Yb3+掺杂稀土钽铌酸盐的晶体场从头计算研究

Yb³⁺掺杂晶体材料是重要的激光材料,在超短脉冲激光、大功率激光等领域有重要应用前景,但长期以来很难通过实验拟合确定Yb3+晶体场参数,尤其是低对称体系,从头计算是解决此问题的重要途经.本文介绍了适合计算稀土离子掺杂晶体的从头计算DV-Xα方法和有效哈密顿量模型,用该方法计算了Yb³⁺掺杂M型和M'型钽铌酸盐的晶场参数和旋轨耦合参数,得到的能级结构和实验能很好地符合,并发现了Yb³⁺掺杂钽铌酸盐的晶场强度参数随稀土原子序数呈现规律变化.表明结合DV-Xα计算和有效哈密顿量方法是计算Yb³⁺掺杂低对称钽铌酸盐晶体场的有效途径,结果显示Yb3+掺杂钽铌酸盐晶体有望成为新型全固态激光工作物质.     

质子-中子相互作用玻色子模型SU(3)算法与简单应用

质子-中子相互作用玻色子模型(简称IBM-2)具有很好的壳模型微观基础,是描述中重质量偶偶核结构的标准模型之一。对比早期建立在弱耦合U(5)基底的NPBOS算法,本文介绍基于弱耦合SU(3)基底求解IBM-2模型哈密顿量的新算法结构,通过举例典型相互作用项在SU(3)基底下矩阵元说明如何利用SU(3)群代数技术求解IBM-2哈密顿量,并应用该算法求解常Q形式哈密顿量来拟合过渡区核素152, 154Sm低激发实验数据,提供了一个展示SU(3)算法可靠性和利用IBM-2描述过渡区核素的应用实例。     

壳模型哈密顿量本征值的美与奇

本征值问题是自然科学中基本运算之一，对于超大矩阵的对角化是当今许多科学问题的瓶颈。在应用原子核壳模型理论研究较重的原子核结构时，因为壳模型组态太大，通常的方法是基于各种物理考虑做某些组态截断，另一个思路是利用新的算法和飞速发展的计算机资源对这些大矩阵对角化或者近似对角化。总结了本课题组近年来在壳模型哈密顿量本征值近似方面研究的主要结果，包括最低本征值半经验公式及多种外推方法、本征值与对角元的相关性等。The eigenvalue problem is one of the fundamental issues of sciences. Many research fields have been challenged by diagonalizing huge matrices. The nuclear structure theorists face this problem in studies of medium-heavynuclei in terms of the nuclear shell model, in which the configuration space is too gigantic to handle. Thus one usually truncates the nuclear shell model configuration space based on various considerations. Another approach is to make use of super computers by various algorithms, and/or to obtain approximate eigenvalues. In this paper we review our recent efforts in obtaining approximate eigenvalues of the nuclear shell model Hamiltonian, with the focus on our semi-empirical approach and a number of extrapolation approaches towards predicting the lowest eigenvalue, as well as strong correlation between the sorted eigenvalues and the diagonal matrix elements, and so on.     

在群论框架下电子三重态与声子耦合的理论研究

本文基于绝热近似和群论导出了电声耦合系统的哈密顿量的一般形式,讨论了电声耦合系统中的电子算符和活跃的声子模式. 应用幺正平移变换和能量最小化方法,进一步计算了正四面体群下T*(e+t₂)杨-泰勒系统中的激发态能量,从对称性的角度分析了T₁电子态的能级分裂以及晶格体系的对称性破缺,得出了对称性的破缺方式和电声耦合系统密切相关的结论. 结果表明:通过群论与对称性分析完全可以定性地解释由于电声耦合所造成的简并电子 关键词： 电声耦合 杨-泰勒畸变 活跃的杨-泰勒声子模式 电声耦合哈密顿量     

