本文關(guān)鍵詞：量子臨界動力學(xué)的第一性原理研究

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【摘要】：量子相變盡管發(fā)生在絕對零度,但是控制了有限溫度相圖中的很大一部分參數(shù)區(qū)域,因此對于解釋很多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象至關(guān)重要。很多時候,量子相變是連續(xù)的。在這類連續(xù)相變點(diǎn)上,量子系統(tǒng)處于臨界態(tài)并表現(xiàn)出很多新奇的臨界現(xiàn)象。特別是,量子臨界系統(tǒng)同時具有空間與時間方向上宏觀尺度下的標(biāo)度不變性,因此它們除了具有普適的靜力學(xué)性質(zhì)之外,還有普適的動力學(xué)性質(zhì)。本文將討論量子臨界系統(tǒng)的普適線性響應(yīng)動力學(xué)性質(zhì)。我們主要研究二維超流-莫特絕緣體之間的量子相變點(diǎn),該點(diǎn)的低能有效物理由(2+1)維的相對論性XY普適類所描述。方法上,我們通過無系統(tǒng)誤差的量子蒙特卡洛方法測量虛時間中的關(guān)聯(lián)函數(shù).再使用數(shù)值解析延拓技術(shù)從中計(jì)算出實(shí)時間的動力學(xué)響應(yīng)函數(shù)。我們計(jì)算了動能響應(yīng)所對應(yīng)的普適譜密度函數(shù)。并發(fā)現(xiàn)在靠近相變點(diǎn)的超流體一側(cè),系統(tǒng)中存在著臨界定義的希格斯準(zhǔn)粒子的共振峰結(jié)構(gòu)。我們還在莫特絕緣體甚至常流體相中觀測到了類似的共振信號,但其物理意義尚不明了。進(jìn)一步,我們還用第一性原理方法對光晶格超冷原子系統(tǒng)中希格斯模進(jìn)行了探索。我們結(jié)果與之前的實(shí)驗(yàn)吻合的很好。在此基礎(chǔ)上,我們預(yù)言了探測希格斯共振峰所需要滿足的實(shí)驗(yàn)條件,為未來的可能實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。量子臨界動力學(xué)另一個重要問題是臨界輸運(yùn)性質(zhì)。我們研究了量子臨界區(qū)域的普適電導(dǎo)率,所獲得的交流電導(dǎo)率曲線一方面確認(rèn)了量子臨界區(qū)域的輸運(yùn)性質(zhì)是類粒子的,另一方面第一次達(dá)到了足夠的精度以對一個基于反德西特空間/共形場論映射假設(shè)(AdS/CFT correspondence)的輸運(yùn)理論進(jìn)行檢驗(yàn)。我們發(fā)現(xiàn).若允許共形場的溫度與反德西特空間中心處黑膜的溫度差一個重正化常數(shù),那么數(shù)值和理論的結(jié)果可以相洽。我們還討論了光晶格中超冷原子測量普適電導(dǎo)率的可能性。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O413

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