耦合到自旋环境的“中心自旋”量子动力学中的退相干

我们在此考虑一个自旋量子数$S \gg 1$的“中心自旋”与一组微观自旋相互作用的问题。微观自旋之间的相互作用被忽略。该模型描述了磁性颗粒或磁性大分子（铁磁或反铁磁有序）与核自旋以及任何周围顺磁电子自旋的相互作用。它也被用来描述金属-绝缘体转变附近的$Si:P$和量子自旋玻璃。在本文中，我们考虑中心自旋可能的相干运动。我们将模型简化为一个有效的低能哈密顿量，然后使用瞬子方法计算关联函数<S(t)S(0)>。对于无偏置情况，在所有相关耦合值下给出了通解。在某些条件下，核自旋扩散也起作用。然后利用这些结果计算两个实验系统，即$TbFe_3$颗粒和铁蛋白分子的光谱吸收。我们的结果对介观和宏观量子相干的观察以及量子力学基础具有普遍意义。它们表明，自旋环境通常对相干性具有非常破坏性的影响，这无法用传统的量子环境“振子浴”模型来理解。