Estudamos transporte quântico dependente de spin em sistemas de ponto e de poço quântico acoplados a contatos magnéticos. O primeiro passo do nosso estudo foi a dedução de fórmulas originais para a corrente e para o ruído em sistemas com tunelamento dependente de spin, através do formalismo de funções de Green de mão equilíbrio. As equações deduzidas reproduzem casos limites da literatura - em particular as fórmulas de Landauer-Buttiker. Posteriormente aplicamos essas fórmulas para estudar três sistemas distintos: (1) ponto quântico acoplado a contatos ferromagnéticos, (2) um ponto quântico acoplado a múltiplos terminais ferromagnéticos, e (3) um poço quântico acoplado a terminais de semicondutor magnético diluído (DMS). No sistema (1) consideramos os alinhamentos paralelo (P) e anti-paralelo (AP) entre as magnetizações dos terminais. Nesse sistema levamos em conta interação de Coulomb e espalhamento de spin no ponto quântico. Com as fórmulas para corrente e ruído deduzidas aqui, encontramos, por exemplo, que a interação de Coulomb, combinada com o magnetismo dos eletrodos, leva a um bloqueio de Coulomb dependente de spin. Esse efeito por sua vez leva a uma polarização da corrente que pode ser modulada (intensidade e sinal) através de uma tens~ao externa. Também encontramos que o espalhamento de spin leva a comportamentos contrastantes entre corrente e ruído. Enquanto a corrente na configuração AP aumenta com a taxa de espalhamento de spin R, o ruído nessa mesma configuração é suprimido para uma certa faixa de valores de R. Um outro efeito interessante que observamos foi a possibilidade de se suprimir o ruído térmico através de uma tensão de porta. Para o sistema (2) mostramos que é possível injetar corrente &#8593-polarizada no ponto quântico e coletar simultaneamente correntes &#8593 e &#8595 polarizadas em terminais diferentes. Além disso, a corrente ao passar do reservatório emissor para um dos reservatórios coletores tem a sua polarização intensificada. Portanto esse sistema pode operar como inversor e amplificador de polarização de corrente. Por último, analisamos os efeitos de terminais DMS e quantização de Landau (na presença de um campo magnético externo) sobre a corrente e o ruído no sistema (3). Encontramos que o efeito Zeeman gigante nos terminais DMS, gerado pela interação de troca s-d, leva a uma polarização da corrente. Em particular, para uma certa faixa de tensão o efeito Zeeman gigante resulta na completa supressão de uma dada componente de spin no transporte. Com isso é possível controlar a polarização da corrente através de uma tensão externa. Também observamos oscilações na corrente, no ruído e no fator de Fano como função do campo magnético. / We study spin dependent quantum transport in quantum dots and quantum well devices attached to magnetic leads. We first derive general formulas, including electron-electron interaction and spin flip, for both current and noise, using the no equilibrium Green function technique (Keldysh). From our equations we regain limiting cases in the literature - in particular the Landauer-Buttiker formula when we neglect electron-electron interaction. We apply these formulas to study three distinct systems: (1) a quantum dot attached to two ferromagnetic leads, (2) a quantum dot linked to many ferromagnetic leads, and (3) a quantum well coupled to dilute magnetic semiconductor (DMS) terminals. In the first system we consider both parallel (P) and anti-parallel (AP) ferromagnetic alignments of the leads. Coulomb interaction and spin flip scattering are also taken into account. With the formulas for the current and the noise derived here, we find, for instance, that the Coulomb interaction, combined with the magnetism of the electrodes, gives rise to a spin-dependent Coulomb blockade. This effect allows the control (intensity and sign) of the current polarization via the bias voltage. We also observe that spin flip scattering yields contrasting behavior between current and shot noise. While the current in the AP configuration increases with the spin flip, the shot noise becomes suppressed for a range of spin flip rates. Another interesting finding is the possibility to suppress the thermal noise via a gate voltage. For the dot coupled to three magnetic leads, we show that it is possible to inject current &#8593-polarized into the dot from the FM emitter, detect simultaneously &#8593 and &#8595 - polarized currents at distinct collectors. In addition, we find that the current has its polarization amplified when going from the emitter to one of the collectors. Therefore we have a device that operates as both as current polarization inverter and amplifier. Finally, we analyze the effects of DMS leads and Landau quantization on the current and noise of system (3). We and that the giant Zeeman effect in the DMS leads, due to the it s-d exchange interaction, gives rise to a spin polarized current, and for a particular bias voltage range, full suppression of one spin component. This gives rise to the possibility of tuning the current polarization via the bias voltage. We also observe oscillations in the current, the noise and the Fano factor as a function of the magnetic field.

