Efectos de localización e irreversibilidad cuántica con técnicas de resonancia mag- nética nuclea

FABRICIO S. LOZANO N.

Exposición; Disertación tesis de grado; 2017

La dinámica de sistemas cuánticos de muchos cuerpos, de importancia tanto en la fı́sica de la materia condensada como en moleculas muy grandes, es un problema muy desafiante de resolver debido a su complejidad y efectos antintuitivos. En la actualidad, existen muchas preguntas abiertas, en particular relacionadas con efectos de localización, no termalización e irreversibilidad de estas dinámicas. Recientemente, se ha observado una nueva transición de fase en el comportamiento dinámico coherente de un sistema cuántico de muchos cuerpos en tres dimensiones, utilizando resonancia magnética nuclear en un sistema en estado sólido a temperatura ambiente. Se observó que perturbando el hamiltoniano que gobierna la dinámica coherente, por encima de un valor crı́tico, la extensión espacial de las superposiciones cuánticas creadas por la evolución se localizan. En este trabajo se estudiaron analı́ticamente y numéricamente dinámicas de cadenas de espines emulando las condiciones de los experimentos anteriores. A estas dinámicas perturbadas, se las revirtió en el tiempo con el hamiltoniano sin perturbar. Este fenómeno de reversión temporal, genera un eco cuya magnitud cuantifica los efectos de la perturbación y la irreversivilidad temporal de esta dinámica. Se realizaron diferentes simulaciones, con distintas perturbaciones y sistemas, con el fin de analizar la conexión entre el decaimiento del eco de la reversion temporal y los efectos de localización observados experimentalmente. Estos resultados proporcionan una visión sobre las posibilidades de controlar sistemas cuánticos grandes, imperativo para el desarrollo nuevas  tecnologı́as cuánticas, como los sensores cuánticos, y contribuyen al entendendimiento de los origenes de la irreversibilidad cuántica.