Fluktuáló terű transzverz Ising-lánc dinamikája

Hasonló dokumentumok
Kvantummechanika gyakorlat Beadandó feladatsor Határid : 4. heti gyakorlatok eleje

rendszerek kritikus viselkedése

Idegen atomok hatása a grafén vezet képességére

Kevert állapoti anholonómiák vizsgálata

Foton-visszhang alapú optikai kvantum-memóriák: koherens kontroll optikailag sűrű közegben

Reciprocitás - kvantumos és hullámjelenségek egy szimmetriája

GROVER-algoritmus. Sinkovicz Péter. ELTE, MSc II dec.15.

Analı zis elo ada sok

Modellek és Algoritmusok - 2.ZH Elmélet

A spin. November 28, 2006

Markov-láncok stacionárius eloszlása

Dekoherencia Markovi Dinamika Diósi Lajos. Elméleti Fizikai Iskola Tihany, augusztus szeptember 3.

u u IR n n = 2 3 t 0 <t T

Kvantum összefonódás és erősen korrelált rendszerek

Erős terek leírása a Wigner-formalizmussal

Kvantum kontrol frekvencia csörpölt lézer indukált kónikus keresztez désekkel

Szilárdtestek elektronszerkezete feladatok

SZTE Elméleti Fizikai Tanszék. Dr. Czirják Attila tud. munkatárs, c. egyetemi docens. egyetemi docens. Elméleti Fizika Szeminárium, december 17.

Steven Weinberg: Mi történik egy kvantummechanikai mérés során?

Határozatlansági relációk származtatása az

2015/16/1 Kvantummechanika B 2.ZH

Diszkrét Matematika. zöld könyv ): XIII. fejezet: 1583, 1587, 1588, 1590, Matematikai feladatgyűjtemény II. (

X Physique MP 2013 Énoncé 2/7

Egyszabadságfokú grejesztett csillapított lengõrendszer vizsgálata

Fizika II minimumkérdések. A zárójelben lévő értékeket nem kötelező memorizálni, azok csak tájékoztató jellegűek.

1 A kvantummechanika posztulátumai

RENDSZERTECHNIKA 8. GYAKORLAT

Sinkovicz Péter, Szirmai Gergely október 30

BKT fázisátalakulás és a funkcionális renormálási csoport módszer

Inhomogén párkeltés extrém erős terekben

Kvantum termodinamika

Sötét állapotok szerepe fénnyel indukált koherens kontroll folyamatokban

Forgó molekulák áthaladása apertúrán

January 16, ψ( r, t) ψ( r, t) = 1 (1) ( ψ ( r,

r tr r r t s t s② t t ① t r ② tr s r

Feketetest sugárzás. E = Q + W + W sug. E = Q + W + I * dt. ELTE II. Fizikus, 2005/2006 I. félév KISÉRLETI FIZIKA Hıtan (XI.

Egyesített funkcionális renormálási csoport egyenlet

Typotex Kiadó. Jelölések

"Flat" rendszerek. definíciók, példák, alkalmazások

Két 1/2-es spinből álló rendszer teljes spinje (spinek összeadása)

Császár Szilvia. Exponenciális dichotómia

Feladatok a Gazdasági matematika II. tárgy gyakorlataihoz

Kevés szabadsági fokú kvantumrendszerek dinamikai tulajdonságai

Riemanngeometria 1 c. gyakorlat A Riemann-terekkel kapcsolatos fogalmak, jelölések

Geometriai fázisok és spin dinamika. Zaránd Gergely Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

A Dirac egyenlet pozitivitás-tartása

A Landauer szemléletmód

Kvantum renormálási csoport a

Saj at ert ek-probl em ak febru ar 26.

