Orbital Approximation for the Reduced Bloch Equations: Fermi-Dirac Distribution for Interacting Fermions and Hartree-Fock Equation at Finite Temperature
本文求解了一个全同多体费米子系统巨正则系综中约化统计密度算符的一组层次方程。我们采用单粒子近似，得到了单粒子态的本征方程。在没有相互作用的情况下，它是自由粒子的本征方程，因此解是平面波。而对于两体相互作用的情形，它是通常的Hartre-Fock方程在零温下推广到任意有限温度情形的一个方程。得到了具有平均场相互作用的单粒子态的平均占据数，它具有与自由费米子气体相同的Fermi-Dirac分布。推导表明，即使对于相互作用的费米子系统，只有最低的$N$轨道，其中$N$是粒子的数量，在零温度被占领。此外，还讨论了它们在研究温度对大分子平均结构和电子光谱的影响等方面的实际应用。
2003-08-17 cond-mat.stat-mech
Hierarchy Bloch Equations for the Reduced Statistical Density Operators in Canonical and Grand canonical Ensembles
从正则系综的Bloch方程出发，导出了具有两体相互作用的全同多体系统约化统计密度算符的一组层次方程。它们提供了约化密度算符随温度变化的定律。通过在Fock空间中定义巨正则系综的约化密度算符，我们还得到了全同相互作用多体系统的类似Bloch方程和相应的层次约化方程。我们讨论了它们可能的解决方案和应用。
2003-08-14 cond-mat.stat-mech
Non-Makovian decoherence of a two-level system weakly coupled to a bosonic bath
Bloch-Redfield方程是研究弱耦合量子比特系统演化的常用工具。我们调查的准确性玻恩近似下这个方程。我们发现，高阶项的微扰膨胀包含积累的分歧，使简单的玻恩近似不合适。我们发展了图解法来表示和求解改进的自洽玻恩近似。这种更精确的处理揭示了在Phys.Rev.B71，035318（2005）中发现的主导量子位长时间弛豫的非马尔可夫贡献中的指数时间依赖前因子。同时，相关的失相不受影响，并通过Born-Markov近似描述。
2011-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Fundamental limitations in Lindblad descriptions of systems weakly coupled to baths
在文献中，以Lindblad形式写下马尔可夫量子主方程来描述具有多个自由度并且弱连接到多个热浴的系统是非常常见的，这些热浴通常可以处于不同的温度和化学势。然而，微观导出的量子主方程的领导秩序在系统浴耦合是所谓的Redfield形式，这是已知的，在大多数情况下不保持完全的积极性。另外的近似Redfield方程需要获得Lindblad形式。我们对Redfield方程的任何进一步近似提出了一些基本要求，如果违反这些要求，将导致物理上的不一致，如能量本征基中的主阶粒子数和相干性的不准确性，热化的违反，非平衡稳态（NESS）下局部守恒律的违反。我们认为，这些条件中的一个或多个一般将被违反在所有弱系统浴耦合Lindblad描述现有的文献中，据我们所知。作为一个例子，我们研究了最近推导出的通用林德布拉德方程（ULE），并使用这些条件来显示违反当地的守恒律，由于不准确的相干性，但准确的人口在能量本征基。最后，我们在一个相互作用的开放量子自旋系统中数值验证了我们的分析结果。
2022-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Damping of Bloch oscillations: Variational solutions of the Boltzmann equation beyond linear response
玻尔兹曼方程的变分解通常依赖于线性响应的概念。我们扩展的变分方法紧束缚模型在高熵的制度远远超出线性响应。我们分析了弱相互作用费米子和非相干玻色子的晶格。我们考虑的情况下，粒子是由一个恒定的力驱动，导致著名的布洛赫振荡，我们认为是足够弱的相互作用，不过度阻尼这些振荡。这种机制对计算要求很高，并且与光晶格中的超冷原子有关。我们推导出一个简单的理论，在耦合动力学方程的粒子密度，能量密度，电流和热流，允许解析解。作为应用，我们确定阻尼系数的布洛赫振荡的哈伯德模型在弱相互作用和计算它们的一维玩具模型。我们还近似地解决了一个弱相互作用，强烈布洛赫振荡云的费米子粒子在倾斜的晶格的长时间动力学，导致subdiffusive标度指数。
2014-11-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Interplay of decoherence and relaxation in a two-level system interacting with an infinite-temperature reservoir
本文利用修正Redfield理论研究二能级系统与无限温度库的退相干与弛豫相互作用，发现能量守恒相互作用会减慢弛豫并在足够强时导致芝诺冻结。
2023-12-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Bloch oscillations in the spin-1/2 XXZ chain
