ANNUAL REPORT 2011 - Instituto de Estructura de la Materia

TRANSPORTE CUÁNTICODurante 2011 hemos concentrado nuestros esfuerzos en el estudio de la fase de transmisión a través de puntoscuánticos en el régimen de bloqueo de Coulomb. Una de las diferencias fundamentales entre la mecánica cuántica yla mecánica clásica es que la evolución temporal en mecánica cuántica se determina por amplitudes de probabilidadcomplejas en lugar de cantidades reales. La fase asociada es un elemento clave para entender los fenómenos detransporte en física mesoscópica como, por ejemplo, las oscilaciones de la conductancia Aharanov-Bohm, lalocalización débil y las fluctuaciones de la conductancia. Durante mucho tiempo la fase de la amplitud detransmisión a través de un punto cuántico no se podía medir directamente. Los experimentos pioneros de Yacoby etal abrieron a finales de la década de los noventa un nuevo campo en la física mesoscópica al insertar un puntocuántico en uno de los brazos de un interferómetro de Aharanov-Bohm. Sin embargo, estos experimentos hanescapado a una explicación teórica consistente y genérica. Especialmente sorprendente es el hecho de que la fase detransmisión para puntos cuánticos de gran número de electrones siempre experimenta un salto abrupto de π entre dosresonancias.Hemos investigado el transporte a través de puntos cuánticos balísticos en el régimen de bloqueo de Coulomb.Hemos demostrado mediante argumentos teóricos, basados en la forma de las funciones de onda para sistemascuánticos caóticos, y cálculos numéricos la emergencia de largas secuencias universales de resonancias y saltos defase en el límite de corta longitud de onda. Nuestros resultados presentan un acuerdo cualitativo con losexperimentos de interferometría de Aharanov-Bohm. Además, nuestros resultados predicen la desaparición delregimen universal en presencia de campos magnéticos fuertes y en puntos cuánticos más grandes en el régimendifusivo.FUNCIONES DE ONDA DEL CONTINUO EN SISTEMAS DE TRES CUERPOS: RESONANCIAS,MODOS DE DESINTEGRACCIÓN Y REACCIONES.El objetivo principal de nuestro trabajo ha sido el seguir avanzando en el desarrollo de las técnicas para el estudio desistemas de tres cuerpos y explotar sus posibilidades en diversos campos de la Física Nuclear, profundizando en elestudio de sistemas de tres cuerpos en los que interviene la interacción Coulombiana. Un tratamiento preciso de lafunción de onda a largas distancias es básico para entender cómo se desintegran las resonancias de núcleos como porejemplo 12 C o 9 Be. También pretendemos estudiar reacciones nucleares a baja energía en las que intervienen estetipo de sistemas. En este punto distinguiremos dos tipos de reacciones, por un lado procesos de captura radiativa,que juegan un papel muy importante un procesos de nucleosíntesis estelar, y en particular en lo que se refiere al saltode los puntos de espera o “waiting points” , y por otro procesos específicamente nucleares, colisiones tanto entre unsistema de dos partículas y un blanco, como colisiones entre tres partículas, para las cuales, las particularidades delos potenciales adiabáticos asociados al método de expansión adiabática permiten distinguir de manera sencilla entrelos distintos canales: elástico, inelástico, ruptura o “breakup”, y reconfiguración o “rearrangement”.Más concretamente, durante los últimos meses nuestro trabajo se ha centrado fundamentalmente en los siguientesdos aspectos: En primer lugar, en el estudio de la reacción triple alfa y su tasa de producción a temperaturas muybajas. El hecho de que en estas condiciones las energías relativas involucradas sean muy bajas, claramente pordebajo de la resonancia 0 + en 8 Be, implica que la descripción secuencial del proceso a través de dicha resonancia noes obvia. De hecho, hemos encontrado que una descripción a través de una captura directa, sin poblar estados de doscuerpos intermedios, puede dar lugar a un incremento de la tasa de produccón de hasta 7 órdenes de magnitud parauna temperatura de 10 7 GK. El segundo de los aspectos investigados se refiere a la descripción de reacciones 1+2mediante el uso de las dos relaciones integrales desarrolladas recientemente. Hemos encontrado que este método esaltamente eficiente para describir procesos por debajo de la energía umbral para la ruptura del blanco. Lógicamente,el siguiente paso ha de ser el investigar la validez del método para describir reacciones por encima de este umbral,que llevan por tanto a la ruptura del blanco. En este sentido, calculos preliminares llevados a cabo recientementepermiten ser muy optimistas al respecto.DESINTEGRACIÓN BETA EN PROCESOS ASTROFÍSICOS rpHemos estudiado las tasas de desintegración débil en las condiciones de densidad y temperatura que gobiernan losprocesos de captura rápida de protones para una serie de núcleos entre Ni y Sn, deficitarios en neutrones, querepresentan los ‘puntos de espera’ del proceso rp y sus vecinos más próximos. La parte de estructura nuclear delproblema se ha descrito mediante cálculos de Skyrme Hartree-Fock deformado con correlaciones BCS y QRPA quereproducen no sólo las vidas medias de desintegración beta sino también las distribuciones Gamow-Teller medidasen condiciones terrestres. En el trabajo se discuten las distintas sensibilidades de las tasas frente a las condiciones dedensidad y temperatura del medio estelar.18