1. Példa. A gamma függvény és a Fubini-tétel.

Bevezetés a részecske fizikába

Mátrixok 2017 Mátrixok

Alkalmazott algebra - SVD

LINEÁRIS MODELLBEN május. 1. Lineáris modell, legkisebb négyzetek elve

Dinamika inhomogén közegben:

Az egydimenziós harmonikus oszcillátor

A MOLEKULADINAMIKAI MÓDSZEREK SZISZTEMATIKUS TÁRGYALÁSA: KLASSZIKUS DINAMIKA A POSTERIORI KORREKCIÓJA

1.1. Vektorok és operátorok mátrix formában

Vektorok, mátrixok, lineáris egyenletrendszerek

1. feladatsor Komplex számok

Differenciálegyenlet rendszerek

Lineáris leképezések (előadásvázlat, szeptember 28.) Maróti Miklós, Kátai-Urbán Kamilla

A maximum likelihood becslésről

Fizikus Vándorgyűlés 2016 Szeged, augusztus 26.

Kirchhoff 2. törvénye (huroktörvény) szerint az áramkörben levő elektromotoros erők. E i = U j (3.1)

fˆ = Klasszikus mechanika Kvantummechanika Fizikai modell r: koordináta p: lendület Állapot ), komplex függvény Ψ(r 1 Fizikai mennyiség Mérés

egyenletesen, és c olyan színű golyót teszünk az urnába, amilyen színűt húztunk. Bizonyítsuk

Közepek Gauss-kompozíciója Gondolatok egy versenyfeladat kapcsán

Egy szép és jó ábra csodákra képes. Az alábbi 1. ábrát [ 1 ] - ben találtuk; talán már máskor is hivatkoztunk rá.

= e i1 e ik e j 1. tenzorok. A k = l = 0 speciális esetben e az R egységeleme. A. e q 1...q s. = e j 1...j l q 1...q s

Mágneses monopólusok?

Lineáris algebra mérnököknek

Evans-Searles fluktuációs tétel

Egy mozgástani feladat

MTA Lendület Ultragyors nanooptika kutatócsoport MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont. Szeminárium: SZTE Elmélteti Fizikai Tanszék

Boros Endre. Rutgers University. XXXII. MOK Június 14.

Line aris f uggv enyilleszt es m arcius 19.

3. előadás Stabilitás

alapvető tulajdonságai

Adaptív dinamikus szegmentálás idősorok indexeléséhez

Alkalmazott spektroszkópia

Az elektron-foton kölcsönhatás (folyamatok)

A Coulomb-törvény : 4πε. ahol, = coulomb = 1C. = a vákuum permittivitása (dielektromos álladója) elektromos térerősség : ponttöltés tere : ( r)

Vektorterek. =a gyakorlatokon megoldásra ajánlott

Univerzalitási osztályok nemegyensúlyi rendszerekben, Ódor Géza

Az Univerzum felforrósodása

Kvantummechanika gyakorlo feladatok 1 - Megoldások. 1. feladat: Az eltolás operátorának megtalálásával teljesen analóg módon fejtsük Taylor-sorba

Megoldott feladatok november 30. n+3 szigorúan monoton csökken, 5. n+3. lim a n = lim. n+3 = 2n+3 n+4 2n+1

Kvantumcsatorna tulajdonságai

7. Térelméleti S-mátrix, funkcionálintegrálok, Feynman-gráfok

differenciálegyenletek

Bevezetés a görbe vonalú geometriába

Analízis. 1. fejezet Normált-, Banach- és Hilbert-terek. 1. Definíció. (K n,, ) vektortér, ha X, Y, Z K n és a, b K esetén

2010. augusztus szeptember 3. Tihany

Verhóczki László. Riemann-geometria. el adásjegyzet. ELTE TTK Matematikai Intézet Geometriai Tanszék

Principal Component Analysis

Sztochasztikus temporális logikák

Rádl Attila december 11. Rádl Attila Spalláció december / 21

Enzimreakciók Aktiválási energia számítások Bevezetés a kinetikába. OH - + CH 3 Cl HO...CH HOCH 3 + Cl -

Kvantumos jelenségek lézertérben

Átírás:

2016. szeptember 8. Phys. Rev. B 93, 134305

Modell H(t) = 1 2 L 1 σi x σi+1 x h(t) 2 i=1 h(t)-fluktuáló mágneses tér. Hogyan terjednek jelek a zajos rendszerben? L σi z, i=1

Zajok típusai 1 fehér zaj 2 1/f zaj 3 1/f α zaj 4 dichotóm (két értékű) zaj

Modell H(t) = 1 2 L 1 σi x σi+1 x h(t) 2 i=1 L σi z, i=1 h τ időnként érmét dobunk: h = h A = +1; 1 2 valószínűséggel h = h B = 1; 1 2 valószínűséggel 0 2 4 6 8 10 t/τ Hogyan terjednek jelek a zajos rendszerben?

