Solutions of Pauli-Dirac Equation in terms of Laguerre Polynomials within Perturbative Scheme
我们在瑞利-薛定谔理论中寻找对Pauli-Dirac方程的能级的一阶和二阶修正。我们使用一些相关的拉盖尔多项式满足的身份,以达到这一目的。我们给出了一个列表,介绍了一些积分的分析形式,包括两个相关的拉盖尔多项式,或其衍生物。
2021-09-15 quant-ph
Pauli equation for a charged spin particle on a curved surface in an electric and magnetic field
本文导出了电磁场中自旋带电粒子在空间曲面$\mathcal{S}$上运动的泡利方程。利用薄层量子化方案将粒子约束在$\mathcal{S}$上,在变换后的旋量表示中,我们得到了著名的几何势$V_g$和$e^{-iφ}$的存在,它可以通过曲线坐标导数产生加性自旋连接几何势,并且我们发现文献[Giulio Ferrari and Giampaolo Cuoghi,Phys. Rev. Lett. 100,230403(2008).]在没有垂直于$\mathcal{S}$的源电流的本系统中仍然有效。最后,我们将表面Pauli方程应用到球面、柱面和环面上,得到了预期的几何势和新的自旋连接几何势,并发现这些方程中只出现正规Pauli矩阵。
2014-11-05 quant-ph
Dunkl-Pauli Equation in the Presence of a Magnetic Field
本文研究外部磁场下二维非相对论自旋-$1/2$ 粒子系统,通过解析求解 Pauli 方程探讨其基于 Dunkl 导数的宇称依赖动力学,并进一步分析了热平衡下系统的热力学量。
2024-03-08 quant-ph
Quasithermodynamic Representation of the Pauli Markov equation and their possible applications
我们证明了由泡利主方程描述的广义开马尔可夫量子系统可以表示为:这种表示在许多方面有一定的优点,例如它允许人们精确地指定所讨论的系统单调地松弛到其定态的参数区域。为了说明这种表示的可能应用,我们考虑具体的马尔可夫模型,在我们看来,它具有独立的利益,即解释重要的和良好的建立了大量的实验,耶基斯-多德森定律在心理学
2014-03-05 quant-ph
Pauli's Electron in Ehrenfest and Bohm Theories, a Comparative Study
以比光速低得多的速度运动的电子由波函数描述,波函数是泡利方程的解。这是相对论性狄拉克方程的低速极限。在这里,我们比较了两种方法,一种是更保守的哥本哈根的解释,否认了电子的轨迹,但允许通过Eschlafest定理的电子期望值的轨迹。所述期望值当然是使用泡利方程的解来计算的。玻姆主张一种不太正统的方法,他认为电子的速度场也来自泡利波函数。因此,比较玻姆的电子轨迹和埃菲菲斯特的期望值是很有趣的。将考虑相似性和差异性。
2022-12-22 quant-ph
From qubits and actions to the Pauli-Schroedinger equation
在这里,我表明,一个经典的或量子比特状态加上一个简单的操作,一个行动,是足够的成分,以获得一个量子动力学方程,规则的顺序变化的状态。然后,通过假设一个自由移动的大质量粒子是量子比特载体,发现粒子在物理空间中的位置和量子比特状态都根据Pauli-Schroedinger方程随时间变化。因此,这种方法提出了以下猜想:因为它携带一个量子比特的信息,粒子运动的描述受制于内部自由度的存在。它不得不不再用经典的方法来描述,而是用波函数来描述。我还简要地讨论了量子比特方面的狄拉克方程。
2010-02-01 quant-ph
A Matrix Factorization of Extended Hamiltonian Leads to $N$-Particle Pauli Equation
本文推广了Levy-Leblond方法,将薛定谔方程线性化得到单粒子Pauli方程,得到了一个带自旋的$N$粒子方程。这是通过使用更通用的矩阵分解$G\tilde{G} = |G| I = (-K)^l I$来实现的。这里方阵$G$在总能量E和所有动量中是线性的,$\tilde G$是$G$的伴随矩阵,$I$是单位矩阵,$|G|$是$G$的行列式,$l$是正整数,$K=H-E$是Lanczos的扩展哈密顿量,其中$H$是机电系统的经典哈密顿量。对于所有这样的系统,$K$都是零,因此矩阵$G$是奇异的。因此,总是存在具有属性$G\underlineθ=0$的向量函数$\underlineθ$。这种因式分解,以获得矩阵$G$和矢量函数$\underlineθ$示出的一维粒子在一个简单的势阱。同样的技术,当应用到经典的非相对论性哈密顿量的$N$相互作用的粒子在电磁场中,示出产生N=1的泡利波方程的自旋和其推广到$N$粒子。最后,本文用泡利方程的非相对论性推广,把类氢原子的塞曼效应当作一个带自旋的两粒子问题来处理。
2007-01-11 quant-ph
The Pauli and $\text{Lévy-Leblond}$ Equations, and the Spin Current Density
