Time-dependent unitary perturbation theory for intense laser driven molecular orientation
我们应用含时微扰理论的基础上结合平均技术的酉变换，分子取向动力学的超短脉冲。我们测试的有效性和准确性，这种方法对氯化锂内描述的刚性转子模型，并发现它是更准确的比其他近似。此外，它表明，一个值得注意的取向可以实现实验标准的短激光脉冲的零时间平均。在这种情况下，我们通过使用微扰传播子，这是来自这个计划，我们确定了动态相关的参数，并研究了温度对分子取向动力学的影响。
2004-01-07 quant-ph
Single-input perturbative control of a quantum symmetric rotor
我们考虑z-线极化电场驱动的旋转对称刚性分子（对称转子）的薛定谔偏微分方程，作为退化无限维双线性控制系统的原型.通过引入一个抽象的扰动准则，我们对其同时近似可控性进行了分类;基于这一认识，我们数值地实现了旋转布居的定向选择转移。
2022-02-09 math.AP math.OC quant-ph
Long-range Nonlinear Sigma Model for a Singular Quantum Kicked Rotor
University of Warwick（华威大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
该研究针对奇异量子踢转子与幂律随机带矩阵（PRBM）的关联问题，推导非局域超对称非线性西格玛模型，经两圈阶重整化群分析，发现匹配对称性类别和耦合约定后，转子可重现PRBM的长程安德森转变。
2026-08-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum criticality in chains of planar rotors with dipolar interactions
本文利用密度矩阵重正化群方法研究了偶极相互作用的平面转子链，发现随转子平面取向变化会发生从无序到偶极有序的量子相变，并揭示了涵盖Ising至XY模型的不同普适类。
2024-01-05 cond-mat.stat-mech physics.atm-clus physics.chem-ph
Probing rotational decoherence with a trapped-ion planar rotor
本研究首次实验观测了转动退相干标度律，利用双离子阱平面转子制备角动量叠加态并测量退相干速率，结果与理论高度吻合，对转子量子应用具有重要意义。
2025-01-24 physics.atom-ph quant-ph
Modelling magnetically-levitated superconducting ellipsoids, cylinders and cuboids for quantum magnetomechanics
本文理论研究了反亥姆霍兹势阱中磁悬浮超导转子的平动与摆动模式，比较椭球、圆柱和长方体三种形状，发现稳定取向由转子纵横比决定。
2024-04-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Ultrafast Plasmonic Rotors for Electron Beams
本研究通过在激发金纳米棒的正交偏振激光脉冲间引入相位偏移生成旋转等离子体近场偶极子，探究其与慢电子束的相互作用，揭示了等离子体场循环方向的调控作用及同步共振的角动量传递效果，为电子波包整形及相关领域应用提供了新途径。
2025-02-24 physics.optics quant-ph
Quantum phases of dipolar rotors on two-dimensional lattices
利用基态路径积分量子蒙特卡罗方法研究了二维正方形和三角形晶格中偶极子的量子相变.我们分析了作为偶极相互作用和横向电场的强度的函数的相图。研究揭示了量子偶极转子的取向相的存在，其性质由各向异性偶极-偶极相互作用的强度，所施加的横向场的强度和旋转常数之间的比率决定。对于三角形晶格，发现在偶极相互作用强度和施加场两者的零值和弱值处发现的一般取向无序相随着偶极-偶极相互作用的强度增加而显示出向以晶格平面中的净极化为特征的相的转变，而与施加的横向场的强度无关，除了当电场强度增加时预期过渡到横向极化相之外。正方形晶格也被发现表现出从无序相到有序相的偶极-偶极相互作用强度的增加，以及预期的过渡到横向极化相的电场强度增加。与三角形晶格的情况相反，在正方形晶格上，在高偶极-偶极相互作用强度下的有序相具有条纹有序。这些量子偶极转子相位的性质由相互作用的各向异性支配，并且提供了用于开发量子相位的有用模型，该模型超出了自旋哈密顿模型的众所周知的范例，特别是实现了具有各向异性长程相互作用的量子转子状哈密顿量的新颖物理实现。
