高磁场下封闭与开放势垒中的电子量子动力学：半相干态统一量化与寿命效应

我们发展了一种基于涡旋态超完备半相干基的格林函数形式，专门用于研究高磁场下、在磁长度尺度上光滑的任意势垒景观中电子的哈密顿量子动力学。本文利用该形式，在朗道能级混合可忽略的特殊极限下，推导了任意二次势垒的精确格林函数。该解显著地以统一形式涵盖了约束与非约束二次势垒的情况。这一性质源于超完备涡旋表示提供了比通常考虑的哈密顿算符更一般的谱分解类型。约束势垒自然以量化效应为特征，而寿命效应则出现在鞍点势垒的情况下。我们的推导证明，寿命的出现源于势垒景观鞍点处量子隧穿导致的动力学不稳定性。事实上，涡旋表示的超完备性揭示了状态固有的微观不可逆性，这等同于哈密顿动力学所展现的时间对称性的自发破缺。