On the Longevity, Quantum Decay and the role of Oscillons in Dark Matter

En aquesta tesi estudiem diverses propietats i aplicacions dels oscil·lons, estats lligats localitzats semiclàssics fets d'un nombre gran de bosons i que apareixen en teories senzilles amb interaccions atractives i que son sorprenentment longeves. Han sigut un tema d'interès recent a la física d'altes energies degut a les seves aplicacions en inflació, matèria fosca i física de partícules. Les contribucions principals d'aquesta tesi son les següents: (i) Un avenç en la comprensió dels mecanismes físics que permeten els oscil·lons ser tant longeus, (ii) L'impacte que aquests oscil·lons de tant llarga vida tenen en models de matèria fosca ultralleugera, la qual cosa s'havia ignorat fins ara, i (iii) Un càlcul de la radiació quàntica emesa pels oscil·lons usant un recent mètode que permet fer un tractament complet de la contrarreacció. A un nivell més tècnic i relacionat amb (i), un nou mètode numèric s'ha desenvolupat pels oscil·lons de tant extrema longevitat que permet simul·lar-los en escales de temps fora de l'abast de cualquier otro método. El temps de vida dels oscil·lons depèn significativament del model on estiguin, i en el context d'(i) i (ii) donem evidència numèrica sobre models amb oscil·lons que viuen més de 10^9 cicles. Els oscil·lons composats d'escalars ultralleugers poden decaure al voltant o després de l'igualtat matèria-radiació, podent actuar així com a llavors per la posterior formació d'estructura. En alguns casos, la seva vida és suficientment llarga per sobreviure fins avui, i aquests podrien tenir un rol significant dins la matèria fosca. Notablement, la riquesa de les seves propietats prové de mecanismes físics senzills, la qual cosa els fa objectes molt interessants d'estudiar. En esta tesis estudiamos diversas propiedades y aplicaciones de los oscilones, estados ligados localizados semiclásicos hechos de un número grande de bosones y que aparecen en teorías sencillas con interacciones atractivas y que son sorprendentemente longevos. Han sido un tema de interés reciente en la física de altas energías debido a sus aplicaciones en inflación, materia oscura y física de partículas. Las contribuciones principales de esta tesis son las siguientes: (i) Un avance en la comprensión de los mecanismos físicos que permiten a los oscilones ser tan longevos, (ii) El impacto que estos oscilones de tan larga vida tienen en modelos de materia oscura ultraligera, ignorado hasta ahora, y (iii) Un cálculo de la radiación cuántica emitida por los oscil