Zn2 graded (super)algebras and n-bit physics: a framework for parastatistics

Esta tese explora os fundamentos algébricos das álgebras de Lie (super)graduadas por Zn2 e suas aplicações físicas em mecânica quântica e teoria quântica de campos. Utilizando uma estrutura lógica booleana, classificamos todos os brackets graduados inequivocamente distintos por meio de aplicações Zn2 × Zn2 → Z2, o que conduz a bn = n + ⌊n/2⌋ + 1 estruturas distintas do tipo Lie. Essas aplicações, construídas com auxílio de mapas de Karnaugh e operações lógicas (AND, OR, XOR), definem as relações de comutação e anticomutação das parastatísticas de n bits, generalizando as estatísticas convencionais de Bose–Fermi. As implicações físicas dessas estruturas manifestam-se em hamiltonianos quânticos Zn2 - graduados, os quais admitem quantizações multipartículas inequivocamente distintas. Dependendo da álgebra graduada considerada, as partículas são classificadas em setores bosônicos, fermiônicos, parabosônicos e parafermiônicos, cada um com simetrias de troca características. Essencialmente, as transmutações estatísticas induzidas pelos brackets graduados dão origem a parastatísticas fisicamente distinguíveis, mensuráveis por meio dos autovalores de certos observáveis. Uma aplicação central desse formalismo encontra-se na mecânica quântica supersimétrica e superconforme com N extensões, onde as estruturas graduadas geram sN formulações inequivocamente distintas (com sN = 2, 6, 10, 14 para N = 1, 2, 4, 8, respectivamente). Tais inequivalências correspondem a diferentes transmutações estatísticas das supercargas, modificando os espectros de energia dos sistemas supersimétricos. Em particular, no modelo superconformal com N = 2 e álgebra de geração espectral sl(2|1), as parastatísticas graduadas por Z22 introduzem uma degenerescência nos níveis de energia que não pode ser reproduzida no contexto das estatísticas de Bose–Fermi padrão. Este trabalho estabelece as representações booleanas como uma ferramenta fundamental para a construção e classificação de simetrias graduadas, oferecendo novas perspectivas sobre estatísticas quânticas exóticas e suas assinaturas experimentais. Os resultados obtidos possuem aplicações potenciais em teoria quântica de campos, supersimetria em dimensões elevadas e ciência da informação quântica.