复合函数算符的微商法则及其在量子物理中的应用

给出了在量子物理学、量子统计学、算符排序理论、矩阵论以及控制理论中有着重要用途的复合函数算符的一般微分法则,利用这一法则研究了Wigner算符和Weyl对应规则中的积分问题,证明了两类典型的算符恒等公式.给出了Wigner算符的有序算符内的微分形式,并得到了一些重要函数的新的微分式.最后,引入了一个参数型的Wigner算符来统一正规序、Weyl编序以及反正规序三种算符排序.     

计算量子光场态的Wigner函数的新方法

我们提出计算量子光场态的Wigner函数的新方法,即注意到任何光场态都可以用Fock空间中的粒子数态|m〉展开,所以我们先给出|m〉〈n|算符的Weyl排序形式,再利用Weyl排序算符的性质和算符经典对应的规则,以及相似变换下Weyl排序的算符的序不变性,就可以原则上求出任何光场态的Wigner函数。     

经典函数与量子算符的Weyl对应

提出了通过定义一种算符编序来处理含有不对易因子的积分的思想,研究了经典函数与量子算符的Weyl对应问题,得到了计算简捷的Weyl对应规则之数学显式,并给出了一种证明量子力学表象完备性关系的新方法.以实例支持了Weyl对应规则的正确性,说明了Weyl对应规则理论是自洽的.     

再谈相干态在算符编序中的应用

利用广义Weyl对应导出了相干态密度算符的S-编序表示.通过此表示并结合S-编序内的算符积分技术,导出了若干量子玻色算符的S-编序形式(包含了正规编序、Weyl编序和反正规编序).此方法进一步推广了相干态在算符编序中的应用.     

引入Wigner函数,Weyl对应和Wigner算符相干态表象的新途径

用坐标、动量完备性的正规乘积内积分形式直接地引入了Wigner函数和Wigner算符的相干态表象,简洁地阐述了它与Weyl对应的关系。     

量子扩散通道中Wigner算符的演化规律

众所周知,量子态的演化可用与其相应的Wigner函数演化来代替.因为量子态的Wigner函数和量子态的密度矩阵一样,都包含了概率分布和相位等信息,因此对量子态的Wigner函数进行研究,可以更加快速有效地获取量子态在演化过程的重要信息.本文从经典扩散方程出发,利用密度算符的P表示,导出了量子态密度算符的扩散方程.进一步通过引入量子算符的Weyl编序记号,给出了其对应的Weyl量子化方案.另外,借助于密度算符的另一相空间表示-Wigner函数,建立了Wigner算符在扩散通道中演化方程,并给出了其Wigner算符解的形式.本文推导出了Wigner算符在量子扩散通道中的演化规律,即演化过程中任意时刻Wigner算符的形式.在此结论的基础上,讨论了相干态经过量子扩散通道的演化情况.     

Wigner算符的正规乘积形式和相干态形式的应用

本文导出了Wigner算符的正规乘积形式和相干态形式及其若干应用, 其中包括若干新量子算符公式的导出, Moyal定理的相干态推广, 计算以前文献未曾得到的若干与经典函数对应的量子Weyl算符以及若干与量子算符对应的Weyl经典函数.     

关于光子相算符的Weyl对应理论

本文用湮灭算符的极分解的思想来研究单模相算符,指出相算符可以作为量子谐振子海森堡方程的解而被引入。我们还审视量子光学的相算符的经典对应,即用算符的Weyl编序公式和Wigner算符的Weyl排序形式我们直接导出光子相算符的经典Weyl对应,发现它确实对应一个经典相。     

广义压缩粒子数态的非经典性质及其退相干

研究了三参数的压缩算符产生的广义压缩粒子数态的非经典性质及其在光子损失通道中的退相干问题.利用有序算符内的积分技术和Weyl编序算符在相似变换下的不变性,简洁地导出了广义压缩粒子数态的Wigner函数(Laguerre-Gaussian函数).基于Wigner函数的演化积分公式,解析地推导出了在耗散通道中的Wigner函数表达式.特别地,根据Wigner函数负部体积讨论了其非经典性.     

光场位相算符和逆算符的Weyl编序展开

用有序算符内的积分技术, 推导了光场位相算符和逆算符的Weyl编序展开形式, 并利用该结果获得了相算符的经典对应以及某些新的特殊函数的生成函数和新的积分公式, 尤其是导出了带负次幂的复高斯积分的积分公式. 关键词： Weyl编序 位相算符 有序算符内的积分     

单双模连续压缩真空态及其量子统计性质

利用有序算符内的积分技术研究了通过双模压缩算符作用于两个单模压缩 态上得到的单双模 连续压缩态. 导出了单双模连续压缩算 符的正规乘积形式, 并在此基础上研究了单双模连续压缩真空态的量子统计性质. 特别是利用Weyl编 序算符在相似变换 下的不变性, 简洁地导出了单双模连续 压缩真空态的Wigner函数. 最后, 还简单地提出 了单双模连续压缩 真空态的实验产生方案.     

