| dc.contributor | Sturani, Riccardo | |
| dc.contributor | https://orcid.org/0000-0003-0390-0605 | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/4974855586479672 | |
| dc.contributor | https://orcid.org/0000-0003-2157-4401 | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/9771195169911237 | |
| dc.contributor | Melnikov, Dmitry | |
| dc.contributor | Orazi, Emanuele | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/1388691370592640 | |
| dc.contributor | Bernard, Laura | |
| dc.contributor | Goldberger, Walter | |
| dc.creator | Almeida, Gabriel Luz | |
| dc.date | 2023-08-21T20:24:55Z | |
| dc.date | 2023-08-21T20:24:55Z | |
| dc.date | 2023-07-18 | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-04T12:09:40Z | |
| dc.date.available | 2023-09-04T12:09:40Z | |
| dc.identifier | ALMEIDA, Gabriel Luz. Classical amplitudes in gravitational-wave physics. Orientador: Riccardo Sturani. 2023. 136f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. | |
| dc.identifier | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54564 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8599384 | |
| dc.description | The recent detections of gravitational waves from coalescing binaries by the LIGO and Virgo interferometers not only opened a new window of observation into the Universe but also revived interest in the
relativistic two-body problem. In this thesis, after presenting the general theory of gravitational waves,
we review the effective field theory approach within the so-called Non-Relativistic General Relativity.
In this framework, the different scales involved in the problem define different dynamical regions, with
short scales describing the conservative interaction between the two bodies and long-distance scales
accounting for gravitational-wave processes. At higher orders, however, radiation modes start to affect
the conservative dynamics of the system through the so-called tail effect. We then study emission amplitudes for the class of nonlinear processes of tails, which are processes of order G2N , and represent the effect of scattering gravitational radiation off the static background curvature, including not only mass tails but also the “failed” tails due to the angular momentum of the source. As originally shown in our work, some of these amplitudes present anomalies, which are then properly understood and corrected with field theory tools which have straightforward counterpart in traditional methods. We also investigate the relation between emission and self-energy diagrams and, in particular, show that a correction to the anomalous self-energy diagrams is necessary to correctly account for conservative terms that arise from radiative processes. From this, we obtain the correct contribution to the conservative 5PN stemming from the electric quadrupole angular momentum failed tail, correcting previous results in the literature. Besides this, we also compute for the first time the
conservative contributions from the angular momentum failed tail, for arbitrary multipole moments. Subsequently, we explore the natural higher-order extension (of order G3N ) of the mass tails, called tails of tails, for generic electric and magnetic multipoles. As we will see, both long- and short-distance divergences are encountered, which are then properly understood and dealt with in terms of standard renormalization techniques. In this case, we are able to resum the logarithmic contributions through
the integration of the renormalization group equation Thus, in this thesis, we have extended the post-Newtonian perturbative expansion in the particularly thorny region of processes involving the mixture of radiative and potential modes. | |
| dc.description | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | |
| dc.description | As recentes detecções de ondas gravitacionais de coalescências de binárias pelos interferômetros LIGO e Virgo não apenas deram origem a uma nova janela de observação para o Universo, mas também
reviveram o interesse pelo problema de dois corpos relativístico. Nesta tese, após apresentar a teoria
geral das ondas gravitacionais, revisaremos a abordagem de teoria de campos efetiva dentro da chamada
Relatividade Geral Não-Relativística. Nessa construção, as diferentes escalas envolvidas no problema
definem diferentes regiões da dinâmica, com escalas curtas descrevendo a interação conservativa entre
os dois corpos e escalas de longa distancia descrevendo os processos de ondas gravitacionais. Em ordens
superiores, no entanto, modos radiativos começam a afetar a dinâmica conservativa do sistema por meio
do chamado efeito de cauda. Em seguida, estudaremos as amplitudes de emissão para a classe de processos não lineares das caudas, que são processos de ordem G2N , e representam o efeito de espalhamento da radiação gravitacional na curvatura de fundo estática, incluindo n ´ ao apenas caudas de massa, mas também as caudas “falhas” devido ao momento angular da fonte. Como mostrado originalmente em nosso trabalho, algumas dessas amplitudes apresentam anomalias, que são então corretamente compreendidas e corrigidas com ferramentas de teoria de campos que tem contra-parte direta em métodos tradicionais. Também investigaremos a relação entre diagramas de emissão e de autoenergia e, em particular, mostraremos que
correções aos diagramas anômalos de autoenergia são necessárias para contabilizar corretamente os
termos conservativos que surgem de processos radiativos. A partir disso, obteremos a contribuição
correta para o termo conservativo a 5PN provindo da cauda falha de momento angular do quadrupolo
elétrico, corrigindo resultados anteriores da literatura. Além disso, também calcularemos pela primeira
vez as contribuições conservativas da cauda falha de momento angular para momentos de multipolo
arbitrários. Posteriormente, exploraremos a extensão natural de ordem superior (ordem G3N ) das caudas de
massa, chamadas caudas de caudas, para multipolos elétricos e magnéticos genéricos. Conforme veremos,
encontraremos divergências de longa e curta distância, que são então corretamente compreendidas e
tratadas por meio de técnicas padrões de renormalização. Nesse caso, somos capazes de ressomar as
contribuições logarítmicas por meio da integração da equação do grupo de renormalização.
Desta forma, nesta tese, temos extendido a expansão perturbative pós-newtoniana na região de
processos particularmente difíceis envolvendo a mistura de modos radiativos e potenciais. | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | pt_BR | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | |
| dc.publisher | Brasil | |
| dc.publisher | UFRN | |
| dc.publisher | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.subject | Física | |
| dc.subject | Gravitational waves | |
| dc.subject | Effective field theory | |
| dc.subject | Post-newtonian approximation | |
| dc.subject | Radiation-reaction effects | |
| dc.subject | Scattering amplitudes | |
| dc.subject | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | |
| dc.title | Classical amplitudes in gravitational-wave physics | |
| dc.type | doctoralThesis | |
