Um estudo sobre a termodinâmica de temperatura negativa

• Processo: 18/03986-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Frederico Borges de Brito
• Beneficiário: Guilherme de Sousa
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Termodinâmica quântica Mecânica estatística Tecnologia quântica Espectros Baixa temperatura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Temperatura absoluta negativa | Termodinâmica estocástica | Termodinamica quântica | Termodinâmica e mecânica estatística

Resumo

Após décadas de avanços e consolidação das técnicas experimentais desenvolvidas para a preparação, controle e observação de sistemas quânticos formados por um número pequeno de entes, tem-se já como uma realidade de laboratório o advento do que tem sido cunhado como a era da "tecnologia quântica". Tal realidade tem aberto grandes perspectivas não apenas para a investigação de fundamentos da física, bem como para o desenvolvimento de aplicações práticas, tendo, talvez, a computação quântica como um dos principais paradigmas destes desdobramentos. Uma outra perspectiva que tem ganho crescente interesse neste contexto é a investigação da termodinâmica de nano-máquinas, o que tem forçado o questionamento se seria-se possível formular generalizações das leis da termodinâmica para este regime microscópico. O potencial das implicações destas possíveis generalizações é enorme. Exemplos de tais implicações seriam a possibilidade de permitir uma descrição mais acurada da dinâmica de máquinas biológicas e o uso de propriedades quânticas como recursos físicos para a melhoria de processos físicos de interesse. Este projeto de iniciação propõe-se a estudar a termodinâmica de sistemas com espectro de energia limitado, com especial ênfase no intenso debate posto na literatura recente sobre a consistência da definição de temperatura absoluta negativa e as suas consequências para o cálculo de quantidades termodinâmicas como eficiência de processos.