GaAs量子点中电子结构和幻角动量的对称性分析

 用有效质量近似理论和哈密顿量H对角化方法计算了在抛物势中,GaAs量子点中有10个极化电子时的本征能量和本征波函数,并从本征波函数中提取的一体、二体密度函数方法得到了电子结构的直观图像。用对称性分析了量子点中幻角动量和电子结构。     

量子正则Noether定理

从有限自由度系统相空间Green函数的生成泛函出发,导出了量子情形下的正则Noether定理,其中不存在基态符号.用于Emden方程,说明了经典守恒量在量子水平下不再保持.用于电子-声子相互作用系统,表明在这个系统中,经典正则对称性和它所对应的守恒量在量子理论中仍然是保持的,在系统的量子守恒角动量中含电子自旋角动量.     

磁场和杂质对二维3电子量子点基态的影响

使用少体物理方法，计算了在不同的磁场，杂质作用下二维3电子量子点基态的能量和角动量，获得了它们受磁场和杂质影响的结果，并且从动力学和对称性两方面对结果进行了分析。     

量子点五电子系统在外磁场中的基态特性

利用少体物理的方法,研究了磁场中二维量子点五电子系统基态能量与角动量间的变化关系,以及磁场强度和约束势的大小对五电子系统基态的影响,数值计算表明,量子力学对称性是出现幻数角动量的重要因素     

直积空间中双电子体系自旋角动量耦合问题的研究①

在直积空间中利用直积方法给出了双电子体系的自旋角动量的非耦合表象和耦合表象的基矢之间的对应关系。结果表明直积方法在处理双电子体系的自旋角动量耦合问题思路清晰简洁,同时由于求解中是利用矩阵形式进行运算,这对于利用模拟软件处理多电子体系的量子问题具有很好的理论指导意义。     

非线性角动量代数的非齐次玻色子实现

在量子系统的非线性对称性的研究领域中 ,利用Poincaré- Birkhoff- Witt理论 ,得到了非线性角动量代数 IΩ(Ω 为多项式的最高次幂 )在其通用包络代数空间上的不可分表示及在两个商空间上的诱导表示 ,并在此基础上具体给出了 IΩ 的非齐次的单、双和三玻色子实现。这些结果有助于对量子系统中非线性对称性的研究 ,进而加深对该系统的基本物理性质的理解。     

N层单电子垂直耦合量子点的基态跃迁

用精确对角化的方法研究了处于外磁场中的N层单电子垂直耦合量子点系统,计算了基态跃迁随外磁场的变化关系. 结果表明量子点与量子点之间的距离和电子与电子之间的相互作用对耦合量子点的低激发态有比较大的影响,在强耦合情况下基态会随着外磁场的增大出现不连续跃迁,而在弱耦合情况下就不会产生基态跃迁,角动量为零的态始终为基态.     

三电子耦合量子点的基态能谱

用精确对角化的方法研究了处于外磁场中三层单电子垂直耦合量子点系统基态能谱。研究发现外磁场的存在会导致基态角动量出现不连续跃迁,量子点间的距离对耦合量子点的基态能谱有很大的影响,量子点内部的关联会导致一系列基态跃迁的消失。     

氢原子的量子理论

阐述了表征氢原子内在属性的各种物理量的微观本质,证明氢原子系统的量子能量、系统内部电子的量子轨道动量及原子核和电子的量子相对距离均与原子系统所处的量子状态有关.当原子系统处于不同的量子状态时,上述量子物理量的取值完全不同.首次建立适合氢原子特性的量子算符代数理论.根据氢原子的量子哈密顿量表示,结合创新的量子算符代数理论,得到氢原子的能量、氢原子的基态能量、电子轨道角动量、氢原子的光谱常数等各种物理量的理论值.结果表明,氢原子的能量、氢原子的基态能量、氢原子的光谱常数均与氢原子中的原子核及电子的量子尺寸有关.氢原子的光谱常数与实验测定值完全符合.     

浅议导出玻尔量子化条件的驻波条件

从教科书中根据直线弦振动的驻波条件,处理电子绕核作圆周运动角动量的量子化问题,导致了与玻尔理论量子化条件不一致的结论。提出利用驻波的特点和封闭弦振动驻波满足的对称性,得出圆形封闭弦形成驻波的条件为周长是半波长的偶数倍。利用此条件可以处理电子绕核作圆周运动的角动量量子化问题,从而得出与玻尔定态理论一致的结论。最后把玻尔定态理论的3个假设分别与驻波特点相对应,用驻波的特性解释了电子绕核运动的能量、角动量的量子化问题。     

基于半导体量子点的量子通信

光子源和纠缠光子对的制备是量子信息产生和传输过程的源头,是实现量子通信的重要前提条件.半导体量子点固体系统具有可集成性和可扩展性的优点,并且与现有的半导体光电子学技术密切相关,近年来在单光子源和纠缠光子对制备方面取得了重要的进展,是未来全固态量子通信的重要元器件.从量子通信的基本原理出发,阐述了制备单光子源和纠缠光子对的重要性,介绍如何解析推导出圆形常规半导体量子点中的电子结构,描述了圆形拓扑绝缘体量子点中边缘态具有双重简并的电子结构,能级间隔与量子点的具体形状无关,并且具有自旋轨道锁定的特性,总结了实验和理论上在利用这一独特的电子结构制备单光子源和纠缠光子对方面取得的重要进展.     

