中文

洛伦兹气体中的 Loschmidt 环回:解缪散失

无序系统与神经网络 2009-11-07 v2 介观与纳米尺度物理 混沌动力学 量子物理

摘要

经典混沌动力学以对初始条件的指数敏感性为特征。然而,量子力学并不显示这一特征。我们改为考虑量子演化对哈密顿量扰动的敏感性。这种敏感性表现为 Loschmidt 环回 M(t)M(t) 的衰减,即在存在弱扰动的情况下,经过时间反转演化后恢复的原始状态(宽度为 σ\sigma 的波包)的比例。在考虑大小为 LL 的洛伦兹气体(对于大 LL,是一种无限经典混沌系统的模型)后,我们发现若扰动在一定范围内,M(t)M(t) 以速率 1/τϕ1/\tau_{\phi} 指数衰减,该速率由相应经典动力学的 Lyapunov 指数 λ\lambda 决定。这种指数衰减延续到希伯特空间有效维数 tEt_{E} 之外,并在时间 tsλ1ln(N~)t_{s}\simeq \lambda^{-1}\ln (\widetilde{N}) 处饱和,其中 N~(L/σ)2\widetilde{N}\simeq (L/\sigma)^2 为有效希伯特空间维数。由于 τϕ\tau _{\phi} 量化了量子相位(解缪)日益不可控的程度,其表征和控制具有根本意义。

关键词

引用

@article{arxiv.cond-mat/0102135,
  title  = {Decoherence as Decay of the Loschmidt Echo in a Lorentz Gas},
  author = {F. M. Cucchietti and H. M. Pastawski and D. A. Wisniacki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0102135},
  year   = {2009}
}

备注

3 ps figures, uses Revtex and epsfig. Major revision to the text, now including discussion and references on averaging and Ehrenfest time. Figures 2 and 3 content and order changed