Teoria Quântica de Campos aplicada à Física da Matéria Condensada

Este projeto de pesquisa representa uma continuação natural do projeto anterior, o qual vem sendo desenvolvido pelo nosso grupo de pesquisa GRAFIT-UFPA ("Group of Applied Field Theory”), no qual sou o coordenador. Investigaremos a influência da interação eletromagnética nas propriedades topológicas e de transporte em materiais como o grafeno, siliceno, TMD’s (Transition-Metal Dichalcogenides), utilizando como modelo a Pseudo-Eletrodinâmica Quântica (PQED). Neste modelo os elétrons se movem em um plano enquanto que os fótons vivem no espaço tridimensional. Essas características tornam a PQED o modelo ideal para investigar o papel da interação eletromagnética em sistemas bidimensionais. Ela tem sido usada com sucesso para descrever teoricamente as propriedades de transporte e topológicas em sistemas bidimensionais com férmions de Dirac. Recentes resultados, tais como o entendimento da condutividade mínima no grafeno, a previsão do efeito Hall quântico de vale e a obtenção com grande precisão do fator giromagnético do elétron no grafeno, são indicações robustas que revelam a PQED como sendo a teoria eletromagnética apropriada para descrever esses sistemas. Uma vertente da PQED, que incorpora efeitos das condições de contorno impostas pelas interfaces com o campo eletromagnético, denominada PQED em cavidade, estabeleceu que a renormalização da velocidade de Fermi e as propriedades de transporte do grafeno são significativamente alteradas pela presença dessas condições de contorno. Um exemplo deste efeito ocorre quando de uma placa de metal aterrada ou de uma cavidade é colocada nas vizinanças de uma folha de grafeno. Esse efeito, poderia ser medido experimentalmente usando espectroscopia terahertz de domínio temporal. O presente projeto visa estender os estudos anteriores sobre as propriedades de transporte e topológicas no grafeno para outros materiais. Utilizaremos métodos perturbativos e não perturbativos em teoria quântica de campos (TQC) para realizar esses estudos. Esperamos que os resultados obtidos forneçam predições teóricas úteis a futuras investigações experimentais.