1. Repositório Institucional - Universidade Federal de Uberlândia
2. Instituto de Física (INFIS)
3. TCC - Física (Licenciatura)

ORCID:	http://orcid.org/0000-0002-4412-7914
Document type:	Trabalho de Conclusão de Curso
Access type:	Acesso Aberto
Title:	Do Jaynes–Cummings ao modelo de Dicke: emaranhamento e efeitos coletivos em sistemas Qubit–Bóson
Author:	Ramos, Vinícius Corrêa
First Advisor:	Villas-Bôas, José Maria
First member of the Committee:	Coimbra, Debora
Second member of the Committee:	Torre, Liliana Sanz de la
Summary:	Este trabalho apresenta um estudo teórico e computacional sobre a dinâmica quântica, as entropias reduzidas e os efeitos coletivos em sistemas luz-matéria. O objetivo principal consiste em mapear os limites de validade da Aproximação de Onda Girante (RWA) e investigar a emergência de efeitos coletivos em sistemas compostos por múltiplos qubits acoplados a um modo bosônico do campo eletromagnético. Para isso, o método emprega uma análise progressiva de complexidade estruturada em quatro modelos fundamentais da óptica quântica. Inicialmente, investiga-se o cenário de um único qubit por meio dos modelos de Jaynes-Cummings e Rabi. Na sequência, estende-se o problema para o regime coletivo de muitos corpos, comparando os modelos de Tavis-Cummings e Dicke. As simulações numéricas foram implementadas utilizando o arcabouço computacional do ambiente QuTiP para avaliar a evolução do número médio de fótons, da inversão populacional e da entropia de von Neumann. Os resultados obtidos no regime de acoplamento fraco validam a robustez da aproximação de onda girante, exibindo fenômenos regulares e periódicos como as oscilações de Rabi e o perfil de colapso e reavivamento sob campos em estados coerentes. Contudo, as simulações revelam que a elevação da força de acoplamento para os regimes forte e ultraforte provoca a falha da aproximação analítica. Conclui-se que os termos contra-rotantes quebram a conservação do número total de excitações e introduzem frequências adicionais, batimentos e desvios crescentes em relação aos modelos baseados na RWA. Esses efeitos tornam-se relevantes nos regimes forte e ultraforte e devem ser considerados na modelagem da dinâmica unitária de sistemas luz–matéria.
Keywords:	Emaranhamento quântico Efeitos coletivos Aproximação de onda girante Modelo de Jaynes-Cummings Modelo de Rabi Modelo de Tavis-Cummings Modelo de Dicke quantum entanglement collective effects rotating wave approximation Jaynes-Cummings model Rabi model Tavis-Cummings model Dicke model
Area (s) of CNPq:	CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language:	por
Country:	Brasil
Publisher:	Universidade Federal de Uberlândia
Quote:	RAMOS, Vinícius Corrêa. Do Jaynes-Cummings ao modelo de Dicke: emaranhamento e efeitos coletivos em sistemas qubit-bóson. 2026. 70 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em física) - Universidade Federal de Uberlândia, 2026
URI:	https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49266
Date of defense:	31-Jul-2026
Appears in Collections:	TCC - Física (Licenciatura)

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