Nesta tese, apresentamos estudos de magnetotransporte em poços quânticos duplos (DQWs) a campos magnéticos de baixo e sob a aplicação de um campo elétrico externo (potencial de porta). Medidas de magnetorresistência foram realizadas tanto no regime linear quanto no regime não linear. Relatamos a observação de oscilações magnéticas de inter-sub-banda (MIS) pela primeira vez. Estas oscilações MIS já foram estudadas em poços quânticos simples (QWs) com duas sub-bandas ocupadas; um DQW´e o sistema mais apropriado para o estudo das oscilações MIS. As oscilações MIS são atribuídas ao espalhamento inter-sub-banda, e a intensidade delas depende da largura da barreira (relacionada ao gap de energia entre as duas sub-bandas ocupadas, SAS). O estudo das oscilações MIS é uma ferramenta importante para poder acessar ao tempo de vida quântico dos elétrons a temperaturas onde as oscilações Shubnikov-de Haas (SdH) já não são observadas. Em nossas amostras, as oscilações MIS persistem até 25 K. Explicamos estes resultados num modelo teórico considerando um potencial de espalhamento de curto alcance com uma contribuição significativa do tempo de espalhamento elástico dos elétrons e uma contribuição do espalhamento elétron-elétron (e-e) com o aumento da temperatura. A aplicação de um campo elétrico externo (correntes dc) modifica fortemente as oscilações MIS. Descrevemos este efeito não linear causado pelo campo elétrico dc com uma função de distribuição oscilatória. Considerando o aquecimento dos elétrons pelo campo elétrico, é extraído o tempo de espalhamento inelástico. Para correntes dc grandes são encontradas discrepâncias entre o experimento e a teoria. Finalmente, consideramos medidas de magnetotransporte como função de potenciais de porta (porta na superficie) levando ao desbalance do DQW. Encontramos que as contribuições clássica e quântica são necessárias para a descrição teórica da magnetorresistência. Descrevemos as contribuições da magnetorresistência em termos das taxas de espalhamento inter e intra sub-banda utilizando uma função gaussiana como função da correlação do potencial. / In this thesis we present studies of magnetotransport in double quantum wells (DQWs) in low magnetic fields and under application of an external electric field (gate potential). Measurements of magnetoresistance have been carried out in both linear and non-linear regime. We report on the observation of magneto-intersubband (MIS) oscillations for the first time. These MIS oscillations have been studied already in quantum wells (QWs) with two occupied subbands, DQW is the most convenient system for studies of MIS oscillations. They are attributed to intersubband scattering and the strength of MIS oscillations depends on the barrier width (´delta´SAS). Analysis of MIS oscillations is an important tool to access quantum lifetime of electrons at high temperatures where Shubnikov-de Haas (SdH) oscillations are already absent. For our samples, MIS oscillations still exist up to 25 K. We explain these results in a theoretical model considering short-range scattering potential with a significant contribution of el´astic scattering time of electrons and a contribution of electron-electron (e-e) scattering if one increases temperature. Application of an external electric field (here a dc currents) strongly modifies the MIS oscillations. We describe this non-linear effect caused by a dc electric field with nonequilibrium part of the electron distribution function. Including the heating of electrons by the electric field, we are able to extract inelastic scattering time. For a strong dc current, a discrepancy between experiment and theory is found. Finally, we consider gate-dependent (top gate) magnetotransport measurements and drive de DQWs out of balance. We find that both cl´assical and quantum contributions are necessary for theoretical description of the magnetoresistance. We express both contributions in terms of inter and intrasubband scattering rates using a gaussian function as correlation function of the potential.