Aproximações de DFT em temperatura finita para a termodinâmica quântica de sistemas de férmions correlacionados

• Processo: 25/21895-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 26 de janeiro de 2026
• Data de Término da vigência: 15 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Krissia de Zawadzki
• Beneficiário: Orion de Macedo Xavier Villanueva Filho
• Supervisor: Irene D'Amico
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of York, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 24/13527-1 - Aproximações para o trabalho quântico extraído de um sistema correlacionado, BP.MS
• Assunto(s): Sistemas fortemente correlacionados Teoria do funcional da densidade Termodinâmica quântica Informação quântica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Sistemas Fortemente Correlacionados | teoria do funcional da densidade | Termodinamica quântica | Informação Quântica

Resumo

Extrair, de forma eficiente, trabalho de sistemas quânticos fora do equilíbrio constitui um problema central em Termodinâmica Quântica. Em sistemas fortemente correlacionados, essa tarefa é particularmente exigente devido ao crescimento efetivamente exponencial do espaço de Hilbert relevante com o tamanho do sistema e ao fato de a dinâmica ser governada por correlações de muitos corpos e por transições entre estados excitados. Esse cenário torna soluções analíticas impraticáveis e restringe severamente a aplicabilidade de métodos numéricos exatos. Diante disso, métodos aproximados para o problema de muitos corpos oferecem uma via promissora para investigar a extração de trabalho em sistemas quânticos fortemente correlacionados. Estudos anteriores mostraram que aproximações estáticas baseadas na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) de estado fundamental podem produzir estimativas razoáveis em intervalos específicos de interação e dinâmica. Partindo dessa base, propomos investigar a extração de trabalho quântico no modelo de Hubbard dirigido utilizando aproximações de DFT em temperatura finita, incorporando dependências de temperatura e de tempo no âmbito de uma aproximação adiabática. O objetivo é conceber estratégias para aproximações confiáveis de quantidades-chave em Termodinâmica Quântica em diversos regimes de correlação e faixas de temperatura. (AU)