量子Dicke模型中纠缠与自旋压缩性质的研究

在经典极限条件下,量子化的Dicke模型表现为混沌动力学特征.通过研究量子纠缠和量子自旋压缩特性,得到以下结论:线性熵对于初态函数的选择,在相空间的不同区域有不同的表现,混沌区域的量子纠缠明显增大,规则区域则减弱;量子自旋压缩在相空间也表现出对混沌和规则区域的敏感性,混沌区域与规则区域相比较,存在自旋压缩的可能性较大;相同条件下,线性熵和压缩系数的变化趋势具有相似的表现行为.     

在玻色-爱因斯坦凝聚态中类Dicke模型的相变

自旋和轨道耦合为中性的超冷原子在玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC)中的玻色系统提供了研究的机会.文章研究此类系统的相变和基态性质.首先将它映射到著名的量子光学中的Dicke模型,Dicke模型描述了一个原子系综和单模光场之间的相互作用.Dicke模型的中心问题是预测了超辐射相和一个正常相之间的量子相变.我们研究在自旋和轨道耦合中的类似Dicke模型的量子相变.采用平均场自旋相干态法,特别是考虑原子之间的相互作用,计算出描述系统的相变点和基态性质的物理量如平均光子数,平均基态能量、两种自旋激化等物理量的解析表达式,得到在相变前后物理量变化的趋势图并与实验结果相比较.     

自旋轨道耦合BEC系统中类Dicke模型的相变

本文研究了自旋轨道耦合玻色爱因斯坦凝聚(BEC)系统的基态性质,并把它映射为量子光学中我们所熟悉的Dicke模型(N个二能级原子与光场的相互作用).采用自旋相干态的方法得出系统的基态能量、光子数和自旋极化随拉曼耦合强度的变化关系,从而探测了系统超辐射相和正常相之间的量子相变.     

量子Dicke模型中的纠缠动力学性质

在经典极限条件下, 量子化的Dicke模型表现为量子混沌动力学特征. 通过数值计算, 考察Dicke模型在旋转波近似和非旋转波近似条件下, 与经典相空间对应的一些特殊点的初始条件对纠缠的影响, 并将所有点作为初始条件相空间整体纠缠动力学的演化特征, 研究表明, 经典混沌促进了纠缠的发生.      

与二维电子气耦合的双量子点中的自旋极化输运

研究磁场作用下与左右两个二维电子气耦合的双量子点系统中的自旋极化输运过程.结果发现当两个量子点靠近时,电导中会出现Dicke效应导致的不对称尖峰.随着量子点间的距离增大,Dicke尖峰变宽并向低能级方向移动.当磁场只施加在二维电子气中时,量子点中的电导是自旋无极化的;但是当量子点的能级发生塞曼分裂时,电导中自旋朝上和朝下电导的尖峰在能量空间向相反方向移动,但保持大小不变.计算结果还发现两个量子点能级的差会在电导的Dicke尖峰附近产生额外的谷,并降低尖峰的高度.所研究的结构有望用于自旋过滤或分离装置.     

Dicke模型中势能拓扑性质对混沌的影响

文章研究了Dicke模型中的经典混沌和势能拓扑性质之间的关系。Dicke系统在耦合强度低于临界值时是稳定的;当耦合强度大于临界值时系统是不稳定的,会出现混沌。同时发现系统的平衡点在大于临界耦合强度时变为两个,系统等势线族的拓扑性质也发生了突变。系统势能拓扑性质的变化会诱发混沌。     

自旋摩阻动力学模型与实验研究

设计环形摩擦片在变法向力和恒定法向力两种情况下的自旋摩阻实验, 验证经典自旋摩阻模型在接触区域法向接触力连续变化条件下的适用性, 研究局部摩擦性质的速度依赖性对自旋摩阻的影响, 建立基于Stribeck效应的自旋摩阻模型。该模型对精确分析包含相对转动的空间运动体动力学具有重要意义。     

量子电池

文章介绍了量子电池充电、储能、放电性能参数和近年来关于充放电协议、模型的研究成果。根据充电方式不同，量子电池模型可以分为三类：经典场充电、腔辅助充电和媒介充电。分别介绍了这三类充电方式各自特点，结合三种典型物理模型——Dicke模型、自旋链模型和Sachdev-Ye-Kitaev模型，讨论了子系统纠缠和电池元相互作用对电池充电功率的影响，最后总结了量子电池的研究热点并展望了其发展前景。     

基于玻色约瑟夫森结的自旋压缩的相干控制

提出了利用人造原子-基于约瑟夫森结的超导量子比特产生自旋压缩的电路模型,给出了系统的有效哈密顿量.在海森堡绘景下,利用冷冻自旋近似方法得到近似解析解,进而分析了系统自旋压缩效应的调控方法.研究表明,通过调节系统粒子数或者耦合强度与有效非线性相互作用强度的比例,均可有效地调控系统的自旋压缩程度和处于自旋压缩态的时间.外场越弱,粒子数越多,系统的自旋压缩程度越强,处于自旋压缩态的时间越长.     

