correction (∼ 3%). Furthermore, we provide a thermodynamic description of the multilayer system, introducing a layer chemical potential and deriving related quantities such as entropy and internal energy. The results bridge fundamental quantum field theory with potential experimental applications, offering new insights into the non-additivity and thermodynamic limit of Casimir forces in structured media. pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.publisher Universidade Federal de Itajubá pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.subject Efeito Casimir pt_BR
dc.subject Modelo de plasma pt_BR
dc.subject Multicavidades pt_BR
dc.subject Projeto Arquimedes pt_BR
dc.subject sistemas integráveis, pt_BR
dc.subject Temperatura finita pt_BR
dc.title O efeito Casimir em sistemas de N cavidades pt_BR
dc.type Dissertação pt_BR
dc.date.available 2026-03-15
dc.date.available 2026-04-15T17:14:41Z
dc.date.accessioned 2026-04-15T17:14:41Z
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/3912204725215481 pt_BR
dc.contributor.advisor1 AGUIRRE, Alexis Roa
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/3842382209626823 pt_BR
dc.description.resumo Este trabalho investiga o efeito Casimir em sistemas de múltiplas cavidades por meio de duas abordagens teóricas complementares. Primeiro, no âmbito das teorias integráveis de campos quânticos, analisamos o modelo massivo de sine-Gordon em (1+1) dimensões utilizando o formalismo do Boundary Thermodynamic Bethe Ansatz (BTBA). Propomos e validamos um esquema de generalização para N placas idênticas, derivando uma expressão em forma fechada para a energia de Casimir. A consistência do método ´e verificada explicitamente pela recuperação dos resultados conhecidos no limite conforme para n = 2 e a extensão do método ´e realizada ao testar o caso n = 3 placas. Segundo, estudamos um modelo realista de folhas de plasma empilhadas, desenvolvido no projeto Archimedes, que visa medir o peso das flutuações do vácuo. Utilizando um formalismo canônico `a temperatura finita e uma abordagem de matriz de transferência para as funções geradoras, realizamos uma análise detalhada do comportamento assintótico para um grande número de cavidades N. Nossa principal contribuição anal´ıtica demonstra a existência de um limite finito para a energia por cavidade, limN→∞ EN/N = A, confirmando indicações numéricas. Mostramos que a energia total segue EN ≈ NE1 + Δ, onde a correção de acoplamento Δ satura para um valor constante, conduzindo a um comportamento aditivo efetivo com uma pequena correção assintótica (∼ 3%). Adicionalmente, fornecemos uma descrição termodinâmica do sistema multicamada, introduzindo um potencial químico de camada e derivando quantidades relacionadas como entropia e energia interna. Os resultados conectam a teoria quântica de campos fundamental com potenciais aplicações experimentais, oferecendo novos insights sobre a não aditividade e o limite termodinâmico das forças de Casimir em meios estruturados. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department IFQ - Instituto de Física e Química pt_BR
dc.publisher.program Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Física pt_BR
dc.publisher.initials UNIFEI pt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::FÍSICA pt_BR


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