2018-03-09 cond-mat.quant-gas physics.chem-ph quant-ph
Optimal molecular alignment and orientation through rotational ladder climbing
在线性刚性转子模型中，研究了电磁场对分子排列和取向的控制。借助单调收敛算法，我们发现最佳场在光谱的微波部分，并且通过从基态逐渐共振激发分子的旋转来起作用，即，通过旋转爬梯这种机制不仅在最大化定向或对准时存在，而且在使用同时优化定向/对准的效率及其持续时间的规定目标状态时也存在。扩展的优化方法考虑有限的旋转温度也提出。
2005-08-02 physics.chem-ph quant-ph
Controlling Quantum Rotation With Light
考虑了强时变场驱动下量子转子（分子）动力学中的半经典灾变。我们表明，对于足够强的字段，可以通过时域聚焦现象，随后形成的角度彩虹和荣耀状的角度结构，实现在转子角分布的尖峰。几种情况下，导致增强角压缩提出了使用专门设计和优化的脉冲序列。从激光场作用下的分子取向到重离子碰撞，以及脉冲光晶格中冷原子的压缩，在许多过程中都可以观察到这些预测的效应。
2002-01-13 quant-ph
Mixed-field orientation of a thermal ensemble of linear polar molecules
本文从理论上研究了静电场与非共振线偏振激光脉冲相结合对线性分子热系综转动动力学的影响。我们在刚性转子近似下求解了含时的薛定谔方程。以硫化羰（OCS）分子为原型，详细分析了实验上可获得的静态场强和激光脉冲对热样品的混合场取向的影响。我们证明，对于在当前的混合场取向实验中使用的特征场配置，获得旋转温度低于0.7K或使用更强的直流场的显着取向。
2013-06-05 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Mapping atomic trapping in an optical superlattice onto the libration of a planar rotor in electric fields
我们发现，两个看似无关的问题-在光学超晶格（OSL）中的原子的捕获和平面刚性转子在组合电场和光场的振动-同构的哈密顿量。由空间周期相差两倍的光晶格的干涉形成，OSL产生通过AC斯塔克效应作用于原子平移的周期势。后者的系统，也被称为广义平面摆（GPP），是通过使一个平面刚性转子组合定向和对齐的相互作用，由于转子的永久和感应电偶极矩与组合场的耦合。映射使得有可能建立对应关系的概念开发的两个eigenproblems单独，如本地化的一方面和方向/对齐的另一方面。此外，由于GPP问题是条件准精确可解的（C-QES），所以OSL中的原子囚禁也是条件准精确可解的，我们利用对应性和准精确可解性将光学超晶格中的超冷原子作为半有限能隙系统来处理.该系统的能带结构由本征能量和它们的真正的和避免的交叉之前获得的GPP作为Whittaker-Hill方程的解析解。这些解决方案的特点都压缩和隧道的原子被困在一个光学超晶格，并铺平了道路，以解析形式解开他们的动力学。
2022-09-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optically Levitated Nanodumbbell Torsion Balance and GHz Nanomechanical Rotor
悬浮光力学在精密测量、热力学、宏观量子力学和量子传感等方面具有巨大的应用潜力。在这里，我们合成和光学悬浮二氧化硅纳米哑铃在高真空。利用线偏振激光，我们观察了真空中光悬浮纳米钟的扭转振动。线性偏振的光学镊子提供恢复扭矩以限制纳米哑铃的取向，类似于为卡文迪什扭秤中的悬浮铅球提供恢复扭矩的扭力线。计算结果表明，它的扭矩检测灵敏度可超过目前最先进的扭秤几个数量级。悬浮纳米钟扭秤天平为观测卡西米尔力矩和探索最近提出的引力的量子性质提供了难得的机会。利用圆偏振激光驱动直径为170 nm的纳米钟旋转超过1~GHz，这是迄今为止实现的最快的纳米机械转子。我们的计算表明，较小的二氧化硅纳米钟可以维持超过10 GHz的旋转频率。这种超快旋转可以用来研究材料特性和探测真空摩擦。
