任意子在一维光晶格上的超固体相

任意子是一种具有统计性质介于玻色子和费米子之间的粒子,光晶格上的任意子哈伯德模型具有丰富的量子相,比如动量分布非对称的超流相和配对超流相。文章考虑了任意子之间的排斥相互作用,运用平均场理论研究一维光晶格上的扩展任意子哈伯德模型,给出了系统经典极限相图,以及改变任意子系统相位因子时超固体在参数空间的分布。运用密度矩阵重整化群方法,计算了结构因子和动量随密度和波矢k变化的分布图,发现两者在某些区间同时具有尖峰,表明系统有超固体。此外,计算了不同密度下尺寸为16,24和48的结构因子并对其进行有限尺寸标度,发现在热力学极限下超固体相仍然存在。     

一种求解Bose-Hubbard模型的简单方法

针对描述晶格中多体相互作用玻色子体系的Bose-Hubbard模型,首先计算相互作用能与跳跃能比值趋于无穷大和趋于零两种极限的基态,分别得到了莫特绝缘态和超流态两个量子相。其次利用平均场近似引入超流序参量,通过二阶微扰解析计算基态能量,从而得到体系从超流态到绝缘态的量子相变的边界方程。最后通过数值软件求解边界方程得到Bose-Hubbard模型的相图。该求解BoseHubbard模型的平均场方法不仅能够得到完整相图,而且整个过程物理图像清晰、简洁明了便于理解。     

Φ介子压缩关联的研究

在高能重离子碰撞中,由于末态粒子被探测到之前会与强子介质会发生相互作用,因而处于强子介质中的玻色子发生了质量偏移,产生一种压缩效应,从而导致正反玻色子对的一种压缩关联.由于Φ介子具有独特的奇异-反奇异夸克结构,因而文中对Φ介子的压缩关联进行了研究.首先对压缩关联函数进行了介绍,然后分析了质量偏移对压缩关联的影响,最后讨论了Φ介子的压缩关联随着两粒子动量横向方位夹角和赝快度变化的情况.结果表明,不同的质量偏移,导致的压缩关联是不同的,Φ介子压缩关联在正反粒子动量横向方位夹角为π时最大,随着动量横向方位夹角减小而快速减小到1,并且压缩关联随着赝快度的增大而减小.Φ介子压缩关联的研究对人们进一步认识夸克-胶子等离子体的性质是至关重要的.     

一维分离时间量子行走的拓扑特性研究

分离时间量子行走是由硬币旋转算符和依赖于硬币态的条件平移算符相继重复作用于系统初态的一种量子动力学方案。文章在两种作用算符中各引入一个可控参数研究系统的拓扑变化特性。通过计算系统的几何相位,给出系统在可调参数空间的拓扑相图。进而考虑空间不均匀的一维分离时间量子行走,分析其在边界上的占有概率随时间的变化,验证了拓扑保护边界态的存在。对比拓扑相图与扩散系数在参数空间的变化特征,发现可通过扩散系数揭露量子行走的拓扑特性。     

流体动力学模型的两粒子压缩关联函数分析

高能重离子碰撞物理学的主要目的是利用探测到的末态粒子信息得到确实可靠的QGP形成证据.由于QGP只是在碰撞过程的某个极短瞬间存在,所以对核物质演化过程中媒介系统的研究是非常必要的,通过媒介系统的研究可以把分析QGP的探针深入到粒子冻出之前的媒介系统中.两粒子压缩关联函数通过媒介系统中准粒子与末态自由粒子之间的质量区别来反映准粒子与媒介系统的相互作用,利用非相对论流体动力学演化的火球模型,计算得到以两粒子平均动量为变量的压缩关联函数形式,选用和其他强子反应截面较小的介子模拟计算关联函数,计算结果表明小平均动量的介子来自于半径较大、径向膨胀速度较大的媒介系统,在温度和径向膨胀速度相同的情况下,两个介子的压缩关联函数对媒介系统半径变化不敏感.     

带电的希格斯玻色子与W玻色子在ILC上的联合产生

带有单个电荷和双电荷的希格斯玻色子(H±和H±±)是希格斯三重态模型中的特征粒子.主要研究在高能直线对撞机上带电的希格斯玻色子与W玻色子的联合产生过程:e+e-→W+H+H--.计算了该过程的产生截面、末态粒子的横动量和快度的分布,并分析了标准模型的背景.结果表明,产生截面在一定的参数空间内可以达到几个飞靶的量级.只要带电希格斯玻色子的质量不是很大,在未来的高能直线对撞机上实验中可以通过该过程探测到这些带电希格斯玻色子的信号.     

p(α,α′)πN反应中N*(1440)激发的蒙卡模拟

在p(α,α′)πN反应的几种反应机制中研究N*激发,利用蒙卡模拟的办法重现N*(1440)共振峰的位置,在给定入射能量情况下模拟出末态各出射粒子的动量分布、角分布情况.计算结果可以在πN的不变质量谱中观察到明显的N*(1440)共振峰,同时达里兹图在πN系统能量平方为2 100 MeV2附近事件分布密集,而别的组态却没有观察到这些情况,这都说明了πN共振粒子N*(1440)的产生.     

