Orientador: Aurea Rosas Vasconcelos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-18T12:14:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_MarcusViniciusMesquitade_M.pdf: 1503121 bytes, checksum: 3e08d6c1cad08966e0622671bd1e244c (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Consideramos a evolução e o estado estacionário da população de modos polares de vibração em uma cadeia de biomoléculas. Esses modos polares são excitados através do acoplamento com uma fonte de energia metabólica e interagem anarmonicamente com um contínuo elástico. Grupos de modos polares são acoplados desse modo via termos não-lineares nas equações cinéticas, que admitem solução numérica. Demonstra-se que essa não-Iinearidade é a fonte de um fenômeno novo e inesperado nessa espécie de sistema: após um certo limite de intensidade da fonte alimentadora, faixas de modos polares correspondentes aos de freqüências mais baixas têm sua população grandemente amplificada de uma maneira similar a uma condensação de Bose-Einstein. O tempo de transiente para o estado estacionário condensar é muito curto (da ordem de picosegundos), ocorrendo mesmo para valores pequenos do fator de acoplamento anarmônico responsável pelo seu surgimento e requerendo baixos níveis de energia metabólica. Comentamos possíveis conseqüências biofísicas importantes / Abstract: We consider the nonequilibrium and dissipative evolution and steady state of the population of vibrational polar modes in a chain of biomolecules. These polar modes are excited through the coupling with a metabolic pumping source and are in anharmonic interaction with an elastic continuum. Groups of polar modes are coupled in this way through nonlinear terms in the kinetic equations, which admit numerical solution. This nonlinearity is shown to be the source of a new and unexpected phenomenon characterizing complex behaviour in this kind of systems: after a threshold of intensity of the pumping source is achieved, bundles of polar modes corresponding to those with the lowest frequencies increase enormously their population in a way reminiscent of a Bose-Einstein condensation. The transient time for the steady-state condensate to follow is very short (picosecond time scale); and is realized even for weak values of the anharmonic coupling strength responsible for its occurrence. Further it seemingly requires low levels of metabolic pumping power. We comment on possible important biophysical consequences / Mestrado / Física / Mestre em Física

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No contexto da teoria de Bogoliubov determinamos as configurações de equilíbrio e as excitações coletivas de um condensado de Bose-Einstein espinorial homogêneo com spin hiperfino S = 1, na presença e na ausência de um campo magnético externo. Na tese mapeamos as configurações de equilíbrio em função dos parâmetros e m, onde q está relacionado com a intensidade do termo quadrático da energia de Zeeman, c2 é a intensidade do termo da interação átomo-átomo dependente do spin, p é a densidade do condensado e m é a magnetização por partícula. Pelo exame do comportamento dos ramos de energia das excitações coletivas como função do momento determinamos as configurações de equilíbrio estáveis e mostramos que é possível classificá-las pela miscibilidade das componentes a = O e a = f 1, que é uma consequência direta da simetria axial no espaço de spin. O exame do diagrama de fase do sistema indica que ele depende crucialmente do caráter antiferromagnético ou ferromagnético dos átomos. No limite antiferromagnético o estado fundamental é imiscível e de fase indeterminada. Por outro lado no limite ferromagnético o estado fundamental pode ser miscível e de fase determinada. Em contrapartida verificamos a dominância do termo quadrático da energia de Zeeman em ambos os casos, no limite antiferromagnético quando e no limite ferromagnético quando & > 2. Fenômenos tais como o colpaso do condensado e transições de fase são também possíveis. Este trabalho se diferencia dos demais pelo fato de levar em conta explicitamente a conservação da magnetizaçáo do sistema, que nos permitiu fazer um estudo sistemático das configurações de equilíbrio, o que pode servir de guia para futuros estudos de efeitos que ocorrem tanto nas regiões estáveis quanto nas instáveis. / In the framework of the Bogoliubov theory, we determined the equilibrium configurations and the collective excitations of a homogeneous Bose-Einstein S = 1 spinor condensate, in the presence and absence of an externa1 magnetic field. In this thesis we found the equilibrium configurations as function of the parameters and m, where q is the intensity of the quadratic term of the Zeeman energy, ca is the intensity of the spin dependent atom-atom interaction term, p is the condensate density and m the magnetization per particle. By the study of the behaviour of the collective excitation energies as function of the moment, we found the stable equilibrium configurations and we show that they can be classified by the miscibility of the components a = O and a f 1, which is a direct consequence of the axial symmetry in the spin space. Examining the phase diagram, we see that it depends on the antiferromagnetic or ferromagnetic character of the atoms. In the antiferromagnetic limit, the ground state is imiscible and with an undetermined phase. However in the ferromagnetic limit the ground state can be miscible and with a fixed phase. On the other hand, we see in both cases the dominance of the quadratic term of the Zeeman energy, wlien & > O in the antiferromagnetic limit and wlien A- > 2 in the ferromagnetic limit. Phenomena such as condensate collapse and phase transition is also possible. This work differs from others by taking explicitly into account the conservation of the magnetization of the system, wich allowed us to perform a sistematic study of the equilibrium configurations, that can be a guide to future studies of effects that occur not only at the stable as also in the unstable regions

