Investigações em Eletrodinâmica Quântica: Geração Dinâmica de Massa em Materiais Bidimensionais

A quiralidade é uma propriedade fundamental dos portadores de carga em materiais de Dirac bidimensionais que governa sua simetria de sub-redes e dita o comportamento eletrônico sob inversões espaciais. Em sistemas como o Grafeno e os Dicalcogenetos de Metais de Transição (TMDs), a simetria quiral pode ser quebrada por fortes interações elétron-elétron, levando a fases correlacionadas emergentes, como band gaps induzidos por interação. Um arcabouço poderoso para estudar esse mecanismo de quebra de simetria é o formalismo de Schwinger-Dyson, uma abordagem não-perturbativa que relaciona de forma autoconsistente propagadores exatos e vértices de interação. Embora a quebra de simetria quiral (CSB, na sigla em ingês) tenha sido extensivamente explorada na eletrodinâmica quântica (QED) em três e quatro dimensões, seus análogos bidimensionais são particularmente relevantes para sistemas de matéria condensada. A pseudo-eletrodinâmica quântica (PQED) surgiu como um modelo eficaz, pois descreve naturalmente a interação Coulombiana (1/r) entre elétrons confinados a um plano, em contraste com o potencial logarítmico da QED 2D convencional. Na última década, a PQED provou ser indispensável para modelar efeitos de interação em materiais atomicamente finos, incluindo a geração de gap e a renormalização da velocidade de Fermi. Neste trabalho, investigamos a geração dinâmica de massa — uma marca registrada da CSB — em um sistema de Dirac 2D imerso em um ambiente dielétrico heterogêneo, como uma interface entre dois substratos isolantes. Usando a PQED, derivamos equações autoconsistentes para quantificar como o screening dielétrico modifica o acoplamento crítico necessário para a formação dinâmica do gap. Nossos resultados devem refinar as previsões teóricas existentes e revelar como a engenharia de substratos pode ajustar fenômenos impulsionados por interações. Essas descobertas fornecem uma ponte entre modelos microscópicos de materiais 2D correlacionados e geometrias de dispositivos realistas, oferecendo insights para investigar a criticidade quântica em materiais 2D.