Thesis:
Nuevos campos propagantes provenientes de la torsión en un espacio de Riemann-Cartan de cinco dimensiones

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Date

2022-11

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Degree

Magíster en Ciencias mención Física

Campus

Campus Casa Central Valparaíso

Publisher

Universidad Técnica Federico Santa María

Abstract

En este trabajo, se ha extendido el backgroud de la relatividad general a un espacio de Riemann-Cartan de cinco dimensiones, que es el espacio más general con conexión métrica compatible, y que considera elementos geométricos adicionales, como la torsión. En este espacio, se ha impuesto la invarianza de Lorentz al elemento de volumen cinco-dimensional, incorporando el gradiente de un nuevo campo escalar. Dicho campo escalar se ha denominado “torsionón”. Posteriormente, se ha realizado una reducción dimensional a la Kaluza-Klein, obteniéndose una teoría efectiva en 4 dimensiones, en la que aparecen partículas provenientes de la gravedad y la torsión, a saber, el gravitón y el torsionón, en una torre de modos de Kaluza-Klein, en donde solo los modos cero son no masivos y el resto de los modos resulta con masa. Con el modelo efectivo, se han simulado colisiones de protones a 14 TeV, obteniéndose una clara resonancia que hemos identificado con el torsionón.


In this work, the framework of general relativity has been extended to a five-dimensional Riemann-Cartan space—the most general space with a metric-compatible connection—which incorporates additional geometric elements, such as torsion. Within this space, Lorentz invariance has been imposed on the five-dimensional volume element by introducing the gradient of a new scalar field, termed the “torsionon.” Subsequently, a Kaluza-Klein-style dimensional reduction was performed, yielding an effective four-dimensional theory. This theory features particles originating from gravity and torsion—specifically, the graviton and the torsionon—organized into a tower of Kaluza-Klein modes, where only the zero-modes are massless, while the remaining modes possess mass. Using this effective model, proton-proton collisions at 14 TeV were simulated, revealing a distinct resonance that we have identified as the torsionon.

Description

Keywords

Relatividad general, Espacio de Riemann-Cartan, Torsión, Teoría de Kaluza-Klein, Colisiones de protones

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