我们回顾了文献中的泡利方程和它的电流密度,讨论了进展从原来的唯象版本的泡利,其推导$\text{Lévy-Leblond}$从线性化的$\text{Schrödinger}$方程。$\text{Lévy-Leblond}$的研究结论是,自旋为1/2的粒子(如电子)的自旋在本质上是非相对论性的,这与狄拉克推导相对论性波动方程以及他随后证明泡利的自旋相互作用项出现在非相对论性极限中的情况相反。在这个极限下,发现相关概率流密度的戈登分解包含自旋依赖项。这样一个长期不遵循,但是,从通常的推导电流密度从泡利方程,虽然各种物理动机,但其他特设的解释提出了占it. We评论的唯一例外,这些我们都知道暗示的自旋项在当前实际上是非相对论性的。然而,$\text{Lévy-Leblond}$的早期工作已经表明,在没有附加假设的情况下,这一项是从他的方程导出的电流密度的一个突出特征。因此,就像自旋本身一样,自旋流是非相对论性的,尽管有人声称相反。我们提出了一个有点简化的推导的$\text{Lévy-Leblond}$方程和它的电流密度,评论的可能性实验工作,可能表明可测量的后果的自旋项在电流密度。
2019-10-14 quant-ph
Engineering classical capacity of generalized Pauli channels with admissible memory kernels
该研究分析记忆核主方程生成的广义Pauli信道经典容量,发现调控核参数可使非局域噪声演化的动力学映射容量高于纯马尔可夫演化,并给出量子比特和qutrit示例,且该现象未在时间局域主方程中出现。
2021-09-21 quant-ph
Pauli equation for joint tomographic probability distribution of spin 1/2 particle
介绍了一种完全描述自旋1/2粒子量子态的无冗余正矢量光学层析图像。引入了向量辛层析图和向量拟分布$\vec W({\mathbf q},{\mathbf p})$,$\vec Q({\mathbf q},{\mathbf p})$,$\vec P(\vecα)$.得到了所提出的矢量光学和辛层析图的演化方程以及任意哈密顿量的矢量准分布。在所提出的表象中考虑了任意电磁场中自旋1/2带电粒子的量子系统,得到了类似于泡利方程的演化方程。在朗道规范中,找到了均匀定常磁场情况下演化方程的传播子,并考虑了低朗道能级初始纠缠叠加态在矢量光学表象中的演化。考虑了具有自旋的线性量子振子系统在矢量光学层析表象中的演化,研究了两个低Fock态和自旋上、自旋下态的初始纠缠叠加态的演化.
2014-12-26 quant-ph
Manifestations the hidden symmetry of Coulomb problem in the relativistic quantum mechanics - from Pauli to Dirac electron
将Pauli方程中关于与Dirac的$K$ -算子反交换的算子的定理推广到Dirac方程中.利用这个定理构造了相对论库仑问题(狄拉克方程)中控制隐对称性的算子。证明了该算子与人们熟悉的Johnson-Lippmann算子一致,并与著名的Laplace-Runge-Lenz(LRL)向量密切相关。我们的推导过程非常简单,而且信息量很大。它不需要长时间和繁琐的计算,因为在大多数论文中经常强调。
2005-07-28 quant-ph
QMCtwin: Master-Equation Simulation of Syndrome Statistics Beyond Pauli Noise
University of Southern California(南加州大学);Center for Quantum Information Science & Technology, University of Southern California(南加州大学量子科学与技术中心);Quantum Elements, Inc.(量子元素公司);Harvard University(哈佛大学);AWS Worldwide Specialist Organization(亚马逊云科技全球专家组织)
提出QMCtwin框架,通过主方程模拟量子纠错电路,揭示超导量子比特噪声中泡利模型无法捕捉的相干相位、非幺正漂移等特征,并用于距离-7表面码的症候统计。
2026-06-19 quant-ph
Spin-dependent Bohm trajectories for Pauli and Dirac eigenstates of hydrogen
量子力学的德布罗意-玻姆因果理论被应用于氢原子的狄拉克方程的完全自旋相关和相对论性框架,并在泡利方程的非相对论性,但自旋相关的框架。本征态被选择为能量H、总角动量M和总角动量M_z的z分量的同时本征态。我们发现的电子的轨迹,并表明,在这些本征态,运动是圆形的z轴,恒定的角速度。我们计算了基态(n=1)和n=2的状态的革命率,并表明,有协议的狄拉克和泡利的结果之间的相关情况下,与早期的结果薛定谔方程。
2003-04-29 quant-ph
Quantum theory as a description of robust experiments: derivation of the Pauli equation
它表明,泡利方程和自旋的概念自然出现的条件下,(i)空间是均匀的,(ii)所观察到的事件是逻辑独立的,和(iii)所观察到的频率分布是强大的相对于小的变化的条件下,进行实验的逻辑推理适用于带电粒子的实验。推导过程并不求助于量子理论的概念,而是基于已经证明的导致例如薛定谔方程和处于单重态或三重态的粒子对的概率分布的相同原理。应用到施特恩-格拉赫实验与不带电,磁性粒子,提供了额外的支持的论文,量子理论遵循逻辑推理适用于一个明确定义的实验类。
2015-04-21 quant-ph
The stationary Dirac equation as a generalized Pauli equation for two quasiparticles
本文通过分析具有静电场和磁场的狄拉克方程,指出狄拉克理论只是一个与狭义相对论相容的广义单粒子量子理论。该方程描述了{\it single}相对论费米子的{\it quantum}动力学,其解可化为两个准粒子的广义泡利方程的解,这两个准粒子在欧几里得空间中运动,其有效质量包含四维时空的洛伦兹对称性信息。我们揭示了狄拉克双旋量和泡利旋量之间的对应关系(两个组件的波函数),并表明狄拉克双旋量的所有四个组件对应于一个费米子(或它们都对应于它的反粒子)。粒子态和反粒子态的混合是被禁止的。在此基础上讨论了Zitterbewegung和Klein隧穿的佯谬现象。
