本文關(guān)鍵詞：量子臨界動(dòng)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(duì)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(duì)于解釋很多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象至關(guān)重要。很多時(shí)候,量子相變是連續(xù)的。在這類(lèi)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(shí)具有空間與時(shí)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(dòng)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(dòng)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(duì)論性XY普適類(lèi)所描述。方法上,我們通過(guò)無(wú)系統(tǒng)誤差的量子蒙特卡洛方法測(cè)量虛時(shí)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(shí)間的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)函數(shù)。我們計(jì)算了動(dòng)能響應(yīng)所對(duì)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(cè)到了類(lèi)似的共振信號(hào),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(duì)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(cè)希格斯共振峰所需要滿足的實(shí)驗(yàn)條件,為未來(lái)的可能實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。量子臨界動(dòng)力學(xué)另一個(gè)重要問(wèn)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(lèi)粒子的,另一方面第一次達(dá)到了足夠的精度以對(duì)一個(gè)基于反德西特空間/共形場(chǎng)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(chǎng)的溫度與反德西特空間中心處黑膜的溫度差一個(gè)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(cè)量普適電導(dǎo)率的可能性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O413

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