Orientadores: Roberto Luzzi, Aurea Rosas Vasconcellos

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Uma teoria de transporte quântico não-linear para sistemas de muitos corpos arbitrariamente afastados do equilíbrio é elaborada, baseada no método do operador estatístico de não-equilíbrio de Zubarev. É descrito um processo iterativo que permite que as integrais de colisão com memória sejam...

Resumo: Uma teoria de transporte quântico não-linear para sistemas de muitos corpos arbitrariamente afastados do equilíbrio é elaborada, baseada no método do operador estatístico de não-equilíbrio de Zubarev. É descrito um processo iterativo que permite que as integrais de colisão com memória sejam arranjadas na forma de uma série de contribuições parciais em potências crescentes da intensidade de interação, levando a uma teoria não-linear de relaxação em termos instantâneos nas integrais de colisão. A ordem mais baixa, a chamada teoria linear de relaxação, cor responde à aproximação Markoviana aos processos de relaxação e os efeitos de memória são ao menos de terceira ordem nas intensidades de interação. O método é aplicado para tratar efeitos não-lineares em um semicondutor dopado tipo n, onde se mostra que através de absorção por portadores livres em processo de fotoexcitação, fonons LO são produzidos, em excesso com relação ao equilíbrio, numa região privilegiada do espaço recíproco. Efeitos não-lineares são relevantes somente em altas intensidades de excitação, onde promovem a canalização da energia dos modos alimentados àqueles do extremo de zona, cuja população cresce enormemente, exibindo um efeito semelhante a uma condensação de Bose-Einstein fora de equilíbrio

Abstract: A non-linear quantum transport theory for many-body systems arbitrarily away from equilibrium is elaborated using Zubarev's non-equilibrium statistical operator method. It is described an iterative method that allows to organize the collision integrals with memory in a series of partial...

Abstract: A non-linear quantum transport theory for many-body systems arbitrarily away from equilibrium is elaborated using Zubarev's non-equilibrium statistical operator method. It is described an iterative method that allows to organize the collision integrals with memory in a series of partial contribution of increasing power in the intensity of the interaction, leading to a nonlinear relaxation theory based on instantaneous collision integrals. In the lowest order, the so called linear theory of relaxation corresponds to the Markovian approximation to the relaxation processes, and memory effects are at least of third order in the intensities of the interaction. The method is applied for the treatment of non-linear effects in n-doped polar semiconductors, where is shown that through free carrier absorption in laser photoexcitation processes, LO phonons are produced in excess of equilibrium in a privileged region of the reciprocal space. Non-linear effects are important at high levels of photoexcitation, where are responsible for the channeling of energy from the pumped modes to the modes at the edge of the Brillouin zone, whose population grows enormously, following a phenomenon akin to a non-equilibrium Bose-Einstein condensation