Anomalous spin-related quantum phase in mesoscopic hole rings

We have obtained numerically exact results for the spin-related geometric quantum phases that arise in p-type semiconductor ring structures. The interplay between gate-controllable (Rashba) spin splitting and quantum-confinement-induced mixing between hole-spin states causes a much higher sensitivity of magnetoconductance oscillations to external parameters than previously expected. Our results imply a much-enhanced functionality of hole-ring spin-interference devices and shed new light on recent experimental findings.

Coherence dynamics of two-mode condensates in asymmetric potentials

Detection of weak forces with an accuracy beyond the standard quantum limit holds promise both for fundamental research and for technological applications. Schemes involving ultracold atoms for such measurements are now considered to be prime candidates for increased sensitivity. In this paper we use a combination of analytical and numerical techniques to investigate the possible subshot-noise estimation of applied force fields through detection of coherence dynamics of Bose-condensed atoms in asymmetric double-well traps. Following a semiclassical description of the system dynamics and fringe visibility, we present numerical simulations of the full quantum dynamics that demonstrate the dynamical production of phase squeezing beyond the standard quantum limit. Nonlinear interactions are found to limit the achievable amount to a finite value determined by the external weak force.

Single-mode acceleration of matter waves in circular waveguides

Ultracold gases in ring geometries hold promise for significant improvements of gyroscopic sensitivity. Recent experiments have realized atomic and molecular storage rings with radii in the centimeter range, sizes whose practical use in inertial sensors requires velocities significantly in excess of typical recoil velocities. We use a combination of analytical and numerical techniques to study the coherent acceleration of matter waves in circular waveguides, with particular emphasis on its impact on single-mode propagation. In the simplest case we find that single-mode propagation is best maintained by the application of time-dependent acceleration force with the temporal profile of a Blackmann pulse. We also assess the impact of classical noise on the acceleration process.

Thomas-Fermi ground state of dipolar fermions in a circular storage ring

Recent developments in the field of ultracold gases has led to the production of degenerate samples of polar molecules. These have large static electric-dipole moments, which in turn causes the molecules to interact strongly. We investigate the interaction of polar particles in waveguide geometries subject to an applied polarizing field. For circular waveguides, tilting the direction of the polarizing field creates a periodic inhomogeneity of the interparticle interaction. We explore the consequences of geometry and interaction for stability of the ground state within the Thomas-Fermi model. Certain combinations of tilt angles and interaction strengths are found to preclude the existence of a stable Thomas-Fermi ground state. The system is shown to exhibit different behavior for quasi-one-dimensional and three-dimensional trapping geometries.

Effects of a quantum measurement on the electric conductivity : Application to graphene

We generalize the standard linear-response (Kubo) theory to obtain the conductivity of a system that is subject to a quantum measurement of the current. Our approach can be used to specifically elucidate how back-action inherent to quantum measurements affects electronic transport. To illustrate the utility of our general formalism, we calculate the frequency-dependent conductivity of graphene and discuss the effect of measurement-induced decoherence on its value in the dc limit. We are able to resolve an ambiguity related to the parametric dependence of the minimal conductivity.

Derivação e solução de equações modelo da dinâmica de gases rarefeitos

Neste trabalho, duas equações modedlo na área da dinâmica de gases rarefeitos, são derivadas a partir de algumas soluções exatas da equação linearizada de Boltzmann homogênea e não homogênea. Em adição, uma versão analítca do método de ordenadas discretas é usado para resolver problemas clássicos nesta área, descritos pelo "Modelo S". Resultados numéricos são apresentados para os problemas de fluxo de Couette, fluxo de Poiseuille, "Creep" Térmico, Deslizamento Térmico e problema de Kramers.

Soluções unificadas para modelos com freqüência de colisão variável da dinâmica de gases rarefeitos

Neste trabalho, uma versão analítica do método de ordenadas discretas é usada para desenvolver soluções para alguns problemas da dinÂmica de gases rarefeitos, baseado em um modelo com freqüência de colisão variável (modelo CLF) da equação de Boltzmann linearizada. Em particular, resultados numéricos obtidos para os problemas de salto de temperatura, fluxo de Poiseuille, fluxo de Couette, Kramers, creep-térmico e deslizamento térmico são apresentados e discutidos.

Dinâmica de gases rarefeitos e transferência radiativa : aplicações em geometria cilíndrica

Neste trabalho são investigados problemas formulados em geometria cilíndrica na área da dinâmica de gases rarefeitos bem como na área de transferência radiativa. Com relação á dinâmica de gases rarefeitos, primeiramente são abordadas duas formas diferenciadas de se avaliar numericamente as funções de Chapmann-Enskog e de Burnett, necessárias na composição de soluções gerais nessa geometria. Em seguida é apresentada a derivação de uma equação integral baseada no modelo BGK para descrever o fluxo de um gás rarefeito em um tubo cilíndrico. Problemas relacionados á transferência radiativa, incluindo o caso não-linear acoplado radiação-condução, são solucionados com a aplicação de uma versão reformulada do método de ordenadas discretas, sendo que resultados numéricos relevantes a estes problemas são também apresentados.

Monitoramento de gases : estudo comparativo das principais tecnologias de sensores e aspectos relacionados

O presente trabalho objetiva disponibilizar informações claras e ordenadas aos leitores em língua portuguesa acerca do vasto campo que é o monitoramento de espécies gasosas tóxicas ou perigosas em distintos ambientes. Também esclarece alguns termos técnicos comumente usados nesta área e tece comentários sobre a legislação e as normas brasileiras relativas ao assunto monitoramento de gases tóxicos ou perigosos, sempre buscando um paralelo com publicações técnicas de organizações internacionais de amplo conhecimento dos profissionais da área. Segue com uma elucidação dos princípios de funcionamento dos sensores de gases, componentes básicos das tecnologias mais extensivamente usadas, bem como as vantagens e desvantagens dos equipamentos deles decorrentes com vistas a permitir uma escolha acertada de tecnologias e equipamentos para uma resposta otimizada e eficiente envolvendo monitoramento de gases em situações rotineiras e especiais. Objetiva também prover uma exemplificação prática envolvendo o uso de equipamento de sensoriamento. Para tanto, finaliza com um exemplo de monitoramento de emissões poluentes, avalia comparativamente a performance de queima e tira conclusões acerca das emissões poluentes decorrentes da queima de gás liquefeito de petróleo (GLP) e gás natural (GN) comerciais em um forno.