外场作用下耗散谐振子体系的量子主方程

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布朗谐振子体系是量子耗散理论中一类可严格解析求解的体系,它的动力学方程具有相对简单的形式,可以通过多种方法导出,但之前人们并没有考虑外场的作用。本论文从量子力学基本理论出发,通过Wigner表象高斯波包演化推导了外场作用下耗散谐振子体系的量子主方程,重点研究了外场驱动与耗散耦合效应,对谐振子体系该效应体现为一个修正场。选取连续波作用下的体系,我们推导了长时间的渐近动力学行为,详细分析了修正场对动力学的影响,它的作用不可忽略。第一章简要回顾量子力学基本知识,包括Hilbert空间和Liouville空间两部分内容,主要包括传播函数,相互作用表象,以及Wigner表象的基本知识。第二章介绍量子耗散动力学的一些理论背景知识,包括体系的约化描述,线性响应理论及相关函数理论。重点讨论涉及到的关键概念与耗散涨落定理,这些也是本论文工作的基础。第三章描述所要研究的驱动布朗谐振子体系模型,包括哈密顿量和朗之万运动方程。第四章给出通过Wigner高斯波包演化方法建立量子主方程的推导过程。谐振子体系的传播函数具有高斯性质,只由相空间位置及其方差决定。通过海森堡运动方程,我们可以得到相空间位置及其方差随时间演化的微分方程。通过该结果,将Wigner空间传播函数对时间求导数,最后得得到到量子主方程。第五章章在在所建立的量子主方程的基础上,系统地研究了几个基本问题:包括体系的渐近行为、马尔可夫极限、非马尔可夫耗散与外场驱动耦合下体系的动力学演化。驱动与耗散的耦合在此体现为驱动场的修正效应。选取连续波作用下的体系,我们研究了该修正场所引起的激发效应,并推导了解析的渐近动力学行为,详细分析了修正场对动力学的影响。最后,我们总结以上所研究的结果。最后,我们围绕布朗谐振子体系讨论论了了今后的研究方向。
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