Con ayuda de la regla de diferenciación de Leibnitz obtenemos una formulación matricial para problemas mecánico-cuánticos de evolución temporal. Puesto que no es necesario elegir un conjunto base, se evita la evaluación de elementos matriciales del Hamiltoniano a través de productos escalares.
El problema a resolver es el de lograr mayor conocimiento, sobre el tema de la Dinámica Cuántica y su Límite Clásico, del cual el sistema científico dispone actualmente. La Dinámica Cuántica es un tema abierto. La comparación con el conocimiento acumulado en la Dinámica Clásica, expone claramente esta situación. Si bien se pueden mencionar determinadas áreas conceptuales como la de los Invariantes Dinámicos, el desarrollo de este tema se ha dado fundamentalmente dentro de campos de aplicación específicos, como por ejemplo en el de ``Muchos Cuerpos", Materia Condensada y Óptica Cuántica. En nuestra metodología consideramos, que la evolución de los operadores cuánticos es la canónica y que el generador de la evolución temporal de las variables clásicas es el valor medio del Hamiltoniano total. Como resultado, todas las propiedades del sistema cuántico (por ejemplo el Principio de Incerteza) se verifican para todo tiempo. Este enfoque no solo representa una buena aproximación, sino que podría describir la interacción entre sistemas microscópicos y macroscópicos, como en los casos de (i) la interacción de un sistema cuántico con un baño o (ii) un proceso de medición. Además, proporciona un modelo exactamente solucionable para el problema de medición cuántica.El objetivo general de este plan de trabajo en de omvestigación es avanzar en el conocimiento formal y aplicado, de la Dinámica Cuántica y su Límite clásico. Para ello se plantean los siguientes objetivos particulares: 1) El estudio de la dinámica de Hamiltonianos no lineales relevantes y de formas hamiltonianas bosónicas no estables. 2) El estudio del Límite Clásico de la Dinámica Cuántica. 3) El estudio y aplicaciones a sistemas relevantes, de Aproximaciones Semiclásicas, especialmente la Aproximación Semicuántica y su Límite Clásico. 4) El desarrollo del tema Juegos Cuánticos. En particular para la representación de la interacción dinámica de sistemas físicos. 5) El desarrollo de nuevos Cuantificadores de Información, tanto clásicos como cuánticos. Adicionalmente 6) La posible aplicación de Modelos Dinámicos de la Física (fundamentalmente cuánticos) y Cuantificadores de Información derivados del mismo campo, a otras ramas del conocimiento, como biología, economía, etc. La metodología de trabajo involucra desarrollos analíticos y desarrollos computacionales, e implica manejo de herramientas teóricas en los ámbitos de la mecánica cuántica, dinámica clásica y cuántica y teoría de la información.
La interpretación modal Hamiltoniana de la mecánica cuántica sostiene que los sistemas, en el ámbito de la realidad cuántica, son haces de propiedades posibles, sin sustancia subyacente. Las propiedades que se hacen actuales, es decir aquéllas que adquieren valor definido instante a instante, no pueden ser todas, ya que esto llevaría a inconsistencias, como lo muestra el Teorema de Kochen-Specker. Esto implica que debemos elegir un contexto de actualización, esto es, un subconjunto de todo el conjunto de propiedades posibles, cuyas propiedades adquieren valores definidos. En este sentido, la interpretación modal-Hamiltoniana elige como contexto de actualización la descomposición átomica del espacio de Hilbert en autosubespacios del Hamiltoniano y todas las composiciones de éstos. Esto permite explicar satifactoriamente varios problemas interpretativos de la mecánica cuántica: el problema de la medición, el problema de la contex- tualidad, el problema de la indistinguibilidad y el problema de la no-localidad, como también permite describir adecuadamente un conjunto de ejemplos físicos típicos de la práctica de la física. Durante el trabajo de esta tesis doctoral, se desarrolló una reformulación de la interpretación modal-Hamiltoniana de la mecánica cuántica. Para ello se aplicaron ideas de la teoría de grupos, con el fin de asegurar la invariancia del contexto de actualización ante el cambio de sistema de referencia. De