Energia, calor e trabalho em sistemas quânticos abertos com dinâmica markoviana

• Autor(a) principal: Luís Henrique Teixeira Reis
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/50041
• topic: Sistemas quânticos abertos; Termodinâmica quântica; Sistemas quânticos; Termodinâmica; Energia

Neste trabalho consideramos a investigação precisa da corrente de energia e seus componentes, calor e trabalho, em alguns sistemas quânticos abertos que são regidos por equações de Lindblad, ou seja, que tem dinâmica markoviana. As expressões para as correntes, bem como a equação principal de Lindblad associada, são obtidas através de um protocolo de interações repetidas. Para a cadeia unidimensional de spins XXZ, apresentamos casos em que diferentes composições de correntes calor e de trabalho, obtidas através do protocolo de interações repetidas, levam à mesma corrente de energia, que pode ser obtida pela equação principal de Lindblad, isto é, para se obter informações sobre o fluxo de calor no sistema e sobre o trabalho realizado sobre o sistema devemos ir além da equação de Lindblad. Ademais, exibimos situações em que a cadeia XXZ apresenta retificação e situações em que pode funcionar em diferentes regimes termodinâmicos: refrigerador, motor e aquecedor. Consideramos também definições alternativas da energia interna de sistemas quânticos abertos que conduzem à diferentes definições de calor e trabalho inseridos no sistema. Mostramos que, para uma certa classe de definições, a informação sobre o fluxo de energia obtido pela equação de Lindblad é a mesma informação obtida pelo protocolo de interações repetidas independente de qual definição de energia interna se usa. Apesar disso, somente através da equação de Lindblad não é possível distinguir calor e trabalho inseridos no sistema. Nossas descobertas deixam claro que, para falar de calor nesses sistemas quânticos de spin impelidos pelas fronteiras, devemos ir além de uma investigação envolvendo apenas a equação principal de Lindblad.