Decoherencia en sistemas de espines interactuantes en RMN

Abstract

En esta tesis usamos la ecuación maestra cuántica generalizada de Lioville von Neumann para resolver la dinámica de sistemas de muchos espines interactuando con un baño de espines. También obtuvimos la dinámica de espines dentro del formalismo de Keldysh. Ambos métodos con idénticas soluciones juntos, nos posibilitaron realizar predicciones que concuerdan con las observaciones de experimentos de RMN. Los resultados, fueron usados para la caracterización molecular, el desarrollo de nuevas metodologías numéricas y el control de dinámica cuántica en implementaciones experimentales. Aún más importante, ha sido el surgimiento de interpretaciones físicas fundamentales de la dinámica cuántica de sistemas cuánticos abiertos tales como la manifestación de una transición de fase en la dinámica cuántica inducida por el ambiente. El control de sistemas cuánticos abiertos tiene una relevancia fundamental en campos que van desde el procesamiento de la información cuántica hasta la nanotecnología. Típicamente, el sistema cuya dinámica coherente se desea manipular, interactúa con un ambiente que suavemente degrada su dinámica cuántica. Es así que el entendimiento preciso de los mecanismos internos de este proceso, llamado decoherencia, es crítico para el desarrollo de estrategias para el control de la dinámica cuántica. En esta tesis usamos la ecuación maestra cuántica generalizada de Liouville-von Neuman para resolver la dinámica de sistemas de muchos espines interactuando con un baño de espines. También obtuvimos la dinámica de espines dentro del formalismo de Keldysh. Ambos métodos nos llevaron a idénticas soluciones y juntos nos dieron la posibilidad de realizar numerosas predicciones que concuerdan con las observaciones de experimentos de Resonancia Magnética Nuclear. Estos resultados son usados para la caracterización molecular, el desarrollo de nuevas metodologías numéricas y el control de la dinámica cuántica en implementaciones experimentales. Pero aún más importante es el surgimiento de interpretaciones físicas fundamentales de la dinámica cuántica de sistemas cuánticos abiertos, tales como la manifestación de una transición de fase dinámica cuántica inducida por el ambiente.