Formulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Caio Fernando e
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12722
Resumo: The usual quantum mechanics formalism does not address relevant points of the semiclassical limit. In this work two theoretical approaches will be considered: Bohmian mechanics and the Weyl-Wigner formulation. The singular oscillator will be used as a platform to analytically obtain quantumness quantifiers for anharmonic systems. The first part will be concerned with a pure quasi-Gaussian state, for which the corresponding Bohmian trajectories will be calculated and are shown to deviate from the classical one due to the quantum potential. In the second part, a canonical ensemble will be considered by using the Weyl-Wigner formalism, with which it is possible to derive a thermalized Wigner function. Given that the potential is anharmonic, topological fluctuations on the phase space are expected and will be investigated for the Wigner flux. The influence of the thermal fluctuations will be distinguished from its quantum counterpart, which is diminished for increasing values of the temperature. Also, quantum information conservation equations will be introduced to calculate the global effect of topological fluctuations on the thermal equilibrium Wigner flux. In the last part, the Horava-Lifshitz cosmological model will be studied from both of the aforementioned theoretical perspectives. From them, the scale factor will be parameterized so that the quantumness quantifiers will depend on the spatial curvature of the universe. The results show that for increasing values of the anharmonic parameter, one observes a quasi-classical dynamics, usually associated to harmonic potentials only. Furthermore, Wigner flux topological fluctuations at thermodynamic equilibrium can be detected only locally, given that thermal fluctuations globally suppress non-Liouvillian effects.
id SCAR_3faa5f8150385aa6112d997e2ddf524f
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/12722
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str 4322
spelling Silva, Caio Fernando eBernardini, Alex Eduardo dehttp://lattes.cnpq.br/5215976260958847http://lattes.cnpq.br/4183915878240703ea047906-6cea-404b-92f2-b44e92f43f5b2020-05-15T20:16:23Z2020-05-15T20:16:23Z2020-02-10SILVA, Caio Fernando e. Formulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticas. 2020. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12722.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12722The usual quantum mechanics formalism does not address relevant points of the semiclassical limit. In this work two theoretical approaches will be considered: Bohmian mechanics and the Weyl-Wigner formulation. The singular oscillator will be used as a platform to analytically obtain quantumness quantifiers for anharmonic systems. The first part will be concerned with a pure quasi-Gaussian state, for which the corresponding Bohmian trajectories will be calculated and are shown to deviate from the classical one due to the quantum potential. In the second part, a canonical ensemble will be considered by using the Weyl-Wigner formalism, with which it is possible to derive a thermalized Wigner function. Given that the potential is anharmonic, topological fluctuations on the phase space are expected and will be investigated for the Wigner flux. The influence of the thermal fluctuations will be distinguished from its quantum counterpart, which is diminished for increasing values of the temperature. Also, quantum information conservation equations will be introduced to calculate the global effect of topological fluctuations on the thermal equilibrium Wigner flux. In the last part, the Horava-Lifshitz cosmological model will be studied from both of the aforementioned theoretical perspectives. From them, the scale factor will be parameterized so that the quantumness quantifiers will depend on the spatial curvature of the universe. The results show that for increasing values of the anharmonic parameter, one observes a quasi-classical dynamics, usually associated to harmonic potentials only. Furthermore, Wigner flux topological fluctuations at thermodynamic equilibrium can be detected only locally, given that thermal fluctuations globally suppress non-Liouvillian effects.A formulação usual da mecânica quântica não aprecia características relevantes do limite semiclássico. Neste trabalho, duas abordagens teóricas serão consideradas, a mecânica bohmiana e a formulação de Weyl-Wigner. O oscilador singular servirá como uma plataforma para obter, analiticamente, quantificadores de não-classicalidade dependentes da anarmonicidade do sistema. Na primeira parte, um estado quasi-gaussiano puro será considerado a partir das suas trajetórias bohmianas, as quais desviam da trajetória clássica por meio do potencial quântico. Na segunda parte, um ensemble canônico será considerado a partir do formalismo de Weyl-Wigner, com o qual é possível obter uma função de Wigner termalizada e, dada a anarmonicidade do potencial, investigar flutuações topológicas no espaço de fases para o fluxo correspondente. Essa característica quântica será distinguida das flutuações térmicas, as quais são dominantes para valores crescentes da