Par de Lax, reservatório unidimensional no contexto de sistemas quânticos abertos

Arruda, Marcelo Felipe Zanella de

Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://ri.ufmt.br/handle/1/2828

Tipo documento:	Dissertação
Título:	Par de Lax, reservatório unidimensional no contexto de sistemas quânticos abertos
Autor(es):	Arruda, Marcelo Felipe Zanella de
Orientador(a):	Oliveira, Thiago Werlang de
Coorientador:	Valente, Daniel Mendonça
Membro da Banca:	Oliveira, Thiago Werlang de
Membro da Banca:	Cornelio, Marcio Fernando
Membro da Banca:	Brito, Frederico Borges de
Membro da Banca:	Valente, Daniel Mendonça
Resumo :	Desde o estabelecimento da Mecânica Quântica, com o intuito de se verificar e explorar sistemas quânticos, como átomos e moléculas, tem-se buscado estratégias para isolar estes sistemas. Embora o isolamento completo seja praticamente inatingível, recentemente surgiu o interesse e a possibilidade de se controlar este ambiente, o que pode evidenciar novidades na dinâmica do sistema de interesse. Neste trabalho estudamos a dinâmica de um sistema quântico acoplado ao campo eletromagnético quântico em um guia de onda unidimensional (1D). Neste contexto, o campo eletromagnético quantizado atua como um reservatório. Primeiramente, apresentamos os conceitos centrais que envolvem a teoria de sistemas quânticos abertos. Apresentamos uma revisão dos conceitos de emissão espontânea, estudando o comportamento da dinâmica da população do estado excitado de um átomo de dois níveis tanto no espaço livre quanto em uma cavidade óptica, composta por um par de espelhos. Em óptica quântica, uma cavidade óptica induz oscilações na dinâmica da populaçao do estado excitado do átomo. Esta oscilaçao é causada pela reflexão da excitação no campo eletromagético, o fóton, pelos espelhos. Nesta dissertação, estudamos a dinâmica de um átomo de dois níveis em um guia de onda unidimensional infinito onde o campo é preparado com um pacote de único fóton e mostramos que a dinâmica da população do estado excitado pode exibir um comportamento oscilatório. Neste caso, a origem física das oscilações é uma novidade. Revelamos que a origem dela é devido a interferência entre a amplitude de probabilidade da excitação estar no campo de entrada e a amplitude de probabilidade dela estar no átomo. Analisamos a dependência da oscilação com dois parâmetros controláveis experimentalmente, o comprimento do pacote e a sua frequência central. Mostramos ainda uma i ii aplicação deste estudo envolvendo o conceito de dinâmicas Não-Markovianas, onde verificamos que o comportamento oscilatório na dinâmica do estado excitado do átomo é uma assinatura de Não-Markovianidade. Finalizamos o trabalho explicitando meios de se observar estes comportamentos experimentalmente, exclusivamente através da medida dos campos de entrada e saída do guia.
Resumo em lingua estrangeira:	Since the establishment of quantum mechanics, in order to verify and explore quantum systems such as atoms and molecules, it has been sought stra- tegies to isolate these systems. Although the complete isolation is practically unattainable, it has recently emerged the interest and ability to control this envi- ronment, which may show novelty in the dynamics of the system. We study the dynamics of a quantum system coupled to the quantum electromagnetic field in a one-dimensional waveguide (1D). In this context, the quantized electromagnetic field acts as a reservoir. First, we present the central concepts involving the theory of open quantum systems. We present a review of spontaneous emission concepts, studying the behavior of the dynamic of the excited state population of a two level atom, both in the free space as in an optical cavity, composed by a pair of mirrors. In quantum optics, optical cavity induces oscillations in the dynamics of the excited state population of the atom. This oscillation is caused by the reflection of the excitation into the eletromagnetic field, the photon, by the mirrors. In this thesis, we study the dynamics of a two-level atom in an one-dimensional infinity waveguide where the field is prepared with a single photon package and we show that the dynamics of the excited state population may show an oscillatory behavior. In this case, the physical source of the oscillations is a novelty. We reveal that the origin of it is due the interference between the probability amplitude of the excitation be in the input field and the probability amplitude of it be in the atom. We analyzed the dependence of the oscillation with two experimentally controllable parameters, the length of the package and its central frequency. We also show an application of this study of the concept of Non-Markovian dynamics, where we find that the oscillatory iii iv behavior in the dynamics of the excited state of the atom is a signature of Non-Markovianity. We finish this thesis explaining ways to observe this behavior experimentally exclusively by measuring the input and output fields of the guide.
Palavra-chave:	Sistemas quânticos abertos Guia de onda unidimensional Pacote de unico foton
Palavra-chave em lingua estrangeira:	Open quantum systems One dimensional waveguide Single photon package
CNPq:	CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma:	por
País:	Brasil
Instituição:	Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição:	UFMT CUC - Cuiabá
Departamento:	Instituto de Física (IF)
Programa:	Programa de Pós-Graduação em Física
Referência:	ARRUDA, Marcelo Felipe Zanella de. Par de Lax, reservatório unidimensional no contexto de sistemas quânticos abertos. 2016. 64 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2016.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
URI:	http://ri.ufmt.br/handle/1/2828
Data defesa documento:	19-Jan-2016
Aparece na(s) coleção(ções):	CUC - IF - PPGF - Dissertações de mestrado

Arquivos deste item:

Arquivo	Descrição	Tamanho	Formato
DISS_2016_Marcelo Felipe Zanella de Arruda.pdf		1.26 MB	Adobe PDF	Ver/Abrir

Mostrar registro completo do item Recomendar este item Visualizar estatísticas