Landau-zener隧穿问题的理论研究

论文摘要

能级间的Landau-Zener隧穿是一种基本而重要的量子现象,它存在于各类物理系统中并有相当广泛的应用。本论文主要研究各种二能级系统的Landau-Zener隧穿几率的有关理论及计算方法,重点介绍了时间演化算符法并利用这种方法精确求解各类封闭的复杂二能级系统的隧穿几率。全文分为五个章节,其中第三章的时间演化算符法精确求解二能级系统的隧穿几率为本人的工作,全文的具体内容安排如下:第一章简要介绍了Landau-Zener隧穿现象的研究背景、研究现状及研究的实际意义。第二章介绍了什么是Landau-Zener隧穿,研究这种隧穿现象所用的具体模型,同时回顾了物理学家Zener最初对这种隧穿现象的描述方式:原始的Zener隧穿模型。最后介绍了周期场驱动下的二能级系统的隧穿模型。第三章我们提出时间演化算符法并精确求解了各种理想二能级系统的隧穿几率,利用图形直观的分析了各个系统中隧穿几率随时间的变化关系,通过与其它方法的对比与充分体现了这种方法的简便性和可行性。第四章我们简单介绍了耗散二能级系统的隧穿模型及隧穿几率。第五章总结了本文研究的具体内容,并且对我们下一步的工作及想法做了简单介绍。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 Landau-Zener 隧穿现象的研究背景
• 1.2.1 绝热理论简介
• 1.2.2 Landau-Zener（LZ）隧穿模型的提出
• 1.3 Landau-Zener 隧穿模型的研究进展及意义
• 1.4 本课题的研究内容和意义
• 第二章 Landau-Zener 隧穿现象简介
• 2.1 引言
• 2.2 Landau-Zener 隧穿模型的简介
• 2.2.1 原始的Zener 隧穿模型
• 2.2.2 线性场驱动下的 Landau-Zener（LZ）模型
• 2.2.3 周期场驱动下的 Landau-Zener（LZ）模型
• 2.3 本章小结
• 第三章 用时间演化算符法精确求解 Landau-Zener 问题
• 3.1 引言
• 3.2 演化算符法解线性 Landau-Zener 问题（LZP）一般理论
• 3.3 演化算符法在不同 Landau-Zener 模型中的应用
• 3.3.1 标准的 Landau-Zener（LZ）模型
• 3.3.2 谐相互作用调制的 Landau-Zener（LZ）模型
• 3.3.3 高斯信号调制的 Landau-Zener（GLZ）模型
• 3.3.4 正弦变化的扫描场作用的 Landau-Zener 模型
• 3.3.5 双曲正切变化的扫描场作用的 Landau-Zener 模型
• 3.3.6 大幅外场驱动下二能级系统的 Landau-Zener 隧穿模型
• 3.4 总结
• 第四章 耗散二能级系统的 Landau-Zener 隧穿
• 4.1 引言
• 4.2 自旋-玻色子模型简介
• 4.3 计算方法简介
• 4.4 扩展讨论
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间科研成果