Maquinas de Szilard cuánticas y rompimiento de la adiabaticidad

Tesis de Maestria en Ciencias – Física, Universidad de los Andes (2018)

Avances recientes en técnicas de atrapamiento óptico para el control experimental de sistemas mesoscópicos han llevado a un resurgimiento del interés teórico en el estudio de propiedades termodinámicas a escalas pequeñas (Takahiro Sagawa and Sano, 2010) (Martínez et al., 2016). En este contexto, varios trabajos han encontrado violaciones aparentes al principio de mínimo trabajo que revelan una relación estrecha entre termodinámica y procesamiento de información (Parrondo, Horowitz, and Sagawa, 2015) (Crooks, 1999). Un modelo recurrente que muestra estas violaciones es el motor microcanónico de Szilard del se que puede, en principio, extraer trabajo sin necesidad de un reservorio térmico (Parrondo, Horowitz, and Sagawa, 2015) (Jarzynski, 2013). En esta tésis se hace un recuento de los últimos avances teóricos que pretenden entender estos sistemas y se busca avanzar la discusión estudiando versiones cuánticas de los motores microcanónicos. Reportamos que al operar estos motores de manera adiabática, la extracción de trabajo no es fesíble. Sin embargo, al introducir transiciones diabáticas en el sistema, es posible crear superposiciones con una energía menor que la del estado inicial. Adicionalmente, hay un rango de tiempos de operación para los cuales el sistema puede casi alcanzar un rendimiento máximo, i.e., una transición al estado base.


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