2015-04-14 physics.gen-ph quant-ph
Quantum-classical transition in Scale Relativity
尺度相对论为物理学基本定律的起源提供了新的视角。它在微观物理学中的应用使我们能够将量子力学恢复为不可微(分形)时空上的力学。薛定谔方程和克莱因-戈登方程在这个框架中被证明为测地线方程。这个理论的内在属性的发展,使用汉密尔顿的双四元数的数学工具,导致我们的狄拉克方程的推导范围内的尺度相对论范式。薛定谔方程和克莱因-戈登方程中波函数的复数形式来自几何的不可微性,因为它涉及在(适当的)时间微分元素(ds-ds)上的反射对称下的不变性的破坏<->。这种机制被推广到狄拉克旋量的双四元数性质,通过增加一个进一步的对称性破缺,由于不可微性,即微分坐标反射对称性(dx^mu<->- dx^mu),并要求宇称和时间反演下的不变性。泡利方程被恢复为狄拉克方程的非相对论运动近似。
2006-09-21 quant-ph
The Role of the Pauli-Lubanski Vector for the Dirac, Weyl, Proca, Maxwell, and Fierz-Pauli Equations
我们从Pauli-Lubanski矢量和Poincare群的Casimir算符的角度分析了经典场的基本相对论波动方程,如Dirac方程、Weyl的无质量中微子双分量方程、Proca方程、Maxwell方程和Fierz-Pauli方程。一般来说,在这种群论方法中,上述波动方程以某些超定形式出现,这些超定形式可以通过高斯消去法简化为常规形式。在无质量的情况下,强调了粒子/场的自旋与相应超定系统的一致性之间的联系。
2016-01-22 math-ph math.MP quant-ph
Electromagnetic Klein-Gordon and Dirac equations in scale relativity
我们用标度相对论的工具在量子场论的基础上迈出了新的一步。在此之前,量子运动方程(薛定谔,克莱因-戈登,狄拉克,泡利)已经被推导为用量子协变导数算子写成的测地线方程。然后,利用标度协变导数工具,给出了规范变换、规范场和守恒荷的性质的几何意义。最后,结合量子协变速度算符和尺度协变导数构造了一个协变导数,从而恢复了电磁Klein-Gordon方程.我们在这里表明,如果一个人试图从克莱因-戈登的电磁狄拉克方程的自由粒子运动,即作为一个平方根的克莱因-戈登算子的时间部分,得到一个额外的条款,这是相对论模拟的自旋磁场耦合项的泡利方程。然而,如果首先应用量子协方差,然后通过标度协变导数实现标度协方差,则可以获得通常形式的电磁狄拉克方程。这种方法也可以成功地应用于电磁Klein-Gordon方程的推导。这表明它依赖于更深刻的理论根源,因为它自然地包含了自旋-电荷耦合。
2010-09-15 physics.gen-ph quant-ph
The Quantum Mechanical Current of the Pauli Equation
我们认为,通过复制自旋为0的情况下使用的参数线,即薛定谔方程,构造泡利方程的量子力学电流的过程是模糊的。我们表明,非相对论减少的相对论狄拉克四矢量电流,但是,能够完全解决这个问题。这种分析表明,泡利方程的非相对论流应该包括一个形式为$\vec \nabla \vec \times (ψ^{\dagger} \vec σψ)$的额外项。我们提出了一个初步的探索,这个新的“自旋项”的潜在后果,通过求解泡利方程的交叉磁场和电场,并计算相应的电流。
1998-07-14 physics.ed-ph quant-ph
Exact Solutions of the Dunkl--Pauli Equation in the Presence of a Magnetic Field from an su(1,1) Algebraic Approach
本文利用 Schrödinger 分解构造 su(1,1) 代数,求解二维 Dunkl--Pauli 方程在磁场中的精确解,揭示其动力学对称性及宇称依赖的径向呼吸行为。
2026-09-28 quant-ph
Symmetric and antisymmetric forms of the Pauli master equation (for interaction of matter and antimatter quantum states)
当应用于物质和反物质态时,泡利主方程(PME)可以有两种形式:时间对称的,这是传统的,和时间反对称的,这是在本工作中提出的。对称和反对称形式对应于从物质到反物质的热力学的对称和反对称扩展-这通过证明相应的H-定理来证明。这两种形式是基于物质和反物质的热力学相似性,只是物质和反物质的热力学时间方向不同(时间对称的情况下相同,时间反对称的情况下相反)。我们证明,虽然对称形式的PME预测物质和反物质之间的平衡,反对称形式的PME有利于反物质完全转化为物质。在这个阶段,不可能做出实验上合理的选择,以支持热力学的对称或反对称版本,因为我们没有反物质组成的宏观物体的热力学性质的经验,但这种实验在未来可能成为可能。
2016-11-12 quant-ph
Pauli equation on noncommutative plane and the Seiberg-Witten map
研究了非对易二维平面上的Pauli方程,当旋磁比为$2$时,Pauli方程表现出超对称代数性质.在这方面的塞伯格-威滕地图的意义进行了讨论,其效果的问题是纳入所有订单的$θ$。我们映射到一个等价的交换问题的非交换问题,通过使用一组广义波普移位变换包含一个缩放参数。得到了非对易Pauli哈密顿量的能谱,并发现能谱是$θ$修正的,它对$θ$中的所有阶都是有效的.
