An Alternative Approach to Open Quantum Systems

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: MONTENEGRO, José Bento Ferreira
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/40924
Resumo: MONTENEGRO, José Bento Ferreira, também é conhecido(a) em citações bibliográficas por: MONTENEGRO, B. & PARISIO FILHO, Fernando Roberto de Luna, também é conhecido(a) em citações bibliográficas por: PARISIO, FERNANDO
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We analyse here how the orbital degrees of freedom (position, momentum) of a system represented by a coherent state of the quantum harmonic oscillator coupled with an in-homogeneous magnetic field can suffer transitions when a sequence of measurements if performed in its spin degree of freedom. In other words, the situation is as if the orbital degree of freedom represents a system of interest and the possible outcomes of such a measurement process represents a stochastic source. We shall explicitly show, using an analysis based on the concept of quantum trajectories, that it is a problem to which an analytical solution could be obtained to all relevant physical quantities. Moreover, we could derive an equal-probability rule for the state of our system: similar to the central a priori postulate of statistical mechanics. Through our analytical expressions and a numerical analysis, we could also determine that the continuous measurement process, in general, raises the mean energy of the system keeping its mean position and mean momentum invariant at the cost of making the distribution of their uncertainties broader.CNPqA dinâmica de sistemas quânticos abertos é descrita por um processo estocástico resul- tante da inevitável interação de um sistema de interesse com o seu ambiente. Mais precisa- mente, o ambiente é geralmente escolhido como um sistema externo possuindo um número finito ou infinito de graus de liberdade. Analisaremos aqui como os graus de liberdade or- bitais (posição, momentum) de um sistema representado por um estado coerente do oscilador harmônico quântico em contato com um campo magnético não homogêneo podem sofrer tran- sições quando uma sequência de medições do grau de liberdade de spin deste mesmo sistema é efetuada. Em outras palavras, tudo se passa como se os graus de liberdade orbitais represen- tassem um sistema de interesse e os possíveis resultados destas medições representassem uma fonte de aleatoriedade. Mostraremos, utilizando uma análise baseada no conceito de trajetórias quânticas, que trata-se de um problema em que expressões analíticas fechadas puderam ser obtidas para todas as quantidades físicas de interesse. Além disso, descobrimos que o estado do sistema obedece a uma regra de iguais probabilidades, semelhante ao postulado central a priori da mecânica estatística. Utilizando nossas expressões analíticas, bem como uma análise numérica, descobrimos também que, em geral, o processo de medição de spin aumenta a en- ergia média do sistema, mantendo sua posição média e seu momentum médio invariantes às custas de aumentar também a distribuição de suas respectivas variâncias.engUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em FisicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessFísica Teórica e ComputacionalSistemas abertosMediçãoSpinAn Alternative Approach to Open Quantum Systemsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO José Bento Ferreira Montenegro.pdfDISSERTAÇÃO José Bento Ferreira Montenegro.pdfapplication/pdf2640134https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/40924/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Jos%c3%a9%20Bento%20Ferreira%20Montenegro.pdf357f87db2895b11e6d39b255910119a0MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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