量子多體系統中的隨機共振現象及相關問題的研究

《量子多體系統中的隨機共振現象及相關問題的研究》是依託南京師範大學，由鐘鳴擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：量子多體系統中的隨機共振現象及相關問題的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：鐘鳴
• 依託單位：南京師範大學

項目摘要

隨機共振現象廣泛存在於物理、化學、地理、生物醫學和工程學等多個領域。其中，在物理學方面，量子多體系統中的隨機共振則仍屬於目前較新的研究方向。本項目將套用一些已有的研究量子多體系統的動力學方法和平衡態統計方法，對某些特殊的量子多體系統的隨機共振進行系統的研究。我們將以幾類具有不同形式交換相互作用的一維量子XY模型為主要研究對象，研究低溫情況下量子漲落對隨機共振的影響；研究零溫下的隨機共振現象與系統參數、初始狀態的關係，同時討論量子相變對隨機共振的影響；研究系統的量子關聯與隨機共振之間的關係等，從而深入認識量子多體系統中的隨機共振現象。該項研究對於量子輸運、量子通訊、量子光學等方面也有積極的意義。

結題摘要

在物理學領域，早期的關於隨機共振的研究主要討論的是少體系統，而自上世紀90年代開始，多體系統也成為了令人關注的研究對象。對於量子多體系統中的隨機共振，有兩個方面的問題值得我們討論：一方面是量子漲落對隨機共振的影響；另一方面是量子系統中的隨機共振現象和量子關聯的聯繫。對這些問題的討論，不僅對隨機共振現象本身能有更深入和全面的認識，而且對於量子輸運、量子通訊、量子光學等方面也有積極的意義。 我們主要研究了幾種量子自旋模型的量子相變、量子糾纏，以及它們在哈密頓量的參數隨時間發生變化時，特別是在周期性外場中的動力學行為。我們發現在這些量子多體系統中確實存在有“雙峰共振”等特殊的共振現象。由於系統中並沒有外加噪聲，這種特殊的共振行為應該來源於量子漲落，是隨機共振。我們對系統具體的動力學行為作了分析和討論，我們認為與系統的能譜密切相關。此外，我們還研究了兩端有熱源的自旋鏈的Lindblad方程和Redfield 方程，以便討論不同形式的外界擾動對量子自旋鏈的隨機共振行為的影響。 我們相信我們的工作，將對量子多體系統的隨機共振現象的進一步研究提供新的思路、方法，具有一定的參考價值。