Modelos alternativos para partículas massivas de spin 2 e gravitação massiva

Abstract

Experimental data of supernova have indicated an accelerated expansion of the Universe at large distances. This has motivated the formulation of massive gravity theories, since a tiny mass for the graviton would certainly diminish the gravitational interaction at large distances without the need to introduce the dark energy. Much of the theories built for massive gravity reduce to the Fierz-Pauli model at linearized level, which is second order (in derivatives) and describes massive spin-2 particles. So it is natural to ask for possible alternative dual models to the Fierz-Pauli model. In this work we obtain alternative descriptions of massive spin-2 particles. We show that in arbitrary dimensions D ≥ 3 there are two families of linearized second order Lagrangians describing massive spin- 2 particles via a non-symmetric rank-2 tensor. We have also obtained alternative descriptions of massive spin-2 particles by an embedding procedure of the Fierz-Pauli equations of motion. All models are free of ghosts at the quadratic level, although most of them are of a higher order in derivatives. The models that we obtain can be nonlinearly completed in terms of a dynamic and a fixed metric. In the final part of this work we present two nonlinear versions of a linear model describing massive spin-2 particles, but with gauge symmetry, generalizing the topologically massive BF model, which describes massive spin-1 particles. One of the models corresponds to a bimetric model with a new derivative coupling between the metrics

Dados experimentais de supernovas tem indicado uma expansão acelerada do Universo a grandes distancias. Isso tem motivado a formulação de teorias de gravidade massiva, pois com um gráviton massivo poderíamos modificar a gravidade no infravermelho, sem a necessidade de introduzir uma energia escura. Grande parte das teorias de gravidade massiva reduzem-se a n'nível linear ao modelo de Fierz-Pauli, que 'e de segunda ordem em derivadas e descreve partículas massivas de spin 2. Então, 'e natural indagarmos se há possíveis modelos alternativos duais ao modelo de Fierz-Pauli. Neste trabalho obtemos descrições alternativas para partículas massivas de spin 2. Mostramos que em D ≥ 3 há duas famílias de modelos de segunda ordem que descrevem partículas massivas de spin 2 através de um tensor não simétrico de rank 2. Obtivemos também descrições alternativas de partículas massivas de spin 2 através do procedimento de imersão do tensor de Euler de Fierz-Pauli. Todos os modelos obtidos são livres de fantasmas a n'nível quadrático, embora a maioria deles seja de ordem superior em derivadas. Os modelos que obtivemos podem ser escritos numa versão não linear em termos de uma m'métrica dinâmica e uma m'métrica fixa. Na parte final deste trabalho apresentamos duas versões não lineares de um modelo que descreve partículas de spin 2 massivas, porém com simetria de gauge, generalizando o modelo BF topologicamente massivo, que descreve partículas massivas de spin 1. Uma delas corresponde a um modelo biométrico com um novo acoplamento derivativo entre as métricas