Quebra de simetria e transição de fase quântica em alguns modelos de acoplamento spin-boson

Eduardo Jordão Neves, J. Fernando Perez

José Arcênio dos Santos. LOURENÇO

Neste trabalho, estudamos algumas influências da Física não-convencional, tal como a quebra da simetria de Lorentz sobre os efeitos da mecânica quântica. Analisamos a dinâmica quântica de uma partícula neutra e de spin- 1/2 que se movimenta em um meio que viola a simetria de Lorentz. Este sistema é mapeado por um acoplamento não mínimo de CPT-impar entre bósons e férminos. No limite não-relativístico, estudamos as fases geométricas associada a este modelo sobre a influência do parâmetro que controla a quebra da simetria de Lorentz. Assim, usamos as fórmulas destas fases geométricas para impor limites experimentais para intensidade de tal meio. Além disso, estudamos uma analogia dos níveis de Landau e da condutividade Hall relacionados a sistemas de baixas energias.

Matheus Schossler, Rodrigo G. Pereira

Jesus Maria Herazo Warnes

A questao da natureza das transicoes de fases de sistemas de redes de bosons tem se tornado cada vez mais urgente a vista da capacidade de carregamento de atomos ultrafrios em redes opticas. Nesta tese, tentamos avancar este conhecimento atraves do estudo de 3 modelos basicos de redes de bosons interagentes. Inicialmente, determinamos o diagrama de fases c as propriedades fisicas do modelo bosonico de impureza unica de Anderson. Este modelo e interessante tanto em si mesmo quanto por causa de sua relacao com outras abordagens teoricas tais como a teoria dinâmica de campo medio bosonica. Usamos como estrategia a inclusao de um pequeno campo externo acoplado ao parâmetro de ordem superfluido, que quebra a simetria global de calibre do modelo. Desta forma, foi possivel estudar a transicao de condensacao de Base-Einstein atraves do criterio de quebra espontânea de simetria global de calibre. Outras quantidades como a ocupacao da impureza, o desvio padrao da ocupacao e a susceptibilidade com respeito ao campo externo tambem foram calculadas, caracterizando a transicao de fase do modelo. Alguns desses resultados foram comparados com aqueles ja obtidos na literatura atraves do grupo de renormalizacao numerico. Encontramos bom acordo entre os dois metodos. O segundo estudo realizado nesta tese refere-se ao comportamento critico do modelo de Bose-Hubbard desordenado atraves da chamada teoria de campo medio estocastica. O objeto central dessa teoria de campo medio e a distribuicao de parâmetros de ordem P(?). Estudos numericos estabelecem que perto da linha critica que separa as fases superfluida e vidro de Base do modelo, essa distribuicao exibe uma grande regiao com comportamento de lei de potencia P(?) ~ ? ^-(1+s_c), onde s_c < 1. Usando esse comportamento como tentativa, obtivemos analiticamente tanto a fronteira de fases quanto o valor do expoente critico da lei de potencia s_c , encontrando um razoavel acordo com os resultados numericos e avancando o entendimento da natureza da transicao de fase especifica ao modelo desordenado. Finalmente, o modelo de Bose-Hubbard desordenado para particulas de spin-1 foi estudado dentro da teoria de campo medio estocastica. As distribuicoes de probabilidade de varias quantidades fisicas como o parâmetro de ordem superfluido, o desvio padrao da ocupacao por sitio, a fracao do condensado, o quadrado do operador de spin, bem como seus valores medios, foram determinados para as tres fases do modelo, a saber, o superfluido polar, o isolante de Mott e o vidro de Bose. Uma completa caracterizacao das propriedades fisicas dessas fases e das transicoes de fase entre elas foi estabelecida Abstr

Fabrizio Oliviero

Os líquidos quânticos de spin estão entre as fases da matéria mais investigadas que se afastam do paradigma da quebra simultânea de simetria e da teoria líquido de Fermi. Neste trabalho, estudamos um modelo de Heisenberg de spin 1/2 na rede kagomé, com interação de troca Jd entre os spins conectados pelas diagonais dos hexágonos e com uma quiralidade escalar de fuxos alternados Jχ que acopla os três spins dos triângulos. Aplicamos um campo médio baseado na representação de pártons e mostramos que o modelo apresenta um líquido de spin quiral sem gap no regime em que Jχ é a interação dominante. A fase sem gap, é equivalente à outras fases que são obtidas a partir de soluções de campo médio utilizando representação de férmions de Majorana com superfícies de Fermi retilínia protegidas por simetria. Nosso objetivo é estudar as mudanças no espectro dos spínons em função da razão Jd/|Jχ| para dois casos de um ansatz na teoria de campo médio. Esperamos que no limite em que Jd é o acoplamento relevante, temos uma fase magnética com ordenamento não-coplanar; o estado cuboc-2. A transição de fase é analisada em termos dos parâmetros de ordem oriundos do campo médio e pela busca de instabilidades na susceptibilidade generalizada. Acreditamos que esse trabalho é importante porque fornece um exemplo de transição de fase entre um líquido de spin quiral e uma fase magnética ordenada não trivial.

Isabela Corrêa Berger