Banca de DEFESA: LUCAS RODRIGUES DELGADO DE FREITAS

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : LUCAS RODRIGUES DELGADO DE FREITAS
DATA : 07/11/2024
HORA: 08:30
LOCAL: Plataforma Google Meet
TÍTULO:

Testes eletricos no modelo de Kitaev estendido

PALAVRAS-CHAVES:

Matéria quântica, computação quântica topológica, teoria de campo médio, férmions de Majorana.

PÁGINAS: 145
RESUMO:

O modelo de Kitaev realiza um líquido quântico de spin onde o spin é fracionalizado em férmions de Majorana
itinerantes e vórtices localizados. O emaranhamento quântico entre essas partículas pode ser utilizado para realização de
computação quântica topológica sem decoerência. Materiais estão sendo testados quanto à realização aproximada deste
modelo. Apesar de fortes indícios de que o $\alpha$-RuCl$_3$ seja um material de Kitaev, ainda é controverso se realmente
foi observada uma fase de líquido quântico de spin. De forma a ajudar a identificar esta fase, este trabalho estuda testes
\textit{elétricos} que \textit{detectem} vórtices em materiais de Kitaev. Técnicas estudadas neste projeto também podem ser
exploradas para \textit{manipulação} dos anyons de Ising no material. Utilizaremos o modelo de Kitaev estendido, que
descreve de forma mais realista materiais de Kitaev.O modelo de Kitaev realiza um líquido quântico de spins onde os graus de liberdade de spin são fracionados em férmions
Majorana itinerantes e vórtices localizados. O emaranhamento entre essas partículas é uma rota promissora para a computação
quântica topológica tolerante a falhas. Embora diversos materiais tenham sido propostos para realizar uma fase de líquido
quântico de spins, ainda faltam evidências concretas confirmando sua existências. Para auxiliar na identificação dessa fase,
propomos um teste elétrico usando o perfil de carga, oferecendo uma assinatura para os vórtices Z2 em materiais de Kitaev.
Este estudo explora a resposta de carga elétrica em materiais de Kitaev, considerando o modelo estendido que inclui interações
de Heisenberg, Γ e campo Zeeman magnético. A teoria de campo médio de Majorana é empregada para analisar correlações de
spin ao redor dos vórtices, revelando uma anisotropia espacial na distribuição de carga, quantificada pelo momento quadrupolo
elétrico. Esta abordagem de campo médio permanece exata no limite de Kitaev puro e captura a física fundamental ao longo da
fase de líquido de spin de Kitaev. Encontramos interação quadrupolo-quadrupolo repulsiva ou atrativa entre vórtices distantes,
dependendo dos parâmetros. Prevemos que pontas condutoras polarizadas eletricamente podem criar vórtices em locais
predefinidos.
Os resultados de nosso estudo abrem caminho para a manipulação elétrica de anyons de Ising em líquidos de spin de Kitaev,
oferecendo um caminho promissor para aplicações tecnológicas de materiais de Kitaev

 

MEMBROS DA BANCA:
Interno - 1519258 - DORY HELIO AIRES DE LIMA ANSELMO
Externo à Instituição - EDSON VERNEK - UFU
Externo à Instituição - ERIC DE CASTRO E ANDRADE - USP
Interno - 2411793 - LEONARDO DANTAS MACHADO
Presidente - 1313663 - RODRIGO GONCALVES PEREIRA