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封闭混沌多体系统福克空间中的熵产生与波包动力学

量子物理 2008-12-18 v1 统计力学 混沌动力学 核理论

摘要

量子系统(如原子核、原子、量子点、自旋系统、量子计算机等)中的高激发多粒子态可以被视为平均场基态(斯莱特行列式、自旋或量子比特态的乘积)的“混沌”叠加。这是由于多体态具有非常高的能级密度,这些态很容易被粒子(准粒子)之间的残余相互作用混合。对于此类系统,我们推导了波包能量宽度随时间变化的简单解析表达式,以及熵、主基元分量数和逆参与比的表达式,并通过数值实验进行了验证。结果表明,能量宽度 Δ(t)\Delta (t) 线性增加并很快饱和。系统的熵在小时间时二次增加,S(t)t2S(t) \sim t^2,之后在饱和前可以线性增长,S(t)tS(t) \sim t。相应地,由熵确定的主分量数 Npcexp(S(t))N_{pc} \sim \exp{(S(t))},或由逆参与比确定的主分量数,在饱和前呈指数快速增长。这些结果通过级联模型进行了解释,该模型描述了基元分量福克空间中激发的流动。最后,讨论了在向平衡过渡时福克空间中阻尼振荡这一引人注目的现象。

关键词

引用

@article{arxiv.quant-ph/0103129,
  title  = {Entropy production and wave packet dynamics in the Fock space of closed chaotic many-body systems},
  author = {V. V. Flambaum and F. M. Izrailev},
  journal= {arXiv preprint arXiv:quant-ph/0103129},
  year   = {2008}
}

备注

RevTex, 14 pages including 12 eps-figures