Motores cuánticos adiabáticos en sistemas fuertemente interactuantes

RIBETTO, FEDERICO D.; CALVO, HERNÁN L.; BUSTOS-MARÚN, RAÚL A.

Corrientes

Taller; 2do Taller Argentino de Cuántica - CUANTOS 2019; 2019

Facultad de Ciencias Exactas, Naturales y Agrimensura (FaCENA) de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE)

El sostenido avance tecnológico impulsa el estudio de sistemas electromecánicos hacia escalas cada vez más pequeñas donde los efectos cuánticos comienzan a ser relevantes. Un ejemplo de estos sistemas es conocido como ?motor cuántico adiabático,? en el que uno o más grados de libertad mecánicos (clásicos) son impulsados por un flujo de partı́culas cuánticas [1]. Abordados inicialmente en el régimen no interactuante, estos motores se encuentran ı́ntimamente relacionados con el conceptode bombeo cuántico [2]. Recientemente, se ha propuesto su extensión a sistemas de electrones fuertemente interactuantes como, por ejemplo, puntos cuánticos dentro del régimen de bloqueo de Coulomb [3]. En este trabajo analizamos el rol de las coherencias cuánticas en estos dispositivos como un nuevo recurso para la generación de trabajo mecánico. En particular, investigamos un punto cuántico doble (DQD) débilmente acoplado a reservorios de electrones no interactuantes. Se tuvo en cuenta un régimen de parámetros donde el transporte genera coherencias que sobreviven en escalas comparables al tiempo de permanencia de las partı́culas en el DQD [4]. Analizamos el funcionamiento de estos motores en función de diferencias de voltajey/o gradientes de temperatura, y su conexión con el bombeo cuántico de carga y calor. Finalmente describimos, en forma analı́tica y numérica, situaciones donde el funcionamiento del motor es directamente inducido por las coherencias y evaluamos su eficiencia en términos de modelos simplificados de decoherencia [5].[1] R. Bustos-Marún, G. Refael, and F. von Oppen, ?Adiabatic quantum motors,? Physical Review Letters 111, 060802 (2013).[2] P. W. Brouwer, ?Scattering approach to parametric pumping,? Physical Review B 58, R10135 (1998).[3] H. Calvo, F. Ribetto, and R. Bustos-Marún, ?Real-time diagrammatic approach to current-induced forces: Application to quantum-dot based nanomotors,? Physical Review B 96, 165309 (2017).[4] R.-P. Riwar and J. Splettstoesser, ?Charge and spin pumping through a double quantum dot,? Physical Review B 82, 205308 (2010).[5] H.-A. Engel and D. Loss, ?Single-spin dynamics and decoherence in a quantum dot via charge transport,? Physical Review B 65, 195321 (2002).