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World File Search System光谱特性
PT 对称、非厄米量子多体物理学...
我们回顾了从理论上处理宇称时间 (PT) 对称非厄米量子多体系统的方法。它们被实现为具有 PT 对称性并与环境相容的耦合的开放量子系统。PT 对称非厄米量子系统表现出各种迷人的特性，使它们在一般的开放系统中脱颖而出。后者的研究在量子理论中有着悠久的历史。这些研究基于组合系统-储层装置的厄米性，由原子、分子和光学物理学以及凝聚态物理学界开发。数学物理学界对 PT 对称非厄米系统的兴趣导致了新的视角和 PT 对称和双正交量子力学优雅数学形式主义的发展，这些形式主义不涉及环境。在数学物理研究中，重点主要放在哈密顿量的显着光谱特性和相应单粒子本征态的特征上。尽管哈密顿量不是厄米量的，但它们可以显示所有特征值都是实数的参数区域。然而，为了研究凝聚态物理中出现的量子多体现象并与实验取得联系，人们需要研究可观测量和关联函数的期望值。此外，人们必须研究统计集合而不仅仅是特征态。凝聚态界部分人士采用 PT 对称和双正交量子力学的概念，导致该方法论处于争议之中。对于一些基本问题，例如，什么是适当的可观测量，如何计算期望值，什么是充分的平衡统计集合及其相应的密度矩阵，人们并没有达成共识。随着工程和控制开放量子多体系统的技术进步，现在是时候将厄米量与 PT 对称和双正交观点相协调了。我们全面回顾了不同的方法，包括伪厄米性的过度思想。为了激发我们在这里宣传的厄米观点，我们主要关注辅助方法。它允许将非厄米系统嵌入到更大的厄米系统中。与其他技术（例如主方程）相比，它不依赖于任何近似值。我们讨论了 PT 对称和双正交量子力学的特性。在这些中，被认为是可观测量的东西取决于哈密顿量或选定的（双正交）基。此外，至关重要的是，被称为“期望值”的东西缺乏直接的概率解释，而被视为正则密度矩阵的东西是非平稳和非厄米的。此外，时间演化的非幺正性隐藏在形式主义中。我们选取了几个模型哈密顿量，到目前为止，这些模型要么是从厄米角度研究的，要么是从 PT 对称和双正交角度研究的，并在各自的替代框架内研究它们。这包括一个简单的两级单粒子问题，但也包括显示量子临界行为的多体晶格模型。比较这两种计算的结果，可以发现厄米方法虽然在某些方面很笨拙，但总能得出物理上合理的结果。在极少数情况下，如果可以与实验数据进行比较，它们还会一致。相比之下，数学上优雅的 PT 对称和双正交方法得出的结果在一定程度上难以物理解释。因此，我们得出结论，厄米方法应该是
1. 考虑你的受众——那些审阅你的提案的人将是你感兴趣的领域的成员，并且对该主题有实际的了解。
简介：我相信，从多个角度理解问题可以找到最大的真理。我想了解周围的世界，我选择回答问题的两种语言是艺术和科学。对我来说，艺术的吸引力在于它如何完美地传达强烈的情感，而物理学令人难以置信，因为它可以简单有效地描述一个系统。小时候，我有很多关于雪花的小书，我对它们的对称性很着迷，我仔细研究了它们的生长模式和晶体结构。后来，在高中和大学期间，我被覆盖地球的各种晶体和地质构造所吸引。当时我没有足够的自我意识来意识到这一点，但很快就会明白，材料物理学的研究将完美地表达我对地质学、数学、艺术的兴趣，以及对理解我们世界的特殊性的陶醉。我现在准备在加州大学圣巴巴拉分校开始我的物理学博士学位，并开始我的量子材料世界的科学探索。凭借这一点以及我在美术方面的天赋，我将努力为科学问题带来独特的见解，并向公众和科学界传达艺术和我的研究的价值。 智力价值/研究经验：作为一名年轻的物理学家，我仍在探索如何最好地结合我对艺术和科学的兴趣，因此我很高兴尝试我的第一个机会：在桑迪亚国家实验室的应用光学和等离子体科学小组实习，在那里我沉浸在低温等离子体物理学的世界中。在这里，我学会了如何分析等离子体的激发光谱，并使用粒子内方法与直接模拟蒙特卡罗 (PIC-DSMC) 耦合来直接模拟带电粒子的多体系统。三年来，我与他们一起解决了各种问题，从在实验室中创建电场传感器到设计减速场能量分析仪。我最广泛的项目将等离子体电子在氮中散射的统计分布的 PIC-DSMC 模拟与玻尔兹曼方程的近似解进行了比较。