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dc.contributor.authorSilva, Caio Fernando e
dc.date.accessioned2024-07-18T18:36:51Z
dc.date.available2024-07-18T18:36:51Z
dc.date.issued2024-07-04
dc.identifier.citationSILVA, Caio Fernando e. Correlações intrínsecas em sistemas tipo-Dirac confinados por um campo magnético constante. 2024. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/20137.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/20137
dc.description.abstractThe Weyl-Wigner formalism in phase space is investigated in the context of Dirac spinors as qubits correlated by continuous degrees of freedom. The extension to relativistic equations connects quantum mechanical phenomena to quantifiers of the information stored in the Hilbert spaces of a confined Dirac particle. In particular, one focuses in linear entropy measures, calculated from the Wigner function for equal times. On the other hand, quantum information can be calculated by an entanglement measure, the quantum concurrence. In this context, to investigate the aspects of a quantum information theory, a fermion trapped by a magnetic field is considered. One finds that this entanglement measure is affected by interference in the configuration space, but not by linear combinations in phase space. Cat states can be obtained analytically as Gaussian superpositions dependent on a distance parameter in phase space. These states are followed by patterns of temporal evolution known as quantum revivals, as predicted for highly localized solutions. However, the unexpected feature is that the symmetry of cat states prevents them from following the usual dynamics. Namely, they exhibit fractional revivals with respect to their classical counterparts. Finally, statistical ensembles of Wigner-Dirac functions are also considered. A unique measure of quantum concurrence for mixed states is investigated. In this context, the partition function of the canonically distributed ensembles is also calculated. It is obtained from complex integration techniques, exhibiting distinct behavior for high and low temperatures. Respectively, a polynomial dependence on temperature and an expansion in terms of analytically continued Hurwitz functions are observed. Since this is the object that also describes the thermodynamics of confined Dirac-like systems in reduced spatial dimensions, our result establishes the formalism for calculating intrinsic correlations in systems that exhibit the same algebra as the Dirac equation in three spatial dimensions. In this context, we propose a method that can be applied to low energy systems, from electronic bands to bosonic systems.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectWigner-Diraceng
dc.subjectEntanglementeng
dc.subjectPhase-spaceeng
dc.subjectQuantum correlationseng
dc.subjectCat stateseng
dc.subjectDirac equationeng
dc.subjectEmaranhamentopor
dc.subjectEspaço de fasespor
dc.subjectCorrelações quânticaspor
dc.subjectEstados de gatopor
dc.subjectEquação de Diracpor
dc.subjectRevivalseng
dc.titleCorrelações intrínsecas em sistemas tipo-Dirac confinados por um campo magnético constantepor
dc.title.alternativeIntrinsic correlations in Dirac-like systems confined by a constant magnetic fieldeng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Bernardini, Alex Eduardo de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5215976260958847por
dc.description.resumoO formalismo de Weyl-Wigner no espaço de fases é investigado no contexto de espinores de Dirac como qubits correlacionados por graus de liberdade contínuos. A extensão para equações relativísticas permite conectar fenômenos da mecânica quântica a quantificadores de informação, a qual está armazenada nos espaços de Hilbert de uma partícula de Dirac confinada. Em particular, enfatizam-se medidas de entropia linear, as quais são calculadas diretamente com a função de Wigner para tempos iguais. Por outro lado, a informação quântica pode ser calculada pelo quantificador de emaranhamento, a concorrência. Assim, para testar diversos aspectos de uma teoria de informação quântica, considera-se um férmion aprisionado por um campo magnético. Verifica-se que a medida de emaranhamento intrínseco é afetada pela interferência no espaço das configurações, mas não por combinações lineares no espaço de fases. Estados de gato podem ser obtidos analiticamente como superposições gaussianas dependentes de um parâmetro de distância no espaço de fases. Esses estados são sucedidos por padrões de evolução temporal conhecidos como revivals quânticos, como previsto para soluções altamente localizadas. No entanto, o aspecto imprevisto é que a simetria dos estados de gato impede que eles sigam a dinâmica usual, mais precisamente, eles exibem escalas de evolução fracionárias com relação ao seu correspondente clássico. Finalmente, também se consideram ensembles estatísticos das funções de Wigner-Dirac. Investiga-se a obtenção unívoca da concorrência para sistemas mistos. Nesse contexto, calcula-se também a função de partição do ensembles canonicamente distribuído. Ela é obtida a partir de técnicas de integração complexa, exibindo um comportamento distinto para altas e baixas temperaturas. Respectivamente, observa-se uma dependência polinomial na temperatura e uma expansão em termos de funções Hurwitz analiticamente continuadas. Como esse é o objeto que também descreve a termodinâmica para sistemas tipo-Dirac confinados em dimensões espaciais reduzidas, nosso resultado estabelece o formalismo para se calcular correlações intrínsecas em sistemas que exibem a mesma álgebra da equação de Dirac em três dimensões espaciais. Neste contexto, propõe-se um método que também pode ser utilizado para investigar correlações em sistemas de baixa energia, seja em bandas eletrônicas, seja em sistemas bosônicos.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA CLASSICA E FISICA QUANTICA; MECANICA E CAMPOSpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA ESTATISTICA E TERMODINAMICApor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::METODOS MATEMATICOS DA FISICApor
dc.description.sponsorshipIdProcesso n. 88887.499837/2020-00, Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/4183915878240703por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0001-5763-7959por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7357-5479por


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