Clifford - operátorok H(t) = 1 2 L 1 σi x σi+1 x h(t) 2 i=1 ˆd 2i 1 = ( j<i σ z j )σ x i, ˆd 2i = i( j<i σ z j )σ y i, L σi z, i=1 H = 1 4 2L i,j=1 ˆd i H ij ˆd j 0 h h 0 1 1 0 h H =. h 0......... h h 0 {ˆd m, ˆd n } = 2( 1) m 1 δ mn

Ekvivalens kvantum bolyongás 0 h h 0 1 1 0 h H =. h 0......... h h 0 Ising modell Clifford operátorok dinamikája. d ˆd i (t) dt = i 2L j=1 H ij ˆd j (t) Kvantumos bolyongás A hullámfüggvény időfejlődése. dψ i (t) dt = i 2L j=1 H ijψ j (t)

Ekvivalens kvantum bolyongás Ising modell Kvantumos bolyongás Clifford operátorok dinamikája. A hullámfüggvény időfejlődése. d ˆd i (t) = i 2L dt j=1 H ˆd dψ ij j (t) i (t) = i 2L dt j=1 H ijψ j (t) A l (t) = 1 2 x ˆd l (t)ˆd L x ψ l A x állapot az x irányban polarizált. ψ l (0) az L és L + 1rácshelyekre lokalizált. σ 2 (t) = 2L l=1 A l (t) 2 = const = 1 L ( ) (l l 0) 2 A 2l 1 (t) 2 + A 2l (t) 2 l=1

Vizsgált mennyiségek 1 Átlagos mágnesezettség 2 Átlagos összefonódási entrópia 3 Hullámcsomag

Átlagos mágnesezettség m x l (t) = Ψ 0 σ x l (t) Ψ 1 Közvetlen átlagolás (2000 realizáció). ln(-ln(m x (t))) 5 4 3 2 1 τ=0.25π t 0.47 τ=0.5π t 0.79 τ=0.75π t 0.54 0 m x l (t) exp( ctα ) 0 2 4 6 ln(t)

Átlagos összefonódási entrópia Egy adott realizáció esetében: ρ = Ψ(t) Ψ(t) ln(s) 5 4 3 τ=0.25π t 0.46 τ=0.5π t 0.75 τ=0.75π t 0.55 2 ρ A = Tr B ρ 1 S = Tr A ρ A ln ρ A 0 2 4 6 S(t) t β ln(t)

Exponensek m x l (t) exp( ctα ) S(t) t β τ = π/2 t 0.75 τ π/2 t 0.5

Mester egyenlet A l (t) = 1 2 x ˆd l (t)ˆd L x - hullámfüggvény a kvantumos bolyongásban A ij (t) = A i (t)a j (t) Az első lépés során: A ij (τ) = 2L k,l=1 O ik (n)o jl (n)a kl (t = 0), A ij (t n) = 2L k,l=1 2L k,l=1 O ik (n)o jl (n) A kl (t n 1) = 1 2 {[O1] ik[o 1] jl + [O 2] ik [O 2] jl }A kl (t n 1).

Mester egyenlet A ij (t n ) = 2L k,l=1 1 2 {[O 1] ik [O 1 ] jl + [O 2 ] ik [O 2 ] jl }A kl (t n 1 ). A hullámcsomag amplitúdója abuszulut érték négyzetének várhatóértéke közvetlenül számítható! p l (t) A 2l 1 (t) 2 + A 2l (t) 2, l = 1, 2,..., L. σ 2 (t) = L l=1 (l l 0) 2 p l (t), ahol l 0 = L+1 2

Hullámcsomag 1/z eff (t n ) 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 τ=0.2 τ=0.4 τ=0.6 τ=0.8 τ=1.0 τ=1.2 τ=1.4 τ=π/2 τ=1.8 τ=2.0 σ(t) t 1/z 1 z eff (t n ) = ln[σ(t n)/σ(t n 1 )] ln(t n /t n 1 ) 0.4 0.3 0.2 0 2 4 6 ln t n τ < π/2 1/z = 1/2 τ = π/2 1/z = 7/8 τ > π/2 1/z = 3/4

