非对易相空间中谐振子体系热力学性质的探讨

2000年以来, 有关非对易空间的各种物理问题一直是研究的热点, 并在量子力学、场论、凝聚态物理、天体物理等各领域中已被广泛地探讨. 采用统计物理方法讨论非对易效应对谐振子体系热力学性质的影响. 先以对易相空间中确定二维和三维谐振子的配分函数求出谐振子体系的热力学函数; 非对易相空间中的坐标和动量通过坐标-坐标和动量-动量之间的线性变换而以对易相空间中的坐标和动量来表示; 最终以非对易相空间中求出配分函数来讨论非对易效应对谐振子体系热力学性质的影响. 结果显示, 在非对易相空间中谐振子体系的配分函数和熵表达式均包含因非对易引起的修正项. 从分析结果得出如下结论: 非对易效应对谐振子的配分函数和熵函数等微观状态函数有一定的影响, 但对谐振子体系的内能、热容量等宏观热力学函数没有影响. 研究结果只是对应于满足玻尔兹曼统计的经典体系, 对于满足费米-狄拉克和玻色-爱因斯坦统计的量子体系需进一步推广研究.     

求解高维路径积分的快速递推方法

推导出一种计算N重路径积分表述的量子配分函数的递推蒙特卡罗方法.通过对一个具体算例的研究,讨论了数值结果对轨道折点数和轨道的稳定性情况.     

Kerr-Newman-de Sitter黑洞的统计熵

避开求解波动方程的困难，利用量子统计的方法，直接计算Kerr-Newman-de Sitter黑洞背景下玻色场和费米场的配分函数.然后利用砖墙膜模型计算和讨论黑洞背景下的玻色场和 费米场的熵. 关键词： 量子统计 砖墙膜模型 Kerr-Newman-de Sitter黑洞 统计熵     

平面对称黑洞的统计熵

避开求解各种粒子波动方程的困难,直接应用量子统计的方法,计算平面对称黑面背景下玻色场与费米场的配分函数,得到黑面熵的积分表达式.然后应用改进的brickwall方法膜模型,计算黑面视界所对应的统计熵.在所得结果中当所取的积分下限和上限都趋于视界上时,可得到黑面熵与相应黑面视界面积成正比的关系,不存在原brickwall方法中的舍去项与对数发散项.整个计算过程,物理图像清楚,计算简单,为研究黑洞熵提供了一条简捷的新途径 关键词： 量子统计 膜模型 黑面熵     

多维耦合受迫量子谐振子的普遍解

运用广义线性量子变换的普遍理论求解多维耦合受迫量子谐振子，给出了系统演化算符的矩阵元、波函数、力学量期望值和配分函数的严格表达式. 关键词： 多维耦合受迫量子谐振子 演化算符矩阵元 配分函数     

Barriola-Viienkin黑洞的统计熵

利用量子统计方法,直接计算Barriola-Vilenkin黑洞背景下玻色场和费米场的配分函数,然后利用砖墙膜模型计算和讨论黑洞背景下玻色场和费米场的熵.     

一维互作用扭折-声子气体的统计理论

本文系统地研究并改进了位移型相变中一维互作用扭折-声子气体模型的统计理论。通过对扭折和声子的配分函数各自采用适当的路径积分表式并改进声子路径积分的计算方法,得到一个较合理且较普遍的巨配分函数表达式。在基态近似下,它可简化为一个与文献[6]相似的结果;在经典近似下,由它计算出的平均扭折密度与计算机模拟实验结果比文献上的符合得要好。     

