近日，中國人民大學(xué)物理學(xué)系魏建華、同寧華兩個(gè)計(jì)算物理研究組與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)嚴(yán)以京理論課物理研究組合作，發(fā)展了量子開放系統(tǒng)的線性響應(yīng)理論，結(jié)合約化密度矩陣動(dòng)力學(xué)理論提出了一套求解量子開放體系動(dòng)力學(xué)量的新方法。該方法被國際同行評價(jià)為近十年來量子雜質(zhì)計(jì)算方法的重要進(jìn)展之一。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于2012年12月出版的《物理評論快報(bào)》[Phys.?Rev.?Lett.?109,?266403?(2012)]上。
量子開放系統(tǒng)通常由一個(gè)“系統(tǒng)”和一個(gè)或多個(gè)與之耦合的“庫”組成。其中，“系統(tǒng)”自由度較少，而“庫”的自由度趨于無窮。目前，人們感興趣的量子開放系統(tǒng)一般具有較強(qiáng)的多體相互作用，如電子-電子關(guān)聯(lián)或電子-聲子耦合等。這種多體特性使得“系統(tǒng)”和“庫”之間存在較強(qiáng)的耦合，從而將整個(gè)開放系統(tǒng)的自由度擴(kuò)展到了無窮，因而難以使用嚴(yán)格對角化等方法直接精確求解。
最近，魏建華研究組發(fā)展了量子開放系統(tǒng)的線性響應(yīng)理論，并結(jié)合約化密度矩陣動(dòng)力學(xué)（HEOM），發(fā)展了一套求解量子開放體系動(dòng)力學(xué)量（如譜函數(shù)等）的新方法。魏建華組博士研究生李振華運(yùn)用新的計(jì)算方法，精確求解了形式上最簡單的強(qiáng)關(guān)聯(lián)量子開放體系A(chǔ)nderson雜質(zhì)模型。新方法的求解精度與當(dāng)前最準(zhǔn)確的數(shù)值方法?數(shù)值重整化群方法相當(dāng)，但比后者具有更加靈活的擴(kuò)展性。具體計(jì)算結(jié)果表明：（1）新方法可以定量描述Anderson雜質(zhì)模型所包含的近藤物理，如近藤共振、費(fèi)米液體行為、磁化率反常等；（2）新方法對單雜質(zhì)模型譜函數(shù)的求解精度和Wilson數(shù)值重整化群方法（NRG）相當(dāng)，優(yōu)于量子蒙特卡羅方法（虛時(shí)格林函數(shù)的精度和量子蒙卡相當(dāng)）和其他數(shù)值方法；（3）新方法在擴(kuò)展性上優(yōu)于數(shù)值重整化群，可以在不降低精度的前提下推廣到多雜質(zhì)模型和多軌道模型。
該方法為凝聚態(tài)物理的多個(gè)領(lǐng)域提供了新的研究方法。例如，經(jīng)過簡單拓展后該方法可以研究多雜質(zhì)模型中豐富的相結(jié)構(gòu)以及它們之間的相轉(zhuǎn)變過程，求解強(qiáng)關(guān)聯(lián)格點(diǎn)模型（如5帶Hubbard模型等），描述重費(fèi)米子體系等。此外，該方法還可以直接用于研究非平衡電子輸運(yùn)過程中的電子-電子關(guān)聯(lián)效應(yīng)等問題。
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? ? ?國家自然科 |
11074303,?11074302,?21103157 |
? ? ? 科技部 |
? ? ? 2012CB921704 |
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? ? ? ?學(xué)基金 |
21033008,?21233007 |
? ?人民大學(xué) |
? ? ? ? ?11XNJ026 |
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