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-26T17:28:14Z No. of bitstreams: 1 joseamanciodossantos.pdf: 408905 bytes, checksum: 5a4696372063642f4350d6dbd066da13 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T20:37:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 joseamanciodossantos.pdf: 408905 bytes, checksum: 5a4696372063642f4350d6dbd066da13 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T20:37:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joseamanciodossantos.pdf: 408905 bytes, checksum: 5a4696372063642f4350d6dbd066da13 (MD5) Previous issue date: 2010-06-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Como é bem conhecido, os campos quânticos estudados na TQC satisfazem o princípio de localidade segundo pontos do espaço-tempo. Entretanto, os príncipios da física também admitem campos quânticos que satisfazem a uma condição de localidade determinada por strings 1, as quais são semi-retas no espaço-tempo partindo de algum ponto (evento) e se estendendo em alguma direção do tipo espaço. Devido a esta noção de localidade via string, dizemos que tais campos possuem localização do tipo-string. Por outro lado, nos referimos aos campos cuja localidade é caracterizada por pontos do espaço-tempo, dizendo que eles possuem localização do tipo-ponto ou que são puntiformemente localizados. O interesse na localização do tipo-string está na possibilidade de campos com tal localização apresentarem um comportamento UV, isto é, em altas energias, menos singular do que os campos com a localização do tipo-ponto, permitindo assim a obtenção de mais modelos interagentes com localização do tipo-string. Campos livres com localização tipo-string já foram obtidos para vários tipos de partículas [1, 2], a partir dos quais pode-se construir modelos interagentes. No entanto, para realizar esta tarefa, ou seja, construir modelos com interação a partir do campo livre, deve-se fazer uma análise da função de dois pontos do campo livre correspondente. Neste ponto se faz necessário o uso de certos conceitos e instrumentos - por exemplo: suporte singular, wave front set e scaling degree - na análise da função de dois pontos. Neste texto procuramos introduzir estes conceitos e instrumentos. Além disso, consideramos um modelo de campo escalar livre com localização do tipo-string para uma partícula massiva com spin nulo, para o qual apresentamos e procuramos analisar a estrutura de singularidades da função de dois pontos correspondente, dando uma interpretação em termos de strings. / As is well-known, the quantum fields studied in QFT satisfy the principle of locality according to points in space-time. However, the principles of physics also admit quantum fields that satisfy a condition of locality determined by strings2, which are rays (semi axes) in space-time starting from some point (event) and extending in some space-like direction. Due to this notion of locality via string, we say that such fields are string-localized. On the other hand, we refer to fields whose locality is characterized by points in space-time, saying that they are localized on points. The interest in string localization is the possibility that fields with such kind of localization present a less singular UV behaviour, that is, at high energy, than that of fields localized on points, and then permitting the construction of more interacting models. String-localized free quantum fields have been constructed for many particles types [1, 2], from which one can construct interacting models. However, in order to do this, that is, to construct interacting models from the free fields, it is necessary to analyse the two point function of the corresponding free fields. At this point we have to use some concepts and tools - for example: singular support, wave front set and scaling degree - to analyse the two point function. In this text we introduce these concepts and tools. Moreover, we consider a string-localized free scalar quantum field model for a massive spin zero particle, for which we present and analyse the singularity structure of the corresponding two point function, giving a interpretation in terms of strings.

