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Física de Materiais - UPE

Pesquisador Física de Materiais UPE publica pesquisa sobre equilíbrio de sistemas quânticos

O novo docente do curso de Física de Materiais, Gabriel Dias, teve seus resultados de pesquisa em sistemas quânticos publicados no artigo "Equilibration of isolated systems: Investigating the role of coarse-graining on the initial state magnetization", no prestigiado periódico Physics Letters A. O trabalho foi feito em colaboração com pesquisadores do Instituto de Física da Universidade Federal Fluminense e do Departamento de Ciências Exatas da Universidade Estadual de Santa Cruz, na Bahia. A pesquisa investiga como a preparação do estado inicial desempenha efeitos decisivos na dinâmica de equilíbrio quântico.

Muitos resultados teóricos e experimentais mostram que sistemas quânticos isolados evoluindo unitariamente podem equilibrar, uma vez que a evolução de alguns observáveis pode estar em torno de um valor de equilíbrio, na maioria das vezes, com flutuações insignificantes. Existem teoremas rigorosos que fornecem as condições para que tal equilíbrio aconteça. Em particular, estados iniciais preparados com baixa resolução na energia irão equilibrar.

Na pesquisa, os autores investigam como o equilíbrio pode ser afetado pela baixa resolução, ou "coarse-graining", na magnetização do estado inicial. Para uma cadeia de spin caótica e usando diagonalização exata, os pesquisadores mostram que o nível de equilíbrio de um estado inicial com magnetização não bem definida é diferente do nível de equilíbrio de um estado inicial com magnetização bem definida. Esta diferença dependerá do quão baixa é a resolução e da direção da magnetização.

Os autores do trabalho também analisam o tempo para o sistema atingir o equilíbrio, mostrando boa concordância com estimativas teóricas e com algumas evidências de que menos resolução leva ao equilíbrio mais rapidamente. O estudo destaca o papel crucial da preparação do estado inicial na dinâmica de equilíbrio de sistemas quânticos e fornece novos insights sobre a natureza fundamental do equilíbrio em sistemas fechados.

Links adicionais

• Physics Letters A

• Gabriel Dias Carvalho, Luis Fernando dos Prazeres, Pedro Silva Correia, Thiago R. de Oliveira. Equilibration of isolated systems: Investigating the role of coarse-graining on the initial state magnetization. Physics Letters A, V. 494, 129276, 2024.