Hullámcsomag skálázás 0 τ=1 ln[p l (t)t 1/2 ] -10-20 -30 Gauss t/τ=2 3 t/τ=2 4 t/τ=2 5 t/τ=2 6 t/τ=2 7 t/τ=2 8 t/τ=2 9 t/τ=2 10-5 0 5 (l-l 0 )/t 1/2

Hullámcsomag skálázás 0 τ=1 ln[p l (t)t 1/2 ] -10-20 -30 Gauss t/τ=2 3 t/τ=2 4 t/τ=2 5 t/τ=2 6 t/τ=2 7 t/τ=2 8 t/τ=2 9 t/τ=2 10-5 0 5 (l-l 0 )/t 1/2 p l (t) 0.08 0.06 0.04 t/τ=2 3 t/τ=2 4 t/τ=2 5 t/τ=2 6 t/τ=2 7 t/τ=2 8 t/τ=2 9 t/τ=2 10 0.02 0-1000 -500 0 500 1000 l-l 0

Hullámcsomag skálázás 0 τ=1 ln[p l (t)t 1/2 ] -10-20 -30 Gauss t/τ=2 3 t/τ=2 4 t/τ=2 5 t/τ=2 6 t/τ=2 7 t/τ=2 8 t/τ=2 9 t/τ=2 10-5 0 5 (l-l 0 )/t 1/2 ln[p l (t)t 1/2 ] -2-4 τ=π/2 p l (t) 0.08 0.06 0.04 t/τ=2 3 t/τ=2 4 t/τ=2 5 t/τ=2 6 t/τ=2 7 t/τ=2 8 t/τ=2 9 t/τ=2 10-6 -20-10 0 10 20 (l-l 0 )/t 1/2 0.02 0-1000 -500 0 500 1000 l-l 0

Hullámcsomag skálázás 0 τ=1-2 τ=π/2 ln[p l (t)t 1/2 ] -10-20 -30 Gauss t/τ=2 3 t/τ=2 4 t/τ=2 5 t/τ=2 6 t/τ=2 7 t/τ=2 8 t/τ=2 9 t/τ=2 10-5 0 5 (l-l 0 )/t 1/2 ln[p l (t)t 1/2 ] -4-6 -20-10 0 10 20 (l-l 0 )/t 1/2 p l (t) 0.08 0.06 0.04 0.02 t/τ=2 3 t/τ=2 4 t/τ=2 5 t/τ=2 6 t/τ=2 7 t/τ=2 8 t/τ=2 9 t/τ=2 10 0-1000 -500 0 500 1000 l-l 0 ln[p l (t)t 1/2+a ] 0-1 -2-3 -4-5 -6-7 -8-3 -2-1 0 1 2 (l-l 0 -vt)/t 1/2

Ballisztikus csúcsok A szórást a kifutó ballisztikus csúcsok járuléka dominálja. W (t) t a σ 2 (t) t 2 a τ < π/2 z = 2 τ π/2 z = 2 2 a Miért jelennek meg a ballisztikusan mozgó csúcsok? Mi határozza meg az a exponenst?

0 h A 0 h B h A 0 1 h B 0 1 1 0 h A 1 0 h B H A =. h A 0...H B =. h B 0........ ha...... hb h A 0 h B 0

Rezonáns állapotok H A -nak és H B -nek általában nincsenek közös saját állapotai. f ± k (2n 1) = N eiθ k e ikn, f ± k (2n) = ±N e iθ k e ikn, N = 1 2 L 1/2, tan 2Θ k = sin k h+cos k ɛ ± k = ± 1 + h 2 + 2h cos k. f ± k,a = 1 2 (ei k ± e i k )f + k,b + 1 2 (ei k e i k )f k,b, ahol k = Θ A k ΘB k

Stroboszkópikus saját állapotok H A -nak és H B -nek általában nincsenek közös saját állapotai. De U A = exp( iτh A )-nak és U B = exp( iτh B )-nek vannak, ha ɛ + k,b τ = m Bπ vagy ɛ + k,a τ = m Aπ teljesül. (m B és m A pozitív egész.)

