Sólitons do modelo de Bullough-Dodd e suas generalizações pela inclusão de campos de matéria

• Main Author: Paulo Eduardo Gonçalves de Assis
• Other Authors: Luiz Agostinho Ferreira
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2007
• Subjects: Modelos exatamente intrgráveis; Sólitons; Teoria de campos; Not available
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-06092007-062230/

Neste trabalho foram realizados estudos sobre soluções solitonicas de modelos não-lineares, simetrias, correntes conservadas e estruturas responsáveis pelo aparecimento dessas soluções especiais. Nesse sentido, recorremos aos sistemas exatamente integráveis que, além de suas aplicações diretas em sistemas físicos, constituem um excelente laboratório para testarmos idéias. Nossas atenções se concentraram nos modelos de Toda de um modo geral, mas mais especificamente no chamado modelo de Bullough- Dodd, também conhecido como Zhiber-Mikhailov-Shabat. Estudamos uma representação de curvatura nula baseada na álgebra de Kac-Moody afim A IND. 2 POT. (2) com o objetivo de calcular os sólitons do modelo. A abordagem escolhida para obter os sólitons se baseia numa combinação dos método de dressing e de Hirota. Tal formulação, que fornece llma prescrição para a construção de sólitons associarios a uma dada teoria, já está bem estabelecida, havendo permitido anteriormente o estudo de uma vasta classe de teorias entre elas os modelos de sineGordon e de KdV, cuja estrutura se baseia na álgebra su(2). No entanto, a álgebra A IND.2 POT. (2) é especial por ser do tipo twisted, e isso torna os resultados obtidos relevantes ao validar a metodologia para qualquer álgebra de Kac-Moody afim. As soluções solitônicas construídas foram tratadas no caso em que o campo de Bullough-Dodd é real ou complexo. Determinamos propriedades como massa e carga topológica, que nesse Último caso é não-trivial. Além da solução de 1-sóliton, obtivemos também a solução de 2-sólitons e estudamos sua interação através do cálculo do atraso (time delay) introduzidó em sua trajetória durante a colisão. Finalmente, construimos algumas generalizações pelo acoplamento de campos de matéria aos campos iniciais do modelo BD de forma a preservar a integrabilidade do sistema. ) Esses novos modelos constituem um trabalho original, no qual suas soluções são calculadas e algumas de suas características são analisadas. Sob determinadas condições, os modelos construídos fornecem ainda um mecanismo de confinamento para os novos campos === In this work we study solitonic solutions to nonlinear models, symmetries, conserved currents and the mathematical structure responsible for such solutions. With this aim in mind, we make use of exactly integrable systems because they provide an excellent framework to test ideas, besides its immediate applications. We focused our attention on Toda models in general, and more specifically on the so called ffidlough-Dodd model, also known as Zhiber-Mikhailov-Shabat. We studied a zero curvature representation based on the underlying affine Kac-Moody algebra A22) in order to calculate the solitons of this model. The approach chosen to obtain these solitons is based on a hybrid which combines the dressing and the Hirota methods. This formulation, which supplies us with a prescription to construct solitons, is well established. It rias previously allowed the study of a wide class of theories, among which we find the sine-Gordon and the KdV models, whose underlying algebra is the su(2). Nonetheless, the il. 22) is a special algebra for being of the twisted kind, and this makes our results relevant as it validates the employed techniques to any affine Kac-Moody algebra. The solitonic solutions constructed were considered in the cases where the Bullough-Dodd field is real or complex. They allow us to determine properties such as mass and topological chame. Besides the one-soliton solution, we also obtain the two-solitons solution and we study their interaction through the time delay introduced in their trajectories during the collision. We finally built some generalizations by coupling matter fields to the original BD fields in such a way that integrability is preserved. These new models constitute an original work, where the solutions are calculated and some of their features are explored. Under certain conditions the models we made present a confinement mechanism for the new fields