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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.76.2024.tde-29042024-094602
Document
Author
Full name
Cosme Wilfredo Tancayllo Chacca
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2024
Supervisor
Committee
Bagnato, Vanderlei Salvador (President)
Bôas, Celso Jorge Villas
Vivanco, Franklin Adán Julca
Title in Portuguese
Redistribuição quântica de sistemas fechados sujeitos a mudança repentina do potencial
Keywords in Portuguese
Condensado de Bose-Einstein
Mudança repentina do potencial
Quantum quench
Sistema adiabático
Sistemas fechados
Abstract in Portuguese
Desde a previsão de Albert Einstein, em 1925, de um novo estado da matéria resultante de átomos bosônicos frios próximos do zero absoluto, o condensado de Bose-Einstein sempre foi considerado um sistema de equilíbrio quântico já estabelecido. No entanto, para estudar aspectos da física quântica de não-equilíbrio, como a termalização e aspectos universais da dinâmica crítica, há a necessidade de transformar um estado estacionário inicial em um estado complicado, longe do equilíbrio. Um método eficaz para alcançar esta transformação é o "Quantum Quench", em que mudanças abruptas no sistema levam à criação de um estado fora de equilíbrio. Neste trabalho experimental, promovemos essa perturbação repentina através de modificações no potencial confinante de uma Armadilha Óptica. Isto foi conseguido ajustando a intensidade da luz usando um modulador ópticoacústico. Inicialmente, um Condensado de Bose-Einstein (BEC) aprisionado com uma temperatura T1 é caracterizado por um hamiltoniano adiabático H(ϖ1). No entanto, ele é posteriormente transformado em um novo hamiltoniano H(ϖ2) dentro de um intervalo de tempo Δt. À medida que o potencial sofre esta transformação, a temperatura crítica também muda simultaneamente, levando o sistema a adaptar-se às novas condições. Os nossos dados recolhidos fornecem-nos os meios para analisar os desvios resultantes da mudança abrupta do potencial em relação ao seu estado de equilíbrio inicial.
Title in English
Quantum redistribution of closed systems subject to sudden change of potential
Keywords in English
Adiabatic system
Bose-Einstein condensate
Closed systems
Quantum quench
Sudden change of potential
Abstract in English
Since Albert Einsteins 1925 prediction of a novel state of matter arising from cold bosonic atoms near absolute zero, the Bose-Einstein condensate has always been considered an already established quantum equilibrium system. Nevertheless, in order to study aspects of quantum non-equilibrium physics, such as thermalization and universal aspects of critical dynamics, there is the necessity of transforming an initial steady state into a complicated far from equilibrium state. One effective method for achieving this transformation is the "Quantum Quench", wherein abrupt changes to the system lead to the creation of an out-of-equilibrium state. In this experimental work, we promote such sudden perturbation through modifications on the confining potential of an Optical Trap. This was achieved by tuning the light intensity using an optical-acoustic modulator. Initially, a trapped Bose-Einstein Condensate (BEC) with a temperature T1 is characterized by an adiabatic Hamiltonian H(ϖ1). However, it is subsequently transformed into a new Hamiltonian H(ϖ2) within a time interval Δt. As the potential undergoes this transformation, the critical temperature also changes concurrently, prompting the system to adapt to the new conditions. Our collected data provide us with the means to analyze the deviations resulting from the abrupt shift in potential from its initial equilibrium state.
 
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Publishing Date
2024-04-29
 
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