Um passeio pelos modos de Majorana em supercondutores quirais

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Souza, Sidnei Fernandes de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Física
• Palavras-chave em Português: Teoria quântica; Supercondutores; Matéria condensada; Física do estado sólido; Física da Matéria Condensada
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/31101; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.187

A busca por sistemas que exibam Modos Zero de Majorana (MZM) têm por principal justificativa o apelo tecnológico, em especial, a computação quântica. A existência destas partículas emergentes seria formidável, pois além delas obedecerem a estatística de troca não Abeliana, que é uma característica interessantíssima para uma computação quântica topológica, elas são protegidas topologicamente, o que torna possível a construção de uma computação mais estável. Modos de Majorana são em essência partículas emergen- tes, que possuem características análogas ao Férmion de Majorana. MZM desacoplados espacialmente podem ser encontrados em sistemas supercondutores na fase topológica, visto que eles são a sobreposição de iguais graus de liberdade entre elétrons e buracos. Assim a grande questão é caracterizar a fase trivial e topológica desses sistemas, onde tal transição é caracterizada pela mudança de um invariante topológico antes e depois do fechamento do gap. Podemos obter informações relevantes do sistema a partir de proprie- dades termodinâmicas como a entropia, a densidade de partículas e a energia do sistema, tanto na fase trivial como na topológica. Todas essas relações podem ser derivadas da função partição. Como estamos interessados em identificar a emergência de MZM na fase topológica do sistema, devemos tomar a Hamiltoniana na base de Majorana e obter a função partição. De posse do potencial efetivo encontramos a forma da dependência do parâmetro supercondutor com a temperatura. Outro resultado interessante é a densidade de partículas, que no estado trivial é sempre positiva (elétrons) ou negativa (buracos) enquanto no estado topológico há uma coexistência entre elétrons e buracos. Portanto, corroborando com a existência de MZM no estado topológico. Ainda calculamos o valor do parâmetro de interação gc crítico para Srs RulO, e comparamos com os resultados experimentais, obtendo satisfatória concordância entre a teoria e a prática. Palavras-chave: Modos de Majorana. Supercondutores Quirais. Potencial Efetivo.