摘要:从量子不一致性的角度研究原初引力波的压缩效应。构造了不具有量子不一致性原初引力波的经典态,并与邦奇-戴维斯真空进行比较,证明了原初引力波引起的宇宙微波背景涨落的角功率谱的振荡行为可以作为原初引力波量子不一致性的特征。此外,还讨论了量子退相干对超视界模式下原初引力波的纠缠和量子不一致性的影响。对于具有退相干效应的原初引力波态,我们考察了C. Kiefer 等人引入的退相干条件和关联条件(Class. Quantum Grav. 24 (2007) 1699)。我们表明,退相干条件不足以保证 PGW 的可分离性,而关联条件意味着物质主导时代的 PGW 具有量子不一致性。
我们通过在非微扰水平上引入量子非谐性来研究高压冰的结构和热力学性质。量子涨落使 VIII 相(具有不对称 H 键)和 X 相(具有对称 H 键)之间的相变临界压力从 0K 时的经典值 116 GPa 降低了 65 GPa。此外,量子效应使其在很宽的温度范围内(0K-300K)不受温度影响,这与通过振动光谱获得的实验估计值一致,与经典近似中发现的强烈温度依赖性形成鲜明对比。状态方程显示出与实验证据一致的转变指纹。此外,我们证明,在我们的方法中,VII 相中的质子无序对 X 相的发生影响可以忽略不计。最后,我们高精度地再现了由于氢到氘的取代而导致的 10 GPa 同位素偏移。
真空涨落转化为真实粒子最早是由 L. Parker 在考虑膨胀宇宙时预测的,随后 S. Hawking 在黑洞辐射研究中也做出了预测。由于他们的实验观察具有挑战性,模拟系统在验证这一概念方面引起了关注。在这里,我们提出了一个实验装置,它由两个相邻的压电半导体层组成,其中一个带有动态量子点 (DQD),另一个是 p 掺杂的,顶部有一个附加栅极,这引入了空间相关的层电导率。后一层上表面声波 (SAW) 的传播由具有有效度量的波动方程控制。在 DQD 的框架中,这个空间和时间相关的度量拥有 SAW 的声波视界,并且在某种程度上类似于二维非旋转和不带电黑洞的声波视界。DQD 自旋的非热稳态表示以压电声子的形式产生粒子。
我们提出并分析了一种样本效率高的协议,用于估计实验准备状态与理想目标状态之间的保真度,该协议适用于没有高级时空控制的多种模拟量子模拟器。我们的协议依赖于我们在本研究中发现的通用哈密顿动力学中出现的普遍涨落。它不需要对状态准备、量子演化或读出能力进行微调控制,同时实现接近最佳的样本复杂度:通过 ∼ 10 3 次测量获得百分比级精度,与系统大小无关。此外,随着系统规模的增加,我们的保真度估计精度呈指数级提高。我们在各种量子模拟器平台中用数字方式演示了我们的协议,包括量子气体显微镜、捕获离子和里德堡原子阵列。我们讨论了我们的方法在量子态和过程的多参数估计等任务中的应用。
在二维反铁磁半导体 CrPS 4 上实现的晶体管表现出大的磁导,这是由于磁场引起的磁状态变化。电导和磁状态耦合的微观机制尚不清楚。我们通过分析决定晶体管行为的参数——载流子迁移率和阈值电压——随温度和磁场的变化来确定它。对于接近尼尔温度 TN 的温度 T ,磁导源于由于施加的磁场导致的迁移率增加,从而降低了自旋涨落引起的无序。当 T << TN 时,变化的是阈值电压,因此在固定栅极电压下增加场会增加积累的电子密度。该现象通过导带边缘偏移来解释,该偏移是通过从头算正确预测的。我们的结果表明,CrPS 4 的能带结构取决于其磁状态,并揭示了一种以前未被发现的磁导机制。
