NMR 中多自旋系统的退相干：从分子表征到环境诱导的量子动力学相变

开放量子系统的控制对于从量子信息处理到纳米技术等领域具有根本性的重要意义。通常，人们想要操控其相干动力学的系统会与环境发生相互作用，而环境会逐渐退化其量子动力学。因此，精确理解这一被称为“退相干”的内在机制，对于开发控制量子动力学的策略至关重要。在本论文中，我们求解了广义 Liouville-von Neumann 量子主方程，以获得与自旋浴相互作用的多自旋系统的动力学。我们还在 Keldysh 形式体系内求解了自旋动力学。两种方法给出了相同的解，两者结合使我们能够获得与核磁共振实验吻合良好的大量物理预测。我们将这些工具应用于分子表征、新数值方法的开发以及实验实现中量子动力学的控制。更重要的是，这些结果有助于对开放系统中量子动力学行为的根本物理解释。特别地，我们发现了环境诱导的量子动力学相变的表现。