開放量子體系中幾何相位的研究.pdf

1、幾何相位因其只依賴于量子體系的拓撲性質(zhì)而得到了廣泛的研究，它在解釋或預(yù)言凝聚態(tài)物理、分子物理以及物理學(xué)其他領(lǐng)域中的現(xiàn)象起著非常重要的作用。由于幾何相位在量子信息中的潛在應(yīng)用，對于其在開放系統(tǒng)中以及非線性系統(tǒng)中的研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。 本論文主要利用量子跳躍方法和么正變換方法研究了開放系統(tǒng)以及非線性系統(tǒng)中的幾何相位的性質(zhì)，主要工作包括以下幾個方面： 1. 理論上分析了自旋粒子與隨機漲落電磁場相互作用系統(tǒng)的幾何相

2、位，主要是在量子Markov近似的基礎(chǔ)上，通過求解該系統(tǒng)的本征態(tài)，計算該系統(tǒng)的幾何相位，重點討論了經(jīng)典場的漲落對幾何相位的影響。結(jié)果表明，絕熱幾何相位的幾何特性可以降低場的隨機漲落對幾何相位造成的影響。 2. 討論了場的退相干對復(fù)合系統(tǒng)幾何相位的影響，基于存在相互作用的兩個自旋1/2體系構(gòu)成的復(fù)合系統(tǒng)，分別討論了經(jīng)典場和量子場驅(qū)動一個子體系的情況下，由于場的退相干對幾何相位造成的修正，著重分析了系統(tǒng)在絕熱演化和非絕熱演化下量子場

3、的退相干對系統(tǒng)幾何相位的影響。結(jié)果表明，退相干對絕熱相位的最低級修正與退相干系數(shù)λ的二次方成正比，而對非絕熱相位的最低級修正與λ的一次方成正比。 3. 研究了一般的非線性二能級量子系統(tǒng)中的幾何相位，分析了場的非線性和原子-場耦合非線性對幾何相位的影響，討論了在近共振情況下和遠共振情況下幾何相位的性質(zhì)。結(jié)果表明，在固定的耦合強度下，幾何相位隨光子數(shù)的增多而增大，且真空場效應(yīng)可以誘導(dǎo)相關(guān)的幾何相位，在一定的條件下，幾何相位的小數(shù)部分