modo natural, entonces, se definió el contexto de actualización como aquel identificado por los operadores de Casimir del grupo de simetría de la mecánica cuántica: el grupo de Galileo extendido centralmente. Posteriormente se estudió la posibilidad de extender estas ideas al ámbito de la teoría cuántica relativista, donde el grupo de simetría es el de Poincaré y algún otro grupo de simetría interna compacto. Finalmente, con el fin de asegurar que los observables con valores actuales en las teorías relativistas y no relativistas estuviesen correctamente relacionados a través de un límite adecuado, se empleó una contracción de Inönü-Wigner del grupo de Poincaré extendido trivialmente al grupo de Galileo extendido centralmente. De este modo, los operadores de Casimir de ambos grupos quedaron correctamente relacionados y se pudo definir la regla de actualización correspondiente al ámbito relativista
Este trabajo presenta algunas discusiones preliminares a una reconstrucción de la mecánicacuántica desde una perspectiva estructuralista. Intento responder a la pregunta por lostérminos MQ- no teóricos, es decir, qué magnitudes pueden ser medidas con independenciade la ecuación de Schrödinger y de la regla de Born. Uno de los aspectos relevantes que puedeser analizado una vez que se ha respondido a esta pregunta es el problema de la medición.Dado que el problema de la medición está directamente relacionado con el carácter linealde la evolución temporal del estado dada por la ecuación de Schrödinger, la medición delos valores de aquellos conceptos que no presupongan esta ley no se verá afectada por esteproblema. Si bien esto no responde a todas las preguntas sobre la medición cuántica, indicaun primer paso a dar en la dirección hacia una comprensión más acabada de este problema.
En esta tesis aplicamos las tecnicas del grupo de renormalizacion para tratar teorias de campos fuera del equilibrio. Dos elementos se combinan en este trabajo: i) la formulacion wilsoniana del grupo de renormalizacion, es decir, la eliminacion recursiva de grados de libertad en cierto intervalo de escalas; y ii) el analisis de sistemas cuanticos abiertos mediante las tecnicas del funcional de influencia y de las integrales de camino temporal cerrado. El sistema que analizamos es el de un campo escalar con un corte ultravioleta en el impulso. Usamos para describirlo una funcional generadora de camino temporal cerrado, adecuada para calcular la evolucion causal y real de los valores de expectacion. Integrando explicitamente sobre los modos con impulsos que se encuentran en una capa infinitesimal alrededor del corte, obtenemos una descripcion efectiva para el resto de los modos. Iterando el procedimiento, deducimos las ecuaciones de grupo de renormalizacion, cuyo flujo genera de manera natural terminos de ruido y disipacion. Este metodo es usado para estudiar un campo con interacciones de tipo λΦ4 , y los resultados son aplicados a un modelo para calcular el espectro del campo del inflaton en el universo temprano. Mostramos tambien que las mismas ideas, desarrolladas en principio para una teoria cuantica de campos, pueden emplearse para tratar ecuaciones diferenciales estocasticas. El metodo es ilustrado deduciendo varios resultados conocidos acerca de la ecuacion de Kardar−Parisi−Zhang.
En este trabajo consideramos una partícula cuántica acoplada linealmente a un entorno compuesto por un conjunto continuo de osciladores armónicos. Resolvemos este problema por medio de una diagonalización exacta del Hamiltoniano, utilizando un método de prolongación analítica para el problema de autovalores. Obtenemos la ecuación maestra para el operador densidad reducido y estudiamos el proceso de pérdida de coherencia, en relación con la transición del período cuántico al período clásico para sistemas abiertos. El aporte esencial de este trabajo está dado por la simplicidad de cálculo que se deriva de la resolución exacta de la ecuación de autovalores. El comportamiento disipativo del sistema es evidenciado por la aparición de autovectores generalizados correspondientes a autovalores complejos del operador hamiltoniano, en el marco de la mecánica cuántica con espacios de Hilbert equipados