Cosmological production of dark matter in the Universe and in the laboratory

Abstract

In this thesis, we investigate the phenomenon of cosmological particle production within the framework of Quantum Field Theory in Curved Spacetimes, which can be understood as a dark matter production mechanism, and explore its analog simulation using Bose-Einstein condensates. The intersection of General Relativity and Quantum Field Theory has posed significant challenges, particularly in formulating a consistent theory of Quantum Gravity. Nevertheless, the study of quantum fields propagating on a classical, curved spacetime background provides insights into quantum effects in the early Universe and near compact objects...

En esta tesis investigamos el fenómeno de producción cosmológica de partículas dentro del marco de la Teoría Cuántica de Campos en Espacio tiempos Curvos, un mecanismo que puede ser entendido como una forma de producción de materia oscura, y exploramos su simulación análoga mediante condensados de Bose-Einstein. La intersección entre la Relatividad General y la Teoría Cuántica de Campos ha planteado importantes retos, especialmente en la formulación de una teoría consistente de Gravedad Cuántica. Sin embargo, el estudio de campos cuánticos que se propagan en un espacio tiempo curvo clásico permite comprender efectos cuánticos tanto en el Universo primitivo como cerca de objetos compactos...