Dinámica no lineal de superconductores fuera de equilibrio
En los últimos años, ha habido un creciente interés en la posibilidad de manipular el estado superconductor fuera del equilibrio. Dentro del formalismo de BCS, la mayoría de los trabajos teóricos han estudiado el problema de un cambio súbito en la interacción atractiva, suponiendo que el sistema...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2020
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/981/1/Ojeda_Collado.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En los últimos años, ha habido un creciente interés en la posibilidad de manipular
el estado superconductor fuera del equilibrio. Dentro del formalismo de BCS,
la mayoría de los trabajos teóricos han estudiado el problema de un cambio súbito
en la interacción atractiva, suponiendo que el sistema se encuentra perfectamente
aislado. El resultado más importante es la existencia de tres fases dinámicas diferentes,
que corresponden respectivamente con una amortiguación, un sobreamortiguamiento
u oscilaciones persistentes del parámetro de orden superconductor. Sin
embargo, para describir correctamente sistemas reales de materia condensada y átomos
fríos, es necesario tener en cuenta los efectos de disipación que aparecen debido
a la presencia inevitable del medio ambiente: un desafío teórico que no ha sido resuelto
hasta el momento para superconductores fuera de equilibrio y que hemos
abordado en esta tesis. En este caso, sin importar cuán grande sea el cambio en la
interacción atractiva, el parámetro de orden superconductor tiende al parámetro de
orden de equilibrio que corresponde a la nueva interacción atractiva, en un tiempo
característico que depende del acoplamiento con el baño externo (el baño externo
absorbe toda la energía extra y permite al sistema alcanzar su estado fundamental
a tiempos largos). Hemos demostrado que el proceso de termalización podría ocurrir
en una escala de tiempo tal que la fase sincrónica (oscilaciones persistentes) y la
fase de oscilaciones amortiguadas del parámetro de orden, difícilmente puedan ser
distinguidas en los experimentos.
En la segunda parte de la tesis, estudiamos la dinámica fuera de equilibrio de un
superconductor BCS en presencia de una perturbación periódica de alta frecuencia
y un baño externo, en equilibrio, que agrega disipación al problema. Para tiempos
cortos comparados con el tiempo de relajación de energía, un conjunto de excitaciones
de cuasipartículas entra en resonancia y realiza oscilaciones de Rabi sincrónicas
con una frecuencia que depende de la amplitud de la perturbación periódica. Como
consecuencia, aparece un nuevo modo colectivo (modo Rabi-Higgs) en la dinámica
transitoria del parámetro de orden superconductor. A tiempos largos, en el estado
estacionario, este modo se desvanece y se produce una saturación en el desbalance
de la población de cuasipartículas, análogo a lo que sucede en problemas de óp
tica cuántica. Finalmente, se discute la viabilidad de dos técnicas experimentales
basadas en fotoemisión y microscopía de efecto túnel para detectar oscilaciones de
Rabi-Higgs. Aún en presencia de disipación debida al acoplamiento con el baño,
se demuestra cómo ambas espectroscopías son apropiadas para la futura detección
experimental de estas no linealidades. |
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