Máquinas Térmicas Quânticas e Pseudo-Hermiticidade

• Processo: 24/21707-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Brasil
• Data de Início da vigência: 15 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 14 de março de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Miled Hassan Youssef Moussa
• Beneficiário: Miled Hassan Youssef Moussa
• Pesquisador visitante: Norton Gomes de Almeida
• Instituição do Pesquisador Visitante: Universidade Federal de Goiás (UFG). Instituto de Física , Brasil
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Many-Body Effects in Quantum Thermal Machines | Non-Hermiticity | Pseudo-Hermiticity | Quantum Thermodynamical Cycles | quantum thermodynamics | Thermal Nanomachines | Quantum Thermodynamics and Non-Hermiticity

Resumo

O objetivo deste projeto, que contempla a visita do Prof. Norton Gomes de Almeida, do Instituto de FÌsica da Universidade Federal de Goiás ao Instituto de Física de São Carlos (USP), centra-se no estudo das máquinas térmicas quânticas sob diferentes circunstâncias, em particular quando são descritas por hamiltonianos pseudo-hermitianos autônomos ou não-autônomos. Devemos também considerar que as substâncias de trabalho compreendam sistemas de muitos corpos, como amostras atômicas densas ou moderadamente densas.Efeitos coletivos de superradiância e superabsorção emergem dessas amostrasquando em contato com reservatórios térmicos, o que deve afetar as figuras de mérito das máquinas.Devemos estudar também a figura de mérito do motor quando o reservatório quente é substituÌdo pelo amplificador de Glauber, ou bombeamento multimodal. Este amplificador é em geral utilizado para promover a inversão de população do meio ativo no mecanismo laser, e constitui, portanto, uma forma alternativa de fornecimento de energia à substância de trabalho.Devemos também analisar os limites possíveis da eficiência de máquinas térmicas quânticas. Embora a eficiência de Carnot seja um limite teórico relevante, a potência nula associada torna as máquinas inúteis do ponto de vista experimental. Trabalhos recentes mostram que é possível um ganho de potência com alto rendimento, até mesmo teoricamente próximo ao de Carnot, desde que trabalho seja realizado sobre o sistema de forma a compensar as perdas por fricção. Essa técnica, chamada atalho adiabático, permite que as etapas das evoluções unitárias das máquinas sejam (de fato) feitas em tempo finito, isto é, à potêncianão-nula. Esse método, entretanto, exige um controle fino da evolução temporaldo sistema, além do trabalho necessário para sua implementação. Pretendemos aqui investigar a possibilidade de mimicar uma mudança adiabática modulando a frequência do sistema, de modo a ganhar em potência sem perder em eficiência.A simulação de mudanças adiabáticas sem se fazer uso de recursos adicionais é um caminho promissor que já vem sendo explorado em contextos outros quemáquinas térmicas quânticas. (AU)