2016-02-18 hep-th quant-ph
Engineering fidelity of the generalized Pauli channels via legitimate memory kernels
我们分析了记忆核主方程控制的广义泡利通道的保真度。结果表明,通过适当地设计相应记忆核的参数,具有非局域噪声的量子演化可以比相应的由马尔可夫半群控制的纯马尔可夫演化具有更高的保真度.类似的工程可以实质性地影响量子纠缠、熵和量子相干性的演化。
2018-12-26 quant-ph
Derivations of Bloch (Majorana--Bloch) equation, von Neumann equation, and Schrödinger--Pauli equation
California Institute of Technology(加州理工学院)
该研究从经典Bloch(Majorana--Bloch)方程出发数学推导电子自旋的空间无关von Neumann方程,还在量子力学与共量子动力学框架下推导空间无关Schrödinger--Pauli方程,并在附录拓展了非线性von Neumann感应方程的形式。
2026-09-14 physics.atom-ph quant-ph
The Pauli objection
薛定谔方程说,哈密顿量是时间平移的生成元。这似乎意味着任何合理的时间算符定义必须与哈密顿共轭。然后时间和能量必须具有相同的谱,因为共轭算子是酉等价的。显然,这并不总是正确的:正常的哈密顿有下界谱,往往只有离散的特征值,而我们通常希望时间可以采取任何实值。泡利的结论是,构造一个一般的时间算子是不可能的(尽管在特定情况下显然可以做到)。在这里,我们展示了如何泡利参数失败时,一个使用外部系统(“时钟”)来跟踪时间,使时间出现的系统和时钟之间的相关性(条件概率幅框架)。在这种情况下,时间算符不与系统哈密顿量共轭,但其本征值仍然满足任意哈密顿量的薛定谔方程。
2017-05-25 quant-ph
Exact correspondence between classical and Dirac-Pauli spinors in the weak-field limit of static and homogeneous electromagnetic fields
长期以来,人们一直推测,当粒子-反粒子对的产生和湮灭的概率可以忽略时,狄拉克-泡利旋量(Dirac spinor)或更一般的狄拉克-泡利旋量(Dirac-Pauli spinor)在Foldy-Wouthuysen(FW)表象中的行为应该像经典相对论旋量在低能极限下的行为。在静态均匀电磁场的弱场极限下,通过应用直接微扰理论的方法,对幂级数中的$1/c$阶进行归纳,我们严格地证明了:狄拉克-泡利哈密顿量的FW变换与经典对应物完全一致,它是洛伦兹力方程的轨道哈密顿量和B-Bargmann-Michel-Telegdi方程的自旋哈密顿量之和。
2017-05-18 quant-ph
Exact Foldy-Wouthuysen transformation of the Dirac-Pauli Hamiltonian in the weak-field limit by the method of direct perturbation theory
本文应用直接微扰理论的方法,研究了外电磁场作用下Dirac-Pauli哈密顿量的Foldy-Wouthuysen(FW)变换。精确的FW变换存在,并同意Eriksen的方法得到的两种特殊情况。在静态均匀电磁场的弱场极限下,通过幂级数中$1/c$阶的数学归纳法,严格证明了一个长期存在的猜想:FW变换后的Dirac-Pauli哈密顿量与经典的完全一致,即洛伦兹力方程的轨道哈密顿量与B-Bargmann-Michel-Telegdi方程的自旋哈密顿量之和.
