Propriedades estruturais, teoremas de flutuação e termodinâmica em temperaturas finitas dos condensados de Bose-Einstein espinoriais (2025)
- Authors:
- Autor USP: DONATO, MÁRIO HENRIQUE FIGLIOLI - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCM
- DOI: 10.11606/T.76.2025.tde-25092025-081954
- Subjects: CONDENSADO DE BOSE-EINSTEIN; TERMODINÂMICA; FÍSICA MODERNA
- Keywords: Condensados de Bose-Einstein espinoriais; Condensados em temperatura finita; Condensates at finite temperatures; Fluctuation theorems; Irreversibilidade; Irreversibility; Quantum thermodynamics; Spinor Bose-Einstein condensates; Teoremas de flutuação; Termodinâmica quântica
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Os condensados de Bose-Einstein (CBEs) espinoriais em seu regime ideal (temperatura zero, na ausência de excitações) apresentam-se como uma importante plataforma de estudo de partículas ultrafrias com graus de liberdade internos. Em geral, dados esses graus de liberdade internos (como o spin atômico total) das partículas, propriedades simétricas e topológicas não triviais podem emergir naturalmente na estrutura do parâmetro de ordem do sistema, e são assunto de interesse na literatura. Neste trabalho de doutorado, buscamos ir além do regime ideal dos CBEs espinoriais ao descrever o sistema condensado de maneira completamente quântica (i.e., com o operador densidade) em temperaturas finitas. Nesta tese apresentamos nossas metodologias e resultados mais relevantes, incluindo um estudo formal acerca da descrição estrutural dos sistemas com CBEs espinoriais, estimando os autoestados e autoenergias do hamiltoniano do sistema a partir de uma teoria quântica para as excitações de Bogoliubov e mostrando como elas são úteis ao descrever o equilíbrio em baixas temperaturas finitas desse sistema. Em adição, supondo que o condensado evolua unitariamente, analisamos a possibilidade de escrever teoremas de flutuação para CBEs espinoriais e, consequentemente, discutir a irreversibilidade de processos nesse contexto. Mostramos que o princípio variacional que determina o parâmetro de ordem de equilíbrio pode ser interpretado como um teorema de flutuação, e, com esse fato, construímosteoremas de flutuação (na forma de desigualdade de Clausius) para sistemas condensados mais gerais no regime de campo clássico (utilizando uma chave seletora quântica de protocolos temporais). Além disso, supondo uma evolução não unitária, apresentamos um modelo original para a equação mestra de um CBE espinorial em temperaturas finitas, que pode ser aproximado em uma Eq. de Lindblad e gerar uma Eq. de Gross-Pitaevskii não unitária no regime de campo clássico do condensado. Por fim, discutimos também maneiras alternativas de construir teoremas de flutuação a partir de medições das distribuição espacial das densidades de energia ou de número de partículas em CBEs espinoriais
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2025
- Data da defesa: 25.07.2025
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
DONATO, Mário Henrique Figlioli. Propriedades estruturais, teoremas de flutuação e termodinâmica em temperaturas finitas dos condensados de Bose-Einstein espinoriais. 2025. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-25092025-081954/. Acesso em: 03 jan. 2026. -
APA
Donato, M. H. F. (2025). Propriedades estruturais, teoremas de flutuação e termodinâmica em temperaturas finitas dos condensados de Bose-Einstein espinoriais (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-25092025-081954/ -
NLM
Donato MHF. Propriedades estruturais, teoremas de flutuação e termodinâmica em temperaturas finitas dos condensados de Bose-Einstein espinoriais [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 03 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-25092025-081954/ -
Vancouver
Donato MHF. Propriedades estruturais, teoremas de flutuação e termodinâmica em temperaturas finitas dos condensados de Bose-Einstein espinoriais [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 03 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-25092025-081954/ - Excitações topológicas em condensados de Bose-Einstein espinoriais
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Informações sobre o DOI: 10.11606/T.76.2025.tde-25092025-081954 (Fonte: oaDOI API)
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