《低維體系中的量子相變及其研究方法探索》是依託中國科學院大學，由李彥超擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：低維體系中的量子相變及其研究方法探索
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李彥超
- 依託單位：中國科學院大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
低維體系因其結構相對簡單，易於求解，同時與高維體系相比，又可呈現出較豐富的物理共性和特性，一直以來都深受研人員的青睞；另一方面，量子相變及其與之相關的量子臨界現象的研究，有助於人們深入理解材料的電子結構、磁學特徵等物理性質，使研究者相信它是理解諸如高溫超導、重費米金屬等許多物理難題的關鍵所在。因此，本課題擬從低維系統特別是準一維系統出發，採用密度矩陣重整化群（DMRG）方法結合幾種嚴格可解模型，對量子相變相關問題進行深入研究。目標是通過對幾個具體模型量子相變的分析，一方面確定量子相變的發生，給出體系可能的量子相圖；另一方面，對相變進行分析歸類，揭示不同相變的類型特徵和產生根源；同時通過對不同量子相變探測工具的比較和對比，分析它們之間在量子相變判定上的內在聯繫和本質區別，意在尋求普適性良好的量子相變理論研究工具，及其在實驗上套用的可能性。
結題摘要
從項目的確立，到編程模擬實現，再到數據分析和結果提煉，我們的研究取得了預期的成果，項目整體完成良好，現總結如下：我們主要針對準一維體系的量子相變相關問題進行了深入研究。一方面通過具體模型，如帶次近鄰相互作用的自旋梯子模型的模擬計算，通過基態及低激發態能及結構的分析，以及基態糾纏的奇異性特徵分析，確定了存在爭議的一個二聚化相的存在，並發現了一個四聚化的新態，同時通過對體系量子相變區域的確定和量子態的確立，給出了體系完整的量子相圖；此外，我們用密度矩陣重整化群(DMRG)的方法,採用Hubbard模型，模擬了鹼金屬摻雜的多種稠環芳香烴超導體，通過研究不同程度摻雜情況下的能譜分析和量子態的確定，試圖尋求超導的物理機制，雖沒有找出超導態的存在，但證明了已有文獻中結論的錯誤；另一方面，著重研究了幾個量子相變判定工具的適用範圍和優缺點比較，發現在有限溫度下量子糾纏無法反映量子相變的發生，而量子discord在相對較高的溫度下，任能很好的反映量子相變的發生，由於任何實驗都不可能達到絕對零度，使得這一特性在量子相變探測實驗上具有非常重要的套用價值。另外我們還系統分析了量子discord的動力學行為，找到了一種可以提供長時間保持穩定想乾態的方法，而這正是做量子計算和量子通訊的研究者所一直尋求的。相關文章發表在Phys. Rev. A，New Journal of Physics，及 EPL-Europhys Lett.等雜誌上。
