Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/33751
Type: Dissertação
Title: Efeitos de simetrias da equação de Lindblad no transporte quântico
Other Titles: Symmetry effects of the Lindblad equation on quantum transport
Authors: Deborah Sampaio Antunes de Oliveira
First Advisor: Emmanuel Araújo Pereira
First Co-advisor: Humberto César Fernandes Lemos
First Referee: Antônio Sérgio Teixeira Pires
Second Referee: Lucas Lages Wardil
Abstract: O entendimento de sistemas quânticos fora do equilíbrio e, mais especificamente, de propriedades de suas correntes de energia e spin possui não só um grande interesse teórico mas também tecnológico. Nesta dissertação, deixaremos mais claro a importância dessa área ao estudarmos certos modelos que apesar de simples já apresentam a ocorrência de fenômenos interessantes. Estudou-se cadeias unidimensionais de spins do modelo de Heisenberg e do modelo XXZ com uma estrutura graduada e que estão acopladas a reservatórios que tendem a fixar os spins das bordas em determinadas direções (“target polarization”). A retificação de corrente de spin e de energia e o recém descoberto fenômeno “one-way street” [1] foram analisados tendo em vista as condições necessárias para seu surgimento e manutenção. Este último, que consiste na não alteração do sentido da corrente de energia ao invertermos os banhos de lugar, pode inicialmente parecer levar a uma violação da segunda lei da termodinâmica mas esse não é o caso pois a corrente de energia consiste não apenas de uma contribuição devido ao calor mas também uma devido ao trabalho [2–4] o que nos leva a um paralelo com o emergente campo de estudo da termodinâmica quântica que também foi discutido brevemente. Em particular, o uso de simetrias da equação de Lindblad foi feito na dedução da existência desses fenômenos o que permitiu que os resultados encontrados fossem independentes do regime de transporte e do tamanho da cadeia. Além disso, outros fenômenos interessantes já descritos na literatura encontrados através dessa abordagem também foram apresentados. Por último, como um resultado original da autora, com um artigo publicado na EPL (Europhysics Letters), foi estendida a existência do fenômeno one-way street para banhos mais gerais (mas ainda do tipo “target polarization”) com pares de polarizações que incluem direções com ângulos arbitrários de um lado em relação a uma direção fixa do outro.
Abstract: The understanding of non equilibrium quantum systems and, more specifically, of properties of their energy and spin currents has not only a great theoretical interest but also a technological one. In this dissertation, we will clarify the importance of this area by studying certain models that, although simple, already present the occurrence of interesting phenomena. We studied one-dimensional spin chains from the Heisenberg model and XXZ model with a graded structure that are coupled with reservoirs that tend to fix the edge spins in certain directions (target polarization). The rectification of the energy and spin currents and the recent discovered “one-way street” phenomenon [1] were analyzed in view of the conditions necessary for its emergence and maintenance. The latter, which consists in the absence of change of direction of the energy current when the baths are inverted, can initially seems to lead to a violation of the second law of thermodynamics but this is not the case because the energy current consists not only of a contribution due to heat but also one due to work [2–4] this leads us to a parallel with the emergent field of study of quantum thermodynamics that also was discussed briefly. In particular, the use of symmetries of the Lindblad equation was made in the deduction of the existence of those phenomena which allowed that the results found were independent of the transport regime and the size of the chain. Moreover, other interesting phenomena already described in the literature found through this approach were also presented. Finally, as an original result from the author, with a paper published in EPL (Europhysics Letters), the one-way street phenomenon has been extended to more general baths (but still target polarization) with pair of polarization that include directions with arbitrary angles on one side relative to a fixed direction on the other.
Subject: Sistemas quânticos
Retificação
Calor-condução
Termodinâmica
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/33751
Issue Date: 13-Mar-2020
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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