Emaranhamento, dinâmica de não-equiíbrio e supercondutividade em sistemas de etétrons fortemente interagentes
Carregando...
Arquivos
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Ricardo Wagner Nunes
Sebastiao Jose Nascimento de Padua
Thereza Cristina de Lacerda Paiva
Eduardo Miranda
Sebastiao Jose Nascimento de Padua
Thereza Cristina de Lacerda Paiva
Eduardo Miranda
Resumo
O estudo de fenômenos que emergem da interação entre os elétrons é o principal tema desta tese. (i) Utilizamos propriedades de informação quântica para a descriçâo de sistemas de muitos corpos, (ii) analisamos a dinâmica de sistemas quânticos fechados após a alteração de parâmetros externos e (iii) estudamos características do rico diagrama de fase de supercondutores de alta temperatura crítica. Em um primeiro trabalho relacionado à descrição de sistemas interagentes via propriedades de informação quântica, investigamos a relação entre medidas de emaranhamento e transições de fase de diferentes ordens. Considerando cadeias de spins, resolvidas por Grupo de Renormalização da Matriz Densidade (DMRG, na sigla em inglês), observamos que propriedades operacionais relacionadas a não analiticidades do espectro de emaranhamento são boas indicadoras de simetrias do sistema, mas não necessariamente de transições de fase. Em um segundo trabalho, investigamos a conjunção entre efeitos de interação elétron-elétron e desordem sobre a localização de sistemas físicos. Embora os dois mecanismos, separadamente, tendam a localizar o sistema, nossos resultados numéricos para sistemas pequenos revelam que a conjunção entre os dois efeitos pode levar os sistemas a um regime mais delocalizado. No estudo da dinâmica de sistemas quânticos fechados, consideramos os chamados quenches quânticos, em que os sistemas evoluem segundo um Hamiltoniano diferente do que dene o estado inicial. Isso provoca alterações que se propagam ao longo do sistema com uma velocidade bem denida, gerando efeitos de \cones de luz". Em um primeiro trabalho, observamos a formação de dois cones de luz distintos, relacionados a diferentes excitações do modelo de spin considerado. Em um segundo trabalho, analisamos a evolução do sistema após o acoplamento de uma impureza magnética a um banho não magnético, descrito por um metal interagente. Estudamos, assim, os efeitos da interação elétron-elétron no banho sobre a formação espacial e temporal do efeito Kondo, responsavel pelo estado singleto formado entre a impureza e o banho. Nesses dois trabalhos, os modelos foram resolvidos via DMRG dependente do tempo. Finalmente, consideramos supercondutores de alta temperatura crítica, nos quais a fase supercondutora emerge da dopagem de um isolante de Mott (isolante induzido pela forte repulsão eletrônica). Esses materiais são assunto de pesquisa intensa principalmente pela existência da competição entre diferentes fases da matéria e pela ausência de consenso a respeito do mecanismo responsável pela supercondutividade não convencional. No nosso trabalho, estudamos o modelo de Hubbard bidimensional via extensão cluster da Teoria de Campo Médio Dinâmico, a m de contribuir para o entendimento dos mecanismos físicos envolvidos no rico diagrama de fase desses materiais. Nossos resultados revelam uma coincidência entre a dopagem limite até a qual observa-se uma fase metálica anômala (pseudo-gap) nas proximidades da fase supercondutora e a dopagem característica da transição de Lifshitz (isto é, da mudança da superfície de Fermi do tipo buraco para o tipo elétron), indicando que há uma relação entre mecanismos de correlação e a topologia da superfície de Fermi.
Abstract
The main goal of this thesis is the study of properties that emerge from the interaction between particles. (i) We describe many-body systems through quantities related to quantum information, (ii) study the nonequilibrium dynamics of closed quantum syste
Assunto
Mecânica quântica, Sistemas quânticos, Supercondutividade, Sistemas de elétrons fortemente interagentes, Informação quântica
Palavras-chave
Interação forte, não-equilíbrio, desordem