Termodinámica y simulaciones cuánticas en trampas de iones - Freitas, José Nahuel (2017)
En esta tesis se estudian fundamentos de termodinámica en sistemas cuánticos lineales. Se desarrolla una teoría general que permite estudiar procesos periódicos sobreredes armónicas acopladas a entornos bosónicos. Se muestra cómo las leyes usualesde la termodinámica clásica emergen a partir de la dinámica determinista del sistema. Además, los resultados obtenidos son utilizados para estudiar procesos termodinámicosen situaciones arbitrariamente alejadas del equilibrio térmico y del límite termodinámico. El formalismo desarrollado aquí es exacto y no requiere de ciertas aproximacionesque son comunmente usadas en la literatura (acoplamiento débil y dinámica Markoviana). Esto permite entender cuáles son las consecuencias de utilizar estas aproximaciones,y establecer precisamente el rango en el que pueden ser aplicadas, lo cuál es deutilidad en otros modelos donde una solución exacta no es posible. Este desarrollo tambiénaclara ciertas confusiones existentes en la literatura respecto de la versión dinámicade la tercera ley de la termodinámica, dado que se obtiene una demostración novedosade la validez de esta ley para una familia general de máquinas térmicas. Por último, se proponen experimentos en sistemas de iones atrapados para simularprocesos de transporte de energía y transiciones de fase en materiales magnéticos.