3态Potts模型的普适序参量计算

通过无限矩阵乘积态算法计算了3态Potts模型在横向磁场中的基态普适序参量,发现参数在跨过临界点前后的单个格点普适序参量的行为不同,体现了自发对称性破缺并以此确定系统发生量子相变的临界点.具体计算过程中利用对赝相变点外推,得到本模型系统的临界值λc=0·9991,与解析结论精确值1非常一致.结果表明:一维量子系统在自发对称破缺情形下普适序参量是存在的.     

J1-J2团簇的数值模拟研究

采用严格对角化方法计算了由几十个格点自旋构成的量子自旋团簇的基态总自旋. 在无阻挫情形,基态总自旋并不等于团簇的最低可能总自旋,而是取一个较大的值. 这意味着即使对于具有纳米尺寸的团簇,量子涨落也不破坏基态的经典奈尔序. 若在团簇中引入阻挫,则将诱导从奈尔序到自旋无序的量子相变,该相变可以通过基态总自旋的变化进行描述和标记. 计算表明,由于在相变点存在能级交错,故该量子相变应该是一级相变. 从团簇的数值计算结果可以推断对于二维无限J1-J2模型,临界点在J2/J1=0.3762(±0.0002)处. 这一结果比以前的解析近似研究和有限系统标度分析的结果更为精确.     

有限大小量子Dicke-Stark模型的动力学性质

利用相干态的超完备性,可以有效解决光子数空间的截断问题,在有限的相干态空间中即可得到精确的计算结果.本文在相干态空间中计算了Dicke-Stark模型的数值精确解,继而讨论了该模型的量子相变和时间演化动力学.通过计算Dicke-Stark模型基态的平均光子数和平均角动量,发现了量子相变现象,量子相变临界点会随非线性Stark作用发生移动.计算得到Dicke-Stark模型平均光子数和平均角动量随耦合强度和时间演化的相图,有助于了解有限大小Dicke-Stark模型的动力学性质.     

量子点中双激子的关联能

采用精确对角化方法,研究了限制在半导体量子点中双激子的量子尺寸效应.计算了双激子量子点的基态和低激发态的关联能随限制强度大小变化的关系,揭示了双激子量子点的基态和低激发态能谱的重要性质.我们发现随着限制强度的增加,双激子量子点的基态和低激发态的关联能变化是不同的;我们还发现限制可以引起不同低激发态能级的偶然简并和能级的反转.这些性质都与系统的交换和旋转对称性有关.     

价转移金属络合物低温半导体—金属相变的计算机MONTE CARLO量子格点模拟

对价转移金属络合物材料低温条件下的半导体—金属态转变特性,采用计算机Monte Carlo技术,在Wannier表象中,对由位移变换和基态平均得到的多维序参量和状态参量量子统计平均方程组,进行Monte Carlo自洽迭代量子格点模拟,得到了系统的相图和序参量变化关系。     

新疆喀什高台民居地基变形影响下缺陷协同演化分析

针对地基变形引起的新疆喀什高台民居砌体结构建筑物开裂损伤的工程实际情况,借助协同学的方法,选取序参量为建筑物裂纹在坐标系方向上投影矢量和的夹角,在考虑涨落的情况下利用势函数的特征,通过将平衡相变系统的熵类比到协同系统来研究其相变特征,以揭示建筑物受到地基变形影响过程中的相变行为及序参量的演化规律.分析结果表明,砌体结构建筑物裂纹演化的过程与建筑物的自由能紧密相关,根据建筑物自由能变化规律及其相关影响因素,可以获得建筑物的开裂损伤演化规律,进而为高台民居地基变形引起的建筑物损伤防护提供理论依据.     

纤锌矿GaN／AlN无限深量子阱中束缚极化子能量

采用改进的LLP变分方法,研究纤锌矿氮化物无限深量子阱材料中束缚极化子基态能量和基态结合能、第一激发态能量和第一激发态结合能、第一激发态到基态的跃迁能量等物理量随着量子阱宽度的变化关系.研究结果表明,基态能量、第一激发态能量和结合能以及第一激发态到基态的跃迁能量随着阱宽的增大而减小,阱宽较小时,能量随阱宽下降的速度较快,之后来变得缓慢,最后接近GaN体材料中的三维值.研究还发现,在GaN/AlN量子阱中电子-声子相互作用对能量的贡献(41meV)比在GaAs/AlAs量子阱中(3meV)大得多.     

光腔内一维扩展玻色-哈伯德模型的量子相变

光晶格为研究冷原子提供了一个非常纯净并且容易调节的实验平台.在光腔内的光晶格中载入冷原子,可以引入光子原子之间的耦合相互作用,有助于人们研究超辐射转变以及超流和超固体等量子相.除了最近邻格点之间原子排斥相互作用有助于形成超固体以外,原子光子耦合系数的正负符号随位置交替变化也有助于形成超固体.本文将这两种相互作用都考虑进光腔中扩展玻色-哈伯德模型,通过测量原子密度、光子密度、超流序参量、固体序参量和超固体序参量,用平均场方法得到系统的基态相图,发现与硬核系统相比,软核系统的超固体范围更大更容易被发现.此研究结果有助于指导光腔中冷原子实验寻找新的量子相.     

