Quantum critical phenomena in finite systems

Abstract

Singularity v kvantových spektrech - kvantové fázové přechody základního či excitovaných stavů - jsou často spojeny se singularitami klasické limity systému a projevují se také na dalších charakteristikách, jako např. kvantové provázanosti. V první části práce studujeme kvantové fázové přechody v Lipkinově modelu, založeném na algebře U(2). Je ukázán vztah mezi kvazistacionárními body klasického potenciálu a odpovídajícími singularitami v kvantových spektrech. V druhé části studujeme systém dvoustavových atomů interagujících s elektromagnetickým polem v optické dutině ve dvou zjednodušených modelech (neintegrabilním Dickeho modelu a jeho integrabilní verzi, známé jako Jaynesův-Cummingsův model). Je analyzováno chování kvantové provázanosti v těchto modelech se zřetelem na oblast v blízkosti fázových přechodů. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Singularities in quantum spectra - ground state and excited-state quantum phase transitions - are often connected with singularities in the classical limit of the system and have influence on other properties, such as quantum entanglement, as well. In the first part of the thesis we study quantum phase transitions within the U(2)-based Lipkin model. The relation between quasistationary points of the classical potential and the respective singularities in the spectrum is shown. In the second part, a system of two-level atoms interacting with electromagnetic field in an optical cavity is studied within two simplified models (non-integrable Dicke model and its integrable approximation known as Jaynes-Cummings model). The behaviour of quantum entanglement in these models is shown with a focus on the vicinity of the singular points. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)