temperatura. Equações de conservação de informação quântica serão introduzidas para calcular o efeito global das flutuações topológicas no fluxo de Wigner em equilíbrio termodinâmico. Na última parte, uma aplicação será dada a partir do modelo cosmológico de Horava-Lifshitz, o qual será investigado no contexto dos formalismos desenvolvidos. O fator de escala será reparametrizado para que os quantificadores de não-classicalidade tornem-se dependentes da curvatura espacial do universo. Os resultados correlacionam valores crescentes da anarmonicidade a uma dinâmica quasi-clássica, usualmente associada apenas ao potencial harmônico. Além disso, as flutuações quânticas para o fluxo de Wigner em equilibrio termodinâmico só podem ser detectadas localmente no espaço de fases, dado que as flutuações térmicas suprimem globalmente os efeitos do sistema não-liouvilliano.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: 88882.426692/2019-01porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessWeyl-WignerEquilíbrio termodinâmicoTrajetórias bohmianasSemiclassicalidadeHorava-LifshitzOscilador singularThermodynamic equilibriumBohmian trajectoriesSemiclassicalitySingular OscillatorCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA CLASSICA E FISICA QUANTICA; MECANICA E CAMPOSCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA ESTATISTICA E TERMODINAMICACIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::RELATIVIDADE E GRAVITACAOCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERALFormulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticasSemiclassical formulations of quantum mechanics: an analysis of the singular oscillator through the Weyl-Wigner formalism and quantum trajectoriesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis600600347e4ea4-03ee-489a-94fd-4c67360c547freponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertacao + folha de aprovacao.pdfDissertacao + folha de aprovacao.pdfMain articleapplication/pdf16890441https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/3/Dissertacao%20%2b%20folha%20de%20aprovacao.pdf17154425eb66632287c30fd5f4ad66a6MD53carta comprovante versão final.pdfcarta comprovante versão final.pdfCARTA COMPROVANTEapplication/pdf500865https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/4/carta%20comprovante%20vers%c3%a3o%20final.pdfb75726e0313341ffdbe582af38fafe60MD54CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/5/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD55TEXTDissertacao + folha de aprovacao.pdf.txtDissertacao + folha de aprovacao.pdf.txtExtracted texttext/plain157316https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/6/Dissertacao%20%2b%20folha%20de%20aprovacao.pdf.txt710e2e5c1fa8b8cdb18f6d5375566976MD56carta comprovante versão final.pdf.txtcarta comprovante versão final.pdf.txtExtracted texttext/plain1301https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/8/carta%20comprovante%20vers%c3%a3o%20final.pdf.txt7db9e8742b8592f29e157818a42063afMD58THUMBNAILDissertacao + folha de aprovacao.pdf.jpgDissertacao + folha de aprovacao.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5938https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/7/Dissertacao%20%2b%20folha%20de%20aprovacao.pdf.jpg4cb8b7a267f5d14eb480f937c71be82dMD57carta comprovante versão final.pdf.jpgcarta comprovante versão final.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg14108https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/9/carta%20comprovante%20vers%c3%a3o%20final.pdf.jpg7e89010c7ee5e69c532dc20b2e877537MD59ufscar/127222023-09-18 18:31:54.639oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/12722Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:54Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Formulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticas
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Semiclassical formulations of quantum mechanics: an analysis of the singular oscillator through the Weyl-Wigner formalism and quantum trajectories
title Formulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticas
spellingShingle Formulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticas
Silva, Caio Fernando e
Weyl-Wigner
Equilíbrio termodinâmico
Trajetórias bohmianas
Semiclassicalidade
Horava-Lifshitz
Oscilador singular
Thermodynamic equilibrium
Bohmian trajectories
Semiclassicality
Singular Oscillator
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA CLASSICA E FISICA QUANTICA; MECANICA E CAMPOS
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA ESTATISTICA E TERMODINAMICA
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::RELATIVIDADE E GRAVITACAO
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL
title_short Formulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticas
title_full Formulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticas
title_fullStr Formulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticas
title_full_unstemmed Formulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticas
title_sort Formulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticas
author Silva, Caio Fernando e
author_facet Silva, Caio Fernando e
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4183915878240703
