Fluctuations and entanglement in open quantum systems

2012/2013The subject of this thesis is the study of the class of the Open Quantum Systems, i.e. quantum systems which are in weak interaction with an external environment, often acting as a reservoir, and whose evolution is consequently influenced by this interaction. Since the coupling of the system with the reservoir is weak, it makes sense to try to disentangle the dynamics of the system of interest from the global time-evolution. However, a particular attention must be taken in the derivation of the reduced evolution law, which is expressed by a Master Equation. When the reduced dynamics of the system has to be extracted from the dynamics of the compound system, different Master Equations can be obtained by the application of different kinds of Markovian approximations, which in turn give different evolution laws. In order to sort out the disparate often incompatible open quantum dynamics, a leading criterion is to ensure that they do not violate important physical properties that a proper reduced dynamics must fulfill. In primis the positivity requirement, that ensures that any physical initial state is mapped into another physical state at any later time. Secondly, the complete positivity condition, that guarantees that physical consistency is preserved also when dealing with open quantum systems which are entangled with other systems. Usually, complete positivity is justified in terms of the existence of entangled states of the open quantum system coupled to an arbitrary, inert ancilla. Complete positivity avoids the appearance of negative probabilities in the spectrum of the time-evolving states of system plus ancilla. The main bulk of this thesis work is to show that a non completely positive dynamics can lead to violations of the Second Law of Thermodynamics.L'argomento della presente tesi è lo studio della classe dei sistemi quantistici aperti, ovvero di quei sistemi quantistici che interagiscono debolmente con un ambiente esterno, generalmente un come bagno termico, e la cui evoluzione ne viene conseguentemente influenzata. Poiché l'accoppiamento del sistema con il bagno termico è debole, è possibile tentare di separare la sua dinamica dall'evoluzione temporale del sistema globale. E' tuttavia necessario porre particolare attenzione nella derivazione dell'evoluzione ridotta, che viene determinata da un'equazione differenziale detta Master Equation: infatti quando si cerca di estrarre la dinamica ridotta di un sistema dalla dinamica del sistema composto, applicando diversi tipi di approssimazioni markoviane si possono ottenere diversi tipi di Master Equation, le quali a loro volta determinano evoluzioni diverse. Al fine di mettere ordine tra le svariate e spesso mutuamente incompatibili dinamiche aperte possibili, un criterio guida è assicurarsi che esse non violino alcuni importanti proprietà fisiche che una dinamica ridotta dovrebbe soddisfare. Innanzitutto la condizione di positività, che assicura che la legge di evoluzione temporale mappi ogni possibile stato fisico iniziale in un altro stato fisico, ad ogni istante successivo. Secondo, la condizione di completa positività, che garantisce che lo stesso tipo di consistenza fisica sia preservata anche quando si ha a che fare con sistemi quantistici aperti accoppiati ad un arbitrario sistema "ancilla". La richiesta di completa positività, infatti, esclude l'eventualità che le matrici densità degli stati evoluti del sistema composto presentino autovalori, ovvero probabilità, negativi. Il nucleo centrale di questa tesi dimostra anche di più: ovvero che una dinamica non completamente positiva può condurre a importanti violazioni del Secondo Principio della Termodinamica.XXV Ciclo197

The “Ovito” Hydrometrographic station (Carseolani Mounts, Central Apennines). A great adventure born from an innovative idea

non disponibil

ANALISI DI LUNGO PERIODO DELLA TRASFORMAZIONE DEL PAESAGGIO FORESTALE NELL’AREA METROPOLITANA DI ROMA CAPITALE A SUPPORTO DELLA GOVERNANCE DEL TERRITORIO PER LA TRANSIZIONE ECOLOGICA