No contexto da teoria de Bogoliubov determinamos as configurações de equilíbrio e as excitações coletivas de um condensado de Bose-Einstein espinorial homogêneo com spin hiperfino S = 1, na presença e na ausência de um campo magnético externo. Na tese mapeamos as configurações de equilíbrio em função dos parâmetros e m, onde q está relacionado com a intensidade do termo quadrático da energia de Zeeman, c2 é a intensidade do termo da interação átomo-átomo dependente do spin, p é a densidade do condensado e m é a magnetização por partícula. Pelo exame do comportamento dos ramos de energia das excitações coletivas como função do momento determinamos as configurações de equilíbrio estáveis e mostramos que é possível classificá-las pela miscibilidade das componentes a = O e a = f 1, que é uma consequência direta da simetria axial no espaço de spin. O exame do diagrama de fase do sistema indica que ele depende crucialmente do caráter antiferromagnético ou ferromagnético dos átomos. No limite antiferromagnético o estado fundamental é imiscível e de fase indeterminada. Por outro lado no limite ferromagnético o estado fundamental pode ser miscível e de fase determinada. Em contrapartida verificamos a dominância do termo quadrático da energia de Zeeman em ambos os casos, no limite antiferromagnético quando e no limite ferromagnético quando & > 2. Fenômenos tais como o colpaso do condensado e transições de fase são também possíveis. Este trabalho se diferencia dos demais pelo fato de levar em conta explicitamente a conservação da magnetizaçáo do sistema, que nos permitiu fazer um estudo sistemático das configurações de equilíbrio, o que pode servir de guia para futuros estudos de efeitos que ocorrem tanto nas regiões estáveis quanto nas instáveis. / In the framework of the Bogoliubov theory, we determined the equilibrium configurations and the collective excitations of a homogeneous Bose-Einstein S = 1 spinor condensate, in the presence and absence of an externa1 magnetic field. In this thesis we found the equilibrium configurations as function of the parameters and m, where q is the intensity of the quadratic term of the Zeeman energy, ca is the intensity of the spin dependent atom-atom interaction term, p is the condensate density and m the magnetization per particle. By the study of the behaviour of the collective excitation energies as function of the moment, we found the stable equilibrium configurations and we show that they can be classified by the miscibility of the components a = O and a f 1, which is a direct consequence of the axial symmetry in the spin space. Examining the phase diagram, we see that it depends on the antiferromagnetic or ferromagnetic character of the atoms. In the antiferromagnetic limit, the ground state is imiscible and with an undetermined phase. However in the ferromagnetic limit the ground state can be miscible and with a fixed phase. On the other hand, we see in both cases the dominance of the quadratic term of the Zeeman energy, wlien & > O in the antiferromagnetic limit and wlien A- > 2 in the ferromagnetic limit. Phenomena such as condensate collapse and phase transition is also possible. This work differs from others by taking explicitly into account the conservation of the magnetization of the system, wich allowed us to perform a sistematic study of the equilibrium configurations, that can be a guide to future studies of effects that occur not only at the stable as also in the unstable regions