Orientadore: Amir Ordacgi Caldeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-19T10:34:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DuarteMunoz_OscarSalomon_D.pdf: 2976449 bytes, checksum: 637bc7ead779ce89597e095cc7f2470c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Usamos o modelo "sistema-mais-reservatório" para estudar a dinâmica quântica de um sistema de duas partículas imersas em um reservatório em equilíbrio térmico. Analisamos as consequências, para o caso de duas partículas, de usarmos uma extensão direta do modelo usado para uma partícula. Em particular, enfatizamos que uma modelagem adequada do contratermo é fundamental para obtermos a dinâmica apropriada no limite clássico. Usamos uma extensão do banho de osciladores capaz de induzir um acoplamento efetivo entre as partículas brownianas dependendo da escolha feita para a função espectral dos osciladores que compõem o banho. O acoplamento é não - linear nas variáveis de interesse e impomos uma dependência exponencial nestas variáveis para garantir a invariância translacional do modelo. A dinâmica quântica é estudada através do operador densidade reduzido das duas partículas. Obtivemos a evolução do operador densidade para dois sistemas de interesse: o primeiro deles é formado por duas partículas livres preparadas em um estado inicial gaussiano e o segundo é formado por dois osciladores harmônicos preparados inicialmente em um estado não gaussiano formado pela superposição de pacotes de onda gaussianos. A in uência do ambiente foi observada através da evolução do emaranhamento. Nosso modelo fornece um critério de distância para identicar em que casos um ambiente comum pode induzir emaranhamento. Três regimes foram encontrados: o regime de distâncias curtas, equivalente ao encontrado no modelo sistema-mais-reservatório com acoplamento bilinear, o regime de distâncias longas em que as partículas atuam como se estivessem acopladas com reservatórios independentes, e o regime de distâncias intermediárias em que existe uma competição entre os efeitos de decoerência e indução de emaranhamento / Abstract: We use the system-plus-reservoir model to study the dynamics of a system of two particles that interact with a heat bath in thermal equilibrium. We analyze the effects, for the two particle case, of a direct generalization of the usual model for one brownian particle. We particularly call for attention to the fundamental role of the counterterm in order to obtain the proper dynamics in the classical limit. We use an extension of the bath of oscillators capable of inducing an effective coupling between the brownian particles depending on the choice made to the spectral function of the oscillators components of the bath. The coupling is non-linear in the variables of interest and an exponential dependence is imposed in order to guarantee the translational invariance of the model. The quantum dynamics is studied through the reduce density operator of the two particles. We obtain the evolution of the reduce density operator for two systems of interest: the first one is composed by two free particles initially prepared in a gaussian state and the second one is composed by two harmonic oscillators prepared initially in a non-gaussian state formed by superposition of gaussian packets. The environment in uence is observed through the evolution of entanglement. Our model provides a criterion of distance for identifying in which cases a common environment can induce entanglement. Three regimes are found: the short distance regime, equivalent to a bilinear system-reservoir coupling, the long distance regime in which the particles act like coupled to independent reservoirs and the intermediate regime suitable for the coexistence between decoherence and induced-entanglement / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Alberto Vazquez Saa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-20T15:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Teles_RenatodeSa_D.pdf: 3942109 bytes, checksum: 7e41b541aa6eb7a186a4956d751a32c5 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Fizemos um estudo sistemático dos aspectos clássicos e quânticos dos sistemas dinâmicos conhecidos como "bilhares". Introduzimos uma nova classe de bilhares classicamente caóticos cuja dinâmica quântica pode ser convenientemente descrita utilizando-se uma aproximação do tipo Galerkin, o que nos permitiu obter com boa precisão um grande numero de autovalores e autofunções e estudar algumas propriedades estatísticas do espectro de energia para esta nova classe de bilhares. Do ponto de vista da implementação numérica, estudamos também os efeitos de tamanho finito da matriz associada ao truncamento dos modos de Galerkin / Abstract: We consider classical and quantum aspects of the dynamical systems dubbed as "billiards". We introduce a new class of classically chaotic billiards for which the quantum dynamics can be conveniently described by a Galerkin type approximation, allowing us to obtain with good accuracy a large number of eigenvalues and eigenfunctions and to study some statistical properties of the energy spectrum of this new class of billiards. From the numerical implementation point of view, we consider also the finite size effects on the matrix corresponding