Restoring the forest ecosystem’s functionality is as an urgent action for biodiversity conservation and carbon mitigation as well as for achieving the 2030 Agenda of United Nations sustainability goals. By developing a landscape dynamics framework to guide future management and planning policies we characterised the historical trend of forest area changes from 1936 to 2010 in the Metropolitan City of Rome Capital (Italy). Remote sensing-based products and historical forest maps, coupled with landscape pattern metrics and fragmentation analysis have been implemented. Two main forest landscape dynamics were reconstructed: I) the increase of forest cover fragmentation in the lowland areas; (II) the rise in forest area by recently established forest in the interior sectors of the mountain landscape, mainly within protected areas. Results revealed the urgent need to establish new protected areas and rewilding spaces. The proposed framework can be used for testing the effectiveness of environmental planning and management in other forest landscapes to achieve the Agenda 2030 goals and EU 2030 Biodiversity Strategy

Criteri di classificazione e di analisi dei parametri di segnali con modulazione dati

Il monitoraggio e il controllo delle comunicazioni radio è un problema molto importante sia in campo militare che civile, importanza che sta crescendo sempre più con il continuo aumento del traffico radio e con il diversificarsi delle tecniche di trasmissione . In questo scenario la possibilità di poter riconoscere il tipo di modulazione avendo a disposizione poche informazioni a priori sul segnale ricevuto (o intercettato), rende molto più semplice la sua demodulazione e il recupero dell’informazione. Nell’ambito della cosiddetta “non-cooperative communication”, la classificazione del format di modulazione ha assunto quindi un aspetto cruciale e delicato poiché indica quale determinato processo deve seguire il segnale rilevato (ovvero assegna risorse)

The “Circo Massimo” borehole (Rome 1939), a site of the geological memory

All’adunanza generale ordinaria della Società Geologica Italiana, tenutasi a Roma il 17 dicembre 1939, il geologo e ingegnere Roberto Signorini presentò, dinanzi a molti insigni studiosi dell’epoca, una comunicazione scientifica sui risultati geologici del sondaggio effettuato dall’AGIP al centro della Capitale (in Cerulli Irelli 1940). Il foro, realizzato al Circo Massimo tra novembre 1938 e maggio 1939 in occasione della Mostra Autarchica del Minerale Italiano, raggiunse la profondità di 1330 m dal piano campagna. A promuovere, progettare e realizzare il pozzo furono i geologi dell’AGIP, membri anche della Società Geologica Italiana. Nell’ottantesimo anniversario della sinora unica perforazione profonda nel sottosuolo urbano di Roma, questa nota ricostruisce il contesto storico della vicenda, il suo sviluppo tecnico ed il ruolo dei suoi protagonisti

Oleaginose in campo farmaceutico e cosmetico. In: Oli e grassi - Fonti oleaginose per gli utilizzi food e non food a cura di Giuliano Mosca - Edagricole – Edizioni Agricole di New Business Media srl

La stragrande quantità di oli e di acidi grassi sono impiegati dall’industria alimentare per il consumo diretto, la preparazione di fritture, salse e vivande. Una quota di circa il 5% è impiegata per l’alimentazione di animali e circa il 10% per la produzione di creme, saponi, detergenti o composti simili a scopo sia cosmetico che terapeutico. Gli oli vegetali sono ottenuti per spremitura a freddo di droghe vegetali i cui principi attivi sono caratterizzati da consistenza oleosa. Gli oli vegetali sono costituiti prevalentemente da trigliceridi ricchi in acidi grassi saturi ed insaturi, ma sono presenti anche sostanze antiossidanti, vitamine liposolubili e la cosiddetta frazione insaponificabile, ovvero una miscela di sostanze di estremo interesse sia dal punto di vista dermatologico, cosmetico e farmaceutico

Acque sotterranee nell’Etruria meridionale laziale. Una ricerca che perdura da millenni

Questa breve nota analizza la capacità di ricerca, gestione e studio delle acque sotterranee da parte di popolazioni, civiltà e culture che si sono succedute per millenni nell’Etruria meridionale, nel versante tirrenico del Lazio, dall’antichità sino ai giorni nostri. Dei popoli antichi conosciamo le tecniche di captazione e canalizzazione, ma nulla sappiamo degli studi sulle acque sotterranee che pure devono aver preceduto tali manufatti