Sistemas cuánticos bajo la influencia de condiciones externas : fluctuaciones y decoherencia - Villar, Paula Inés (2007)
Un tema de mucho interés en numerosas ramas de la Física es el estudio del mecanismo por el cual ocurre la transición cuántico-clásica. Este es un tema largamente debatido en la historia de la mecánica clásica. Actualmente, una explicación razonable es que los sistemas macroscópicos se comportan clásicamente debido a su interacción con el entorno. Son sistemas cuánticos abiertos que interactúan con otros sistemas (o partes de ellos). Esa interacción produce en el sistema en estudio o relevante, efectos disipativos y/o más sofisticados como ser la aparición de una base privilegiada (entre los numerosos estados en su espacio de Hilbert) en la que el sistema presentará aspectos clásicos (base de punteros). En esta Tesis estudiaremos el proceso de pérdida de coherencia, entrelazamiento y excitación energética inducida en los sistemas originalmente cuánticos debido a la presencia de un entorno. En primer lugar, nos dedicaremos a analizar las fluctuaciones de vacío del entorno como fuente del proceso de pérdida de coherencia (o bien, decoherencia). El acoplamiento de un sistema cuántico a un entorno generalmente produce fluctuaciones de la energía de la partícula de prueba a una temperatura cero. Luego, extenderemos este análisis analítico y numérico a entornos más generales a temperatura estrictamente cero y en el límite de alta temperatura. Finalmente, mostraremos que una vez que el subsistema en cuestión perdió coherencia y se “hizo clásico”, tiene chances de excitarse energéticamente, aún en presencia de un entorno cuántico a temperatura cero. Por otro lado, estudiaremos el proceso de decoherencia en sistemas compuestos y en el caso de partículas cargadas en campos electromagnéticos. En ese contexto, aplicaremos nuestras estimaciones anal´ıticas a experimentos de interferencia y pondremos condiciones para la medición de la fase geométrica en el caso de estados mixtos que evolucionan de manera no unitaria. Finalmente, estudiaremos la pérdida de coherencia en teoría de campos durante transiciones de fase. En ese contexto, utilizaremos el método de la funcional de decoherencia, sin la necesidad de pasar por la ecuación maestra. Estudiamos configuraciones de campo que difieren entre sí en su amplitud, pero tienen igual distribución espacial, así como también historias de campo con diferente localización en el espacio.