Análise teórica de uma extensão Eletrodinâmica envolvendo Axions e Fótons Escuros

Apesar do tremendo sucesso do Modelo Padrão das partículas elementares (MP), ainda existem questões que o tensionam, como, por exemplo, o enigma da energia escura e o espectro da matéria escura. Essas limitações abrem caminho para novas teorias físicas além do MP, dentre as quais podemos citar diversas extensões da eletrodinâmica (ED) usual de Maxwell. É dentro desse contexto de EDs estendidas que propomos a análise teórica de EDs envolvendo Axions e Fótons Escuros. Essa análise tem caráter exploratório, e buscamos nela identificar particularidades dessas teorias em comparação com a eletrodinâmica usual. Contemplamos equações de campo e leis de conservação, além de outros aspectos gerais dos modelos. Em seguida, repetimos a mesma análise considerando um fundo magnético constante e incluímos um estudo das propriedades ópticas e da propagação dessas ondas eletromagnéticas. Além disso, buscamos explorar o efeito Primakoff, que consiste na conversão de Axions em Fótons, bem como na conversão de Fótons em Fótons Escuros, na presença de campos magnéticos externos intensos. Axions e Fótons Escuros, apesar de hipotéticos, são fortemente motivados do ponto de vista teórico e constituem excelentes candidatos a compor o espectro da matéria escura. Os principais experimentos dedicados a essa busca baseiam-se justamente no efeito Primakoff. Por se tratar de um tema de pesquisa bastante ativo, novos pré-prints são publicados semanalmente; contudo, a literatura ainda não aborda de forma detalhada aspectos considerados mais básicos do tema. Assim, este trabalho de dissertação busca enriquecer a literatura com uma contribuição ao mesmo tempo didática e original, discutindo importantes aspectos dessas eletrodinâmicas modificadas.