Transporte em cadeias quânticas fora do equilíbrio com potenciais quasiperiódicos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lacerda, Artur Machado
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-27102020-193428/
Resumo: Sistemas quasiperiódicos unidimensionais tem sido um extenso objeto de pesquisa, tanto para físicos quanto para matemáticos. Esse interesse é movido, principalmente, pelas interessantes propriedades de localização desses sistemas e a natureza fractal dos espectros de energia. O mais paradigmático desses sistemas é o modelo de Aubry-André-Harper (AAH), que é bem conhecido por apresentar um transição de localização quando a força do potencial é aumentada, em que seus autoestados vão de estendidos para localizados. As propriedades de localização dos autoestados provocam consequências dramáticas no regime de transporte do sistema. Nesta dissertação, utilizamos simulações numéricas para estudar as propriedades de transporte de cadeias fermiônicas acopladas a banhos térmicos nas extremidades, sujeitas a duas escolhas de potenciais quasiperiódicos: o modelo AAH e o modelo de Fibonacci. O regime de transporte é classificado verificando-se a dependência da corrente de partícula com o tamanho do sistema no estado estacionário de não-equilíbrio (NESS), que calculamos numericamente. O trabalho focou-se principalmente na interação entre os potenciais quasiperiódicos e dephasing. Mostramos que apesar da ação do ruído de dephasing sempre induzir um comportamente difusivo, as propriedades de transporte do sistema ainda são visivelmente afetadas pelas propriedades de localização dos autoestados. Essa influência é refletida na dependência da constante de difusão com a constante de acoplamente com os banhos de dephasing. Em particular, mostramos que, na fase localizada do modelo AAH e na fase subdifusiva do modelo de Fibonacci, a ação do ruído de dephasing pode levar a um aumento do transporte, isto é, um valor de corrente maior em comparação com o caso sem dephasing.
id USP_21bc694deb7cb7779b4ab13013cd9bbe
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-27102020-193428
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Transporte em cadeias quânticas fora do equilíbrio com potenciais quasiperiódicosTransport in boundary-driven quantum chains with quasiperiodic potentialsAnderson localizationBoundary-driven chainsCadeias quânticas fora do equilíbrioLocalização de AndersonOpen quantum systemsPotenciais quasiperiódicosQuantum transportQuasiperiodic potentialsSistemas quânticos abertosTransporte quânticoSistemas quasiperiódicos unidimensionais tem sido um extenso objeto de pesquisa, tanto para físicos quanto para matemáticos. Esse interesse é movido, principalmente, pelas interessantes propriedades de localização desses sistemas e a natureza fractal dos espectros de energia. O mais paradigmático desses sistemas é o modelo de Aubry-André-Harper (AAH), que é bem conhecido por apresentar um transição de localização quando a força do potencial é aumentada, em que seus autoestados vão de estendidos para localizados. As propriedades de localização dos autoestados provocam consequências dramáticas no regime de transporte do sistema. Nesta dissertação, utilizamos simulações numéricas para estudar as propriedades de transporte de cadeias fermiônicas acopladas a banhos térmicos nas extremidades, sujeitas a duas escolhas de potenciais quasiperiódicos: o modelo AAH e o modelo de Fibonacci. O regime de transporte é classificado verificando-se a dependência da corrente de partícula com o tamanho do sistema no estado estacionário de não-equilíbrio (NESS), que calculamos numericamente. O trabalho focou-se principalmente na interação entre os potenciais quasiperiódicos e dephasing. Mostramos que apesar da ação do ruído de dephasing sempre induzir um comportamente difusivo, as propriedades de transporte do sistema ainda são visivelmente afetadas pelas propriedades de localização dos autoestados. Essa influência é refletida na dependência da constante de difusão com a constante de acoplamente com os banhos de dephasing. Em particular, mostramos que, na fase localizada do modelo AAH e na fase subdifusiva do modelo de Fibonacci, a ação do ruído de dephasing pode levar a um aumento do transporte, isto é, um valor de corrente maior em comparação com o caso sem dephasing.One dimensional quasiperiodic systems have been a vibrant topic of theorical research for physicists and mathematicians alike, owing to their highly non-trivial localization properties and the fractal nature of their energy spectrum. The most paradigmatic of such systems, the Aubry-André-Harper (AAH) model, is well known for suffering a localization transition when the potential strength is increased, in which its eigenstates go from extended to localized, similarly to Anderson phase transition which occurs in disordered three-dimensional systems. The localization of the eigenstates has dramatic effects in the transport regime of the system. In this dissertation, we used numerical simulations to study the transport properties of boundary-driven fermionic quantum chains subject to two choices for the on-site potential: the aforementioned AAH