Semiclassical dynamics in coherent state representation

Orientador: Marcus Aloizio Martinez de AguiarDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: O propagador é um objeto central quando se está interessado em obter soluções dependentes do tempo para a equação de Schrödinger. Ele representa a amplitude de probabilidade de que, após um certo intervalo de tempo, um dado estado inicial seja encontrado em um determinado estado final. O propagador pode ser calculado a partir de uma integral de caminhos, na qual todas as trajetórias geométricas que conectam o estado inicial ao final devem ser consideradas. Não obstante, à medida que a ação de um sistema se torna grande em comparação com a constante de Planck, verifica-se que somente aqueles caminhos que obedecem a equações de movimento clássicas contribuem significativamente para a integral. A aproximação semiclássica consiste justamente em calcular o propagador levando-se em conta apenas as contribuições provenientes das vizinhanças de tais trajetórias. Neste trabalho nos voltamos para o propagador semiclássico na representação de estados coerentes. Estados coerentes são estados de incerteza mínima os quais se adequam naturalmente à formulação semiclássica. Nesta representação, contudo, ocorre que as trajetórias clássicas que são utilizadas no cálculo do propagador semiclássico são complexas. Além disso, as condições de contorno às quais estas trajetórias estão submetidas impõem sérias dificuldades na avaliação direta de tal expressão. Como alternativa, apresentamos aqui uma representação a valores iniciais (IVR) para o propagador semiclássico escrito na base de estados coerentes. Duas versões deste método são divisadas. Os cuidados especiais que devem ser tomados ao se lidar com trajetórias complexas são enfatizados. Em seguida, aplicamos nossa fórmula IVR na resolução de alguns sistemas simples e mostramos que nossos resultados são comparáveis àqueles obtidos com o método de Herman-Kluk, que é o método mais popular dentre as IVRs semiclássicasAbstract: The propagator is a central object when one is interested in obtaining time-dependent solutions to the Schrödinger equation. It stands for the probability amplitude that after a certain time interval, a given initial state is found at a given final state. The propagator can be calculated from a path integral in which all geometric paths that connect the initial and final states must be considered. Nevertheless, as the action of a system becomes large when compared to Planck¿s constant, one finds that only those paths that obey classical equations of motion will contribute significantly to the integral. The semiclassical approximation consists in evaluating the path integral by taking into account only those contributions arising from the vicinities of such classical trajectories. Here we focus on the semiclassical propagator in the coherent state representation. Coherent states are minimum uncertainty states that naturally lend themselves to the semiclassical formulation. In this representation, however, it turns out that the classical trajectories that contribute to the semiclassical propagator are complex. Moreover, the boundary conditions to which these trajectories are subjected pose serious difficulties in the direct evaluation of such expression. As an alternative, we present an initial value representation (IVR) for the semiclassical coherent state propagator. Since it makes use of complex trajectories, we call it Complex Initial Value Representation (CIVR). Two versions of the method are devised. The special care required when dealing with complex trajectories is emphasized. Finally, we apply our CIVR formula to a few simple systems and show that our results are comparable to those obtained with the Herman-Kluk method, which is the most popular method among the semiclassical IVR formulasMestradoFísica GeralMestre em Físic