双量子点与Majorana费米子级联结构中的散粒噪声

考虑两个量子点分别与拓扑超导纳米线两端的Majorana费米子串联耦合,利用粒子数表象下的量子主方程,研究其中电子的输运特性.存在Majorana费米子时,稳态电流差随着隧穿率的增大呈非对称分布,电子散粒噪声谱相干振荡,且零频噪声明显增强.当系统耦合强度变化时,散粒噪声进一步揭示了Majorana费米子对体系电荷输运的影响.因此,电流差结合电子散粒噪声可以表征量子点与拓扑超导体混合结构中是否存在Majorana费米子.     

Majorana束缚态对正常金属/三量子点/超导结构输运性质的影响

正常金属/量子点/超导结构可以产生Andreev反射现象,如果在量子点上耦合Majorana束缚态(MBSs),其Andreev反射电导将发生特殊的变化,因而可用于探测MBSs.研究了MBSs对连接在正常金属和超导体之间的线型三量子点输运性质的影响,发现零费米能处的Andreev反射电导在不考虑MBSs之间的耦合时始终等于0.5G₀(G₀=2e²/h),不受量子点能级、量子点间耦合强度、量子点与电极之间耦合强度的影响,具有明显的鲁棒性.     

若干介观体系的散射矩阵对称性质的一些讨论

散射矩阵是刻画许多满足量子相干性介观体系的电子输运性质的重要理论工具．结合几个介观体系的量子力学散射问题,讨论了体系的对称性对散射矩阵对称性的重要影响．几个被讨论的例子包括：1）满足时间反演不变性的自旋轨道耦合体系;2）含单轴应变的石墨烯（满足中心反演对称）体系;3）含有Majorana费米子（手征Majorana粒子的一维波导模式或Majorana束缚态）的2个典型问题．从系统的对称性推导散射矩阵的对称性,进而对体系的输运性质得出一些定性的理解．在某些场合,依据散射矩阵的对称性甚至可以对体系的电子结构的拓扑性质给出预言．     

一维有限深方势阱中束缚态存在条件的求解

研究了处在中心对称的一维有限深方势阱中的运动粒子,通过求解定态薛定谔方程引入了一个在势阱内部连续的函数,进而利用连续性函数的零点定理对势阱中粒子存在一个或多个束缚态的条件进行了深入分析.结果表明,存在束缚态的数目与一维有限深方势阱的宽度、深度和粒子质量有关,在粒子质量一定的情况下,存在更多的束缚态要求更深的势阱宽度、深度.     

T_3晶格中无质量Dirac粒子的磁电约束和波导

从理论上研究了T3晶格中的载流子在非均匀磁场和电场构成的磁电势阱中的约束.利用磁电组合势阱中电势可调的特点,靠增加电势阱深度从而增加粒子的束缚态数,或者增加势阱区域的宽度来改变束缚态数.利用磁电势阱构成电子波导或者量子线,计算了波导的本征模和概率流密度,指出了T3晶格的磁电波导可成为有希望的纳米电子器件.     

208Pb中单粒子共振态的赝自旋对称性

在相对论平均场理论框架下,用耦合常数的解析延拓方法研究了原子核的单粒子共振态,通过计算和比较208Pb单粒子束缚态和共振态的能级和宽度,发现208Pb的束缚态和共振态都具有较好的赝自旋对称性.     

一维费米原子系统中的拓扑超流和Majorana费米子

通过数值求解Bogoliubov de Gennes方程,研究了具有自旋轨道耦合作用的一维费米晶格系统的性质．结果表明：在有限的自旋轨道耦合下和一定的磁场强度时,系统具有零能,此时的准粒子即为Majorana费米子．准无序效应研究表明,Majorana费米子不会被弱准无序所破坏．     

冷费米子气体中次近邻跃迁引起的拓扑量子相变

研究了二维正方形各向异性光晶格中次近邻跃迁所引发的冷费米子气体的拓扑量子相变。详细讨论了系统能隙为零的条件和以TKNN数为标志的各类量子拓扑相。当次近邻之间的跃迁强度t′小于某一个临界值tc′时,体系中只存在非阿贝尔相,当t′tc′时,系统中将产生阿贝尔相。对一个具有开边界的二维体系,文章研究了其在不同量子相下的能谱结构,并对Majorana零模及其与TKNN数之间的关系做了相应的讨论。最近的一些研究表明,当对光晶格采取一种周期性的晃动时,次近邻之间的跃迁强度可以在一个很大的范围内变化,这使得我们的模型及结论有望在实验中得到实现和验证。     

链间耦合对极化子动力学的影响

基于扩展的SSH模型,考虑链间耦合作用,研究了有机共轭聚合物中链间耦合强度以及耦合区域宽度对极化子动力学的影响.研究表明,电场驱动下极化子在近邻链间的跃迁过程与耦合强度及区域宽度密切相关.当链间耦合强度适中且耦合区域宽度与极化子宽度相当时,极化子最容易实现从一条链到近邻链的跃迁.此外,若耦合区域存在几何缺陷,即便强电场也难驱动极化子在链间跃迁.     

天使粒子

<正>7月21日凌晨,张首晟及其团队在美国科学杂志上发表了一项重大发现:在整个物理学界历经80年的探索之后,他们终于发现了手性Majorana费米子的存在。这一发现,验证了由意大利理论物理学家Ettore Majorana在80年前提出的预测——存在一类没有反粒子的粒子。同时也证明了存在一种比量子还小的单位,这将对现在的量子理论带来巨大的改变。     

分析一维方势阱中存在束缚态的条件

对一维有限深势阱中运动的粒子,各类书籍中均用数值方法求出了其存在束缚态的条件.本文利用函数的连续性对一维半壁无限深势阱中运动的粒子存在束缚态的条件进行了分析计算.通过计算过程可以看出该方法比较简单,并且结果简洁明了.     