2016-11-20 quant-ph
An explicit family of unitaries with exponentially minimal length Pauli geodesics
最近,尼尔森等人提出了一种量子计算的几何方法。他们已经证明,实现幺正U的最小量子线路的大小,直到多项式因子,等于从单位元I到U的最小测地线的长度。他们研究了测地线方程的一大类解,称为泡利测地线。他们提出了一个很自然的问题,我们是否可以明确地构造一族幺正,U,具有指数级的最小长度泡利测地线?我们对这个问题给予肯定的回答。
2007-01-28 quant-ph
Construction of Schrödinger, Pauli and Dirac equations from Vlasov equation in case of Lorentz gauge
本文基于概率守恒和亥姆霍兹分解定理,从弗拉索夫方程构造出薛定谔、泡利、狄拉克等方程,实现了经典与量子系统的自然统一。
2025-01-23 math-ph math.MP quant-ph
Nonlinear Schrodinger-Pauli Equations
通过适当构造的非线性Dirac方程的形式非相对论极限,得到了新的非线性Schrödinger-Pauli方程.这个过程自动提供了一个物理正则化的潜在的奇异性提出的非线性项,并建议如何正则化以前的文献中研究的方程。来自正则化奇异性的贡献的增强表明,所获得的方程可能是有用的量子非线性的未来的精度测试。
2010-03-29 hep-th nlin.PS quant-ph
Quantum and classical capacity boosted by a Lorentz transformation
在本文中,我们证明了两个惯性观察者之间的量子信道传输量子信息通过发送现实的光子波包是一个很好的研究信道在量子香农理论-泡利信道。泡利通道的参数以及它的经典和量子容量取决于与两个观测者相关的洛伦兹提升的大小。最引人注目的结果是,两个泡利通道初始量子容量为零的惯性观测者可以通过在正确的方向上施加升压来实现非零量子通信速率(原则上达到其最大值等于1)。这指出了量子信道容量和狭义相对论之间的基本联系。
2014-07-31 gr-qc quant-ph
On separable Pauli equations
本文对自旋为1/2的粒子与电磁场相互作用的(1 + 3)维Pauli方程进行了分类,得到了可用分离变量法求解的方程组。由此得到了电磁场A(t,x)的十一类矢势,并给出了相应的泡利方程的可分性。它是建立,特别是,泡利方程可分离成二阶矩阵常微分方程的必要条件是它的等价系统的两个非耦合Schroedinger方程。此外,磁场必须与空间变量无关。我们证明了提供相应Pauli方程可分性的电-磁场的坐标系和矢势与Schroedinger方程是一致的。在此基础上,提出了一种构造所有坐标系的有效算法,该算法在固定电磁场矢势的情况下,使Pauli方程具有可分性。最后,我们描述了所有的矢势A(t,x),它(a)提供了Pauli方程的可分性,(b)满足真空麦克斯韦方程组没有电流,和(c)描述非零磁场。
2002-03-04 hep-th math-ph math.MP
Memory kernel approach to generalized Pauli channels: Markovian, semi-Markov, and beyond
在本文中,我们分析了由记忆核主方程控制的广义泡利通道的演化。我们提供了必要和充分条件的内存内核产生合法的(完全积极的和保迹的)量子演化。特别地,我们分析了一类生成量子半马尔可夫演化的核,这是马尔可夫半群的自然推广。有趣的是,马尔可夫半群的凸组合超越了半马尔可夫情形。我们的分析说明了几个例子。
2017-06-30 quant-ph
Correspondence between classical and Dirac-Pauli spinors in view of the Foldy-Wouthuysen transformation
带电自旋粒子的经典动力学由轨道运动的洛伦兹力方程和自旋进动的T-BMT方程控制。在静态和均匀电磁场中,已经证明了描述自旋为1/2粒子的相对论量子理论的狄拉克-泡利哈密顿量的Foldy-Wouthuysen(FW)变换在低能/弱场极限下与经典哈密顿量(包括轨道和自旋部分)一致,直到$1/m^{14}$($m$是粒子的质量)。在本文中,我们将这种对应关系推广到非齐次场的情况。不管场梯度如何(例如,Stern-Gerlach)力,T-BMT方程不变,因此经典的哈密顿量保持不变,但微妙之处出现,需要澄清。对于相对论性量子理论,我们应用Eriksen的方法得到了两种特殊情况下的精确FW变换,这有力地表明,在弱场极限下,FW变换的Dirac-Pauli哈密顿量(除Darwin项外)与经典哈密顿量是一致的,经典变量通过特定的Weyl序对应于量子算符.同时,达尔文项被证明没有经典对应。
2014-03-06 quant-ph
New Perspectives on the Schr{ö}dinger-Pauli Theory of Electrons: Part II: Application to the Triplet State of a Quantum Dot in a Magnetic Field
静态电磁场中的薛定谔-泡利电子理论可以通过电子的运动方程或“量子牛顿”第一定律从单个电子的角度来描述。该定律是以“经典”场为依据的,而经典场的源是关于波函数的厄米算符的量子力学期望值。该定律指出,每个电子所经历的外部和内部场的总和为零。外场是结合静电场和洛伦兹场的和。内场是代表系统性质的场的总和:由于泡利不相容原理和库仑排斥的电子相关性;电子密度;动力学效应;电流密度。因此,内场是电子相互作用、微分密度、动力学和内部磁场的总和。能量可以用这些场的积分维里形式表示。通过这个观点,薛定谔-泡利方程可以写成一个广义形式,然后表明它是内在自洽的。这个新的观点是通过应用到三维2-电子量子点在磁场中的三重态$2^{3}S$来解释的。密度的量子源;顺磁、反磁和磁化电流密度;对关联密度;费米-库仑空穴电荷;和单粒子密度矩阵,并从它们确定相应的场。的领域被证明满足“量子牛顿”第一定律。能量的分量也由这些场决定。最后,通过算例证明了薛定谔-泡利方程的内禀自洽性质.
