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Irreversibilidade e correlações quânticas

Processo: 17/20725-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de abril de 2018
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2018
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Gabriel Teixeira Landi
Beneficiário:Mariana Afeche Cipolla
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Emaranhamento quântico   Entropia (termodinâmica)   Sistema quântico   Irreversibilidade

Resumo

Irreversibilidade constitui um dos conceitos mais enigmáticos da termodinâmica. As leis de movimento, como por exemplo as leis de Newton ou as equações de Schrödinger, são todas invariantes por reversão temporal. No entanto, quando lidamos com objetos macroscópicos, observamos que seu comportamento é irreversível. A solução deste paradoxo vem da interpretação da irreversibilidade como um conceito emergente, que surge da complexa interação entre um número enorme de partículas. Entender esta transição entre o micro e o macro constitui uma das tarefas mais importantes atualmente na física. Neste projeto propomos relacionar o conceito de irreversibilidade com a correlação entre sistemas quânticos. Sabemos das leis da mecânica quântica que quando dois sistemas interagem, eles se tornam emaranhados (ou seja, correlacionados). No entanto, se um dos sistemas for suficientemente grande, é possível que este emaranhamento nunca seja recuperado. Do ponto de vista microscópico é esta perda de correlação que causa o surgimento de uma dinâmica irreversível. Propomos estudar este problema através do modelo de spin-bóson, que é analiticamente solúvel. Estudaremos, em particular, o caso onde a componente bosônica possui um grau de compressão (squeezing), permitindo que estudemos o papel das flutuações quânticos no caso de estados puros. Este projeto lida com resultados que estão na fronteira do conhecimento mas que, ao mesmo tempo, são acessíveis para um aluno de graduação. Esperamos que os resultados que buscamos obter ajudem a esclarecer conceitos importantes no campo da termodinâmica quântica de sistemas abertos. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
CAMILO, GIANCARLO; LANDI, GABRIEL T.; ELIENS, SEBAS. Strong subadditivity of the Renyi entropies for bosonic and fermionic Gaussian states. Physical Review B, v. 99, n. 4 JAN 31 2019. Citações Web of Science: 1.

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