(Charla) Termodinámica de motores y bombas cuánticos fuera de equilibrio

HERNAN L. CALVO

Conferencia; 105 Reunión Nacional de Fı́sica ? AFA, formato Webinar; 2020

El sostenido avance en nanotecnología ha permitido, en los últimos años, un desarrollo sin precedentes en la fabricación y control de una amplia variedad de dispositivos electromecánicos. En particular, la posibilidad de fabricar motores y bombas en la nanoescala constituye un desafío no solo tecnológico sino fundamental, ya que su funcionamiento se encuentra íntimamente ligado a las leyes de la mecánica cuántica. Estos dispositivos consisten, típicamente, en una componente electromecánica conectada a reservorios de electrones y controladas por fuentes de no equilibrio, como un gradiente de temperatura o voltaje sostenido entre los contactos, o incluso un agente de modulación externo. En este trabajo, se resumen algunos aspectos dinámicos y termodinámicos propios de estos sistemas [1], prestando particular atención a la relación que se establece entre los distintos flujos de energía que participan en el dispositivo (corrientes de carga/calor y potencia mecánica). Se discuten, a su vez, condiciones particulares de funcionamiento y su eficiencia máxima posible. Estos resultados se ilustran en un punto cuántico doble acoplado capacitivamente a un rotor mecánico [2]. Para este caso, analizamos algunas consecuencias propias de las condiciones de no equilibrio, como coeficientes de fricción negativos y regímenes de operación duales motor/bomba.[1] R.A. Bustos-Marún and H.L. Calvo, Entropy 21, 824 (2019).[2] H.L. Calvo, F.D. Ribetto, and R.A. Bustos-Marún, Phys. Rev. B 96, 165309 (2017).