Alumno investigador: David Miguélez Caballero

Centro: Departamento de Física Teórica, Atómica y Óptica

Tareas realizadas:

Los defectos topológicos han cobrado interés en las últimas décadas gracias a sus aplicaciones en áreas tan diversas como el estudio del plegamiento de proteínas, las transiciones de fase en cosmología o la superconductividad en Física de la materia condensada. De entre toda la variedad de defectos topológicos existentes, en este proyecto nos hemos centrado en los kinks, un tipo de soluciones estáticas de las ecuaciones de campo cuya particularidad principal reside en que conectan soluciones de vacío de la teoría bajo estudio. En particular, a lo largo de este proyecto se ha estudiado con detenimiento el kink más sencillo que surge del modelo MSTB (una teoría de campos de dos componentes que generaliza al conocido modelo φ4). Esta teoría depende a su vez de una constante de acoplamiento que es esencial tener en cuenta a la hora de realizar cualquier tipo de cálculo. Para llevar a cabo este análisis, fue necesaria la aplicación de dos teorías de perturbaciones distintas, a través de las cuales se estudió con detenimiento como el citado kink evoluciona cuando éste es excitado en uno de sus modos vibracionales.

Todos los cálculos analíticos llevados a cabo se complementaron con la comparación con los resultados obtenidos mediante simulaciones numéricas realizadas con anterioridad al comienzo del desarrollo de este trabajo en el superordenador CALENDULA, situado en el SCAYLE (Centro de Supercomputación de Castilla y León).

Objetivos alcanzados:

El estudio perturbativo del ya citado kink nos permitió concluir que, cuando éste es excitado inicialmente, emite radiación a tres frecuencias distintas, cuyas amplitudes de radiación asociadas dependen de la constante de acople mencionada anteriormente. Todos estos resultados se compararon con varias simulaciones numéricas, las cuales concordaban casi a la perfección con los cálculos analíticos.

Sectores de aplicación:

Los defectos topológicos como el que se ha analizado en este trabajo tienen aplicaciones en diversas áreas. Podemos citar su uso en el estudio de sistemas moleculares, transiciones de fase en cosmología, plegamiento de proteínas o superconductividad.

Metodología utilizada:

Para llevar a cabo el análisis perturbativo se usaron en primer lugar los métodos introducidos por los autores Manton y Merabet y, posteriormente, se compararon los resultados obtenidos con los que se pueden extraer haciendo uso de la teoría de perturbaciones introducida por Oxtoby y Barashenkov. Todos los resultados analíticos se contrastaron con los obtenidos mediante simulaciones numéricas.