简谐势中非对角AAH晶格上费米气体的基态性质

文章主要研究了处于简谐势中一维非对角Aubry-André-Harper(AAH)晶格上费米气体的基态性质。着重分析了系统的基态性质随着非对角无序强度增加而发生的变化。基于严格的数值方法,计算了不同无序强度下体系多粒子基态的逆参与率、实空间粒子密度分布、单粒子密度矩阵及动量分布等物理量。计算结果表明,当无序强度λ_(od)t时,费米气体的基态的逆参与率会突然增强,而且系统的单体关联会由随距离增加呈幂律衰减转变为更快的指数衰减,这标志着费米气体进入了一个新的基态量子相。     

一维非幺正分离时间量子行走的拓扑特性的检测

文章在分离时间量子行走的硬币算符和条件平移算符中各引入一个可调控的参数,并在每步的演化过程中增加描述测量的非幺正算符,研究非幺正量子行走的拓扑特性。首先计算系统硬币本征态对应的极化矢量随系统动量在第一布里渊区内变化一周时的绕数,并将其作为拓扑不变量表征系统的拓扑特性,给出在可控参数空间内的拓扑相图;接着验证了在不同拓扑相的边界处存在有拓扑保护的边界态;最后计算了可测量平均位移,并说明用其可以测量系统随可控参数变化的拓扑相变。     

三周期量子行走在有限长一维格点线上的拓扑特性

本文在有限长一维格点线上构造三周期量子行走，研究了在幺正和非幺正情况下的拓扑特性。发现幺正情况下边界态的分布构型依赖于硬币参数的取值，特别是会出现等概率同时分布在格点线两端的边界态，非简并边界态和三重简并边界态的出现分别对应不同的拓扑相，而且在高绕数下仍然满足体边对应原理。通过增益-损耗因子引入非幺正效应，发现量子行走所满足的对称性决定着非幺正性能否导致体态发生趋肤效应、边界态能否转移至格点线的另一端。     

完全图上结构异常的搜索算法——融入量子计算思维的经典算法探讨

采用量子计算思维探索新的图结构搜索方法,提出了一种基于散射量子行走的完全图上结构异常的搜索算法.在N个顶点的完全图上外接一个悬挂点,既破坏了完全图的对称性,也预示着图的拓扑结构将发生变化.首先给出完全图上散射量子行走酉算子U的解析刻画,将行走的Hilbert空间投影到低维不变子空间S,并给出酉算子U在空间S中的作用US的形式;然后将完全图中所有状态的均匀叠加态选择为行走的初态,借用微扰理论求出酉算子US的本征值和特征向量,通过数学解析计算出行走的终态(悬挂点);最后分析算法的时间复杂度和成功概率.算法分析及Matlab仿真结果表明,利用散射量子行走可以在O(N~(1/2))步内以接近于1的概率找到异常位置,而经典算法中使用邻接矩阵查找该异常点的时间复杂度为O(N),因此相对特定问题和特定的经典算法,使用散射量子行走搜索算法可以实现二次加速.     

量子相空间表象中谐振子系统的严格解

在Torres-Vega和Frederick量子相空间表象框架下,分别用矩阵力学和波动力学方法,获得了一维谐振子系统定态Schro。dinger方程的严格解。证明了矩阵力学和波动力学在量子相空间表象中的等价性。所得到的本征函数可通过"类Fourier"投影变换投影到位移空间和动量空间中去,从而得到相应空间中的本征函数。     

一维准无序光晶格中硬核玻色气体的量子相变

文章研究处于一维准无序光晶格中的超冷玻色气体,主要研究非对角无序强度对强排斥相互作用极限下即硬核玻色气体的基态性质的影响。基于非对角Aubry-André模型,采用严格的数值计算方法,给出了硬核玻色气体的多体基态波函数。超流因子的计算结果表明,随着无序强度的增加,系统基态会发生从超流态到玻色玻璃相的量子相变。此外,计算了单粒子密度矩阵、自然轨道及其占据等物理量来进一步刻画系统基态量子相的性质。     

