Ondas Eletromagnéticas e Fótons em Cenários de Eletrodinâmicas Pós-Maxwellianas

Nossa compreensão física indica que o vácuo deve flutuar fortemente na escala de Planck em consequência de efeitos quânticos. Este fenômeno fundamenta a hipótese de um meio dinâmico — a que nos referimos como spin foam — capaz de afetar a propagação e as interações de ondas eletromagnéticas e gravitacionais, fótons, neutrinos, elétrons e outras partículas altamente energéticas, em cenários com violação da simetria de Lorentz. Nesta tese de doutorado, nossa contribuição é adotar este cenário com foco específico nos efeitos da gravitação quântica de laços (LQG) no setor eletromagnético do Modelo Padrão. Partindo da versão pós-Maxwelliana do eletromagnetismo induzida por efeitos da LQG, revisamos a propagação de ondas eletromagnéticas e as propriedades óticas do vácuo da QED, investigando também o efeito conjunto da LQG e de um campo magnético homogêneo de fundo sobre as relações de dispersão e índices de refração do vácuo. Consideramos a atenuação de raios gama pela luz de fundo extragaláctica (EBL) e pela radiação cósmica de fundo (CMB) via o processo de Breit–Wheeler, obtendo vínculos astrofísicos sobre possível violação da simetria de Lorentz. Utilizamos a eletrodinâmica de De Broglie–Proca para estabelecer um limite cinemático relacionado à opacidade do Universo associado à massa de repouso do fóton, empregando o invariante de Mandelstam. Por fim, analisamos a distribuição cosmológica de fótons massivos no contexto da teoria quântica de campos e estatística de Bose–Einstein, investigando sua densidade e comportamento no Universo.