研究热相干态的Wigner函数

利用相干态表象下的Wigner算符和有序算符内的积分(IWOP)技术,首先得到了热相干态(量子纯态)的Wigner函数;同时借助相干态表象和算符的正规乘积形式给出了相应混合态的Wigner函数.结果表明,热相干态与相应混合态的Wigner甬数是相一致的,支持了热场动力学(TFD)理论.且采用相干态表象下的Wigner算符、IWOP技术和算符的正规乘积形式来研究量子态的Wigner函数非常简捷方便.研究结果加深了人们对量子统计中相空间技术和热场动力学(TFD)理论的认识,且对于其它量子纯态与相应混合态相空间分布函数一致性的研究具有很好的理论指导意义.     

扩散过程中弱相干光场的退相干

研究了扩散过程中弱相干光场量子特性的演化.利用正规乘积、反正规乘积和Weyl编序算符内的积分技术,采用热纠缠态表象求解密度矩阵主方程,利用Kraus算符给出扩散过程中密度算符解的表达式,导出初态为弱相干态的量子态密度算符演化规律.讨论了扩散对光场压缩效应和反聚束效应的影响.结果表明:随着扩散过程的进行,弱相干场压缩深度和压缩范围均在减小;扩散初期光场呈反聚束效应,扩散时间大于一定值后反聚束效应消失.     

用Weyl对应与Wigner算符的途径构造表象

由Wigner算符的完备性和Weyl对应,我们推导出一个能获得纯态密度算符的新等式。借助此公式,可以方便快捷的构造出量子力学中一些有用的新表象。     

Weyl编序下玻色弦的量子化

本文给出Weyl编序下玻色弦的量子化.用这种方法可避免坐标空间厄米化与振子空间正规乘积化不一致的问题.利用主值求和方法给出Nambu-Goto弦在Weyl对应下的Virasoro代数没有中心项,并计算了弦的角动量算子及其对易关系.得到了弦的维数D=26.     

真空投影算符的三种基本排序形式及应用

本文系统简洁地给出量子真空投影算符的三种基本排序形式,分别是正规排序、反正规排序和Weyl排序.由它们可以导出许多新的算符公式,在计算各种物理量时起到关键的作用.     

相干态表象在量子相空间分布函数中的应用

利用相干态表象和IWOP技术导出了自由热态密度矩阵的正规乘积形式,进而根据相干态表象下的Wigner函数定义重构了自由热态和热相干态的Wigner函数.结果表明利用相干态表象下的Wigner函数定义和算符的正规乘积形式可以方便简捷重构一些量子态的Wigner函数.     

Wel对应、Wigner算符及其相干态推广

经典力学量与量子算符之间通常由 Ｗｅｙｌ对应规则联系，本文从 Ｗｅｙｌ对应的定义出发，讨论了它的实质，论述了它在求量子平均与转换矩阵元方面的应用，导出了Ｗｅｙｌ对应中的积分核——Ｗｉｇｎｅｒ算符的相干态形式和正规乘积形式，在这种新形式下，对于导出一些量子算符公式和量子括号的经典极限，以及求产生和消灭算符函数的Ｗｅｙｌ经典对应函数都是非常方便的．     

高斯增强型混沌光场的P-表示和Wigner函数

对于高斯增强型混沌光场,采用有序算符内的积分理论,我们导出了其P-表示。给出P-表示与Wigner函数关系的新推导,从而由高斯增强型混沌光场的P-表示给出其Wigner函数。     

线性共振力作用下扩散过程中粒子数叠加态的退相干

利用有序算符内的积分技术和热纠缠态表象,导出了线性共振力作用下扩散过程中密度矩阵主方程的解,给出密度算符的演化公式.并求出了真空态和单光子叠加态Wigner函数的解析表达式.采用数值计算方法,描绘了Wigner函数的演化曲线,以及负部体积随耗散时间的演化曲线.通过对Wigner函数演化曲线的分析,讨论了耗散过程和线性共振力作用对其量子特性的影响.研究结果表明:随耗散时间延长,真空态和单光子叠加态的Wigner函数负值范围和负值深度都在逐渐减小,直至消失;另一方面,线性共振力会使Wigner函数发生平移.