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Caio Fernando e
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Bernardini, Alex Eduardo de
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5215976260958847
dc.contributor.authorID.fl_str_mv ea047906-6cea-404b-92f2-b44e92f43f5b
contributor_str_mv Bernardini, Alex Eduardo de
dc.subject.por.fl_str_mv Weyl-Wigner
Equilíbrio termodinâmico
Trajetórias bohmianas
Semiclassicalidade
Horava-Lifshitz
Oscilador singular
topic Weyl-Wigner
Equilíbrio termodinâmico
Trajetórias bohmianas
Semiclassicalidade
Horava-Lifshitz
Oscilador singular
Thermodynamic equilibrium
Bohmian trajectories
Semiclassicality
Singular Oscillator
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA CLASSICA E FISICA QUANTICA; MECANICA E CAMPOS
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA ESTATISTICA E TERMODINAMICA
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::RELATIVIDADE E GRAVITACAO
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL
dc.subject.eng.fl_str_mv Thermodynamic equilibrium
Bohmian trajectories
Semiclassicality
Singular Oscillator
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA CLASSICA E FISICA QUANTICA; MECANICA E CAMPOS
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA ESTATISTICA E TERMODINAMICA
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::RELATIVIDADE E GRAVITACAO
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL
description The usual quantum mechanics formalism does not address relevant points of the semiclassical limit. In this work two theoretical approaches will be considered: Bohmian mechanics and the Weyl-Wigner formulation. The singular oscillator will be used as a platform to analytically obtain quantumness quantifiers for anharmonic systems. The first part will be concerned with a pure quasi-Gaussian state, for which the corresponding Bohmian trajectories will be calculated and are shown to deviate from the classical one due to the quantum potential. In the second part, a canonical ensemble will be considered by using the Weyl-Wigner formalism, with which it is possible to derive a thermalized Wigner function. Given that the potential is anharmonic, topological fluctuations on the phase space are expected and will be investigated for the Wigner flux. The influence of the thermal fluctuations will be distinguished from its quantum counterpart, which is diminished for increasing values of the temperature. Also, quantum information conservation equations will be introduced to calculate the global effect of topological fluctuations on the thermal equilibrium Wigner flux. In the last part, the Horava-Lifshitz cosmological model will be studied from both of the aforementioned theoretical perspectives. From them, the scale factor will be parameterized so that the quantumness quantifiers will depend on the spatial curvature of the universe. The results show that for increasing values of the anharmonic parameter, one observes a quasi-classical dynamics, usually associated to harmonic potentials only. Furthermore, Wigner flux topological fluctuations at thermodynamic equilibrium can be detected only locally, given that thermal fluctuations globally suppress non-Liouvillian effects.
publishDate 2020
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2020-05-15T20:16:23Z
dc.date.available.fl_str_mv 2020-05-15T20:16:23Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2020-02-10
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SILVA, Caio Fernando e. Formulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticas. 2020. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12722.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12722
identifier_str_mv SILVA, Caio Fernando e. Formulações semiclássicas da mecânica quântica: uma análise do oscilador singular por meio do formalismo de Weyl-Wigner e trajetórias quânticas. 2020. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12722.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12722
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.confidence.fl_str_mv 600
600
dc.relation.authority.fl_str_mv 347e4ea4-03ee-489a-94fd-4c67360c547f
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Física - PPGF
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/3/Dissertacao%20%2b%20folha%20de%20aprovacao.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/4/carta%20comprovante%20vers%c3%a3o%20final.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/5/license_rdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/6/Dissertacao%20%2b%20folha%20de%20aprovacao.pdf.txt
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/8/carta%20comprovante%20vers%c3%a3o%20final.pdf.txt
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/7/Dissertacao%20%2b%20folha%20de%20aprovacao.pdf.jpg
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/12722/9/carta%20comprovante%20vers%c3%a3o%20final.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 17154425eb66632287c30fd5f4ad66a6
b75726e0313341ffdbe582af38fafe60
e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34
710e2e5c1fa8b8cdb18f6d5375566976
7db9e8742b8592f29e157818a42063af
4cb8b7a267f5d14eb480f937c71be82d
7e89010c7ee5e69c532dc20b2e877537
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1802136373167128576