Universidad Nacional de Educación a Distancia » LAUNIVERSIDAD » Departamentos » Ciencias y Técnicas Fisicoquímicas » Investigación » Efectos Cuánticos en Materia Condensada

Departamento de Ciencias y Técnicas Fisicoquímicas

Presentación
Organigrama
Docencia
Investigación
Tablón de Anuncios
Recursos en la web
Preguntas más frecuentes
Situación
Intranet

Efectos Cuánticos en Sistemas de Muchos Cuerpos

Luis M. Sesé Sánchez

Un gran número de situaciones de interés en el estudio de agregados atómico/moleculares tienen lugar en situaciones que involucran bien bajas temperaturas (como mucho de algunas docenas de grados Kelvin), bien escalas de longitud muy pequeñas (del orden del nanometro, etc.) . En estos casos las características cuánticas de la materia son determinantes, y en los sistemas emergen curiosas propiedades ajenas al comportamiento clásico habitual y derivadas de los efectos de interferencia y de canje cuántico (partículas idénticas). Conocer estas propiedades es fundamental tanto para entender el tejido íntimo del mundo en el que vivimos, como para diseñar nuevos materiales que sirvan a los propósitos más diversos.

Para abordar estos estudios desde una perspectiva teórica hay que combinar la Mecánica Estadística Cuántica con la Simulación Numérica con computador (Monte Carlo, Dinámica Molecular). En la línea de investigación presente se utilizan la teoría de las integrales de camino (path-integral) y la Simulación Monte Carlo y se estudian las propiedades de gases, líquidos y sólidos. La atención se dirige tanto a sistemas reales (líquido de helio-4, deuterio gaseoso en la región crítica, ...) como a sistemas modelo (esferas rígidas).

Las propiedades de equilibrio que se estudian son:
  • Termodinámicas: energías internas, presiones, calores específicos, energías libres (Helmholtz y Gibbs), entropías, compresibilidades isotermas, etc.
  • Estructurales: funciones de correlación de pares en espacio r (instantánea, de respuesta lineal, de centroides, autocorrelación) y sus contrapartidas en el espacio de Fourier k (funciones de respuesta a campos externos). El paso anterior entre espacios se realiza con funciones de correlación directa cuánticas. También se estudian las propiedades matemáticas de estas estructuras, como la caída asintótica a largas distancias, lo que posee un gran interés en el estudio de fenómenos interfaciales.

Figura 1. Polos dominantes que caracterizan el comportamiento asintótico de las funciones de respuesta lineal en el fluido cuántico de esferas rígidas. Las líneas con pendiente positiva corresponden a isocoras y las de pendiente negativa a las isotermas.
Palabras clave: Efectos cuánticos en materia condensada, Integración de caminos, Monte Carlo, PIMC, Funciones de respuesta, Funciones de correlación directa.

Fuentes de Investigación (Revistas):
  • Journal of Chemical Physics
  • Molecular Physics
  • Physical Review A, B y E
  • Physical Review Letters
  • Chemical Physics Letters
  • Journal of Physics C: condensed matter
  • Journal of Physical Chemistry