Teoría cuántica de campos en espacios esféricos con diversas topologías

Abstract

Una de las preguntas fundamentales en Teoría Cuántica de Campos se refiere a la determinación de una medida del número de grados de libertad de las teorías que sea consistente con el flujo del grupo de renormalización. La respuesta parece estar cifrada en los llamados teoremas C, que involucran cantidades que decrecen con el flujo hacia el infrarrojo del grupo de renormalización y son estacionarias en los puntos fijos, ordenando el espacio de teorías. En un problema originalmente distinto, inspirados en la utilización de los espacios esféricos en modelos cosmológicos, estudiamos las propiedades termodinámicas de una teoría libre a temperatura finita definida sobre esos espacios. Comenzamos analizando el caso de una teoría escalar conforme: a partir de la regularización zeta de la acción efectiva calculamos la entropía, en cuyo desarrollo a altas temperaturas encontramos un término ---a menudo omitido--- que no depende de la temperatura ni del tamaño del espacio, que puede obtenerse como el determinante de la teoría sin temperatura sobre la variedad espacial, y que asociamos con sus propiedades topológicas. Estudiamos en el caso de una teoría masiva el mismo desarrollo, en el que el término independiente de la temperatura depende de la masa, y encontramos que esa dependencia es la que se espera de una cantidad C. Analizamos el comportamiento de ese término para el flujo de masa de una teoría de Dirac libre, donde encontramos un comportamiento monótono pero opuesto al esperado. En ambos casos estudiamos la estabilidad de la cantidad C en los puntos fijos del flujo. Consideramos además una generalización de estos cálculos a algunos espacios en dimensión arbitraria.