大约 50 年前,超导量子器件彻底改变了精确测量和电气计量,当时基于约瑟夫森效应的 SQUID 和量子电压标准被发明。最近在超导纳米线中发现的相干量子相移 (CQPS) 为量子信息处理和计量学中的约瑟夫森效应提供了一种替代方案。完全由超导材料制成的 CQPS 器件具有多种优势,例如制造步骤比约瑟夫森效应器件少、对较大电流的稳定性强、参数范围宽,并且似乎没有约瑟夫森器件绝缘隧道势垒中存在的不良两级涨落器。预计单个 CQPS 器件可以产生比单电子泵高得多且可能更精确的量化电流,而单电子泵是目前最先进的量子电流标准。
摘要 分析了宇宙弦时空中两加速原子与无质量标量场相互作用的纠缠行为,计算了不同时空拓扑结构下的不同关联函数,发现纠缠行为由真空涨落、两原子距离、加速度和非平凡时空拓扑决定,结果表明较大的两原子距离和加速度对量子纠缠有负向影响。弦的存在对原子-场相互作用体系和纠缠行为有重大影响,当赤角参数ν = 1,原子距离弦较远时,纠缠行为与Minkowski时空相同。对宇宙弦时空中纠缠行为的分析,从原理上有利于认识宇宙弦时空的拓扑结构与性质,有助于区分宇宙弦时空与Minkowski时空。此外,我们还讨论了宇宙弦时空中的Unruh热效应。
固溶体合金的声子散射是降低晶格热导率的一种已证实的机制。Klemens 分析模型既可以作为工程材料的预测工具,特别是在热电领域,也可以作为快速发展的复杂和缺陷材料热传输理论的基准。本评论/综述概述了用于预测由于合金散射引起的热导率降低的简单算法,以避免常见的误解,这些误解会导致对质量涨落散射的大幅高估。Klemens 空位散射模型预测的散射参数比通常假设的要大近 10 倍,但由于误差抵消,这种巨大的影响常常无法检测到。Klemens 描述可推广用于对具有缺陷的复合材料的从头算计算。解析近似与实验和理论的接近性揭示了从复杂性中出现的简单现象和降低热导率的未知机会。
设计出同时在外部和内部自由度上具有关联的大质量粒子对是一项重大挑战,但对于推进物理学和量子技术的基本测试至关重要。我们通过实验展示了一种生成具有明确自旋和动量模式的原子对的机制。该机制通过光学腔中的超辐射光子交换过程将来自简并玻色气体的原子耦合起来,通过单个通道或两个可辨别的通道产生原子对。该方案与碰撞相互作用无关,速度快且可调。我们观察到原子对的集体增强生成,并探测了动量空间中的自旋间相关性。我们描述了新出现的原子对统计数据,发现观察到的动力学与主要由相应原子模式中的真空涨落所引发的动力学一致。结合我们对涉及明确动量模式的相干多体振荡的观察,我们的结果为使用纠缠物质波的量子增强干涉测量和量子模拟实验提供了光明的前景。
本研究报道了在非常规 Nd 0.8Sr 0.2NiO 2 无限层超导薄膜中,磁场诱导超导体-金属转变 (SMT) 伴随量子格里菲斯奇异性 (QGS) 的出现。该系统在平面和垂直磁场下均表现出各向同性的 SMT 特征。重要的是,在对等温磁阻曲线进行缩放分析后,获得的有效动态临界指数在接近零温临界点 B c 时表现出发散行为,从而识别了 QGS 特性。此外,与 QGS 伴随的量子涨落可以定量解释 SMT 相边界中平面和垂直磁场中上临界场在零温附近上升的现象。这些特性表明 Nd 0.8Sr 0.2NiO 2 超导薄膜中的 QGS 是各向同性的。此外,在较高的磁场下,金属状态的电阻-温度关系 R ð T Þ 在 2 – 10 K 范围内表现出 ln T 依赖性,T 2