在理想的周期电势下，由恒定电场引起的电流密度可能表现出非平凡的振荡，即所谓的布洛赫振荡，其振幅在大的系统尺寸限制下保持非零。这种振荡已经在几乎没有相互作用的粒子中得到了很好的研究，并在实验中观察到。在这项工作中，我们重新布洛赫振荡在强相互作用系统。通过分析自旋为1/2的XXZ链，它可以映射到一个模型的无自旋电子，我们表明，在特定值的各向异性参数$Δ=-\cos(π/p)$（$p=3,4,5,\cdots$）在铁磁无隙制度的电流密度的行为定性相同的情况下（$Δ=0$），即使在弱电场限制。当$Δ$偏离这些值时，弱电场下的振荡幅度被系统尺寸的因子抑制。我们估计的强度所需的电场观察到这样的行为使用朗道-齐纳公式。
2021-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Quantum master equation for the microcanonical ensemble
利用投影超算符，我们给出了作者在Phys. Rev. E { \bf 68}，066112（2003）中首次得到的量子主方程的一个新的推导。我们发现，这个方程描述了一个子系统的动力学弱相互作用的环境中的有限热容量和最初描述的微正则分布。在应用旋转波近似的方程，我们表明，子系统的动力学保持总系统（子系统加环境）的能量，并趋向于一个平衡态，对应于均分内的总系统的能量壳。对于无限热容量的环境，这个方程减少到Redfield主方程的一个子系统与恒温器相互作用。这些结果应该是特别感兴趣的，以描述在纳米系统中的环境可以有一个有限数量的自由度和微正则和正则系综之间的等价性，因此并不总是保证松弛和退相干。
2007-10-11 cond-mat.stat-mech
The spin-boson model with a structured environment: A comparison of approaches
在自旋玻色子模型中，振子池的性质完全由振子的谱密度$J(ω)$表征。我们研究的情况下，当这个函数是Breit-Wigner形状，并有一个尖锐的峰值在频率$Ω$宽度$Γ\llΩ$。我们使用了一些方法，如弱耦合Bloch-Redfield方程，非相互作用的blip近似（NIBA）和流方程重整化方案。我们表明，如果$Ω$是远远大于量子比特的能量尺度，动力学对应于欧姆自旋玻色子模型与强烈减少隧道分裂。我们还表明，当裸分裂穿过$Ω$时，隧道分裂的缩放方向改变符号。我们发现我们的分析近似和数值结果之间有很好的一致性。我们阐明了如何以及为什么不同的方法来解释这些功能的模型，并讨论了该模型的应用程序的背景下，量子计算和读出的解释。
2003-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Reentrant Bloch ferromagnetism
当系统密度（$n$）减小时，二维（2D）和三维（3D）中的相互作用电子液体可以在零外加磁场下经历完全由交换相互作用驱动的顺磁到铁磁量子自旋极化转变。这被称为布洛赫铁磁性。我们从理论上表明，应用程序的外部磁场（$B$），直接自旋极化系统通过塞曼自旋分裂，有一个有趣的影响布洛赫铁磁性，如果施加的字段和载流子密度都减少（从一些初始施加的高磁场在高载流子密度）在幂律的方式，$B\sim n^p$。对于$p<p_c$，当$p_c= 1 (2/3)$处于$2(3)$ D中时，随着密度和场的减小，系统保持完全自旋极化，或者随着密度和场的减小，系统经历从部分自旋极化（具有对应于自旋向上和向下电子的两个费米表面）到完全自旋极化状态（具有一个自旋的单个费米表面）的单个转变，这取决于起始点是部分自旋极化还是完全自旋极化。然而，对于$p>p_c$，如果从完全自旋极化态开始，系统可能经历两个转变：首先，在高密度和场下从场诱导的完全极化相到部分极化相的弱二级转变;然后，在较低的场和密度下，再入一级转变再次回到具有单个费米表面的完全自旋极化相。
2021-09-09 cond-mat.stat-mech
Universal transport in periodically driven systems without long-lived quasiparticles
对于周期性驱动的相互作用的一维系统，Bloch带被一个大的单粒子带隙隔开，提出了一个有趣的在高熵密度下的普遍电荷输运机制.对于弱相互作用，一个简单的图片的基础上定义良好的Floquet准粒子表明，该系统应该主机的准稳态电流，仅取决于人口的系统的Floquet-Bloch带和他们相关的quasienergy缠绕数。在这里，我们表明，这种拓扑运输持续到强相互作用的制度，其中单粒子的寿命变得比驱动周期短。分析表明，当系统的非平衡分布函数满足一定条件时，电流值对相互作用引起的能带重整化和寿命展宽不敏感。我们表明，这些条件对应于一个准稳态。我们支持这些预测，通过数值模拟系统的强烈相互作用的费米子在sachdev-ye-Kitaev点的调制链。我们的工作建立了高熵密度下的普适输运是一种强有力的远离平衡态的拓扑现象，这种现象可以很容易地用光晶格中的冷原子来实现。
2022-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
On the zero-field orbital magnetic susceptibility of Bloch electrons in graphene-like solids: Some rigorous results
从最近邻紧束缚模型出发，严格研究了在固定温度和粒子密度下，石墨烯类固体中非相互作用布洛赫电子气体的体零场轨道磁化率.在零温度极限和半导体的情况下，我们推导出一个完整的表达式，它适用于任意数量的带可能的简并。在一个特殊的情况下，两个带隙模型，所有涉及的数量明确写下来。此外，我们得到的公式具有适合于数值计算的特点，因为它只涉及Bloch哈密顿量的本征值和相关本征函数，以及w.r.t.的导数（直到二阶）。布洛赫哈密顿量的矩阵元的准动量。最后，我们给出了一个简单的应用程序的两个带隙模型考虑的情况下，色散规律是线性的w.r.t.准动量在无隙极限。通过这个例子，奇异性的起源，这表示为一个狄拉克δ函数的费米能量，所隐含的McClure的公式在纯单层石墨烯进行了讨论。
2012-07-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech math-ph