Rezonáns állapotok H A -nak és H B -nek általában nincsenek közös saját állapotai. De U A = exp( iτh A )-nak és U B = exp( iτh B )-nek vannak, ha ɛ + k,b τ = m Bπ vagy ɛ + k,a τ = m Aπ teljesül. (m B és m A pozitív egész.) τ < π/2-re nincsenek közös sajátvektorok τ π/2-re vannak közös sajátvektorok, ezek következményeként jelennek meg a ballisztikus csúcsok.

Kiszóródási idő A rezonáns közeli állapotok is lassan szóródnak ki. Mennyire lassan? Két dimenziós altér: f + k,a és fk,a. f (t n ) = F 1 (t n ) f + k,a + F 2(t n ) f k,a Tegyük fel, hogy a kezdeti állapot f + k,a. Annak valószínűsége, hogy n lépés után is ebben az állapotban van a rendszer: P + k (t) f + k,a f (t) 2.

Kiszóródási idő U A = [ ] e iɛ+ k,a τ 0 0 e iɛ+ k,a τ, U B = [ ω k γ k Definiáljuk: F (n) ij Fi (t n )F j (t n ), i, j = 1, 2 Mester egyenlet ebben az altérben: F (n) ij = 2 k,l=1 1 2 {[U A ] ik[u A ] jl + [UB ] ik[u B ] jl }F (n 1) kl. Bevezetve a U 1 2 (U A U A + UB U B) jelölést a mester egyenlet: F (n) = UF (n 1). γ k ω k ],

Kiszóródási idő U -nak mindig van egy egységinyi sajátértékhez tartozó sajátvektora: Az aszimptotikus állapot. A kiszóródás gyorsaságát a második legnagyobb sajátérték (r k ) adja meg: P + k (t n) P + k ( ) r n k e tn/τ k,

Kiszóródási idő 3 τ=0.4 π τ=0.5 π τ=0.6 π A rezonáns móduszok közelében: 1/τ k (k k 0) n k 0 1/τ k 2 1 0 -π -π/2 0 π/2 π k W k0 (t) k0 + k k 0 k k0 + k k 0 k e t/τ k dk e tc(k k 0) n k 0 dk t 1/n k 0,

Összefoglalás τ < π/2 nincs ballisztikus módusz diffuzív 1 z = 1 2

Összefoglalás τ < π/2 nincs ballisztikus módusz diffuzív 1 z = 1 2 τ > π/2 van ballisztikus módusz. A szórást a ballisztikus módusz határozza meg. τ = n π 2 W t 1/4 1 a = 1/4 z = 2 2 a = 7 8

Összefoglalás τ < π/2 nincs ballisztikus módusz diffuzív 1 z = 1 2 τ > π/2 van ballisztikus módusz. A szórást a ballisztikus módusz határozza meg. τ = n π 2 W t 1/4 a = 1/4 1 z = 2 2 a = 7 8 τ n π 2, τ > π 2 W t 1/2 a = 1/2 1 z = 2 2 a = 3 4

O sszefoglala s τ < π/2 nincs ballisztikus mo dusz diffuzı v z1 = 12 τ > π/2 van ballisztikus mo dusz. A szo ra st a ballisztikus mo dusz hata rozza meg. 2 τ = n π2 W t 1/4 a = 1/4 z1 = 2 a = π π 1 2 1/2 τ 6= n 2, τ > 2 W t a = 1/2 z = 2 a = (a) Megjegyze s: A ma gnesezettse gre e s az entro pia ra vonatkozo eredme nyek is visszavezetheto ek a bolyonga sra, un. kva ziklasszikus mo dszerrel. t time space (b) t time space Roo sz Gergo, Juha sz Ro bert, Iglo i Ferenc Fluktua lo teru transzverz Ising-la nc dinamika ja 7 8 3 4

Köszönöm a figyelmet! Jelen kutatást az OTKA K109577 számú projekt, és a TÁMOP-4.2.2B-15/1/KONV-2015-2016 projekt támogatta.