自旋相干态法解Dicke模型的基态解析解

文章采用了自旋相干态的三种表达方式,利用了变分原理,求解了Dicke模型的相变点和基态能量解析表达式,这三种方法所得的结论与Holstein-Primakoff(HP)变换方法所得结论完全一致,而这三种方法有一定的普适性和优越性.     

SG 分形晶格上Gauss模型的临界性质

在SG分形晶格上研究二体自旋作用和三体自旋作用都存在时Gauss模型的相变和临界性质，与只有二体自旋作用的情况相比较，在无外场和有外场的情况下，临界点和临界指数都发生了变化，这表明三体自旋作用对其临界点和临界性质都有一定的影响．     

具有4-自旋相互作用Ising模型性质的模拟研究

利用MonteCarlo模拟研究了具有4-自旋相互作用Ising模型的磁学性质．模型建立在平面蜂窝状晶格上，除了考虑对相互作用以外，还考虑了四自旋相互作用．给出了不同四自旋相互作用下系统的磁化强度、磁内能、磁比热、磁化率以及转变温度等物理量．结果表明，4-自旋之间的相互作用对Ising模型的性质有很大影响，但基本上是定量的．Monte Carlo模拟的结果对有效场理论（EFfr）的结果给出了很大的修正。     

二维Kagome''''晶格反铁磁体基态性质的理论研究

在自洽的格林函数理论框架下，讨论了二维Kagome'晶格海森堡模型的基态性质．结果说明系统的基态是自旋液体态，而每个自旋的能量是Eg／NSJ=-0．859，与对应的数值模拟结果符合得极好．     

基于有机分子亚铁磁体棱型自旋链外场下的热力学性质研究

基于近来有机高分子亚铁磁体在试验上成功的合成，本文采用量子转移矩阵方法，研究一维反铁磁-铁磁自旋1／2棱型自旋链在外场条件下低温下的热力学性质．磁化强度在低温下随外场的变化出现台阶式的平台结构，并表现出三个临界外场值，反映了系统磁相互耦合作用与热力学波动间的相互竞争；同时磁化率在外场下呈现双峰结构，其来源于系统在外场下的能隙和长程序参量的变化．本文的数值结果表明该棱型链与自旋1-1／2海森堡链性质一致．     

二维Kagome‘晶格反应铁磁体基态性质的理论研究

在自洽的格林函数理论框架下，讨论了二维Ｋａｇｏｍｅ’晶格海森堡模型的基态性质，结果说明系统的基态是自旋流体态。而每个自旋的能量是Ｅｇ／ＮｓＪ＝－０．８５９，与对应的数值模拟结果符合得极好。     

一维海森堡反铁磁体模型与O（3）非线性σ模型的相等性的研究

本文证明了一维海森堡反铁磁体自旋链模型在半径典极限下具有大而有限Ｓ时与Ｏ（３）非线性σ模型相等。由这相等性，得出了海森堡反铁磁体所具有的性质，预言了Ｎｅｅｌ磁振子动力学质量生成。参６。     

任意多光子Dicke态的制备

量子Dicke态对于多粒子量子纠缠结构和性质的研究,以及量子网络的构建有着重要的意义.基于线性光学和交叉相位调制技术,利用三个基本量子门,给出了四光子Dicke态制备、任意系数W态制备以及任意系数和光子数的Dicke态制备方案.这些方案的确定性、任意性、高效性将为研究量子纠缠结构性质以及量子网络提供一定的便利.     

Gibbons-Maeda黑洞背景下自旋场的量子熵

用brick-wall模型研究了Gibbons-Maeda黑洞背景下自旋场的量子熵.结果表明量子熵可分为两部分,即时空几何依赖部分和场的自旋依赖部分.时空几何依赖部分的线性发散项可化为正比于事件视界面积的形式,对数发散项与黑洞本身的性质有关;自旋依赖部分除了与黑洞本身的性质有关外还与与自旋场的自旋有关,不同的自旋场对黑洞熵的影响是不同的.     

自旋F=1旋量凝聚体中的自旋压缩

介绍自旋F=1旋量BEC中特有的自旋压缩问题。首先介绍了传统自旋压缩的基本概念,回顾研究压缩问题的基本方法,并将其推广到自旋-向列压缩(spin-nematic squeezing)。其次介绍粒子数表象中自旋-向列压缩的研究方法,揭示自旋压缩和二阶关联函数的关系。最后利用实验可行的参数,数值模拟23 Na原子BEC中的自旋-向列压缩现象,及向列张量压缩随外场的变化规律。     

依赖强度耦合的Jaynes－Cummings模型中辐射场的位相性质

利用共振条件下的依赖强度耦合Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ模型，研究辐射场与原子相互作用后的各种位相性质，并与相干态的位相相比较。可以看出，适当选择参数，可使位相膨胀实现压缩。