The Aharonov-Casher Phase: Considerations Regarding Force, Time-Dependence, and Berry Phase
该研究通过Foldy-Wouthuysen变换推导AC哈密顿量一般形式,考察相位解析几何构型及与Berry相位的关联,得出不同电场强度下AC相位与场强的对应关系,明确了AC效应与磁矩粒子受力的联系。
2025-06-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Poor qubits make for rich physics: noise-induced quantum Zeno effects and noise-induced Berry phases
我们简要回顾了环境噪声减慢(或加速)量子跃迁的三种方式:(i)兰姆位移,(ii)过阻尼和(iii)正交性突变。我们比较了它们与观察系统引起的量子芝诺效应。这些效应与较差的量子位(与噪声强耦合的量子位)有关。我们讨论了由正交突变产生的Berry相位,并认为噪声可能使观察Berry相位变得更容易。
2009-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
PT-symmetric dynamical confinement: Fermi acceleration, quantum force and Berry phase
该研究建立运动壁PT对称盒中的量子粒子动力学囚禁模型,给出保持PT对称的壁运动函数类,计算平均动能、量子力及谐振壁情形的Berry相位,并讨论实验实现。
2024-03-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
The vacuum induced Berry phase beyond rotating-wave approximation
针对自旋为1/2的粒子与量子化辐射场相互作用过程中产生的真空感生Berry相,在行波近似(RWA)下,我们提出了完全不同的处理方法,即在RWA之外对真空感生Berry相进行全量子力学处理,给出了VIBP的新定义,指出RWA的有效性不仅与能量守恒和特性比较有关,参数,但也更微妙的物理,如几何性质的状态演变。我们的结果是概念上的重要性,也是显着的相关量子信息处理。
2012-02-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Berry phase induced persistent current in mesoscopic systems
自从Berry相被发现以来,拓扑效应的研究在量子力学和凝聚态物理领域引起了人们极大的兴趣。本文研究了介观无序环中的持续电荷流,并用图解法计算了无序平均持续电流。我们发现,在绝热制度的平均电流振荡的几何通量,这是相关的Berry相位的函数。
1999-12-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Berry Phase and Dissipation of Topological Singularities
我们概述了一个路径积分推导的横向力,Berry相,摩擦的微观费米子超流理论的涡旋。推导过程清楚地表明了有效涡作用中Berry相项和耗散项的相互独立性。
1997-11-17 cond-mat hep-ph quant-ph
Berry phase in the simple harmonic oscillator
在一般表象中考虑了简谐振子的Berry相位。结果表明,经典运动的Berry相位不仅可以定义在经典运动的半周期演化下,也可以定义在经典运动的周期演化下,它取决于表象的选择。Berry相位{ \em not}取决于振荡器的质量或角频率。受驱动的谐振子也被认为是,和Berry相位给出的外力和参数,确定的表示的傅立叶系数。
1999-08-01 quant-ph
Berry-Phase-Induced Chirality in Thermodynamics
Zhejiang Key Laboratory of Quantum State Control and Optical Field Manipulation, Department of Physics, Zhejiang Sci-Tech University(浙江理工大学物理系量子态控制与光场调控浙江省重点实验室);School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学物理与天文学院);Key Laboratory of Multiscale Spin Physics (Ministry of Education), Beijing Normal University(北京师范大学多尺度自旋物理教育部重点实验室)
研究通过耗散绝热扰动展开,揭示了Berry相诱导的非平衡手性工作差,阐明了量子几何在热力学几何表述中的作用。
2026-05-13 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Ultra-sensitive magnetic sensor based on 3-dimensional rotation induced Berry phase
提出基于三维旋转诱导Berry相位测量直流磁场的新方法,理论证明14N核自旋静态磁场灵敏度可达10^(-7) T/Hz^(1/2)/N^(1/2)。
2025-06-30 quant-ph
Geometric nature of the environment-induced Berry phase and geometric dephasing