金等离子体中Au48+-Au52+平衡分布的统计热力学研究

基于全相对论多组态Dirac Fock理论 ,采用“多功能相对论原子结构程序 (GRASP2 )” ,考虑量子电动力学 (QED)效应和Breit修正 ,涉及实验谱中Au等离子体M带的几类重要跃迁 ,计算了Au4 8 —Au52 离子的能级结构和能级简并度 .用统计热力学方法计算各离子的配分函数 ,由配分函数计算等离子体内这五种离子的电离与复合平衡常数 ,根据同时反应的平衡理论研究电离与复合达到平衡时等离子体内各离子的相对分布基于全相对论多组态Dirac Fock理论 ,采用“多功能相对论原子结构程序 (GRASP2 )” ,考虑量子电动力学 (QED)效应和Breit修正 ,涉及实验谱中Au等离子体M带的几类重要跃迁 ,计算了Au4 8 —Au52 离子的能级结构和能级简并度 .用统计热力学方法计算各离子的配分函数 ,由配分函数计算等离子体内这五种离子的电离与复合平衡常数 ,根据同时反应的平衡理论研究电离与复合达到平衡时等离子体内各离子的相对分布     

轴对称黑洞的量子统计熵

避开了求解黑洞背景下波动方程的因难,应用量子统计方法,通过应用在量子引力中、由广义测不准关系得出的新态密度方程,直接求解轴对称Kerr黑洞背景下玻色场和费米场的配分函数.然后,在视界附近计算黑洞背景下玻色场和费米场的熵.得到用收敛级数表达的黑洞熵.在计算中不存在用brick wall模型计算黑洞熵时出现的发散项和小质量近似,使人们对非球对称时空中黑洞的统计熵有更深入的认识. 关键词： 量子统计 非球对称时空 广义测不准关系 黑洞熵     

金等离子体中Au48+—Au52+平衡分布的统计热力学研究

基于全相对论多组态Dirac-Fock理论，采用“多功能相对论原子结构程序(GRASP2)”，考虑量子电动力学(QED)效应和Breit修正，涉及实验谱中Au等离子体M带的几类重要跃迁，计算了Au48+—Au52+离子的能级结构和能级简并度.用统计热力学方法计算 各离子的配分函数，由配分函数计算等离子体内这五种离子的电离与复合平衡常数，根据同 时反应的平衡理论研究电离与复合达到平衡时等离子体内各离子的相对分布. 关键词： 金等离子体 配分函数 平衡常数 离子丰度     

Barriola-Vilenkin黑洞的统计熵

利用量子统计方法 ,直接计算Barriola_Vilenkin黑洞背景下玻色场和费米场的配分函数 ,然后利用砖墙膜模型计算和讨论黑洞背景下玻色场和费米场的熵     

Kerr-Newman黑洞的统计熵

避开求解黑洞背景下波动方程的困难,应用量子统计方法,直接求解轴对称KerrNewman黑洞背景下Bose场和Fermi场的配分函数.然后利用改进的brickwall方法膜模型,计算黑洞背景下Bose场和Fermi场的熵.得到黑洞熵与视界面积成正比的结论.在所得结论中不存在对数发散项与舍去项,也不存在黑洞视界外标量场或Dirac场为什么是黑洞熵疑难,并且给出粒子的自旋简并度对黑洞熵的影响.为研究各种复杂黑洞熵提供了简捷的途径. 关键词： 量子统计 brick-wall方法 膜模型 黑洞熵     

用热场动力学理论研究介观电路的Wigner函数

利用热场动力学及相干热态表象理论,重构了有限温度下介观RLC电路的Wigner函数,研究了有限温度下介观RLC电路的量子涨落.借助于Weyl-Wigner理论讨论了有限温度下介观RLC电路Wigner函数的边缘分布,并进一步阐明了Wigner函数边缘分布统计平均的物理意义.结果表明: 有限温度下介观RLC电路中电荷和电流的量子涨落随着温度和电阻值的增加而增加,回路中的电荷和电流之间存在着压缩效应,这种量子效应是由于系统零点振动的涨落而引起的; 有限温度下介观RLC电路Wigner函数边缘分布的统计平均正好是储存在介观RLC电路中电容和电感上的能量.     

