Moléculas de fótons: uma abordagem teórica via equação quíntica cúbica de Ginzburg Landau

Abstract

No presente trabalho, a formação de moléculas de fótons é investigada. Tais moléculas se formam a partir do emaranhamento de fótons, fazendo com que estas estruturas tenham uma grande aplicabilidade atual, principalmente no processamento quântico de informações. Esta estrutura, do tipo quasipartícula, é regida pela Equação Quíntica Cúbica de Ginzburg Landau (EQCGL), que por sua vez também possui alta aplicabilidade na física, da supercondutividade até a teoria quântica de campos. Como a solução da EQCGL para sistemas com pelo menos três fótons não é conhecida analiticamente, propomos uma solução desta equação via separação de variáveis, a partir da qual foi possível encontrar soluções estáveis. Posteriormente, foram encontradas moléculas com 2, 4, 6 e 10 fótons, além de um halo que emula o raio atômico dessas moléculas. Também foi verificada uma expansão do raio médio destas estruturas com o aumento do número de fótons, de uma forma análoga ao que ocorre em átomos.

ABSTRACT: In the present work, a photon molecule formation is investigated. These molecules are created as of the photons’ entanglement, which leads to a great number of applications, such as the quantum information processing. These structure, quasiparticle like, is ruled by the Quintic Cubic Ginzburg Landau Equation (QCGLE), wihich also holds a great number of applications in physics, ranging from superconductivity until the quantum field theory. However, a analytical solution of the QCGLE for systems of at least three photons is unknown. A solution for the QCGLE is proposed utilizing the separation of variables method, from which was possible find stable solutions. Later on, we found molecules with 2, 4, 6 and 10 photons, besides a halo which emulates an atomic radius of these molecules. We also verified an average radius expansion of these structures with the increase of the number of photons, similarly to what happens with atoms.