区域PREE系统演化的非线性特征研究

为了整体把握区域发展的演化特征,建立了区域PREE系统整体演化模型;通过分析各子系统在临界点附近的协同作用机制,得出序参量子系统的演化方程;针对序参量子系统中的扰动因素,在方程中加入扰动项进行随机性分析,解得序参量子系统演化概率分布的定态解;最后,在定态解的基础上,得出序参量子系统广义势函数的表达式及其实际意义.研究结果表明,复杂的区域PREE系统的整体演化轨迹可通过分析其序参量子系统的演化来把握,同时可以从序参量子系统演化概率分布的定态解中得出序参量子系统的广义势函数,这将为定量分析区域PREE系统的稳定性提供依据.     

具有三自旋相互作用的横场中各向异性XY模型的协作参量

讨论了具有三自旋相互作用的横场中各向异性XY模型的量子相变和量子纠缠.数值研究了协作参量在相变点附近的行为.发现协作参量可以很好地体现系统的量子相变.     

基本粒子快子模型中的重子—核子的激发态

本文假设核子由快子场自身间的复耦合构成,为数众多的场量子可以由近乎均匀的基态激发成暂稳的集团,重子系即是核子的各种激发态。利用本模型我们获得了一批与实验符合得较好的结果,并预言了几个可能存在的粒子。     

用相干态研究Sp（4）模型的基态相变

本文利用相干态,通过求算子的微分表示方法,研究了同时考虑单极力和单极对力的Sp(4)模型的基态相变,提取了该模型的序参量,给出了与精确解相比误差小于5％的基态能量。     

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.     

偶~(96～106)Ru中U(5)-O(6)激发演化的微观识别

在借助费米子的玻色子化、增强费米对有序性和截断近似构造出微观sdIBM-2方案时,引起了核子能级的交叉和玻色子能级的扭曲,相应的核子组态被赋予不同的有序性(结合能)并具有某种对称性;用"基准态重组"方法统一描述了发生在真实的有限核中的量子相变,这与朗道经典热相变理论之间有了一些相似的术语和物理内涵.通过对偶Ru同位素能谱的再现,几何化了从低自旋态振动激发的发端、发育、完善至溃散的演化,指认~(106)Ru很可能更接近U(5)-O(6)相变的临界点,给出了对原子核形状相变微观机制的进一步理解.     

Be等电子序列高激发态结构(J=0,1,2,偶宇称)

本文应用本征通道量子亏损理论(EQDT)系统地研究了J=0,1,2,偶宇称Be等电子序列(BeI—SiⅪ)的高激发态结构.得到了描述高激发态结构的EQDT基本参量(μ,U_(i))以及它们随有效核电荷数增大的变化规律.以这些参量作为输入,获得了类Be体系2sns,2snd和2pnp(双激发态)组态的全部Rydberg能级及混合系数.计算结果表明,在高激发态,我们的理论结果与实验值相对误差在10~(-5)左右.     

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.     

InGaN/GaN多层球形核壳结构量子点中类氢杂质态的结合能

在有效质量近似下,采用有限差分法研究了InGaN/GaN/InGaN/GaN球形核壳量子点中类氢杂质基态和激发态的结合能,数值计算了杂质态结合能随量子点核半径、壳层厚度和阱宽的变化关系。结果表明,核半径和阱宽对杂质态结合能的影响显著,随着核半径的增加,结合能先减小后增大,而后递减且逐渐趋于单量子点的结合能;而随着阱宽的增加,基态和激发态的结合能均单调减小,最后趋于同一定值。同时发现,壳层厚度达到一定值后,结合能不再发生变化。     

原子核自旋同位旋集体激发态和相关物理量

本文介绍原子核的自旋-同位旋集体激发态,以及研究这些集体激发态的常用HF+RPA或HFB+QRPA理论模型.这些集体激发态的研究能够获得对自旋相关的核子-核子相互作用的信息和理解.自洽的Skymre HF+RPA模型被用于研究闭壳核的GT和SD(自旋偶极)跃迁,张量相互作用对这些跃迁的主峰能量有显著效应,这些效应对Skyrme张量相互作用的强度给出很强限制.对于N~Z的pf壳原子核,同位旋标量(IS)对相互作用对低能强GT态有决定性作用,通过某些特定核的低能强GT态的能量很好地限制IS对相互作用的强度.     

对具有蜂窝点阵结构的S=2横向Ising模型基态磁性质的研究

对具有蜂窝点阵结构的S=2横向Ising模型,采用相关有效场理论,推导出系统的有限温度及基态纵向和横向磁矩公式,采用数值计算方法得到了基态的磁化曲线,重点考察了横场对系统基态磁性质的影响.研究表明,系统基态磁矩随晶场或横场的变化发生了三种相变:一级有序-有序相变,一级有序-无序相变,二级有序-无序相变.得到了横向磁场会减弱系统发生一级相变趋势的结论.     

复杂网络上的爆炸式同步

耦合振子系统的同步是统计物理和复杂系统研究的重要领域之一.过去几十年的研究表明,该系统中绝大多数同步化相变都是连续相变(二级相变),即序参量通过相变点后连续增长.但是最近发现在某些耦合振子系统中,同步可以表现为爆炸式(一级相变).其特征为序参量通过相变点后出现突然的跃变,并且随耦合强度变化,向前和向后的相变过程不可逆,存在磁滞区.由于爆炸式同步化与连续相变同步化有着本质上的不同,所以这一发现开拓了新方向,具有十分重要的意义.本文综述了这一方向目前的重要成果,主要包括频率和度关联振子系统的爆炸式同步、频率权重Kuramoto模型中的爆炸式同步、拥护者和反对者耦合网络中的爆炸式同步、多层网络上的爆炸式同步,以及爆炸式同步的形成机制和实验验证等.这些工作不仅极大地加深了我们对于复杂系统同步化的认识,促进同步理论的发展,而且能够为将来在相关领域的应用打下基础.