Assimetria e produção de entropia em sistemas quânticos fora do equilíbrio: o modelo LMG sobre transições de fase quântica dinâmica

dc.contributor.advisor1Céleri, Lucas Chibebe
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6630683190018665
dc.contributor.referee1Céleri, Lucas Chibebe
dc.contributor.referee2Pires, Diego Paiva
dc.contributor.referee3Pinto, Diogo de Oliveira Soares
dc.contributor.referee4Leão, Salviano de Araújo
dc.contributor.referee5Carvalho , Vanuildo Silva de
dc.creatorNascimento, Andesson Brito
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2627207807532627
dc.date.accessioned2026-04-14T19:40:33Z
dc.date.available2026-04-14T19:40:33Z
dc.date.issued2026-02-27
dc.description.abstractThe nonequilibrium dynamics of many-body quantum systems has attracted increasing attention due to the emergence of dynamical phenomena with no equilibrium counterpart, such as dynamical quantum phase transitions (DQPTs). In this thesis, we investigate the interplay between entropy production, symmetry, and dynamical criticality in isolated quantum systems driven far from equilibrium. We use the Lipkin–Meshkov–Glick (LMG) model as a paradigmatic platform, as it allows for an analysis of finite-size effects and symmetry sectors. Sudden quenches of the system parameters are considered, and dynamic criticality is identified through the Loschmidt echo and its associated rate function, as well as through a dynamical order parameter. Entropy production is quantified via a geometric approach based on the Bures angle, providing a lower bound to the irreversible entropy generated during the unitary dynamics, while asymmetry is characterized using measures associated with collective spin operators, enabling a dynamical analysis of this quantity during symmetry restoration induced by DQPTs. We show that the time-averaged entropy production displays clear signatures in the vicinity of the dynamical critical point, reflecting enhanced irreversibility induced by the nonequilibrium dynamics. In addition, we demonstrate that quantum asymmetry provides a robust indicator of DQPT, capturing the dynamical restoration of the underlying Z2 symmetry during the evolution. Finally, we show that the location of these signatures depend on the anisotropy parameter, highlighting its central role in dynamical critical behavior of the system.eng
dc.description.resumoA dinâmica de não equilíbrio de sistemas quânticos de muitos corpos tem atraído atenção crescente devido ao surgimento de fenômenos dinâmicos sem contraparte no equilíbrio, como as transições de fase quânticas dinâmicas (DQPTs). Nesta tese, investigamos a interação entre produção de entropia, simetria e criticalidade dinâmica em sistemas quânticos isolados levados para longe do equilíbrio. Utilizamos o modelo Lipkin–Meshkov–Glick (LMG) como plataforma paradigmática, pois ele permite a análise de efeitos de tamanho finito e setores de simetria. Consideramos resfriamentos súbitos (quenches) dos parâmetros do sistema, e a criticalidade dinâmica é identificada por meio do eco de Loschmidt e sua função taxa associada, bem como por meio de um parâmetro de ordem dinâmico. A produção de entropia é quantificada via uma abordagem geométrica baseada no ângulo de Bures, fornecendo um limite inferior para a entropia irreversível gerada durante a dinâmica unitária, enquanto a assimetria é caracterizada usando medidas associadas a operadores de spin coletivos, permitindo uma análise dinâmica dessa quantidade durante a restauração da simetria induzida pelas DQPTs. Mostramos que a produção de entropia média no tempo exibe assinaturas claras nas proximidades do ponto crítico dinâmico, refletindo a irredutibilidade aumentada induzida pela dinâmica de não equilíbrio. Além disso, demonstramos que a assimetria quântica fornece um indicador robusto das DQPTs, capturando a restauração dinâmica da simetria Z2 subjacente durante a evolução. Finalmente, mostramos que a localização dessas assinaturas depende do parâmetro de anisotropia, destacando seu papel central no comportamento crítico dinâmico do sistema.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/15231
dc.languageeng
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentInstituto de Física - IF (RMG)
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Física (IF)
dc.relation.referencesNASCIMENTO, A. B. Asymmetry and entropy production in nonequilibrium quantum systems: The LMG model under dynamic quantum phase transitions. 2026. 147 f. Tese (Doutorado em Física) - Instituto de Física, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2026.
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCriticalidade dinâmicapor
dc.subjectProdução de entropiapor
dc.subjectAssimetriapor
dc.subjectDynamical criticalityeng
dc.subjectEntropy productioneng
dc.subjectAsymmetryeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
dc.titleAssimetria e produção de entropia em sistemas quânticos fora do equilíbrio: o modelo LMG sobre transições de fase quântica dinâmica
dc.title.alternativeAsymmetry and entropy production in nonequilibrium quantum systems: The LMG model under dynamic quantum phase transitionseng
dc.typeTese

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