Decoherencia de espı́n nuclear asistida por fonones

Abstract

En esta tesis se estudia la influencia de las vibraciones cristalinas en la dinámica de espín nuclear. Nuestro objetivo es determinar si el desarrollo de los estados de cuasi-equilibrio en sistemas de espines nucleares de monocristales puede estar originado por procesos de decoherencia, inducidos por un ambiente de fonones. En primer lugar, realizamos un estudio experimental de la decoherencia mediante técnicas de Resonancia Magnética Nuclear (RMN), aplicando en una muestra monocristalina de selenita la secuencia de refocalización conocida como sándwich mágico. El estudio se llevó a cabo variando la temperatura y la magnitud del acople dipolar secular de la muestra (cambiando la orientación del cristal con respecto al campo Zeeman). El efecto de las vibraciones en este tipo de experimentos fue cuantificado mediante el cálculo de primeros principios de la función de decoherencia de un sistema de espines interactuantes, afectado por un baño armónico de fonones. Esto se realiza en el marco de la teoría de sistemas cuánticos abiertos, en donde las variables ambientales son tratadas como operadores cuánticos. Finalmente, comparamos los tiempos de decoherencia estimados con los análogos experimentales, gracias a que la función calculada queda expresada en términos de parámetros determinables experimentalmente.