ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Открытые коррелированные квантовые системы являются предметом активного исследования в физике конденсированного состояния. Интерес к ним мотивирован, в частности, недавними экспериментами в области спинтроники, твердотельной наноэлектроники, физики ультрахолодных атомов, а также нелинейной квантовой оптики. В данном проекте исследования будут проводиться по нескольким связанным направлениям. Во-первых, это исследование динамического поведения магнитно-атомных структур, взаимодействующих с электронным резервуаром, например, поверхностью кристалла или поляризованной иглой сканирующего туннельного микроскопа. Во-вторых, будет проводиться исследование динамических фазовых переходов в системе бозонов на решетке с единичной примесью. В-третьих, будет исследовано влияние поляронного эффекта на движение массивной частицы в конденсате Бозе-Эйнштейна. С практической точки зрения, актуальность данных задач обусловлена возможность использования исследуемых систем в вычислительных квантовых устройствах и в качестве квантовых симуляторов. Теоретическое описание открытых сильно коррелированных систем является сложной задачей, так как необходимо учитывать взаимосвязь между несколькими степенями свободы системы (зарядовыми, спиновыми и др.), а также влияние окружения, которое может приводить систему в неравновесное состояние. Применение существующих методов для исследования свойств открытых коррелированных систем требует индивидуального подхода к каждой конкретной модели. В рамках данного проекта мы планируем использовать методы для редуцированной матрицы плотности и среднеполевые методы для описания систем с локальной нелинейностью, где в качестве нелинейности может выступать как единичная примесь или локальный дефект решетки, так и спиновые цепочки небольшого размера или магнитно-атомные кластеры.
1) В результате исследования мы получим уравнения, описывающие динамическое поведение магнитно-атомных структур в режимах, когда существенную роль играют эффекты квантовой когерентности. Мы реализуем программу для численного расчета такой динамики, а также для получения спектров проводимости системы. При этом, в отличие от предыдущих исследований, мы исследуем полную статистику туннельного тока, а не только его среднее значение. Мы также исследуем вопрос о максимизации времени декогеренции магнитно-атомных структур, варьируя их параметры и геометрию. 2) По результатам исследования будет предложена реализация бозонной квантовой точки с использованием ультрахолодных атомов. В ходе исследования будет получена фазовая диаграмма модели Бозе-Андерсона, описывающей систему, и будут определены параметры, при которых управление состоянием квантовой точки осуществляется наиболее эффективным образом. Будет изучено динамическое поведение системы при переходах между различными фазами в результате неадиабатического изменения одного из параметров. 3) В результате исследования состояния примеси, взаимодействующей с Бозе-Эйнштейновским конденсатом ультрахолодных атомов, будут исследованы корреляционные функции примеси и их распределения. В результате анализа корреляционных функций будет получен полный закон дисперсии массивной частицы, в том числе описано ее поведение при околозвуковых скоростях.
Мы обладаем опытом исследования свойств открытых коррелированных систем с помощью современных численных методов. К настоящему моменту был разработан теоретический подход для описания динамики коррелированных систем, в основе которого лежит метод мастер уравнений. Этот подход позволяет учитывать одновременно многочастичную природу квантовых состояний и эффекты квантовой когерентности. С помощью данного метода была изучена динамика зарядовых и спиновых степеней свободы квантовых точек на поверхности металла и исследовано влияние на нее метастабильности, возникающей из-за кулоновского взаимодействия электронов [1]. Кроме того, данный метод был использован для исследования процесса испарения сильно коррелированных бозонных систем на решетке конечного размера [2]. Участники проекта также квалифицированы в области аналитических вычислений и численных расчетов с помощью приближения среднего поля и методов квантового Монте-Карло. [1] A. M. Shakirov, S. V. Tsibulsky, A. E. Antipov, Y. E. Shchadilova, A. N. Rubtsov. Modelling the decay dynamics of metastable states in correlated structures. Sci. Rep. 5, 8005 (2015). [2] A. M. Shakirov, Y. E. Shchadilova, A. N. Rubtsov. Quantum statistical ensemble for emissive correlated systems. arXiv:1503.07818 (2015).
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Неравновесная динамика открытых коррелированных квантовых систем |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Неравновесная динамика открытых коррелированных квантовых систем |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".