model and the Fibonacci model. The transport regime is classified via the scaling of the particle current with the system size in the non-equilibrium steady state (NESS), which we calculate numerically. Our main focus was the interplay between the quasiperiodic potential and dephasing noise. We showed that even though dephasing always leads to diffusive behaviour, the transport properties of the system are still visibly affected by localization properties of the eigenstates when the coupling to dephasing is small. This influence is reflected in the scaling of the diffusion constant with the coupling. In particular, we showed that, in the localized phase of the AAH model and in the subdifusive phase of the Fibonacci model, dephasing noise may actually lead to an enhanced transport, that is, a larger value of the current compared to the zero dephasing case.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPLandi, Gabriel TeixeiraLacerda, Artur Machado2020-10-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-27102020-193428/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2020-11-12T01:48:17Zoai:teses.usp.br:tde-27102020-193428Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212020-11-12T01:48:17Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Transporte em cadeias quânticas fora do equilíbrio com potenciais quasiperiódicos
Transport in boundary-driven quantum chains with quasiperiodic potentials
title Transporte em cadeias quânticas fora do equilíbrio com potenciais quasiperiódicos
spellingShingle Transporte em cadeias quânticas fora do equilíbrio com potenciais quasiperiódicos
Lacerda, Artur Machado
Anderson localization
Boundary-driven chains
Cadeias quânticas fora do equilíbrio
Localização de Anderson
Open quantum systems
Potenciais quasiperiódicos
Quantum transport
Quasiperiodic potentials
Sistemas quânticos abertos
Transporte quântico
title_short Transporte em cadeias quânticas fora do equilíbrio com potenciais quasiperiódicos
title_full Transporte em cadeias quânticas fora do equilíbrio com potenciais quasiperiódicos
title_fullStr Transporte em cadeias quânticas fora do equilíbrio com potenciais quasiperiódicos
title_full_unstemmed Transporte em cadeias quânticas fora do equilíbrio com potenciais quasiperiódicos
title_sort Transporte em cadeias quânticas fora do equilíbrio com potenciais quasiperiódicos
author Lacerda, Artur Machado
author_facet Lacerda, Artur Machado
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Landi, Gabriel Teixeira
dc.contributor.author.fl_str_mv Lacerda, Artur Machado
dc.subject.por.fl_str_mv Anderson localization
Boundary-driven chains
Cadeias quânticas fora do equilíbrio
Localização de Anderson
Open quantum systems
Potenciais quasiperiódicos
Quantum transport
Quasiperiodic potentials
Sistemas quânticos abertos
Transporte quântico
topic Anderson localization
Boundary-driven chains
Cadeias quânticas fora do equilíbrio
Localização de Anderson
Open quantum systems
Potenciais quasiperiódicos
Quantum transport
Quasiperiodic potentials
Sistemas quânticos abertos
Transporte quântico
description Sistemas quasiperiódicos unidimensionais tem sido um extenso objeto de pesquisa, tanto para físicos quanto para matemáticos. Esse interesse é movido, principalmente, pelas interessantes propriedades de localização desses sistemas e a natureza fractal dos espectros de energia. O mais paradigmático desses sistemas é o modelo de Aubry-André-Harper (AAH), que é bem conhecido por apresentar um transição de localização quando a força do potencial é aumentada, em que seus autoestados vão de estendidos para localizados. As propriedades de localização dos autoestados provocam consequências dramáticas no regime de transporte do sistema. Nesta dissertação, utilizamos simulações numéricas para estudar as propriedades de transporte de cadeias fermiônicas acopladas a banhos térmicos nas extremidades, sujeitas a duas escolhas de potenciais quasiperiódicos: o modelo AAH e o modelo de Fibonacci. O regime de transporte é classificado verificando-se a dependência da corrente de partícula com o tamanho do sistema no estado estacionário de não-equilíbrio (NESS), que calculamos numericamente. O trabalho focou-se principalmente na interação entre os potenciais quasiperiódicos e dephasing. Mostramos que apesar da ação do ruído de dephasing sempre induzir um comportamente difusivo, as propriedades de transporte do sistema ainda são visivelmente afetadas pelas propriedades de localização dos autoestados. Essa influência é refletida na dependência da constante de difusão com a constante de acoplamente com os banhos de dephasing. Em particular, mostramos que, na fase localizada do modelo AAH e na fase subdifusiva do modelo de Fibonacci, a ação do ruído de dephasing pode levar a um aumento do transporte, isto é, um valor de corrente maior em comparação com o caso sem dephasing.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-10-06
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.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-27102020-193428/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-27102020-193428/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815257462951903232