to the truncation of the Galerkin modes / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Kyoko Furuya / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T08:02:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelo_RenatoMoreira_D.pdf: 10419128 bytes, checksum: 7f9191d925a22ab9400598eb0032d306 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho estudamos a dinâmica de emaranhamento em sistema Hamiltonianos bipartites nos contextos clássico e quântico. A pesquisa foi desenvolvida principalmente sobre a análise da entropia linear , considerada uma boa medida de emaranhamento no caso de estados globais puros. Na primeira etapa do trabalho, utilizamos o Modelo Jaynes-Cummings de N átomos (MJC-N) para estudar como a entropia linear, e consequentemente o emaranhamento, depende da condição inicial clássica, apresentando rápida descoerência quando esta condição é instável. Mostramos também que as oscilações na entropia linear podem ser entendida segundo a simetria das trajetórias clássicas correspondentes, o que ocorre segundo o efeito de borda oriundo da finitude do espaço de fase do spin. Discutimos também o limite clássico singular do emaranhamento no MJC-N. Na segunda etapa, trabalhamos com o formalismo estatístico Liouvilliano, dentro do qual definimos uma medida apropriada para o emamnhamento clássico: a entropia linear clássica. Realizamos cálculos analíticos para sistemas integráveis lineares e não-lineares, mostrando as peculiaridades da medida clássica quando comparada à quântica. Particularmente interessante é o caso em que ocorre a auto-interferência, fenômeno sem análogo clássico. Para os sistemas integráveis, foi possível estudar inclusive o caso de estados iniciais não-clássicos, para os quais mostramos ser conveniente definir uma nova medida clássica mais "simétrica" : o grau de emamnhamento. Continuando com as analogias entre a mecânica quântica e a mecânica clássica Liouvilliana, deduzimos por primeiros princípios uma equação mestra clássica para o tratamento de sistemas abertos clássicos. Como aplicação, resolvemos as equações mestras quântica e clássica para o caso de um reservatório de osciladores harmônicos à temperatura nula. Na última etapa do trabalho, definimos um operador Liouvilliano para a quantização simetrizada e ordenada de monômios clássicos. Como consequência, obtivemos fórmulas de ordenamento normal e anti-normal para operadores canonicamente conjugados que comutam com sua relação de comutação. Mostramos então que a quantização das equações de movimento clássicas produz equações de movimento quânticas que se aproximam do resultado exato na escala de tempo de Ehrenfest. Esta análise nos permite calcular analiticamente o tempo de Ehrenfest em sistemas integráveis / Abstract: In this work we studied the entanglement dynamics in bipartite Hamiltonian systems within the quantum and classical frames. This research was developed mainly on the analysis of the linear entropy, which is considered an apropriated entanglement measure concerning to global pure states. In the first stage of the work, we used the Jaynes-Cummings Model with N atoms (JCM-N) to study how the linear entropy, an consequently the entanglement, depends on the choice of the classical initial condition, showing faster decoherence for the unstable ones. We also showed that the linear entropy oscillations can be understood through the analysis of the symmetry of the respective classical trajectories, which is allowed by the border effect arising from the limitation of the spin phase space. We also discussed the singular classical limit of the entanglement in the JCM-N. In the second stage, we worked with the Liouvillian statistical formalism, in which we defined an appropriate measure of the classical entanglement: the classical linear entropy. We realized analytical calculations for linear and non-linear integrable systems, pointing out the peculiarities of the classical measure compared to the quantum one. Particulalrly interesting is the case in which occurs the self-interference, a phenomenon with no classical analogue. For the integrable systems, it was also possible to study the case of non-classical initial states, for the which we defined a new convenient. classical measure: the entanglement degree. Still in the context of the analogies between quantum and Liouvillian classical mechanics, we deduced by first principles a classical master equation for treating classical open system.. As an application, we solve the quantum and classical master equation for the case of a harmonic oscillator reservoir at null temperature. At the last stage of the work, we defined a Liouvillian operator to perform the quantization of a monomial in a symmetrized and ordered form. As a consequence, we obtained normal and anti-normal ordering formulas for canonically conjugated operators whose commutator is a c-number. Thus, we showed that. the quantization of classical equations of motion produces quantum equations of motion that approximate the exact result in the Ehrenfest time scale. This simple analysis allows us to calculate analytically the Ehrenfest time for any integrable system / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo640_1.pdf: 7489085 bytes, checksum: 34bbd840488afda0c4fa72ce8e975a1a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O