2018-04-18 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Theoretical study of asymmetric superrotors: alignment and orientation
通过求解含时薛定谔方程，在刚性转子近似下，对非对称陀螺分子与静电场相互作用的光学离心加速进行了理论研究.详细分析了角动量在分子和实验室固定系中的混合，使我们能够加深对加速过程的主要特征的理解，例如，在脉冲结束时分子的有效角频率。此外，我们证明了数值的非对称的超转子绕一个内部轴旋转，他们的动力学被限制在由激光的偏振轴定义的平面，与实验结果一致。此外，我们认为由直流场诱导的取向图案，显示其结构的静态场的强度和初始配置的字段的函数的特性。
2017-12-07 physics.chem-ph quant-ph
Singularity of relativistic vortex beam and proper relativistic observables
我们研究了这两组相对论性算符下相对论性涡旋光束的相位奇异性。其中一个包括新的自旋和轨道角动量（OAM）算符，它是从宇称扩展庞加莱群，另一个是由（通常）狄拉克自旋和OAM算符。第一组预测相同的奇异环流的非相对论涡旋光束。另一方面，第二组预期的奇异性的环流是自旋取向相关的，可以消失，特别是相对论傍轴电子束的自旋平行于传播方向。这些截然不同的预测表明，相对论性电子束实验与自旋极化电子首次回答了长期存在的基本问题，即，从相对论量子力学的开端，到狄拉克方程的发现，什么是正确的相对论观测量。
2019-04-26 quant-ph
Interferometric control of nanorotor alignment
刚体本质上的非线性旋转动力学为利用其量子运动提供了前所未有的方法。在这封信中，我们设计了一个旋转模拟马赫-曾德尔干涉，它允许转向对称转子从完全对齐完全反对列。该方案使用四个不同方向的叠加，出现在量子恢复时间的八分之一，其干涉可以通过弱激光脉冲控制。我们开发了一个半经典模型的效果，并证明它仍然存在，即使在存在的缺陷和退相干。
2022-02-17 quant-ph
Quantum control of molecular rotation
分子的角动量，或者等价地，它们在三维空间中的旋转，非常适合量子控制。分子的角动量是自然量子化的，时间演化由一个众所周知的哈密顿量控制，只有几个精确的已知参数，旋转能级之间的跃迁可以由来自电磁波谱各个部分的外场驱动。对旋转运动的控制可以在一体、二体和多体情况下施加，从而允许探测安德森局域化、双分子反应的目标立体选择性或编码量子信息，仅举几个例子。量子控制的相应方法在不同的物理学子领域中进行，通常是不相交的，包括超快科学，冷碰撞，超冷气体，量子信息科学和凝聚态物理。这是审查的目的，目前的各种控制现象，都依赖于相同的基础物理，在一个统一的框架。为此，我们回顾了自由旋转的哈密顿量，假设刚性转子近似是有效的，并总结了转子与外部电磁场相互作用的不同方式。这些相互作用可以用于控制-从在单体框架中实现对准、定向或激光冷却，转向双分子碰撞，或在多体环境中实现量子计算机或量子模拟器。
2019-10-09 physics.atm-clus physics.chem-ph quant-ph
Analyzing laser-induced alignment of weakly-bound molecular aggregates
从理论和计算两方面分析了典型的松软$\text{indole}(\text{H}_2\text{O})$分子团簇的转动和扭转动力学。考虑到整体旋转和水部分的内部旋转，求解了与时间相关的薛定谔方程以得到团簇的降维描述。根据我们的研究结果，很明显，内部和整体旋转之间的耦合是小的，并且对于典型的磁场强度在对齐和混合场取向实验的刚性转子近似可以用来描述所研究的动态。此外，参数空间，这是有效的，其边界的内部和整体旋转的耦合不能再被忽略的探索。
2018-08-03 physics.atm-clus physics.chem-ph quant-ph
