Correções de origem quântica para a ação do vácuo e suas aplicações

In this thesis, different aspects and applications of gravitational theories with quan-tum corrections are explored. The text is divided into three main parts. In the first part, the linearized solutions in different gravity theories with higher derivatives are considered. The Newtonian potential is calculated in the local models, super-renormalizable at the quantum level, and it is shown that the Newtonian singularity is cancelled due to the contributions of the extra massive modes. Then the gravitational collapse of a small mass is studied in non-local ghost-free gravity, being the main result the absence of singularity in the gravitational field solution and the possibility of non-mini black hole formation as the collapse result. In the second part, some issues about anomaly-induced inflation are studied. It is discussed the possibility of the transition between stable to unstable periods of inflation. It is shown that this transition is automatic if the quantum corrections in this period are neglected. In the following, we consider the effect of CPT and Lorentz-violating terms in the conformal anomaly-induced inflation. It is shown the new terms responsible to violate these symmetries do not affect the dynamics of the metric scale factor. Finally, in the third part, the quantum corrections for the Galileon model and for the theory of the massive antisymmetric tensor fields are obtained. It is shown that the propaga-tor of Galilean theory receives quantum corrections with higher derivatives and that the non-renormalization theorem for Galileon models remains, in a generalized way, valid in the low-energy region. Then, by means of explicit calculations of non-local semiclassical quantum corrections, the quantum equivalence between the massive antisymmetric tensor field models with the Proca theory and minimal massive scalar field model is confirmed.Nesta tese, exploram-se diferentes aspectos e aplicações das teorias gravitacionais com correções quânticas. O texto é dividido em três partes principais. Na primeira parte, são consideradas as soluções linearizadas em diferentes teorias de gravitação com derivadas superiores. O potencial Newtoniano é calculado nos modelos locais, super-renormalizáveis no nível quântico, e mostra-se que a singularidade Newtoniana é cancelada devido a contribuição dos modos massivos extras. Logo depois, o colapso gravitacional de uma pequena massa é estudado na gravitação não-local livre de fantasmas, sendo o principal resultado a ausência da singularidade na solução do campo gravitacional e a possibilidade da não formação do miniburaco negro como resultado do colapso. Na segunda parte, algumas questões sobre a inflação induzida pela anomalia conforme são estudadas. É discutida a possibilidade da transição entre os períodos de inflação estável para instável. É mostrado que esta transição é automática se as correções quânticas nesse período forem desprezadas. Em seguida, considera-se o efeito de termos que violam as simetrias de CPT e Lorentz na inflação induzida pela anomalia conforme. É demonstrado que os novos termos responsáveis por violar essas simetrias não afetam a dinâmica do fator de escala da métrica. Por fim, na terceira parte as correções quânticas para o modelo dos Galileons e para as teorias dos campos massivos tensoriais antissimétricos são obtidas. É mostrado que o propagador da teoria dos Galileons recebe correções quânticas com derivadas superiores e que o teorema de não-renormalização do modelo dos Galileons permanece, de uma maneira generalizada, válido na região das baixas energias. Depois, por meio de cálculos explícitos das correções quânticas semiclássicas não-locais é confirmada a equivalência quântica entre os modelos dos campos tensoriais antissimétricos massivos com a teoria de Proca e com o modelo do campo escalar massivo mínimo.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio