COLÓQUIO: Transições de Fase Quântica em Modelos de Ótica Quântica (Prof. MARTIN JESUS APARICIO ALCALDE - Univ. Fed. De Viçosa-MG)

As transições de fase à temperatura finita acontecem devido à presença de flutuações Térmicas. No entanto, ao levar o sistema à temperatura zero, também existem transições de Fase que são geradas apenas por flutuações quânticas, elas são chamadas de transições de fase Quânticas. Neste colóquio falaremos de um tipo de modelo de spin-bóson muito estudado na ótica quântica. Tal modelo é chamado de modelo de Dicke, que considera N átomos de dois níveis interagindo com um único modo de um campo bosônico (que representa os fótons). A separação espacial entre os átomos é grande o suficiente que permite desprezar a interação do tipo dipolo-dipolo, mas pequena o suficientemente para que as dimensões lineares da região contendo os átomos sejam menores do que o comprimento de onda do único modo do campo bosônico. Como os átomos interagem apenas com um modo do campo bosônico, eles não podem ser considerados independentes ao irradiar, gerando assim o fenômeno da super-radiancia. Uma forma de produzir processos radiativos nos átomos é fazermos incidir radiação eletromagnética sobre eles. Outra forma é colocar o sistema em contato com um banho térmico a certa temperatura. Ao considerar o limite termodinâmico, onde o numero de átomo é grande, se encontra que a partir de certo valor da constante de acoplamento entre os átomos e o campo bosônico, o sistema experimenta uma transição de fase, com a passagem de uma fase de radiação fluorescente para uma fase de radiação super-radiante, em alguma temperatura crítica. Nesses resultados, podemos verificar a existência de uma transição de fase à temperatura zero, correspondendo a uma transição de fase quântica. Falaremos também de algumas realizações experimentais do modelo de Dicke, como por exemplo, em um condensado de Bose-Einstein dentro de uma cavidade ótica, e de sua relação como caos quântico e conceitos de emaranhamento.