Fermi-Pasta-Ulam模型中量子涨落对包络孤子的耗散效应

本文应用含时变分法原理研究一维Fermi-Pasta-Ulam模型,链中粒子的运动方程由含时变分法原理导出,在这个半量子研究中所考虑的量子效应是量子涨落.对于单个粒子,我们采用Jackiw-Kerman波函数.研究结论表明量子涨落能够发散、模糊化甚至破坏Fermi-Pasta-Ulam模型的非线性激发:包络孤子,量子涨落效应与有效普朗克常数有准指数关系.我们进一步发现与有效普朗克常数耦合,非谐耦合强度对量子耗散有联合效应,这种特有的联合效应可能是由Fermi-Pasta-Ulam模型独特的哈密顿量所导致.     

具有自旋轨道耦合的冷原子费米气中的拓扑超流和FFLO超流

研究了具有自旋轨道耦合的冷原子费米气在外磁场作用下的物理性质.通过自洽求解Bogoliubove-de Gennes方程,发现了在不同磁场强度和粒子填充数下,体系分别存在拓扑超流态和Fulde-Ferrell-LarkinOvchinnikov超流态.当体系处于拓扑超流态时,存在零能Majorana费米子.     

低维半导体GaAs圆形和矩型量子线的能带结构

利用量子力学方法对低维半导体GaAs无限深势阱圆型量子线和有限深势阱矩型量子线的能带结构进行了详细的分析研究,分别得出系统各自的能量表式和波函数表式,并对其束缚态能量存在的必然性和物理意义进行了进一步的分析探讨。     

Bogoliubov-de Gennes对角化与Schur分解方法的等价性

本文以Kitaev的一维量子线模型为例，分别利用传统的Bogoliubov de Gennes对角化方法和Schur分解方法求解该模型的本征能量以及本征波函数，从理论分析和数值计算两个方面对两种方法进行对比。结果表明，BdG对角化方法得到的准粒子能量是能量本征值的两倍，而Schur分解方法可以直接得到准粒子能量。数值计算表明，两者是完全一样的。另外，在确定的参数下，两种方法得到的准粒子算符对初始的费米子算符的展开系数只相差一个常数相因子。所以，最后的结论是BdG对角化跟Schur分解两种方法是等价的。     

UDD在消除制备簇态时次近邻相互作用中的应用

在具有XY型相互作用的自旋链中,可以分两步操作制备可用于量子计算的簇态。当考虑到实际情况中不可避免的量子自旋间的次近邻相互作用时,制备的簇态的保真度会随着粒子数的增加而不断降低。研究表明,应用周期性动力学退耦合(periodic dynamical decoupling,PDD)能够有效抑制此次近邻相互作用噪声。众所周知,Uhrig动力学退耦合(Uhrig dynamical decoupling,UDD)抑制噪声的效果一般优于PDD。为了进一步抑制XY模型中的次近邻相互作用,提出应用UDD抑制次近邻相互作用的方案。研究结果表明,外加脉冲总数相同时,UDD方案制备到的簇态的保真度数值要大于之前的PDD方案,即UDD方案抑制XY模型中的次近邻相互作用的效果优于PDD方案。     

强子的相对论性束缚态方程

本文根据量子色动力学和态叠加原理提出了强子的相对论性束缚态方程,它们与对强子建立的B—S方程既相似又不同,例如,就束缚态中粒子间相互作用部分而言,前者要比后者简单,而且适用范围前者也比后者广。     

耦合量子线-量子点体系中的Fano效应

利用非平衡格林函数方法,研究了耦合量子线-量子点体系的相干电子输运性质.研究发现:对于旁耦合一个2能级量子点的量子线的线性电导呈现有趣的电导降中带电导峰的现象;而对于耦合2量子点体系,线性电导表现为有趣的多共振现象.由于Fano干涉,上述电导峰电子的线型不是洛仑兹型的.     

用Spinless Salpeter方程求解超对称束缚态质谱

超对称理论（SUSY）是TeV能级以上新物理的一种备受关注的可能理论框架.在该理论中,预言了超对称伴粒子的存在.其中,超对称粒子-最轻标量轻子τ1的寿命可能比较长,有可能与其他粒子形成超对称束缚态.采用Spinless Salpeter方程来描述超对称束缚态.Spinless Salpeter方程是Bethe-Salpeter方程的一种很好的近似,是Schrodinger方程的相对论推广.一般情况,Spinless Salpeter方程没有解析解,所以用数值方法求解Spinless Salpeter方程得到超对称束缚态τe,τμ,τp（或它们的反粒子）的质谱（或者束缚能）.     

四端介观量子网络中电子自旋的相干输运性质

采用解线性方程组的方法,研究了存在磁通时,四端介观量子网络中电子自旋的相干输运性质。该四端网络由具有Rashba自旋-轨道耦合互作用的量子线构成,数值计算了自旋电导对约化磁通和自旋-轨道耦合强度的依赖关系。计算结果表明:该网络中的自旋相干输运性质由约化磁通和Rashba自旋-轨道耦合之间的相互作用共同决定。这种结构中,一些端可以作为栅极控制其他端的自旋流,该四端多通道网络结构为调控电子自旋的相干输运提供了更多的选择。