Grupo de Física de Sistemas de Muitos Corpos

Em sistemas de muitos elétrons ou sistemas de elétrons fortemente interagentes, novas propriedades físicas emergem da interação entre as partículas, sendo necessários, para descrevê-las, tratamentos teóricos específicos, que vão além de uma descrição em termos de partículas independentes. Por exemplo, o aumento da interação eletrônica em relação à energia cinética dos elétrons pode fazer com que haja localização da função de onda eletrônica, levando o sistema a passar por uma transição de uma fase metálica para uma fase isolante, que é conhecida como transição de Mott. Exemplos dessa transição são observados em óxidos de metais de transição e alguns sais orgânicos: os materiais seriam metálicos em uma descrição efetiva em termos de partículas independentes, mas são isolantes devido à forte interação coulombiana entre elétrons que ocupam orbitais do tipo d ou f semi-preenchidos.

 

Linhas de Pesquisa

No nosso grupo, desenvolvemos pesquisas sobre a física de sistemas de muitos corpos nos temas resumidos abaixo.

 

Conjunção entre interação eletrônica e desordem

A desordem também pode levar o sistema a passar por uma transição metal-isolante, a transição de Anderson. Em sistemas interagentes e desordenados, ambos os mecanismos, de Mott e de Anderson, competem e/ou se somam. Essa conjunção entre os efeitos de localização de Mott e Anderson é não trivial e tem sido assunto de pesquisa do grupo nos últimos anos.

Exemplos de trabalhos publicados nesse tema de pesquisa são:

– “Critical behavior at Mott-Anderson transition: a Typical-Medium Theory perspective”, M. C. O. Aguiar, V. Dobrosavljević, E. Abrahams e G. Kotliar, Phys. Rev. Lett. 102, 156402 (2009);

 

– “Anderson localization effects near the Mott metal-insulator transition”, Helena Bragança, M. C. O. Aguiar, J. Vucicević, D. Tanasković e V. Dobrosavljević, Phys. Rev. B 92, 125143 (2015).

 

Informação quântica e dinâmica de não-equilíbrio

Propriedades de informação quântica, como diferentes medidas de emaranhamento, podem auxiliar no estudo de transições de fase em sistemas interagentes; a relação entre essas propriedades e as transições de fase é objeto de estudo do nosso grupo. Também temos interesse no estudo da dinâmica de não-equilíbrio de sistemas fortemente interagentes, que pode ser simulada em experimentos com átomos frios em redes óticas. Teoricamente, estudamos, por exemplo, processos denominados “quenches” quânticos, em que um sistema é preparado no seu estado fundamental, algum parâmetro do sistema é então alterado e ele passa a seguir a dinâmica determinada pela alteração realizada. Esse tema de pesquisa é desenvolvido em colaboração com o “Grupo de Ótica Quântica e Informação Quântica” do DF-UFMG.

Exemplos de trabalhos publicados nesse tema de pesquisa são:

 

– “Nonuniversality of entanglement convertibility”, Helena Bragança, Eduardo Mascarenhas, G. I. Luiz, C. Duarte, R. G. Pereira, M. F. Santos e M. C. O. Aguiar, Phys. Rev. B 89, 235132 (2014);

 

– “Spinon and bound state excitation ´light cones´ in Heisenberg XXZ Chains”, A. L. de Paula Jr, Helena Bragança, R. G. Pereira, R. C. Drumond e M. C. O. Aguiar, Phys. Rev. B 95, 045125 (2017).

 

Supercondutores de alta temperatura crítica

Materiais supercondutores, ou seja, que não apresentam resistência elétrica em uma região de parâmetros, despertam o interesse devido à possibilidade de aplicações tecnológicas. Em alguns desses materiais, a supercondutividade é bem entendida, sendo descrita pela chamada teoria BCS, de Bardeen, Cooper e Schrieffer. Materiais que apresentam supercondutividade a temperaturas mais altas têm sido descobertos nos últimos anos. Uma classe deles não é descrita pela teoria BCS, sendo denominados supercondutores não-convencionais e assunto de pesquisa atual. Enquanto supercondutores convencionais são obtidos por resfriamento de um metal tradicional, a supercondutividade não-convencional emerge da introdução de portadores de cargas em um isolante de Mott. Esse segundo tipo é caracterizado, portanto, pela presença de uma forte interação eletrônica. Esses materiais apresentam um diagrama de fase bastante complexo, com a competição entre diferentes fases da matéria, o que tem intrigado a comunidade científica nas últimas décadas. Em uma colaboração estabelecida recentemente com Marcello Civelli, da Université Paris-Sud, começamos a estudar, no grupo da UFMG, supercondutores não-convencionais.

Os primeiros resultados do grupo nesse tema de pesquisa estão no artigo:

– “Correlation-driven Lifshitz transition at the emergence of the pseudogap phase in the two-dimensional Hubbard model”, Helena Braganca, Shiro Sakai, M. C. O. Aguiar, Marcello Civelli, Phys. Rev. Lett. 120,067002 (2018).

Uma breve introdução ao assunto do trabalho está disponível no YouTube.

Equipe do Grupo de Física de Sistemas de Muitos Corpos

Professores Responsáveis

Equipe

  • Alberto Luiz de Paula Júnior (Doutorado, desde julho de 2014, orientação com Raphael Drumond)
  • Flávio Luis Noronha dos Santos (Doutorado, início em março de 2016, orientação com Rodrigo Pereira)
  • Nathan Giovanni Andrade Teixeira (Doutorado, início em agosto de 2016).
Categorias do Blog
Entre em Contato
  • Av. Antônio Carlos, 6627 Departamento de Física Instituto de Ciências Exatas CEP 31270-901 Belo Horizonte Minas Gerais – Brasil

  • Telefone(31) 3409-5633

  • Fax (31) 3409-5600

  • E-mail adfisica@fisica.ufmg.br