Aspectos da dinâmica de emaranhamento em sistemas multipartidos e o interferômetro Mach-Zehnder com discriminador de que-caminho

• Main Author: Jose Geraldo Goncalves de Oliveira Junior
• Other Authors: Maria Carolina Nemes
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2011
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/MPSA-8NWLW5

=== We investigate aspects, in various contexts, of entanglement and the wave particle duality. We show that the dynamics of tripartite systems which interact via one excitation exchange leads to a direct connection between entanglement sudden death and the appearance of genuine entanglement. We also show that this is valid (not with the same generality) also for a four partite system in the context of the double JaynesCummings model. Moreover we show that the entanglement dynamics in this case can be completely expressed in geometrical terms. Using the same system we show that by performing adequate Zeno like measurements it is possible to freeze, increase, or even revive the initial entanglement. This intriguing result is also associated to entanglement sudden death. As far as wave particle duality and entanglement are concerned we studied a particle going through an interferometer equipped with a whichway device. We quantified the quality of the probe and exhibit its connection with the availability of the whichway information provided by the probe system. When the probe system information is unaccessible only the particle character will be observed. We obtain limits for a good (quantum regime) and for a bad (classical regime) whichway detector (probe system). We used our results to interpret a recent experiment set up to test the quantumclassical border where the probe covers from the quantum to the classical limit. We showed that the experimental errors influenced the conclusion inferred form the data about having achieved the classical limit. Finally we analyze the Ramsey zones from the point of view of our findings and provide for a transparent physical interpretation. In this case the classical limit of the probe system is reached due to a source plus strong dissipation dynamics, which swaps whichway information to a system containing an infinite number of degrees of freedom, making thus sure that any whichway information becomes unavailable. === Nesta tese o emaranhamento e a dualidade ondapartida são os temas principais de estudo. Para examinar alguns dos aspectos e características do emaranhamento, analisamos sistemas de três e quatro partes constituídos por átomos e pelo campo eletromagnético. A interação átomocampo é dada pelo modelo de JaynesCummings. De início mostramos que existe uma ligação direta entre o emaranhamento residual e a morte súbita de emaranhamento quando a interação entre os sistemas é do tipo troca de excitações. Como extensão, estudamos um sistema dinâmico de quatro partes e mostramos que havendo morte súbita haverá um emaranhamento que não pode ser contabilizado apenas via o emaranhamento das bipartições. Estudamos ainda os aspectos geométricos relativos à dinâmica do emaranhamento e mostramos que existe uma manifestação geométrica da morte súbita. Na sequência, neste mesmo modelo de quatro partes, ao intervir na dinâmica com medidas tipo Zeno, mostramos que a dinâmica de emaranhamento é alterada e com isso tornase possível congelar, aumentar e reviver o emaranhamento. Contudo, a possibilidade de aumentar e reviver o emaranhamento está vinculada a existência de MSE em alguma partição. Fizemos ainda uma investigação sobre a dualidade ondapartícula considerando uma partícula quântica que atravessa um interferômetro equipado com um marcador de caminho. Neste trabalho, quantificamos a qualidade da ponta de prova e mostramos sua conexão com a quantidade de informação de quecaminho que ficou disponível. Percebemos que quando a ponta de prova é incapaz de disponibilizar a informação de quecaminho então será um sistema que possui apenas comportamento tipo corpúsculo. Encontramos limites para um bom (regime quântico) ou um mal (regime clássico) discriminador de quecaminho. Aplicamos nossos resultados a um experimento de complementaridade na borda quânticoclássico onde a ponta de prova transita do regime quântico ao clássico. Mostramos que as imperfeições experimentais influem na conclusão tirada acerca do limite clássico. Em seguida, analisamos as zonas de Ramsey onde nossos resultados fornecem uma simples interpretação. Neste caso, o limite clássico da ponta de prova é alcançado mediante a dinâmica fonte+dissipação que varre a informação de quecaminho e a leva para um sistema com infinitos graus de liberdade deixandoa completamente indisponível.