La hidrodinámica viscosa emergente de una sola partícula cuántica surge de una sola partícula cuántica

Área de la Ciencia:

• La física cuántica es la física cuántica.
• La mecánica estadística es la mecánica estadística.
• Teoría de la materia condensada Teoría de la materia condensada

Sus antecedentes:

• Los sistemas cuánticos abiertos exhiben dinámicas complejas influenciadas por su entorno.
• Comprender el surgimiento de fenómenos macroscópicos como la hidrodinámica a partir de interacciones cuánticas microscópicas es un desafío clave.

Objetivo del estudio:

• Investigar cómo la decoherencia espacial en sistemas cuánticos abiertos puede conducir a un comportamiento hidrodinámico.
• Para establecer una conexión entre la dinámica cuántica y las ecuaciones clásicas de fluidos.

Principales métodos:

• Investigó una sola partícula cuántica no relativista acoplada a un baño térmico (modelo Caldeira-Leggett).
• Utilizó la decoherencia en la representación de la posición mediante la expansión de la matriz de densidad reducida.
• Truncó las series de potencias resultantes para obtener ecuaciones hidrodinámicas.

Principales resultados:

• Derivó ecuaciones hidrodinámicas disipables transitorias truncando las series de potencias de segundo orden.
• Se demostró que los coeficientes de transporte están determinados por la constante de amortiguación γ.
• Se ha demostrado que el límite asimptótico da las ecuaciones de Navier-Stokes para un fluido compresible con resistencia.

Conclusiones:

• La decoherencia espacial es un mecanismo para el inicio del comportamiento hidrodinámico en sistemas cuánticos abiertos.
• El estudio proporciona una base microscópica para descripciones hidrodinámicas en sistemas acoplados a grandes entornos térmicos.
• Conecta los fenómenos cuánticos con la dinámica de fluidos clásica, con implicaciones para las simulaciones de plasma de quarks y gluones.