Dephasing - Dephasing
Na física , o defasamento é um mecanismo que recupera o comportamento clássico de um sistema quântico . Refere-se às maneiras pelas quais a coerência causada pela perturbação decai com o tempo, e o sistema retorna ao estado anterior à perturbação. É um efeito importante na espectroscopia molecular e atômica e na física da matéria condensada de dispositivos mesoscópicos .
A razão pode ser entendida descrevendo a condução em metais como um fenômeno clássico com efeitos quânticos todos embutidos em uma massa efetiva que pode ser calculada mecanicamente quântica, como também acontece com a resistência que pode ser vista como um efeito de espalhamento dos elétrons de condução . Quando a temperatura é abaixada e as dimensões do dispositivo são significativamente reduzidas, esse comportamento clássico deve desaparecer e as leis da mecânica quântica devem governar o comportamento dos elétrons condutores vistos como ondas que se movem balisticamente dentro do condutor sem qualquer tipo de dissipação. Na maioria das vezes é isso que se observa. Mas pareceu uma surpresa descobrir que o chamado tempo de defasamento , que é o tempo que leva para os elétrons condutores perderem seu comportamento quântico, torna-se finito em vez de infinito quando a temperatura se aproxima de zero em dispositivos mesoscópicos violando as expectativas do teoria de Boris Altshuler , Arkady Aronov e David E. Khmelnitskii. Este tipo de saturação do tempo de defasagem em baixas temperaturas é um problema aberto, mesmo com várias propostas sendo apresentadas.
A coerência de uma amostra é explicada pelos elementos fora da diagonal de uma matriz de densidade . Um campo elétrico ou magnético externo pode criar coerências entre dois estados quânticos em uma amostra se a frequência corresponder ao gap de energia entre os dois estados. Os termos de coerência decaem com o tempo de defasamento ou relaxamento spin-spin , T 2 .
Depois que a coerência é criada em uma amostra pela luz, a amostra emite uma onda de polarização , a frequência da qual é igual e a fase da qual é invertida da luz incidente. Além disso, a amostra é excitada pela luz incidente e uma população de moléculas no estado excitado é gerada. A luz que passa pela amostra é absorvida por esses dois processos e é expressa por um espectro de absorção . Os decaimentos de coerência com a constante de tempo, T 2 , e a intensidade da onda de polarização é reduzida. A população do estado excitado também decai com a constante de tempo do relaxamento longitudinal , T 1 . A constante de tempo t 2 é normalmente muito menor do que T 1 , e a largura de banda do espectro de absorção está relacionada com estas constantes de tempo pela transformada de Fourier , de modo que a constante de tempo T 2 é um contribuinte principal para a largura de banda. A constante de tempo t 2 foi medida com ultra-rápida espectroscopia resolvida no tempo directamente, tal como em fotões eco experiências.
Qual é a taxa de defasagem de uma partícula que tem energia E se ela está sujeita a um ambiente flutuante com temperatura T ? Em particular, qual é a taxa de defasagem próxima ao equilíbrio ( E ~ T ), e o que acontece no limite de temperatura zero? Esta questão fascinou a comunidade mesoscópica durante as últimas duas décadas (ver referências abaixo).
Veja também
Referências
- ^ Altshuler, BL; Aronov, AG; Khmelnitsky, DE (1982-12-30). "Efeitos das colisões elétron-elétrons com pequenas transferências de energia na localização quântica" . Journal of Physics C: Solid State Physics . 15 (36): 7367–7386. Bibcode : 1982JPhC ... 15.7367A . doi : 10.1088 / 0022-3719 / 15/36/018 . ISSN 0022-3719 .
Outro
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