量子体系中的磁性刚性转子：理论工具箱

我们描述在介观尺度下爱因斯坦-德哈斯效应占主导的磁性刚性转子的量子动力学。具体地，我们考虑磁陷阱中具有单轴各向异性的单畴磁性纳米粒子。从宏观自旋近似下系统的基本哈密顿量出发，我们推导出一个玻色化哈密顿量，描述被视为刚体的粒子的质心运动、总角动量和宏观自旋自由度。该玻色化哈密顿量可近似为一个简单的二次哈密顿量，其抓住了紧密位置受限、几乎不自旋且其宏观自旋与磁场反平行的纳米磁体的丰富物理。此处推导和使用的理论工具可应用于其他量子力学刚性转子。