Estudo da transição de fase forte no Universo primordial e suas implicações cosmológicas
Resumen
Dados observacionais indicam que o Universo se expande e essa expansão é acelerada. Este comportamento é descrito matematicamente pelas equações de Friedmann, as quais têm em conta a geometria e o conteúdo material do Universo. Através da consideração do modelo ΛCDM, cuja sigla remete ao fato de que, além de radiação e matéria bariônica, o Universo também é composto por energia escura, presente através da Constante Cosmológica (Λ), bem como por matéria escura fria (Cold Dark Matter ), podemos extrair períodos nos quais cada uma dessas componentes domina sobre as demais. Este trabalho tem como foco o período em que o Universo é dominado por radiação. Neste período há transições de fase devido à quebras espontâneas de simetria. Foca-se naquela que diz respeito à transição de fase forte, onde quarks e glúons assintoticamente livres são confinados nos hádrons. Neste trabalho serão considerados diferentes modelos para as equações de estado adequadas a cada uma das fases envolvidas na transição de fase forte, i.e., as fases hadrônica e partônica. Com isso, solucionam-se as equações diferenciais provenientes das equações de Friedmann permitindo a obtenção dos parâmetros cosmológicos e termodinâmicos de interesse. Os primeiros são o parâmetro de Hubble, o parâmetro de desaceleração e o parâmetro jerk. Já os parâmetros termodinâmicos são a temperatura, as densidades de energia e entropia, as quantidades ε/T4 e 3P/T4, a anomalia do traço e a velocidade do som ao quadrado. Nosso objetivo é analisar o impacto da modelagem da transição de fase forte nesses distintos parâmetros. Em particular, verifica-se a existência de descontinuidades, tanto nos parâmetros cosmológicos quanto nos parâmetros termodinâmicos, proveninentes da escolha de equações de estado que descrevem uma transição de fase de primeira ordem. Em contrapartida, os parâmetros termodinâmicos obtidos a partir da
consideração de equações de estado que configuram um crossover não apresentam, em geral descontinuidades, demonstrando que a hadronização ocorre suavemente. No tocante aos parâmetros cosmológicos demonstramos que estes são sensíveis à equação de estado considerada e ao tratamento da transição de fase.
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