用热场动力学理论研究介观电路的Wigner函数

利用热场动力学及相干热态表象理论,重构了有限温度下介观RLC电路的Wigner函数,研究了有限温度下介观RLC电路的量子涨落.借助于Weyl-Wigner理论讨论了有限温度下介观RLC电路Wigner函数的边缘分布,并进一步阐明了Wigner函数边缘分布统计平均的物理意义.结果表明:有限温度下介观RLC电路中电荷和电流的量子涨落随着温度和电阻值的增加而增加,回路中的电荷和电流之间存在着压缩效应,这种量子效应是由于系统零点振动的涨落而引起的;有限温度下介观RLC电路Wigner函数边缘分布的统计平均正好是储存在介观RLC电路中电容和电感上的能量.     

黑洞的统计熵

运用量子统计的方法,直接求解Schwarzschild时空背景下玻色场和费米场的配分函数,得到熵的积分表达式.按照最近的研究结果,认为黑洞的Hawking辐射过程是隧道效应过程,在考虑黑洞隧道效应产生过程中黑洞能量发生变化的基础上,给出积分的下限为黑洞的视界位置.由此得到黑洞熵的主要项为视界面积的1/4.不存在使人疑惑的紫外截断因子,并且由此可得黑洞辐射粒子的能量与辐射温度成正比的结论. 关键词： 黑洞熵 量子统计 隧道效应 反作用     

谱导数法在光谱研究GaInAs/InP和GaInP/AlGaInP多量子阱中的应用

在简要讨论谱导数法物理机理的基础上, 给出了其在光吸收谱和光反射谱方法研究张应变GaInAs/InP和GaInP/AlGaInP多量子阱中的成功应用实例. 比较了不同阶谱导数对测定激子跃 迁能量的影响，论及了其与双调制谱方法、曲线拟合方法的区别. 指出了谱导数法在光谱研 究GaInAs/InP和GaInP/AlGaInP多量子阱中的重要性和易行性. 关键词： 谱导数法 吸收谱 反射谱 多量子阱 激子     

n维经典非理想气体的物态方程与热力学函数

求出了n维经典非理想气体的物态方程和热力学函数.由London理论得出了维数n(n<6)不同时的经典非理想气体的物态方程形式基本一样,且与能谱关系无关的结论;当维数n≥6时,如果仍用London理论,巨配分函数发散,此时物态方程及热力学函数将无意义.事实上只要使用刚性球模型,无论是否使用London理论,总存在一个维数n,当维数大于n时巨配分函数发散.     

张量重正化群方法及其应用

张量重正化群方法是近年来发展起来的一种新的数值计算方法,它将经典配分函数和量子波函数的张量网络表示与重正化群方法相结合,在强关联系统的数值研究中,发挥着越来越重要的作用。文章以经典统计模型和量子格点模型为例,简要介绍了张量重正化群的一些基础知识和研究给定物理模型的一般性思路,并对张量重正化群未来可能的发展方向和亟待解决的问题进行了讨论。     

虚时路径积分的广义四阶拆分方法及其谐振子分析

虚时路径积分方法是计算实际体系量子热力学性质的有效工具. 本文重点分析讨论了基于二阶和四阶拆分的虚时路径积分的有效性,给出谐振子体系配分函数统一的解析形式,进而得到其热力学性质和主要误差的表达式. 通过去除谐振子配分函数的主要误差,广义对称四阶拆分中的自由参数得以固定,以此计算实际体系的热力学量可以达到期望的三阶精度.     

拓扑超导Majorana束缚态的探索

Majorana束缚态具有非阿贝尔量子统计特性,是极具潜力的拓扑量子计算方案的核心.近期有多项实验研究提供了Majorana束缚态在某些超导体系中的存在证据,使其成为近期凝聚态物理以及量子计算领域的前沿焦点之一.本文介绍拓扑超导的机理、Majorana束缚态的新奇物理特性、实验观测和操作的方法以及相关量子器件的设计,最后展望该研究方向的发展前景.