Medições infinitesimais de variação de energia em sistemas quânticos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AWUNW3 |
Resumo: | Propriedades termodinâmicas de sistemas quânticos têm sido objeto de vários trabalhos recentes. Nestadissertação, partimos de uma breve revisão de trabalhos sobre termodinâmica quântica, com foco na primeira lei da termodinâmica. Explicamos que não existe uma única maneira de se denir trabalho e calor em sistemas quânticos e, partindo de uma das denições mais usuais, apresentamos o método proposto por Augusto Roncaglia et al. [1] para medir trabalho. Neste artigo eles propõem um método para medir a variação da energia interna de um sistema quântico como uma única medida, através de duas interações entre um sistema principal e um auxiliar. Este método será usado como ponto de partida para esta dissertação. Explicamos, então, como transformar este protocolo em um que monitora o sistema continuamente e descrevemos quais condições este sistema deve obedecer para que possamos monitorá-lo. Mostramos como funciona um sistema auxiliar que serve de aparelho de medida e denimos um fator de qualidade para esta medida. Por último, fazemos um estudo de caso, em um sistema especíco e mostramos como reconstruir uma hamiltoniana desconhecida dependente do tempo. Para isso zemos um programa que simula medições de variação de energia, como propostas nesta dissertação, e mostramos que, de fato, o métodoconsegue, não apenas reconstruir uma hamiltoniana desconhecida, como também obter calor e trabalho trocados entre sistema e reservatório. |
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Marcelo Paleologo Elefteriadis de Franca SantosNadja Kolb BernardesCarlos Henrique MonkenRonald DickmanGabriel Pimenta Martins2019-08-10T02:52:33Z2019-08-10T02:52:33Z2017-10-05http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AWUNW3Propriedades termodinâmicas de sistemas quânticos têm sido objeto de vários trabalhos recentes. Nestadissertação, partimos de uma breve revisão de trabalhos sobre termodinâmica quântica, com foco na primeira lei da termodinâmica. Explicamos que não existe uma única maneira de se denir trabalho e calor em sistemas quânticos e, partindo de uma das denições mais usuais, apresentamos o método proposto por Augusto Roncaglia et al. [1] para medir trabalho. Neste artigo eles propõem um método para medir a variação da energia interna de um sistema quântico como uma única medida, através de duas interações entre um sistema principal e um auxiliar. Este método será usado como ponto de partida para esta dissertação. Explicamos, então, como transformar este protocolo em um que monitora o sistema continuamente e descrevemos quais condições este sistema deve obedecer para que possamos monitorá-lo. Mostramos como funciona um sistema auxiliar que serve de aparelho de medida e denimos um fator de qualidade para esta medida. Por último, fazemos um estudo de caso, em um sistema especíco e mostramos como reconstruir uma hamiltoniana desconhecida dependente do tempo. Para isso zemos um programa que simula medições de variação de energia, como propostas nesta dissertação, e mostramos que, de fato, o métodoconsegue, não apenas reconstruir uma hamiltoniana desconhecida, como também obter calor e trabalho trocados entre sistema e reservatório.Thermodynamical properties of quantum systems have been the object of study from many recent papers. In this dissertation, we begin with a brief review of quantum thermodynamics papers, where we focus on the rst law. We show that there are many different denitions of work and heat on quantum systems. We focus on one of the most usual denitions andwe present a recent work from Augusto Roncaglia et al. [1]. On this paper, they propose a method to measure the variation of the internal energy of a quantum system between two instants of time with a single measure by making the system interact with an ancilla twice. This method will be used as a starting point for this dissertation. We will explain how totransform the measurement protocol into one that continuously monitors a system and we will describe some conditions that the system must obey to make this monitoring possible. We show how the ancilla, which will also serve as the measurement apparatus, work and we will dene a quality factor for the measures. At last, we will study a specic system and will show how to use the protocol to obtain the time-dependance of an unknown hamiltonian. In order to do this, we use an algorithm that simulates the measurements proposed here and show that the protocol can not only effectively reconstruct the unknown hamiltonian but also obtain the total work and heat exchanged between the system and a reservoir.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGMecânica quânticaOptica quanticaTermodinâmicaTermodinâmica quânticaDinâmicas estocásticasMedição de trabalho e calorMedições infinitesimais de variação de energia em sistemas quânticosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALdisserta__o___gabriel_pimenta_martins.pdfapplication/pdf2575775https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-AWUNW3/1/disserta__o___gabriel_pimenta_martins.pdfb29421f4b3025473b0339141b19ce767MD51TEXTdisserta__o___gabriel_pimenta_martins.pdf.txtdisserta__o___gabriel_pimenta_martins.pdf.txtExtracted texttext/plain108502https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-AWUNW3/2/disserta__o___gabriel_pimenta_martins.pdf.txt5849a53fa5d69fc9a1a937a5cfadaa8cMD521843/BUOS-AWUNW32019-11-14 06:29:20.013oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUOS-AWUNW3Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T09:29:20Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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