ponto quântico caótico (PQC) é um sistema fundamental para o estudo do transporte quântico em sistemas mesoscópicos. Experimentalmente, é possível acoplar PQC's formando redes de diversas topologias. Neste trabalho, desenvolvemos algoritmos para a concatenação das matrizes de espalhamentos dos PQC's de uma rede de topologia arbitrária, e assim, encontramos a matriz de espalhamento efetiva do sistema. Com o formalismo de Landauer-Buttikker, relacionamos os observáveis de transporte à matriz de espalhamento do sistema. Para concatenações em série dos PQC's, usamos o método da matriz de transferência ou uma parametrização de estube. Para concatenar em paralelo, desenvolvemos uma operação algébrica que serve para matrizes de transferência ou de espalhamento. Implementamos estes algoritmos numericamente e, através da teoria de matrizes aleatórias, simulamos a estatística de contagem de carga para três sistemas físicos na aproximação de quase-partículas independentes e na presença de coerência de fase: um único PQC, uma cadeia de PQC's e um anel de quatro PQC's. Estudamos a eficiência numérica dos nossos algoritmos e mostramos que eles são mais eficientes que os baseados na abordagem hamiltoniana. Obtemos as distribuições dos cumulantes de transferência de carga (CTC's) para os três sistemas, variando alguns dos seus parâmetros: simetrias de reversibilidade temporal, número de canais de espalhamento e transparências dos contatos. Comparamos nossa simulação com resultados já conhecidos na literatura, principalmente para o regime semiclássico. Neste caso, através de métodos de inferência bayesiana, conseguimos obter com grande precisão correções devido à localização fraca e variâncias de alguns CTC's. Além disso, exploramos o limite quântico extremo, onde as distribuições dos CTC's apresentam não-analiticidades, as quais justificamos através de um argumento geométrico, achando explicitamente os valores dos CTC's onde essas nãoanaliticidades podem aparecer. Observamos algumas semelhanças entre distribuições de condutância para sistemas com diferentes parâmetros, onde os resultados sugerem uma aproximada lei de escala clássica (lei de Ohm), a qual torna estas distribuições muito próximas. Uma característica marcante das discussões dos resultados neste trabalho é a caracterização do regime de transporte através das distribuições dos CTC's

Orientador: Antonio Vidiella Barranco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-18T11:57:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Decordi_GustavoLazero_M.pdf: 2336423 bytes, checksum: d0ac4b8793e91906cabc7f57fd39f8e7 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nesta dissertação estudamos um modelo da interação radiação-matéria, mais conhecido como modelo Raman acoplado, consistindo de um átomo de três níveis na configuração ? (lambda) acoplado a dois modos do campo quantizado em regime de alta dessintonia átomo-campo. De início, apresentamos uma revisão dos assuntos que formam a base para o entendimento do trabalho. A partir daí, deduzimos o Hamiltoniano efetivo do modelo através do método de transformação unitária mantendo os termos de segunda ordem nas constantes de acoplamento e eliminando o nível intermediário. Na sequência, comparamos a dinâmica atômica sob duas preparações distintas: na primeira delas consideramos os dois modos em estados puros (estados coerentes), enquanto que na segunda alteramos a preparação do modo 2, mudando o estado coerente para um estado de máxima entropia (estado térmico). Finalizamos esta tese apresentando um estudo do emaranhamento na partição átomomodo 1 sob in uência do modo 2, considerado um subsistema externo. Adotando a Negatividade como principal medida de emaranhamento átomo-campo, vericamos em que circunstâncias do modelo (tempo, preparações iniciais) temos o máximo emaranhamento. / Abstract: In this work we study a model for the matter-radiation interaction, best known as Raman coupled model, which consists of an atom with three levels in the ? (lambda) conguration, coupled to two modes of the quantized field in a high atom-field detuning regime. At the beginning, we present a review of the subjects that form the background for understanding the work. After that, we deduce the Effective Hamiltonian of the model through the method of unitary transformation, keeping the terms of second order in the coupling constants and eliminating the intermediate level. In the sequence, we compare the atomic dynamics under two distinct preparations: in the first we consider the two modes as pure states (coherent states), while in the second we change the preparation in the mode 2, switching the coherent state to a state of maximum entropy (thermal state). We finish this dissertation presenting a study of the entanglement in the partition atommode 1 under the influence of the mode 2, considered as an external subsystem. Adopting the Negativity as the main measure of the atom-field entanglement, we verify in wich circumstances of the model (time, initial preparations) we achieve the maximum entanglement / Mestrado / Física Atômica e Molecular / Mestre em Física

