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自旋链中量子能量传输理论:从超交换到弹道运动

介观与纳米尺度物理 2015-05-28 v1 量子物理

摘要

分析了两端连接两个热库的二能级(自旋)单元链中的量子能量传输,分为两种极限情况:(i) 失谐区域,即特征子系统激发能隙大于库频率或库温较低时;(ii) 共振区域,即链激发能隙与布居的库模匹配时。对于后者,使用主方程方法研究模型,表明对于所探索的特定链模型,动力学是弹道式的。对于前者,我们利用最近发展的能量传输玻恩-奥本海默形式论 [Phys. Rev. E 83, 051114 (2011)] 解析研究系统动力学,证明能量通过超交换(桥辅助隧穿)机制跨越链传输,能量流随距离呈指数衰减。这种行为对链的细节不敏感。由于在低温下分子系统的激发谱可被截断以类似于自旋链模型,我们认为此处获得的超交换行为应在满足失谐条件的广泛系统中被观察到。

关键词

引用

@article{arxiv.1107.4334,
  title  = {Theory of quantum energy transfer in spin chains: From superexchange to ballistic motion},
  author = {Claire X. Yu and Lian-Ao Wu and Dvira Segal},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1107.4334},
  year   = {2015}
}