量子临界动力学行为研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:adunisrunning
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
伴随着技术的进步,尤其是在实验科学中技术手段上的更新与突破,近十年来关于量子相变的研究得到了越来越多的关注与投入。不同于由热涨落导致的热力学相变,量子相变中发挥重要作用的是量子涨落,该涨落使得系统基态的重要物理性质发生了质的变化。一般的对于量子相变的研究是直接运用热力学相变中的一些概念来讨论量子相变的性质,诸如,序参量,关联函数等等。然而,由于量子相变毕竟不同于热力学相变,所以传统的热力学方法尽管在对量子相变的研究中取得了丰硕的成果,并且也确实为我们带来了关于量子相变的一些深入的认识,但依然存有其自身的不足,也就是说,我们对于量子相变已有的理解与认识依然是不完整的。因此,为了更深入也是更好的理解量子相变,就需要我们采用一些新的概念对量子相变进行探究。  量子信息的飞速与蓬勃发展使得我们可能从信息论的角度来理解量子相变的有关性质,而这也就开启了对量子相变的一个新的研究思路与方向。也从一定程度上补充了基于热力学方法对量子相变所做的研究。人们在这方面的大量研究成果表明,量子信息领域中的诸多概念,例如Loschmidt Echo(LE)、fidelity、Entanglement等,确实可以用来刻画量子系统在量子相变点附近的行为。具体来说,这些物理量在量子相变的临界点附近会出现一些奇异的行为,从而可以对量子相变做出刻画。但是,对于量子相变来说,基态能级性质的改变不仅会影响到系统的平衡态的性质,同样也会影响到系统的非平衡态的性质。所以,为了更好、更深入的理解量子相变,人们就不仅需要考察相变系统的平衡态的性质,还需要研究系统的非平衡态的性质。但是,考察系统的非平衡态的性质相比于平衡态的研究具有更大的困难。目前人们对于相变点附近系统非平衡性质的研究依然处于探索阶段,完整的理论并没有确立。一个较为成功的理论是Kibble与Zurek提出的KZ机制;然而,该理论尽管对激发概率的标度行为给出了正确的预言,在定量上与实际的结果依然具有较大的出入。  在本论文的第六章中,我们研究了半经典理论在量子相变点附近的适用性问题。具体来说,我们从一般的角度论证了半经典理论在相变点附近的适用条件。我们考察的相变系统是这样的一类系统:系统的基态在相变点具有无穷重简并。我们从费曼的路径积分理论出发,定义出了系统演化的等效普朗克常数(h),随着相变控制参数向临界点的趋近,(h)将趋向于一个十分小的值。而这正对应于半经典理论成立的情况。所以,我们确定了半经典理论可以应用于研究量子临界点附近系统非平衡态动力学性质,以及相应的适用条件。上述的结论在具体的模型得到了数值上的验证。我们计算了一维XY模型在相变点附近LE的衰减情况,并将所得结果与半经典理论给出的预言结果进行对比;发现相变点附近LE的实际衰减与理论预言之间具有很高的符合程度。  我们运用解析的方法研究了Lipkin-Meshkov-Glick(LMG)模型在相变点附近的动力学行为。我们详细的计算了该模型破缺相中的LE,并细致地讨论了它在相变点附近的性质。我们还考察了有关相变分类的问题。目前关于这个问题同样是一个虽然重要但却并不十分清楚的问题。已有的有关量子保真度在相变点附近的标度行为及LE的衰减行为的结果,使得我们可以依据保真度的标度行为和LE的不同的衰减行为对量子相变系统进行分类。据此我们可以大致的区分出两类相变系统。然而,我们针对LMG模型在大N极限下所得到的保真度以及LE的解析结果,我们发现,LMG模型在不同的相中其保真度与LE分别呈现出与上述两类系统相应的有关性质。这就不仅显示出了LMG模型的奇特性,也让我们认识到在相变分类问题中LMG具有特殊的地位。
其他文献
目前看到许多分析师都在建议做空EUR/USD,我们不能说这样的分析操作建议不对,对于未知的行情,大家都会有不同的分析观点。但是,在任何时候我们都应当分析行情所处的状态,在这
有一本杂志一直伴随着我,给予了我无私的帮助,它就是《小学生之友》.rn每次老师一发下《小学生之友》,我就会爱不释手地捧在手中,如饥似渴地读起来.《小学生之友》里有吸引人
临界电流密度和超导转变温度是超导体应用的两个重要参数。本论文从这两个点出发,分别研究了缺陷对磁通钉扎力的影响,以及超导转变温度提高的因素。具有自组装柱状缺陷的外延Ba
量子密钥分配(QKD)技术是量子信息科学中最贴近于实用化的一个方向。它由量子力学基本原理保证了其无条件安全性。结合密码学中的“一次一密”的加密方法,理论上可以实现无条
该论文系统研究了光子晶体中原子的辐射及其多重缚态问题.文中改进了光了晶体中光场色散关系的解析表达式;提出了光子晶体中单个原子的束缚态本征波函求解方法;研究了多种系
要实现托卡马克等离子体长脉冲高参数稳态运行,等离子体与壁相互作用(PWI)以及杂质输运的研究工作至关重要。数值模拟是实验研究的有效补充,通过模拟现有托卡马克装置实验,可更
光纤光栅传感器具有很多传统传感器没有的优点,应用越来越广泛。光纤光栅传感信号是以波长编码的,所以波长信号解调是光纤光栅传感系统的关键部分。研究高精度、解调范围广、稳
微结构直接影响着材料的物理性质.半导体及高温超导体的微结构的实验和理论研究,对于深入了解其物理性质和机理,改善材料性能,都有着重要的意义.该文主要介绍作者在GaN薄膜和
该文采用机械合金化、热压和热等静方法,首次成功制备出NiAl(Co)系纳米材料和原位内生TiC颗粒增强NiAl(Co)基纳米复合材料.对其机械合金化过程、终产物及反应机理进行了深入
本刊讯新媒体在不断生成和淘汰着,手握核心优势的传统主流媒体,如何在全媒体时代继续保持竞争优势,引导新主流?2015年7月22日至25日,中国地市报研究会第七届理事大会暨“百名