2019-09-14 quant-ph
The Pauli equation with complex boundary conditions
我们考虑一维泡利哈密顿在一个有界区间可能非自伴罗宾型边界条件。我们研究了自旋-磁相互作用对边界条件类型和谱之间相互作用的影响。特别注意PT对称边界条件与时间反演算子T的物理选择。
2012-03-22 hep-th math-ph math.MP
Efficient Pauli-decomposition and multistage state-refinement for tensor network based differential equation solver
Indian Institute of Technology Bombay(印度理工学院孟买分校)
研究针对求解偏微分方程中张量网络方法面临的挑战,提出通过在泡利串基中展开算子构建MPO以降低内存需求,用多阶段状态细化启发式方法加速虚时演化收敛,实现高效计算高维拉普拉斯算子本征态等。
2026-07-10 quant-ph
The Effect of the Pauli Spin Matrices on the Quantum Lattice Algorithm for Maxwell Equations in Inhomogeneous Media
利用Riemann-Silberstein表示,提出了一种求解标量介质中麦克斯韦方程组的量子晶格算法(QLA).对于x依赖和y依赖的不均匀性,相应的QLA需要8个量子比特/空间晶格位点。这是因为相应的泡利自旋矩阵具有允许两个量子比特的碰撞纠缠的非对角分量。然而,z依赖的不均匀性需要具有16个量子比特/晶格位点的QLA,因为泡利自旋矩阵$σ_z$是对角的。对初始电磁脉冲垂直传播到连接两种不同折射率介质的边界层区域的时间演化进行了QLA模拟。所有三种表示之间有很好的协议,以及非常好的协议,几乎所有的标准平面波边界条件的反射和透射的介质不连续性的结果。在QLA模拟中,在连续但急剧增加的边界层处不施加边界条件。
2020-10-23 physics.plasm-ph quant-ph
Traveling Wave Form Description for Dirac Field and Its Deduction To Pauli Equation Type Forms in Quantum Mechanics
我们导出了狄拉克场的一个等价的行波形式描述。在非相对论极限下,这种形式可化为逆伽利略变换的薛定谔型方程。我们发现,由狄拉克场的行波形式描述约化得到的二分量Schrodinger型方程不同于朴素的伽利略变换的Schrodinger方程.考虑到系统与电磁场的相互作用,通过加入适当形式的协变导数,在非相对论极限下,同样可以得到Pauli方程的行波形式描述.这样的描述允许人们为涉及自旋的量子系统选择任意方便的参考系。利用Bargmann-Wigner形式,对于任意自旋的$s\geq 1/2$场,如果它的所有指数都满足Dirac型方程,则它的行波描述可以类似地从Dirac场的行波描述中得到,例如对于自旋为3/2的Rarita-Schwinger场和自旋为2的引力场.