我们研究了自旋半体在缓慢变化的磁场和弱耦合耗散环境(量子或经典)下的几何相位或Berry相位(BP)。我们研究了这个阶段是如何修改的环境,并发现修改是一个几何性质。虽然原始的BP(对于一个孤立系)是通过由磁场穿过的环路的单极场的通量,但环境引起的BP的修改是类四极场的通量。我们发现,环境引起的相位是复杂的,它的虚部是一个几何贡献的退相。它的符号取决于环的方向。与BP不同,这种几何失相对于磁场的开放路径是规范不变的。
2005-01-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Non-localities and Correlation-Measurement-Induced Berry Phases for Spin-Singlet States
本文在测量结果无关的假设下,用量子概率统计方法导出了Bell关联的解析公式。对于自旋为1/2的单重态,我们解析地发现Bell型不等式的破坏实际上与量子非定域关联有关。然而,对于自旋为1的单重态,Bell和Clauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)不等式始终满足。更一般地,量子非局域性不会导致整数自旋单态的Bell和CHSH不等式的违反,因为非局域干涉效应通过量子平均相互抵消。对于半整数自旋单态,由于非平凡的Berry相位,这种抵消不再存在,因此可以违反相关的Bell型不等式。具体来说,我们的一般观察可以用纠缠光子对进行实验测试。我们的讨论是基于自旋单重态的,但也可以推广到其他的二分量子态。
2013-04-07 quant-ph
Anyons and transmutation of statistics via vacuum induced Berry phase
我们表明,玻色子场可能会出现任何行为时,与费米子的Jaynes-Cummings模型。该建议是通过一个两能级系统与两个量子化模式的谐振子的相互作用,在适当的条件下,该系统获得分数几何相位。系统本征态的纠缠在系统的有效演化中起着至关重要的作用,它提供了一个二维的限制,导致了任意子的行为。对于一个特定的参数选择,我们表明,它是可能的不断从费米子玻色子系统的统计嬗变。我们还提出了一个实验性的建议,在离子阱设置,其中分数统计特征可以生成,控制和测量。
2004-10-18 quant-ph
Berry connection induced anomalous wave-packet dynamics in non-Hermitian systems
Berry相强烈地影响晶体材料的性质,引起支配波包动力学的半经典运动方程的修改。在非厄米特系统中,Berry连接的推广已经被分析以表征这些系统的拓扑。虽然非厄米系统的拓扑分类正在发展中,很少有人注意到新的几何相位对动力学和运输的影响。在这项工作中,我们得到了完整的一套半经典运动方程的波包动力学的系统由非厄米哈密顿,包括贝里连接引起的校正。我们表明,非厄米性表现在异常的重量率和速度项,已经在一维系统中,显着区别于厄米的情况下。我们表示的异常重量和速度的Berry连接定义在左,右本征态的空间和数值晶格模拟的分析结果进行比较。我们的工作规定了观察半经典动力学的异常贡献的条件,从而为它们的实验检测铺平了道路,这应该是在目前可用的超材料中立即实现的。
2020-12-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum gyroscope based on three-dimensional rotation induced Berry phase
Beijing Institute of Technology(北京理工大学)
该研究利用钻石中的固态自旋缺陷作为传感量子比特,通过三维旋转诱导 Berry 阶段提高陀螺仪灵敏度,采用反迪阿巴托协议抑制非绝热泄漏,实现四阶灵敏度提升。
2026-03-20 quant-ph
Note on Dirac monopole theory and Berry geometric phase
本工作通过将狄拉克单极子理论拓展到参数空间,利用双模哈密顿量模型可视化参数空间中的狄拉克弦,揭示其与贝里几何相位的内在联系,为相关研究提供统一框架。
2025-08-20 math-ph math.MP quant-ph
Proposed neutron interferometry test of Berry's phase for a circulating planar spin
自旋$-\frac{1}{2}$粒子在受限于平面的磁场中的能量本征态定义了平面自旋。如果粒子在这个平面上绕着一个环作螺旋运动,它会得到一个只能是$π$的整数倍的拓扑Berry相位。我们提出了一个中子干涉测量测试的Berry相位的循环平面自旋的磁场所造成的一个很长的载流直导线垂直于平面。这个贝里相位在通过三劳厄干涉仪的热中子束的入射方向上引起相消干涉。
2017-10-03 quant-ph
Berry phase due to quantum measurements
量子芝诺效应的通常的“静态”版本在于由于重复测量而阻碍量子系统的演化。然而,同样的现象有一个“动态”版本,首先由冯·诺依曼在1932年讨论,随后由Aharonov和Anandan探索,其中一个系统被迫遵循给定的轨迹。如果这样的轨迹是射影希尔伯特空间中的闭环,则出现Berry相位。一个具体的例子,涉及中子自旋被认为是一个类似的情况与光子极化的研究。
1999-04-24 quant-ph
Spin Gauge Fields: from Berry Phase to Topological Spin Transport and Hall Effects
