开放量子多体系统中的同步现象
自从17世纪荷兰物理学家Christianan Huyghens在钟摆实验中发现同步现象以来，经典同步现象受到了人们的广泛关注和研究。同步现象在物理学、生物学、控制科学等领域有着重要的应用价值。另一方面，随着量子力学理论的诞生与发展，人们对微观体系的理解与认识愈加完善。人们发现在量子系统中也存在同步现象，随着研究的不断深入，人们对量子同步现象的认识越来越清晰。 目前绝大多数量子同步研究都针对少体系统幺正过程中的同步控制和同步度量等，对含有复杂相互作用的多体量子系统的同步研究相对较少。此外，由于量子系统总是不可避免地与环境作用，形成开放系统，其动力学过程为非幺正的。因此研究开放量子系统中的同步现象具有重要的实际意义。本硕士论文中，我们分别以van der P01平面格点模型和三能级原子链模型为例，研究开放量子多体系统中的量子同步现象，并发现在两模型中均存在量子同步现象。我们利用序参量的动力学特性来描述同步现象，并通过准概率分布函数来研究系统在相空间中的相位锁定，并讨论适合系统的同步度量。 本论文的结构安排如下：在第一章中我们介绍开放量子系统、相空间中准概率分布函数、平均场及团簇平均场近似等基础知识。在第二章中我们以二维耗散van der P01振子格点模型为例研究连续变量系统中的量子同步现象，利用平均场近似讨论振子间的耦合、系统初态以及耗散率对系统同步的影响。为了便于讨论多体系统中短程关联对同步现象的影响，在第三章中我们研究了离散变量系统中的同步问题。以一维三能级原子链模型为例，通过平均场以及团簇平均场近似讨论了相互作用力程与短程关联对量子同步的影响，并讨论了系统中的相位锁定和同步度量问题。最后我们给出全文的总结。 本文的结论将有助于理解开放量子多体系统中同步现象的产生，以及多体系统中相互作用力程和短程关联对同步现象的影响，对现实条件下量子多体系统中同步的相关研究提供一定的理论指导。
量子系统;同步现象;动力学特性;相位锁定
大连理工大学
硕士
理论物理
金家森
2021
中文
O413.1
2021-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）