Resonancias en la dinámica cuántica de sistemas magnéticos pequeños

Resumen

Las investigaciones presentadas en esta memoria de tesis doctoral constituyen un estudio computacional, desarrollado mediante cálculos dinámico cuánticos, de la respuesta de la imanación de diferentes modelos de partículas magnéticas ante la aplicación de un campo magnético. Se ha centrado en la investigación en profundidad de los fenómenos del efecto túnel cuántico de la imanación y la coherencia cuántica temporal. Estos fenómenos han sido analizados mediante el cómputo según las leyes de la mecánica cuántica de la evolución temporal a temperatura cero de partículas magnéticas representadas por modelos de espines en presencia de campos magnéticos que, en general, varían en el tiempo. Para ello se ha procedido a resolver numéricamente la ecuación de Schrodinger dependiente del tiempo. Este enfoque no había sido adoptado previamente para el examen del problema que nos ocupa, la mayoría de las veces abordado mediante estudios semiclásicos que no tienen en cuenta el carácter discreto del espectro energético de los sistema. El tratamiento del problema desde un punto de vista estrictamente mecánico-cuántico permite explorar los fenómenos cuánticos en diferentes sistemas magnéticos de interés con el planteamiento más riguroso posible. Entre los resultados principales podemos destacar que, tras analizar la evolución temporal en función del campo magnético, el tamaño, la configuración de los sistemas, el tipo de anisotropía magnética y las diferentes clases de modelos, se ha encontrado que el único mecanismo de efecto túnel relevante en estos sistemas es el efecto túnel resonante de la imanación. Las resonancias ocurren cuando para un valor concreto del campo magnético aplicado dos niveles de energía del sistema están prácticamente degenerados. La evolución de los espines es coherente únicamente para estos valores resonantes del campo. Este resultado no había sido obtenido previame