量子点中关联电子态的能谱

本文研究了具有不同束缚强度的两维三电子量子点中关联电子态的能谱。发现能谱由两个因素确定,即泡利原理和等边三角形配置处的内禀节面。当禁闭势非常强时,泡利原理是决定性的;当禁闭势很弱时,内禀节面起很重要的作用,从而导致魔角动量的出现。     

Spontaneous symmetry breaking in a quenched ferromagnetic spinor Bose-Einstein condensate

A central goal in condensed matter and modern atomic physics is the exploration of quantum phases of matter--in particular, how the universal characteristics of zero-temperature quantum phase transitions differ from those established for thermal phase transitions at non-zero temperature. Compared to conventional condensed matter systems, atomic gases provide a unique opportunity to explore quantum dynamics far from equilibrium. For example, gaseous spinor Bose-Einstein condensates (whose atoms have non-zero internal angular momentum) are quantum fluids that simultaneously realize superfluidity and magnetism, both of which are associated with symmetry breaking. Here we explore spontaneous symmetry breaking in 87Rb spinor condensates, rapidly quenched across a quantum phase transition to a ferromagnetic state. We observe the formation of spin textures, ferromagnetic domains and domain walls, and demonstrate phase-sensitive in situ detection of spin vortices. The latter are topological defects resulting from the symmetry breaking, containing non-zero spin current but no net mass current.     

Quantal conserved charge in non-Abelian Chern-Simons theories

Based on the global canonical symmetry of the path integral in phase space, the quantal conserved angular momentum and BRS charge for non-Abelian Chern-Simons (CS) theories have been derived. The possibility of the occurrence of fractional spin properties for non-Abelian CS theories cannot be always preserved at the quantum level.     

双层垂直耦合量子点研究

用精确对角化的方法研究了处于外磁场中两层单电子垂直耦合量子点系统.发现在强耦合情况下,随着外磁场的增加,系统基态的角动量会发生跃迁;而在弱耦合的情况下,基态角动量L和自旋都不会随着外磁场的变化而改变,L=0的自旋单态始终为基态.     

Magnetic trapping of rare-earth atoms at millikelvin temperatures

The ability to create quantum degenerate gases has led to the realization of Bose-Einstein condensation of molecules, atom-atom entanglement and the accurate measurement of the Casimir force in atom-surface interactions. With a few exceptions, the achievement of quantum degeneracy relies on evaporative cooling of magnetically trapped atoms to ultracold temperatures. Magnetic traps confine atoms whose electronic magnetic moments are aligned anti-parallel to the magnetic field. This alignment must be preserved during the collisional thermalization of the atomic cloud. Quantum degeneracy has been reached in spherically symmetric, S-state atoms (atoms with zero internal orbital angular momentum). However, collisional relaxation of the atomic magnetic moments of non-S-state atoms (non-spherical atoms with non-zero internal orbital angular momentum) is thought to proceed rapidly. Here we demonstrate magnetic trapping of non-S-state rare-earth atoms, observing a suppression of the interaction anisotropy in collisions. The atoms behave effectively like S-state atoms because their unpaired electrons are shielded by two outer filled electronic shells that are spherically symmetric. Our results are promising for the creation of quantum degenerate gases with non-S-state atoms, and may facilitate the search for time variation of fundamental constants and the development of a quantum computer with highly magnetic atoms.     

物理学中的角动量研究

对物理学中的角动量问题进行了讨论,角动量是物理学中的一个重要概念,同时也是一个容易让人产生模糊的物理概念。对刚体转动问题中的定轴运动角动量方向问题进行了分析,指出了在一般情况下角动量方向与定轴方向是不同的;对原子运动中的角动量进行了探讨,指出了原子轨道角动量算符不是力学量本征值和本征矢量的完全集,轨道角动量算符是不可观测的;对光子的角动量进行了研究,指出了光子自旋角动量的量子物理本性,不能将其与经典物理的自旋角动量相对应。     

原子核幻数与群子结构之间界定

原子核的幻数已被大量实验所证明是一系列的正整数,如有2.8,2.0,2.8,5.0,8.2,12.6等,但从理论上推导这些整数的存在并不是轻易的事情。为此,曾提出过单粒子壳层模型,进一步发展成为自旋轨道耦合模型,成功地推导出上述所有幻数系列并预测了各种核素的自旋角动量。大量的实验也表明实测的核素的自旋角动量与理论预测值之间有相当大的差距。在这种情况下,人们开始倾向于原子核的集团运动的看法,始终未能出现突破性的进展。文中运用作者创立的第四统计力学———JRG群子统计理论的观点,提出了原子核内存在亚结构———核群子的观点,用k、l、n、m等群子参数标定每一个核素,并与幻数比较,凡是具有幻数的核素具有简单的核群子结构,有较明显的界定。