粒子在非均匀环上的量子行走

通过用硬币算符参数来等效量子势,研究了分离时间量子行走在封闭环上的散射动力学,讨论了单势垒和双势垒对粒子概率分布的影响。当环的格点数N=8时,单势垒破坏了无势垒时分布概率随时间周期性变化的特性,而双势垒又使得周期变化特性重新显现出来,但周期扩大一倍;当两个粒子在含有两个势垒且N=8的环上量子行走时,它们的联合分布概率也呈周期分布,在半周期的时刻,两个粒子的位置刚好调换,而且这些特性与两粒子初始的硬币态是纠缠态还是非纠缠态无关。     

量子相空间理论与Bose-Einstein凝聚态

探讨了Torres-Vega和Frederick量子相空间表象的特征,并揭示了相空间中波函数的不唯一性。在该量子相空间表象框架下,获得了用于模拟Bose-Einstein凝聚态的非线性Schr dinger方程的严格解。所得到的本征函数可通过“类Fourier”投影变换分别投影到位移空间和动量空间中去,从而得到相应空间中的本征函数。     

p（α，α’）πN反应中N（1440）激发的蒙卡模拟

在p(α，α‘）πN反应的几种反应机制中研究N^*激发，利用蒙卡模拟的办法重现N^*(1440)共振峰的位置，在给定入射能量情况下模拟出末态各出射粒子的动量分布、角分布情况。计算结果可以在πN的不变质量谱中观察到明显的N^*(1440)共振峰，同时达里兹图在πN系统能量平方为2100MeV^2附近事件分布密集，而别的组态却没有观察到这些情况，这都说明了πN共振粒子N^*(1440)的产生。     

体积效应对k介子HBT关联函数的影响

对于不同尺寸的源,体积效应会对π介子产生影响.对于较小的源,体积效应会导致归一化参数明显减小,HBT半径减小,归一化参数也会减小,体积效应对于HBT半径和混沌参量的影响是非常小的.同时,体积效应也会对k介子关联函数产生影响.分别讨论了在小的粒子对横动量区域(0.15＜KT＜0.25)以及大的粒子对横动量区域(0.35＜KT＜0.45),体积效应对关联函数的影响.结果发现,当没有考虑体积效应时,随着动量q的增加,关联函数C(q)逐渐减小,趋近于1;考虑了体积效应的影响,随着动量q的增加,关联函数C(q)逐渐减小,趋近于1,且小于1;同时讨论了随着截断时间的增加,这种趋势变得更加明显,截断时间越大,关联函数小于1就出现的越早,这与实验观测结果相吻合.     

相干态在量子相空间中二维正态分布

将数理统计中的正态分布与物理学中的量子力学不确定性有效结合,通过二维正态分布密度函数和有序算符内的积分技术,简单有效地求得量子空间中粒子坐标|x〉,动量本征态|p〉及相干态|z〉在 Fock 表象中的表达式,并证明其完备性.结果表明:通过采用数理统计及正规乘积方法,求证结果准确,且大大简化了求证过程.     

N粒子部分纠缠态的量子受控传递

由于制备与传输中的环境耦合,现实中的纠缠态大部分是非最大纠缠态．在研究现有量子受控传递方案的基础上,提出了一种利用非最大纠缠态作为量子通道来概率地传输N粒子部分纠缠态的量子控制方案,在该方案中,利用非最大（N＋2）-粒子GHZ态作为量子通道,在发送者进行一次Bell基测量、N-1次Hadamard门操作及｜0〉和｜1〉基测量,控制者实施一次Hadamard门操作及｜0〉和｜1〉基测量之后,接收者根据他们的测量结果,再进行一些适当的幺正变换以及一些必要的投影测量就实现了N粒子未知量子态的受控传递．该方案是一种基于非最大纠缠态的概率受控的隐形传态方案,并且成功的概率为2｜a｜^2。     

任意初始态下离散量子随机行走的平均位置

用模拟及傅里叶变换等数学方法,研究离散量子随机行走的平均值与初始态和硬币算符之间的关系。研究发现:在固定θ=β=π/4时,离散量子随机行走平均位置和其他参数满足余弦函数;而且如果选择参数φ-α-γ=π/2时,平均位置和初始态θ的关系也满足余弦函数。再通过傅里叶变换反向证明,得到任意初始态和硬币算符下,离散量子随机行走平均位置与初始态和硬币算符的数学表达式。只要已知初始态为0L〉和(0L〉+0R〉)2/2,硬币算符U(0,β,0)下的平均位置,就可以按照公式计算得到任意初始态和U(2)算符下的离散量子随机行走的平均位置。