2022-03-17 physics.class-ph quant-ph
Quasi-exact Solvability of the Pauli Equation
我们提出了一个一般的程序,用于确定可能的(非均匀)磁场,使泡利方程成为准精确可解(QES)与潜在的$sl(2)$对称性。这一过程充分利用了QES系统与超对称性之间的密切联系。在基于$sl(2)$的一维QES系统的十类中,我们发现九类允许这样的构造。
2003-05-13 hep-th math-ph math.MP
Kinematic properties of the Pauli equation
Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University(莫斯科国立大学物理系);Moscow Technical University of Communications and Informatics(莫斯科通信与信息工业大学);Dubna State University(杜布纳国立大学);Joint Institute for Nuclear Research(联合核研究所)
基于Wigner-Vlasov形式,研究泡利方程的概率流可分解为自旋分量对应的叠加流,并推导出考虑自旋-磁场相互作用的Hamilton-Jacobi方程组和运动方程组。
2026-10-09 math-ph math.MP quant-ph
On solutions of the Pauli equation in non-static de Sitter metrics
在膨胀和振荡宇宙学de Sitter模型中研究了自旋为1/2的粒子。结果表明,这些时空几何承认存在的协变狄拉克方程的非相对论性的限制。在变量$(t, r)$的方程中进行转换到泡利近似的过程,该变量是在将$(θ, ϕ)$的角度依赖性与波函数分离之后获得的。在这两种模型中,以$(t, r)$为变量的非相对论方程组都能精确求解。所构造的波函数并不代表能量固定的定态,但相应的几率密度并不依赖于时间。
2015-01-09 hep-th math-ph math.MP
Pauli equation and the method of supersymmetric factorization
我们考虑在两个空间维度中的2x2矩阵Schroedinger/Pauli算子的因子分解的不同变体。它们允许将其频谱与两个标量薛定谔算子的频谱之和相关联,其方式类似于一维达布变换。我们考虑的情况下,当这种分解是减少到普通的2维超对称QM准因子分解和更一般的情况下,涉及协变导数。本文描述了电磁场的容许类,并给出了一些说明性的例子。
2003-02-01 hep-th math-ph math.MP
Mapping the charge-dyon system into the position-dependent effective mass background via Pauli equation
本工作的目的是再现一个量子系统组成的一个带电的自旋$1/2$费米子与一个双子与相反的电荷相互作用(电荷双子系统),利用一个位置相关的有效质量(PDM)的背景下,在非相对论制度通过PDM自由泡利方程。为了研究是否存在一个与电荷双子系统(靶系统)具有相同物理性质的PDM量子系统(类似模型),我们求助于PDM自由泡利方程本身。我们继续与目标系统的准确双旋量替换到这个方程中,获得非耦合系统的非线性偏微分方程的质量分布$M$。我们能够仅考虑径向依赖性来数值求解$M$,$M=M(r)$,固定$θ_0$,并考虑满足特定条件的$μ$和$m$的特定值。我们以图形的形式给出了解,并从中确定了相应的有效势,这些有效势实际上代表了我们的类似模型。研究了从极小值$j = μ- 1/2$出发的特征值映射。
2020-11-01 math-ph math.MP quant-ph
Semiclassical quantisation rules for the Dirac and Pauli equations
我们推导出明确的狄拉克和泡利方程的半经典量子化条件。我们表明,自旋自由度产生的贡献是相同的数量级的爱因斯坦-布里渊-凯勒量子化的马斯洛夫校正。为了获得这一结果的一个概括的概念的可积性为一定的斜产品流的经典平移动力学和经典的自旋旋进必须派生。在讨论的例子是相对论性开普勒问题与托马斯岁差,其处理揭示了一些惊人的成功索末菲的精细结构理论[安物理(莱比锡)51(1916)1- 91]。
2002-12-13 math-ph math.MP nlin.CD
Exact Solutions for Non-Hermitian Dirac-Pauli Equation in an intensive magnetic field
本文考虑通过对Klein-Gordon算子的${γ_5}$ -质量分解引入的修正Dirac-Pauli方程。我们还考虑了费米子与强均匀磁场的相互作用,并将注意力集中在它们的(g-2)旋磁因子上。这种方法的基础是发展了以前没有研究过的非厄米哈密顿量的不破断$\cal PT$对称区域的结构的研究方法。为此,在不使用外场微扰理论的情况下,推导出费米子自旋效应的精确能谱。我们还研究了实验可观测性的唯一可能性,质量谱中的非厄米限制与关于最大质量的马尔可夫猜想相一致。原则上,这将允许发现基本粒子的光谱质量中存在上限值,并确认或否认普朗克质量的重要性。
2014-06-02 hep-th quant-ph
Quasi-exact solvability of Dirac-Pauli equation and generalized Dirac oscillators
我们证明了外电场中的中性Dirac粒子,它等价于广义Dirac振子,是拟精确可解系统的物理例子。电场配置允许准精确的可解性的系统的基础上的$sl(2)$对称性分别讨论在球面,柱面和笛卡尔坐标。还展示了一些精确可解的场位形。
2003-12-12 hep-th math-ph math.MP
Real-time solutions of coupled Ehrenfest-Maxwell-Pauli-Kohn-Sham equations: fundamentals, implementation, and nano-optical applications
