Orientador: Amir Ordacgi Caldeira

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

Resumo: Por muitas décadas, fenômenos quânticos foram observados com partículas microscópicas, tais como átomos, elétrons e fótons. No entanto, avanços na fabricação e controle de sistemas físicos com dimensões extremamente reduzidas vêm permitindo a manifestação de eventos quânticos em proporções...

Resumo: Por muitas décadas, fenômenos quânticos foram observados com partículas microscópicas, tais como átomos, elétrons e fótons. No entanto, avanços na fabricação e controle de sistemas físicos com dimensões extremamente reduzidas vêm permitindo a manifestação de eventos quânticos em proporções gigantescas. Por exemplo, existem evidências de superposições quânticas com uma supercorrente composta por bilhões de elétrons num SQUID (Superconducting Quantum Interference Device). Motivados por tais evidências, nosso objetivo reside na busca de novos dispositivos capazes de exibir efeitos quânticos macroscópicos. Em particular, estamos interessados em sistemas ferromagnéticos que manifestem CQM (Coerência Quântica Macroscópica), isto é, ferromagnetos nos quais o campo de magnetização tunela periodicamente no tempo entre dois estados topologicamente distintos e degenerados. Nesta tese, sugerimos dois dispositivos: um ?o ferromagnético no qual uma parede de domínio tunela entre dois centros de aprisionamento arti?ciais; e um MQUID (Magnetic Quantum Interference Device), isto é, um análogo magnético do SQUID que permite efeitos de tunelamento com uma ¿supercorrente¿ formada por vórtices de spin. Esses dispositivos são úteis não só na exploração dos limites de validade da mecânica quântica, mas também abrem novas possibilidades de implementação de um bit quântico

Abstract: For many decades, quantum phenomena were observed with microscopic particles, such as atoms, electrons and photons. However, advancements in manufacture and control of physics systems with very small dimensions have allowed verifying quantum events in large proportions. For instance, there...

Abstract: For many decades, quantum phenomena were observed with microscopic particles, such as atoms, electrons and photons. However, advancements in manufacture and control of physics systems with very small dimensions have allowed verifying quantum events in large proportions. For instance, there are evidences of quantum superposition with a supercurrent formed by billions of electrons on a SQUID (Superconducting Quantum Interference Device). Such evidences have driven our work in a way to investigate new devices that are capable to exhibit macroscopic quantum effects. In particular, we are interested in ferromagnetic systems that present MQC (Macroscopic Quantum Coherence), in other words, ferromagnets in which the magnetization ?eld tunnels periodically in time between two distinct and degenerate topological states. In this thesis, we have suggested two devices: a ferromagnetic wire in which a domain wall tunnels between two arti?cial pinning centers; and a MQUID (Magnetic Quantum Interference Device) that is a magnetic device analogous to SQUID that permit quantum tunneling effects with a supercurrent formed by spin vortices. These devices are useful to explore the limits of validity of quantum mechanics, as well they open new possibilities to put into operation a quantum bit