15N216O在1650-3450 cm-1的高分辨红外光谱

采用傅里叶变换红外光谱仪记录了富含¹⁵N₂¹⁶O同位素的一氧化二氮样品在1650-3450 cm^-1波段的高分辨振转光谱,得到了该同位素分子超过7300吸收谱线位置的实验值,经分析实验精确度好于5.0×10^-4 cm^-1. 基于有效哈密顿量模型预测和带带转动分析,确定了所有吸收线的归属;获得了29个新吸收带的振转光谱参数,并优化了其他44个吸收带的光谱参数值. 并且发现有效哈     

远距离三原子量子纠缠特性与其应用

三原子分别被束缚在用光纤环形连接单侧泄漏微光学腔场中,在微腔中输入激光驱动场和施加局域激光场,利用输入-输出技术及绝热近似理论,推导出一维Ising链模型的有效哈密顿量,该哈密顿量表明该系统会诱导出三原子中的任意两原子纠缠及三原子纠缠,用伴随数(concurrence)度量两原子纠缠,用内禀纠缠度量三原子纠缠,通过数值计算,给出两原子和三原子纠缠随时间演化曲线,通过适当调控激光驱动场和局域激光场,在远距离三原子中任意两原子实现未知量子态的隐形传送。     

三维各向异性耦合谐振子哈密顿量的对角化

根据物理量的可测实在性,应用二次型理论,一般地解决了3个质量与3个频率均不相同、坐标和动量各自具有全耦合谐振子系统的哈密顿量的可对角化问题,并具体给出了哈密顿量对角化的标准形.     

外加电磁场下周期性体系的第一性原理计算方法

电磁场对物质性质的影响和调控一直是科学研究的核心议题.然而,在计算凝聚态物理领域,由于传统的密度泛函理论并不能轻易推广至含有外加电磁场的情景,且外场往往会破缺周期性体系原本具有的平移对称性,从而使得布洛赫定理失效.因此,利用第一性原理方法计算外场作用下的物质性质并非易事,特别是在外场不能被视为微扰的情况下.在过去的二十年中,许多计算凝聚态物理学者致力于构建和发展适用于有限外场下周期性体系的第一性原理计算方法.本文旨在系统地回顾这些理论方法及其在铁电、压电、铁磁、多铁等领域的应用.本文首先简要介绍现代电极化理论,并阐述基于此理论以及密度泛函理论,构建出两种用于有限电场下计算的方法.然后探讨将外磁场纳入密度泛函理论,并对相关的现有计算手段以及所面临的挑战进行讨论.接着回顾了被广泛用于研究磁性、铁电和多铁体系的第一性原理有效哈密顿量方法,以及该方法在考虑外场时的延伸.最后,介绍了当下备受瞩目的利用机器学习中的神经网络方法构建有效哈密顿量模型的发展成果及在考虑外场下的拓展.     

带高阶项的IBM和IBFM推转计算

考虑到在角频率的最低阶近似IBM和IBFM的推转计算给出转动惯量的很好的估计,因此本文推广这一方法,研究转动惯量对高阶项的依赖关系.我们发现能够推导出修正项的解析表达式.我们对¹⁵⁴Gd和¹⁶¹Er进行了数值计算并与实验资料作了对比,哈密顿量是从一种微观方案获得的.结果表明高阶项的性质与转动体系的形变有关,但在小ω情况下高阶项的影响甚小.     

评论:“边界振动的微腔中的二能级原子”

<正>在曲照军等的文章中[1]作者声称他们能够解决腔场影响原子问题.在此我们显示出既然他们用于得到相互作用表象的哈密顿的变换不完备所以他们没有解决该问题.我们知道此相互作用的哈密顿量可表示为(h=1)H=ωa■a+ωmb■b+ω0/2σz+g1(a■σ_+σ+a)+g2a■a(b■+b),(1)这里a和a■是单模量子化场的产生与湮灭算符,而b和b■为量子谐振子的产生与湮灭算符,g1是单模辐射场与原子的乡耦合系数,g2是单模辐射场与振动边界的耦合常数.曲照军等人把哈密顿量(1)分解成自由和相互作用两个哈密顿量H=H0+HI.这里