本文研究了具有n个不同本征值的矩阵哈密顿量描述的自旋粒子演化过程中规范场的出现。通过引入一个自旋规范场,一个具有自旋的粒子可以被描述为一个非阿贝尔纯规范场U(n)中标量粒子的自旋多重态.结果,我们可以建立一个关于群U^n(1)的规范不变的粒子演化理论。因此,在绝热(阿贝尔)近似中,自旋规范场是粒子扩展相空间上n个电磁场U(1)的模拟。这些场都是力场,它们的作用力进入本文以一般形式导出的粒子运动方程。运动方程描述了拓扑自旋输运、抽运和分裂。在这个理论中,贝瑞相的表示类似于电磁场中粒子的狄拉克相。由于与电磁场的类比,该理论在四维形式中变得自然。除了一般理论的文章认为一些重要的特殊的例子,已知的和新的。
2005-07-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Berry phases for interacting spins in composite environments
由于在量子信息处理中的潜在应用,相互作用系统的几何相位引起了人们的广泛兴趣。有的物理学家把研究的重点放在纯经典环境中,有的物理学家则把研究的重点放在纯量子环境中。因此,一个自然的问题被提出:在由经典场和量子场组成的复合环境中,一个相互作用系统会如何?在这篇文章中,我们分析了一个由两个相互作用的自旋组成的量子系统,其中一个处于经典磁场中,另一个处于量子化场中。首先,研究了经典磁场驱动的整个系统和子系统的Berry相位。分析了粒子与光子之间的耦合对这些相位的影响。与动态量子化场相比,我们发现即使是处于真空态的静态量子化场也会对Berry相位产生影响。其次,给出了整个系统和子系统的量子化场驱动Berry相位,包括场的一模和双模。阐述了真空感生效应,并与以往文献中的恒定真空感生相位相比较,本文的对应相位随经典磁场、耦合等参数的变化而变化。对于双模量子化光场,建立了子系统的纠缠度与Berry相位之间的严格关系。
2012-02-17 quant-ph
Spin-electric Berry phase shift in triangular molecular magnets
我们提出了一个贝里相位效应的手性自由度的三角形磁性分子。该相位是通过在分子平面中经由存在于这些受抑磁性分子中的自旋-电耦合机制而磁性地改变外部电场来诱导的。Berry相位效应取决于自旋-轨道相互作用分裂和电偶极矩。通过改变所施加的电场的幅度,两个自旋状态之间的Berry相位差可以取零和$π$之间的任意值,其可以通过使用自旋回波技术测量为两个手征状态之间的相移。我们的结果可以用来实现一个电场诱导的几何相移门作用于编码在三角形磁性分子的基态流形中的手征量子比特。
2016-12-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of spin-tensor induced topological phase transitions of triply degenerate points with a trapped ion
三重简并点(TDP),对应于新类型的拓扑半金属,可以支持新的准粒子具有有效的整数自旋,同时保持费米统计。在这里,通过将动量空间映射到囚禁离子中的三能级系统的参数空间,我们在实验上探索了由自旋张量-动量耦合驱动的不同类型的TDPs之间的跃迁。我们观察到的相变与不同的拓扑电荷之间的TDPs通过测量周围的间隙闭合线的环路上的Berry通量,和Berry通量的跳跃给出了跨越过渡的拓扑电荷的跳跃(高达$2π$因子)。对于Berry通量的测量,我们采用了一种新的方法,通过检查自旋矢量和张量的几何旋转,这导致一个广义立体角等于Berry通量。多能级离子的可控性为研究高自旋物理提供了一个通用的平台,我们的工作为探索其中的新拓扑现象铺平了道路。
2022-01-25 quant-ph
Influence of thermal bath on Pancharatnam-Berry phase in an accelerated frame
本文研究匀加速原子的 Pancharatnam-Berry 相位,发现场的热性质及 Unruh 热浴与真实热浴的交换对称性会影响相位,但实验所需高温超出当前技术能力。
2024-09-09 gr-qc hep-th quant-ph
Quantum Kinetic Theory of Nonlinear Nernst Effect
长期以来,人们一直在探索Berry曲率对时间反演对称性破缺材料输运性质的影响。在时间反演对称材料中,在线性区域将不存在由Berry曲率引起的热电流。然而,非磁性和非中心对称材料中可以显示出非线性霍尔电流,其中Berry曲率偶极子起着重要作用。大多数研究都是从半经典玻尔兹曼方程出发。本文给出了非线性能斯特效应的量子动力学理论,并介绍了一种新型的Berry曲率偶极子:热电Berry曲率偶极子。这种新的Berry曲率偶极子也将在非线性区域诱导热电输运,即使在时间反演不变的晶体。我们也将我们的理论应用到拓扑晶体绝缘体与倾斜狄拉克锥。
2020-12-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
An On/Off Berry Phase Switch in Circular Graphene Resonators
量子态的相位在系统的参数围绕闭合路径循环之后可能不会返回到其原始值;相反,波函数可能获得称为Berry相位的可测量相位差。贝里相位通常是通过干涉实验获得的。在这里,我们证明了一个不寻常的贝里相位诱导的光谱功能:一个突然的和大的角动量态的能量在圆形石墨烯pn结谐振器达到一个小的临界磁场。这种行为是由于打开了与石墨烯中狄拉克费米子的拓扑性质相关的$π$ -Berry相。Berry相可以在10 mT量级的小磁场变化下打开和关闭,潜在地实现了各种光电石墨烯器件应用。
2017-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph