Garay Elizondo, Luis JavierMartín Benito, MercedesÁlvarez Domínguez, Álvaro2026-02-172026-02-172026-02-17https://hdl.handle.net/20.500.14352/132479Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, leída el 11/07/2025This thesis applies techniques from quantum field theory in curved spacetimes to investigatevarious particle creation processes, with a special focus on pair production in strong electromagnetic backgrounds. The Schwinger effect, the central phenomenon explored here, occurs when an extremely strong electric field generates particle-antiparticle pairs out of the vacuum. Its experimental verification remains elusive due to the extreme electricfield strengths required—on the order of 1018V/m—which current laser technologies have yet to achieve. The thesis is organized into five main parts. Part I establishes the theoretical framework for the canonical quantization of charged fields in non-trivial backgrounds, including both curved spacetimes and external electromagnetic fields. It addresses the ambiguities arising in the canonical quantization procedure and explores different choices of quantum vacua. In addition, it extends the definition of states of low energy, originally developed in cosmology, to the context of the Schwinger effect. These states minimize the smeared energy density of the test field over a finite time window, offering a physically motivated and mathematically well-posed choice of vacua in non-trivial backgrounds...Esta tesis aplica técnicas de la teoría cuántica de campos en espacio tiempos curvos para investigar diversos procesos de creación de partículas, con especial atención a la producción de pares en campos electromagnéticos intensos. El efecto Schwinger, el fenómeno central explorado aquí, se produce cuando un campo eléctrico extremadamente intenso genera pares partícula-antipartícula del vacío. Su verificación experimental sigue siendo difícil debido a las extremas intensidades de campo eléctrico que se requieren, del orden de 1018 V/m, que las tecnologías láser actuales aún no han alcanzado. La tesis está organizada en cinco partes principales. La Parte I establece el marco teórico para la cuantización canónica de campos cargados en entornos no triviales, incluyendo tanto espacio tiempos curvos como campos electromagnéticos externos. Aborda las ambigüedades que surgen en el procedimiento de cuantización canónica y explora diferentes elecciones de vacíos cuánticos. Además, extiende la definición de estados de baja energía, desarrollada originalmente en cosmología, al contexto del efecto Schwinger. Estos estados minimizan la densidad de energía suavizada del campo de prueba en una ventana temporal finita, ofreciendo una elección de vacío físicamente motivada y con robustas propiedades matemáticas...engdoctoral thesisopen access530.145(043.2)Física (Física)2210.23 Teoría Cuántica