Orientadores: Kyoko Furuya e Marcos César de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T10:42:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Missori_RicardoJose_D.pdf: 12608973 bytes, checksum: 25d2abc254d2688f7a4225e0cd2bc6aa (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesta tese, apresentamos dois resultados para a geração de emaranhamento, ambos envolvendo a interação entre átomos e radiação. Na primeira parte, propomos um esquema para geração de estados emaranhados envolvendo os estados eletrônicos de dois íons separados espacialmente, cada qual aprisionado em uma cavidade. Um átomo propagante, que cruza essas cavidades, é responsável pela geração de estados emaranhados do tipo Bell entre os dois íons. Mostramos que para tempos específicos de interação, a geração dos estados emaranhados é não-probabilística. Propostas de átomo e íons, candidatos a implementação do esquema experimental, também são apresentadas. Já segunda parte deste trabalho, investigamos um modelo para a interação de dois campos quânticos ortogonalmente polarizados com uma nuvem de átomos de quatro níveis do tipo-X. Consideramos, para nosso esquema, situações físicas onde os átomos funcionam efetivamente como sendo de dois níveis. Assim, dentro de uma aproximação linearizada do campo, nosso Hamiltoniano efetivo bilinear, que representa a interação átomos-campo, passa a depender da diferença de população entre os dois níveis do ensemble de átomos. Após uma medida condicionada nos átomos, mostramos que os dois modos do campo ficam em estados emaranhados não-Gaussianos, diferentemente do que foi considerado em alguns trabalhos recentes na literatura que abordamos. Como a compressão abaixo do limite de ruído na polarização linear pode ser usada como indicadora de emaranhamento na polarização circular, nós podemos usar a variância das quadraturas, combinada com o critério de inseparabilidade para variáveis contínuas, para complementar o nosso estudo sobre o esquema experimental. / Abstract: In this thesis, we present two results of entanglement generation, both involving atom-radiation interaction. In the first part, we consider a scheme for generation of entangled states involving electronic states of two distant ions, each one placed in a cavity. A flying atom, that crosses these cavities, is responsible for the generation of entangled states of the Bell-type between the two ions. We show that for specific times of interaction, the entangled states are generated and in a non-probabilistic way. We also present a realistic proposal of candidates for atoms and ions for an experimental implementation of this scheme. In the second part of this work, we investigate a model for the interaction of two orthogonally polarized quantum fields with a cloud of X-like four-level atoms. We consider, in our scheme, a physical situation where the atoms act effectively like two-level atoms. Thus, in a linearized approximation for the field, we derive a bilinear effective Hamiltonian representing the atom-field interaction, which depends on the difference of population between the ensemble of two-level atoms. After a conditional measurement in the atomic system, we show that the two field modes ends up in a non-Gaussian entangled states, differently from what has been considered in some recent works in the literature. Since the squeezing below the noise limit in the linear polarization can be used as an indicator of entanglement in the circular polarization, we can use the variances in the quadratures, combined with the inseparability criterion for continuum variables, to complement our study of the experimental scheme. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:01:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9185_1.pdf: 10119386 bytes, checksum: 6a45ca14ea6216e55cdf2fdcfa2dd2fc (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, apresentam-se metodologias de síntese de nanocristais luminescentes de semicondutores do tipo II-VI (CdS/Cd(OH)2 e CdTe/CdS). As metodologias empregadas para a obtenção de suspensões de nanocristais em meio aquoso, baseadas em química coloidal, resultaram em partículas com tamanho médio de 8,5 nm para o sistema CdS/Cd(OH)2 e 3,8 nm para o sistema CdTe/CdS. Estes materiais foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas (absorção, emissão e excitação eletrônica) e através de microscopia eletrônica de transmissão e difração de raios-X para a elucidação das propriedades ópticas e estruturais. Os nanocristais de CdS/Cd(OH)2 foram modificadas quimicamente para sua aplicação em sistemas biológicos através da incorporação em sua superfície do agente funcionalizante glutaraldeído e dos funcionalizantes compostos glutaraldeído/anti-A, glutaraldeído/concanavalina-A. Estes sistemas foram caracterizados através de espectroscopia eletrônica de absorção, emissão e excitação e por microscopia eletrônica de transmissão. Por fim, descrevem-se protocolos de utilização destes nanocristais modificados como marcadores luminescentes de três sistemas biológicos: (i) hemácias de tipos sanguíneos A+ e O+, (ii) parasitas do tipo Leishmania amazonensis e (iii) cortes histológicos de tecido mamário humano saudável e um de seus respectivos tumores (Fibroadenoma). Observou-se a marcação bem sucedida nos três sistemas e discutiu-se os diferentes perfis de marcação obtidos sugerindo-se algumas possibilidades para os processos de luminescência