Oscilador armónico cuántico: la energía vibracional en las moléculas

Mario Fernando Angarita Vargas

Javier Ant Almonte, Javier Antonio Almonte Espinal

Julie White

Se realiza un estudio sobre la aparicion de efectos memoria en la relajacion de diversos sistemas cuanticos acoplados estocasticamente a banos termicos que han sido tratados de una forma cuatnica. Este hecho permite estudiar los efectos de las diversas escalas de tiempo que aparecen en el problema. La escala de tiempos que domina en el arelajacion de los sistemas cuanticos viene marcada por la intensidad de la interaccion sistema bano. Las otras dos escalas de tiempo fundamentales que aparecen vienen dadas por la temperatura del bano y el tiempo de correlacion de sus variables dinamicas. La interferencia entre las distintas escalas da lugar a la aparicion de efectos memoria. Se ha estudiado la aparicion de efectos memoria en los siguientes sistemas cuanticos: a) un sistema cuantico de muchos niveles no degenerados. B) un oscilador armonico acoplado linealmente a un bano termico. C) un oscilador anarmonico acoplado linealmente a un bano termico. D) un oscilador de morse acoplado no linealmente a un bano termico. E) un rotor cuantico acoplado linealmente a un bano termico que modeliza la relajacion de moleculas dipolares en medios liquidos no polares.

Leonardo A. Pachón

Durante los ultimos cuarenta anos el estudio de la perdida de energia y coherencia en sistemas cuanticos ha estado basado en el modelo de Ullersma-Caldeira-Legett, un modelo que describe el entorno de los sistemas cuanticos de interes como una coleccion de osciladores armonicos con evolucion clasica. El actual nivel de experimentacion y de control de los sistemas fisicos han puesto en duda la validez del modelo en sistemas moleculares (e.g. complejos fotosinteticos inmersos en solventes, sistemas quimicos en fase liquida o gaseosa y manipulados con pulsos laser intensos), dada la importancia de estos sistemas en el desarrollo de nuevas tecnologias cuanticas y en el entendimiento de los fenomenos cuanticos en sistemas mesoscopicos, se ha hecho necesario el desarrollo de nuevos modelos del entorno y de metodologias eficientes con gran poder de prediccion cuantitativo. Sin embargo, algunos de ellos son modificaciones artificiales del modelo de Ullersma-Caldeira-Legett sin un soporte fisico solido y limpio. El proyecto pretende formular un marco general que permita el estudio de las correlaciones cuanticas en (i) sistemas cuanticos en presencia de banos termicos no-armonicos (e.g. banos formados por moleculas diatomicas fuertemente acopladas) y (ii) sistemas acoplados a banos termicos con estatica termionica (e.g. banos de espines), es decir, se pretende estudiar la dinamica de sistemas cuanticos en contacto con reservorios igualmente cuanticos.

Jose Reyes Portales, Holger G. Valqui

Sergio Javier Avero Rodríguez

A escala humana, nos encontramos inmersos en un mundo puramente clásico, donde las ecuaciones de movimiento y trayectorias se pueden controlar y predecir de manera determinista.Sin embargo, este mundo tangible y ordenado deriva de, a priori, el caos de la física cuántica y la estadística.¿Cómo puede evolucionar un sistema cuántico a los sistemas clásicos que acostumbramos a ver en nuestro día a día?Una de las explicaciones más aceptadas en la actualidad es el fenómeno conocido como decoherencia cuántica.En este trabajo nos dedicaremos a estudiar este fenómeno, deduciendo y aplicando la ecuación maestra de evolución temporal para resolver distintos sistemas cuánticos: oscilador armónico, sistema atómico de dos niveles y dos osciladores armónicos acoplados.Todos ellos inmersos en un baño que interactúa con los sistemas pequeños y que origina el fenómeno de decoherencia.Analizaremos la evolución de los elementos del operador densidad de los sistemas mencionados, es decir, se estudiará la evolución de las poblaciones (elementos diagonales) y las coherencias (elementos no diagonales).Éstas últimas son las responsables de la pérdida de las propiedades cuánticas del sistema.