我最广泛的项目将我们对等离子体离子统计分布的 DSMC-PIC 模拟与玻尔兹曼方程得出的数值计算进行了比较。我能够确定这两种技术最一致的能量状态，并确定对 PIC-DSMC 代码的潜在修正，以提高两种方法之间的一致性。作为我第一次以心理能力进行自由探索，我在桑迪亚度过的时光收获颇丰，因为我能够得出关于模拟数据中有趣怪癖的结论并提出自己的主张。我还被安排在一个环境中，在那里我对等离子体物理学这一主题知之甚少，但我被期望快速学习，而我确实学得很快。我获得了宝贵的经验，学会了审查研究论文和教科书，找出知识上的差距，然后找人和其他资源来帮助我弥补信息上的不足。每天我都兴奋地从床上跳起来去上班；我简直不敢相信我得到的报酬是学习我想要的一切，我知道这是适合我的工作。我还从我在桑迪亚的工作中发现，我最感兴趣的是等离子体中特定能态产生的光谱特性。我喜欢美术中为我的眼睛提供信息的光线可以深入了解现实的本质，我觉得通过进一步研究这个主题，我的艺术部分也有可能得到满足。我在桑迪亚的自我发现之路促使我沉浸在原子和粒子物理课程中；我想更好地理解这门科学，它似乎既能满足我对艺术和科学的兴趣，又能给我带来个人满足感。在这段时间里，我还沉浸在地球物理课程中，我开始意识到，如果我仔细观察，就有可能将我所学的一切结合起来。我在上地震力学课时才真正领悟到这一点——我们当时正在学习颗粒/粒子尺寸对固体裂纹扩展的影响。在课堂上，教授指出，非常大的裂缝
激光技术在量子信息科学中的应用
实验物理学的科学进步不可避免地依赖于基础技术的不断进步。激光技术可以实现受控的相干和耗散原子光相互作用，而微光学技术则可以实现标准光学无法实现的多功能光学系统。本论文报告了这两项技术的重要进展，目标应用范围从里德堡态介导的量子模拟和光镊阵列中单个原子的计算到高电荷离子的高分辨率光谱。报告了激光技术的广泛进展：通过引入机械可调透镜支架，外腔二极管激光系统的长期稳定性和可维护性得到显著改善。开发了基于类似透镜支架的锥形放大器模块。二极管激光系统由数字控制器补充，用于稳定激光频率和强度。控制器提供高达 1.25 MHz 的带宽和由商业 STEMlab 平台设定的噪声性能。此外，还开发了针对强度稳定和 Pound-Drever-Hall 频率稳定进行优化的散粒噪声受限光电探测器以及用于 MHz 范围拍音的光纤探测器。通过分析用于波长为 780 nm 的 85 Rb 激光冷却的激光系统的性能，证明了所提出技术的能力。参考激光系统稳定到由调制传输光谱提供的光谱参考。分析该光谱方案以发现高调制指数下的最佳操作。使用紧凑且经济高效的模块产生合适的信号。实现了一种基于光学锁相环的激光偏移频率稳定方案。来自参考激光系统的所有频率锁定均提供 60 kHz（FWHM）的 Lorentzian 线宽以及 10 天内 130 kHz 峰峰值的长期稳定性。基于声光调制器与数字控制器相结合的强度稳定允许在微秒时间尺度上进行实时强度控制，并辅以响应时间为 150 纳秒的采样保持功能。对激光系统的光谱特性提出了很高的要求，以实现量子态的相干激发。在本论文中，通过引入一种用于二极管激光器的新型电流调制技术来增强主动频率稳定的性能。实现了从 DC 到 100 MHz 的平坦响应和低于 90 ◦ 的相位滞后，最高可达 25 MHz，从而扩展了可用于激光频率稳定的带宽。将该技术与快速比例微分控制器相结合，实现了两个激光场，相对相位噪声为 42 mrad rms，用于驱动铷基态跃迁。通过双光子方案进行相干里德堡激发的激光系统通过从 960 nm 倍频提供 780 nm 和 480 nm 的光。从单模光纤获得的 480 nm 输出功率为 0.6 W。两个激光系统的频率都稳定在高精细度参考腔中，导致 960 nm 处的线宽为 1.02 kHz（FWHM）。数值模拟量化了有限线宽对里德堡拉比振荡相干性的影响。开发了一种类似于 480 nm 里德堡系统的激光系统，用于高电荷铋的光谱分析。先进的光学技术也是微光学镊子阵列的核心，它提供了前所未有的系统尺寸可扩展性。通过使用优化的透镜系统与自动评估程序相结合，演示了具有数千个点且阱腰小于 1 µm 的镊子阵列。使用增材制造工艺生产的微透镜阵列实现了类似的性能。微透镜设计针对制造工艺进行了优化。此外，还分析了由于抑制谐振光导致的偶极阱散射率，证明了使用锥形放大器系统生成偶极阱的可行性。