Landauer、Kubo 与微正则方法在量子输运与噪声中的比较及其对冷原子动力学的启示
量子气体
2014-08-20 v2 介观与纳米尺度物理
量子物理
摘要
我们比较了 Landauer、Kubo 和微正则 [J. Phys. Cond. Matter {\bf 16}, 8025 (2004)] 三种方法在计算平均电流、纠缠熵及半经典全计数统计 (FCS) 方面的量子输运特性。我们的重点在于这些方法在孤立量子系统（如工程光学势中的超冷原子）中的适用性。对于由结连接的两个晶格，我们发现微正则方法得出的电流和粒子数涨落与假设二项分布的 Landauer 形式体系和 FCS 预测值吻合良好。然而，我们证明在准稳态的相当长一段时间内，并不存在定义明确的储库（即处于 Fermi-Dirac 分布的粒子）。因此，建立准稳态并不需要 Landauer 假设的储库和/或非弹性效应。无限期维持这种状态需要无限大系统，在此极限下才可能出现定义明确的 Fermi-Dirac 分布。一种秉承微正则图像精神的 Kubo 方法弥合了这两种形式体系之间的差距，给出了稳态形成的显式解析表达式。微正则形式体系专为封闭的有限尺寸量子系统设计，因此更适合研究超冷原子中的粒子动力学。我们的结果突出了与传统凝聚态系统输运性质计算方法之间的联系与差异，并将有助于指导冷原子系统中的相关模拟。
引用
@article{arxiv.1403.0511,
title = {Landauer, Kubo, and microcanonical approaches to quantum transport and noise: A comparison and implications for cold-atom dynamics},
author = {Chih-Chun Chien and Massimiliano Di Ventra and Michael Zwolak},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.0511},
year = {2014}
}
备注
16 pages, 15 figures