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Previous issue date: 2007-05-16 / Financiadora de Estudos e Projetos / The increasing interest to understand the geometric phases (mainly due to the possi-
bility to achieve geometric quantum computation robust against some kind of errors) and
the search for new techniques to solve time-dependent problems in Quantum Mechanics,
are the topics approached in this thesis.
i) Within nowadays technology, it is presented a scheme to control and measure the
nonadiabatic geometric phases in cavity quantum electrodynamics. In this context, it is
possible to generate superposition states of the cavity mode which acquire relative phases
of purely geometric character, termed the geometric Schrödinger cat-like states.
ii) For two interacting Bose-Einstein condensates in the two-mode approximation,
modeled by a Hamiltonian whose parameters are time dependent, the nonadiabatic and
noncyclic geometric phase acquired by the state of the system is analyzed. For this
purpose, analytical solutions of the Schrödinger equation are obtained in di¤erent regimes
of parameters. Connections between the constants of motion associated to each solution
and the geometric phases are established. The e¤ects of the time-dependent parameters
on the geometric phase as well as the population imbalance and relative phase between
the two condensed components are analyzed.
iii) Starting only from the parallel transport condition, it is presented a general de…-
nition of the geometric phase acquired by the basis states of a system. The de…ned phase
generates gauge invariant observables which apply to a general scenario of adiabatic or
nonadiabatic, cyclic or noncyclic, and transitional or nontransitional evolutions of pure
or mixed states of the system. Several results presented in the literature are recovered.
iv) Finally, together with some considerations about the dynamical invariant tech-
nique, it is presented an alternative method to obtain the density operator of two level
systems. Preliminary results show that this method can be extended to dissipative as well
as interacting two level systems, such as spins-1=2 chains / O crescente interesse pelo estudo das fases geométricas (motivado principalmente pela
possibilidade de se realizar computação quântica geométrica robusta a alguns tipos de
erros) e a busca por técnicas capazes de resolver problemas com dependência temporal
em Mecânica Quântica, são os tópicos abordados nesta tese.
i) Levando em conta a tecnologia atualmente disponível, apresenta-se um esquema
para controlar e medir fases geométricas não-adiabáticas em eletrodinâmica quântica em
cavidades. Dentro deste contexto, é possível gerar estados de superposição do modo da
cavidade que adquirem fases relativas de caráter puramente geométrico, denominados
estados geométricos do tipo gato de Schrödinger.
ii) Em se tratando de dois condensados de Bose-Einstein interagentes na aproximação
de dois modos, modelados por um hamiltoniano cujos parâmetros são dependentes do
tempo, analisa-se a fase geométrica não-adiabática e não-cíclica adquirida pelo vetor de
estado do sistema. Para isto, obtém-se soluções analíticas da equação de Schrödinger em
diferentes regimes de parâmetros. Conexões entre as constantes de movimento obtidas
para cada solução e as fases geométricas são estabelecidas. Também são estudados os
efeitos da temporalidade dos parâmetros sobre a fase geométrica, bem como sobre a troca
de população e fase relativa entre as componentes condensadas.
iii) Partindo apenas da condição de transporte paralelo, de…ne-se uma expressão geral
para a fase geométrica adquirida pelos estados da base de um sistema. A fase obtida gera
observáveis invariantes de gauge e aplica-se a um cenário geral de evoluções adiabáticas
ou não-adiabáticas, cíclicas ou não-cíclicas e transicionais ou não-transicionais de estados
puros ou mistos do sistema, recuperando vários resultados presentes na literatura.
iv) Apresenta-se por …m, em paralelo à considerações sobre a técnica dos invariantes
dinâmicos, um método alternativo para a obtenção do operador densidade de sistemas
de dois níveis. Resultados preliminares apontam que este método pode ser estendido
para o tratamento de sistemas de dois níveis dissipativos, além de sistemas de dois níveis
interagentes, tais como cadeias de spins 1=2
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4900 |
| Date | 16 May 2007 |
| Creators | Duzzioni, Eduardo Inácio |
| Contributors | Moussa, Miled Hassan Youssef |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Física, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
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