我们提出了非相对论量子电动力学中耦合光子、电子和有效原子核的密度泛函方法的理论基础和实现细节。的形式主义的出发点是一个推广的Pauli-Fierz场论,我们建立了一个一对一的对应外部字段和内部变量。基于这种对应关系,我们引入了一个Kohn-Sham结构,它为从头算光物质相互作用提供了一个计算上可行的方法。在有效核的平均场极限下,形式主义简化为耦合的Escherifest-Maxwell-Pauli-Kohn-Sham方程。我们提出了一种实现的方法在实时空间的实时代码八达通。为了实现,我们使用经典电动力学的Riemann-Silberstein公式,并以薛定谔形式重写麦克斯韦方程组。这使我们能够使用现有的时间演化算法开发的量子力学系统也为麦克斯韦方程组。总的来说,我们的方法非常适合应用于纳米光学,纳米等离子体,(光)电催化,二维材料中的光物质耦合,激光脉冲携带轨道角动量的情况,或光腔中的光定制化学反应,仅举几例。
2018-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Simultaneous Ordinary and Type A N-fold Supersymmetries in Schroedinger, Pauli, and Dirac Equations
我们研究同时具有普通和A型N重超对称的物理模型,我们称之为A型(N,1)重超对称。对实值位势不等式A(N,1)重超对称模型进行了完全分类。其中,我们发现三角Rosen-Morse型和它的椭圆型是有物理意义的。我们调查这些模型的各个方面,即,动力学打破和普通和N-倍超对称,形状不变性,准可解性之间的相互关系,以及相关的代数,这是由一个玻色子和四个费米子运营商和被称为A型(N,1)倍超代数。作为实际的物理应用,我们演示了如何将这些系统嵌入到外部电磁场中的泡利和狄拉克方程中。
2006-01-23 hep-th math-ph math.MP
Foldy-Wouthuysen transformation for a Dirac-Pauli dyon and the Thomas-Bargmann-Michel-Telegdi equation
具有内禀自旋的带电点粒子的经典动力学由轨道运动的相对论性哈密顿量和自旋进动的Mesquas-Bargmann-Michel-Telegdi方程控制。人们自然会问,对于自旋为1/2的带电粒子,经典哈密顿量(包括轨道和自旋部分)是否与相对论量子理论中的哈密顿量一致,后者由狄拉克方程描述。在低能极限下,直到$1/E_g$中的7阶项($E_g=2mc^2$和$m$是粒子质量),我们研究了在均匀静态电磁场存在下Dirac哈密顿量的Foldy-Wouthuysen(FW)变换,并表明它确实与旋磁比等于2的经典哈密顿量一致.通过电磁对偶性,这个结果可以推广到自旋为1/2的双子,它既有电荷又有磁荷,因此既有固有的电偶极矩又有固有的磁偶极矩。此外,自旋为1/2的双子的相对论性量子理论,具有任意值的旋磁和旋电的比率可以描述的狄拉克-泡利方程,这是狄拉克方程的反常电和反常磁偶极矩的增广。FW变换的Dirac-Pauli哈密顿量示出,直到7阶再次,也符合经典的哈密顿量。
2010-05-22 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph quant-ph
Motion equations for relativistic particles in an external electromagnetic field in scale relativity
Klein-Gordon方程和Dirac方程分别是自旋为0(所谓的标量粒子)和1/2(电子/正电子)的相对论粒子的运动方程。对于一个自由粒子,狄拉克方程是从克莱因-戈登方程通过在双四元数形式中取其平方根导出的,完全由标度相对论的第一原理证明。当外部电磁场起作用时,情况就不再如此。如果我们试图以类似于不存在磁场时所用的方法导出电磁狄拉克方程,就会得到一个附加项,它是泡利方程中遇到的自旋-磁场耦合项的相对论模拟,对自旋为1/2的非相对论粒子有效。然而,有一种方法可以恢复电磁狄拉克方程的标准形式,没有附加项,这相当于修改了这里涉及的两个协方差,量子和尺度的实现方式。在不涉及技术细节的情况下,我们将展示这些结果如何表明最后一种方法是基于尺度相对论的更深刻的根源,因为它自然地包含了自旋-电荷耦合。
2009-11-13 physics.gen-ph quant-ph
Self-Adjoint Extensions of the Pauli Equation in the Presence of a Magnetic Monopole
本文讨论了具有自旋的非相对论电子在阿贝尔磁链存在下的哈密顿量,并指出在最低两个角动量模中它不是自伴的。然后,我们使用冯诺依曼的自伴扩张理论,构造一个自伴算子具有相同的功能形式。一般来说,这个算符会有最低两个角动量模混合的本征态,从而消除了角动量守恒。然而,与狄拉克方程的解的一致性限制了恢复角动量守恒的可能性。由于同样的效果发生在一个无自旋粒子具有足够的吸引力平方反比的潜力,我们也研究这个系统。我们使用这个简单的哈密顿比较对应于一个特定的自伴扩展的本征函数满足边界条件与概率守恒。
1996-10-22 hep-th quant-ph
Pauli equation in spaces of constant curvature and extended Nikiforov-Uvarov method
Budker Institute of Nuclear Physics(布德克尔核物理研究所);Novosibirsk State University(新西伯利亚国立大学);Al Furat University(幼发拉底大学)
本文利用扩展Nikiforov-Uvarov方法研究Dirac方程在常曲率空间中的非相对论极限,发现径向方程退化为Heun方程,并得到多项式解的条件,但该条件无法满足,从而质疑了该方法在量子力学中应用的有效性。
2026-04-30 math-ph math.MP quant-ph
Fisher Information Perspective of Pauli's Electron
具有自旋的非相对论性电子由泡利方程描述。它已被证明,该系统可以被解释为一个旋涡流体既有相似之处,又与经典的理想流动的差异。此外,还证明了自旋流体的内能可以部分地用Fisher信息来解释。虽然以前的工作主要是忽略了电磁场表示的矢量势在这里,我们删除这个限制,并研究系统下的一般电磁相互作用。
2022-07-29 cond-mat.other physics.flu-dyn quant-ph