IFEG   20353
INSTITUTO DE FISICA ENRIQUE GAVIOLA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Destilación secuencial de quasi-invariantes dipolares en cristales líquidos nemáticos
Autor/es:
HÉCTOR H. SEGNORILE; CECILIA E. GONZÁLEZ; CLAUDIO J. BONIN; RICARDO C. ZAMAR
Lugar:
San Carlos de Bariloche
Reunión:
Congreso; 98ª Reunión Nacional de de Física de la AFA; 2013
Institución organizadora:
AFA
Resumen:
El sistema formado por los
espines interactuantes de los cristales líquidos nemáticos (CL) sometido a
experimentos de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) constituye un modelo
interesante para el análisis de la dinámica de procesos cuánticos en general,
debido a que solo las interacciones entre unos pocos espines intra-moleculares
(del orden de 10) contribuyen a las señales de RMN. Uno de estos procesos de la
dinámica de espines es la conformación de un estado de quasi-equilibrio [1-7]
en la escala de tiempo dada por la decoherencia irreversible [8,9]. Este estado
del sistema, en una escala de tiempo temprana con respecto a la termalización
final de los espines [10], está formado por quasi-invariantes (QIs, las
constantes de movimiento del sistema de espines en una escala de tiempo
intermedia entre la dinámica de las coherencias y los procesos de relajación).
El quasi-equilibrio es obtenido por el proceso de decoherencia generado por el Hamiltoniano de interacción
entre los espines y el ambiente, que gobierna la dinámica descripta en el
sistema rotante. En una base de autoestados de los operadores de espín del
Hamiltoniano de interacción, los elementos fuera de la diagonal en bloques de
la matriz densidad reducida al espacio de Hilbert de los espines serán anulados
por la decoherencia irreversible. Esta matriz densidad diagonal en bloques es la
matriz de quasi-equilibrio y puede desarrollarse en una serie de operadores,
siendo estos los llamados QIs [5-7]. De esta manera los QIs son inmunes a la
decoherencia y solo evolucionan por los procesos de relajación. De lo anterior,
se observa que los resultados analíticos/numéricos a partir del cálculo del
quasi-equilibrio pueden ser comparados con los resultados experimentales en una
escala de tiempo cuya validez es mucho más extensa que el tiempo de vida de las
coherencias, posibilitando el análisis de las propiedades de la dinámica
cuántica generada por los espines para tiempos mayores que el permitido por las
coherencias.
En este trabajo presentamos un
cálculo numérico que muestra la destilación de diferentes QIs utilizando la
técnica experimental de Jeener-Broekaert en función del tiempo de preparación
para sistemas de pocos espines. Dicha técnica nos permite generar de manera
simple contribuciones en los elementos de la diagonal en bloques de la matriz
densidad, que se pueden comparar con los resultados numéricos obtenidos para el
sistema de pocos espines de la conformación real de una molécula de CL. Como
resultado, se observa que la complejidad del desarrollo en múltiples operadores
del quasi-equilibrio, a priori pensada, se ve simplificada por la descripción
de una dinámica con muy pocos operadores (del orden de 10 para 8 espines) para
la escala de tiempo dada por la decoherencia. Además, se ve que para ciertos
tiempos solo dos operadores son necesarios para desarrollar la diagonal del
sistema, estos operadores son distintos para diferentes tiempos. Esto permite
el desarrollo de nuevas técnicas experimentales para extraer la dinámica de
múltiples QIs [11].
[1]
J. Jeener and P. Broekaert, Phys. Rev. 157, 232 (1967).
[2]
H. Schmiedel, S. Grande, and B. Hillner, Phys. Lett. 91A, 365 (1982).
[3]
O. Mensio, C. E. González, R. C. Zamar, D. J. Pusiol, and R. Y. Dong, Physica B
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[4]
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[5]
H. H. Segnorile, C. J. Bonin, C. E. González, R. H. Acosta, and R. C. Zamar,
Solid State Nucl. Magn. Reson. 36, 77 (2009).
[6]
L. Buljubasich, G. A. Monti, R. H. Acosta, C. J. Bonin, C. E. González, and R.
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[7]
J.D. Walls, and Y. Lin, Solid State Nucl. Magn. Reson. 29, 22 (2006).
[8]
H.H. Segnorile, and R.C. Zamar. J. Chem. Phys. 135, 244509 (2011).
[9]
H. H. Segnorile, and R. C. Zamar, arXiv:1305.0973 (2013 ), in press: J. Chem.
Phys. (2013).
[10] C. E. González, H. H.Segnorile, and R. C. Zamar. Phys.
Rev. E 83, 011705 (2011).
[11]
C.
J. Bonin, C. E. González, H. H. Segnorile, and
R. C. Zamar, arXiv:1305.1244 (2013), in press: J. Chem. Phys. (2013).