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In this work, we theoretically analyze the behavior of a Bose-Einstein condensate when it is submitted to oscillatory interactions. For that, a homogeneous magnetic field is applied, tuned near a Feshbach resonance, and then it is set to oscillate in time. This variation of the magnetic field causes a scattering length oscillation, which oscillates to interatomic interaction. Thus, we study collective and topological excitations due this oscillation in the interaction. In addition, we have seen a coupling between collective modes as well a dynamical phase transition associated to topological excitation / Neste trabalho, analisamos teoricamente o comportamento de um condensado de Bose-Einstein quando submetido a interações oscilatórias. Para tal, é aplicado um campo magnético homogêneo, sintonizado próximo a uma ressonância de Feshbach e então colocado a oscilar no tempo. Esta variação do campo magnético faz com que o comprimento de espalhamento oscile, oscilando portanto a interação entre os átomos. Com isso, estudamos as excitações coletivas e topológicas provocadas devido a oscilação da interação. Além disso, vimos o acoplamento entre modos coletivos e uma transição de fase dinâmica associada a excitação topológica

Nesta dissertação nós revisamos a teoria básica que descreve a junção Josephson bosônica para uma e duas espécies partindo do modelo de Bose-Hubbard. Em seguida explicamos como é possível gerar campos de calibe artificiais em um sistema de átomos neutros, como é o caso do condensado de Bose-Einstein. Finalmente, utilizando os conhecimentos teóricos desenvolvidos anteriormente nós buscamos os estados estacionários de um sistema de pseudospin 1/2 submetido a um campo de calibre não-Abeliano artificial, que torna a dinâmica da junção muito mais complexa e rica. Nós também exploramos um novo desbalanceamento de população que surge no sistema, devido a presença do campo de calibre, com características similares as do Macroscopic Quantum Self-Trapping. / In this dissertation we review the basic theory that describes the bosonic Josephson junction for one and two species using the Bose-Hubbard model. Afterwards, we explain how it is possible to generate artificial gauge fields for neutral atoms, like a Bose-Einstein condensate. Finally, using this theoretical background we search for stationary states of a pseudospin 1/2 system subject to a non-Abelian artificial gauge field which turns the dynamic of the junction much more complex and rich. We also explore a possible new populational imbalance that appears on the system due to the presence of the gauge field, with similar features as the Macroscopic Quantum Self-Trapping.

The two-particle correlation function is measured for neutral current DIS events with 5 < Q2 < 100 GeV2 with data taken by the H1 detector at HERA with -vFs = 300 GeV during the 1994 run period corresponding to an integrated luminosity of 1.3 pb-1. The diffractive and non-diffractive selections of the data are analysed separately, and both exhibit an enhanced correlation for small 4-momentum difference for like-sign pairs as expected from Bose-Einstein interference in the production amplitudes for identical boson pairs. Fits using a Gaussian parametrisation of the enhancement yield no statistically significant difference between the diffractive and non-diffractive samples. The non-diffractive data sample is further separately analysed in three bins of each of the kinematic variables x, Q2, and W as well as mean particle density, (dn/dry*), in the hadronic centre of mass frame. Of these a strong evolution of the Gaussian fit parameters is observed with increasing particle density only. The non-diffractive data are also compared to three fit parameterisations: Gaussian, exponential, and power-law. The most favourable X2 is obtained for the exponential fit, though the power-law attains a similarly successful description of the data in the region of low 4-momentum difference.