Banca de DEFESA: DANILO DA SILVA ALMEIDA

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: DANILO DA SILVA ALMEIDA
DATA : 27/05/2025
HORA: 14:00
LOCAL: Através de Videoconferência: https://meet.google.com/vob-fuhn-wuz
TÍTULO:

Transições de Fase Quânticas e Fases Emergentes em Sistemas Escada

PALAVRAS-CHAVES:

Diagramas de Fase Quântica. Escadas de Spin- 1/2. DMRG. Transições de Kosterlitz-Thouless. Fases Topological.

PÁGINAS: 170
RESUMO:

Este trabalho investiga os diagramas de fase quântica de sistemas quânticos de
baixa dimensionalidade, com foco em sistemas de escadas de spin- 1
2
, utilizando técnicas
numéricas avançadas, principalmente o método do Grupo de Renormalização da Matriz
Densidade (DMRG). Esses sistemas, que incluem escadas antiferromagnéticas de duas

pernas, escadas de spin misto sob campos magnéticos externos e configurações de es-
cadas acopladas, servem como plataformas ricas para explorar magnetismo quântico, fases

topológicas e fenômenos críticos. Ao mapear transições de fase e analisar propriedades do

estado fundamental, este trabalho avança na compreensão teórica de interações quânti-
cas complexas e suas possíveis realizações experimentais. Um foco principal é o estudo

de escadas antiferromagnéticas de spin- 1
2
com duas pernas, onde identificamos transições

de Kosterlitz-Thouless (KT) associadas a platôs de magnetização fracionária. Essas tran-
sições, impulsionadas por acoplamentos intra e inter-escadas concorrentes, revelam o del-
icado interplay de frustração e flutuações quânticas na estabilização de fases exóticas.

Em escadas de spin misto, combinando graus de liberdade de spin- 1
2

e spin-1, explo-
ramos os efeitos de campos magnéticos externos, descobrindo platôs de magnetização,

incluindo um platô de 1/3 que termina por uma transição KT. Esses achados destacam o
papel das variações de campo e acoplamento no controle das fronteiras de fase e validam

abordagens numéricas contra modelos teóricos aproximados. A tese também examina sis-
temas de escadas acopladas, tanto não frustradas quanto frustradas, para entender como

as interações inter-escadas influenciam o comportamento de fase. Em casos não frustra-
dos, encontramos conexões adiabáticas entre estados de Ligação de Valência Ressonante

(RVB), sugerindo estados quânticos robustos em diferentes tamanhos de escadas. Em con-
traste, escadas acopladas frustradas exibem transições de fase, como de fases de singletos

de degrau para fases de tripletes de degrau, e revelam comportamento efetivo de spin mais

alto em configurações multi-pernas. Esses resultados fornecem insights sobre a escalabili-
dade e propriedades topológicas de sistemas de escadas, contribuindo para o estudo mais

amplo de transições de fase quântica. Ao combinar simulações numéricas precisas com
análises teóricas, este trabalho elucida os mecanismos que governam os diagramas de fase
quântica em sistemas de escadas de spin. Os achados têm implicações para a física da
matéria condensada, particularmente na compreensão da ordem topológica, frustração e
criticidade quântica. Eles também estabelecem as bases para investigações experimentais

em plataformas como materiais de estado sólido e redes ópticas, onde as fases e transições
previstas podem ser investigadas. Direções futuras de pesquisa incluem explorar efeitos
de desordem, comportamentos de escala em sistemas maiores e propriedades dinâmicas

em condições de não equilíbrio. Esta tese, portanto, serve como uma ponte entre o mag-
netismo quântico teórico e a ciência quântica experimental, promovendo novas vias para

descobertas em sistemas quânticos de baixa dimensionalidade.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - RODRIGO GONÇALVES PEREIRA - UFRN
Interno - 2287840 - ERNESTO CARNEIRO PESSOA RAPOSO
Externo à Instituição - MARCELO LEITE LYRA - UFAL
Interno - 1129671 - MAURICIO DOMINGUES COUTINHO FILHO
Presidente - 2378411 - RENE RODRIGUES MONTENEGRO FILHO