Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

بررسی آماری گاز الکترونی دو بعدی در تقریب توماس-فرمی

مرتضی نطاق نجفی نطاق نجفی, حسین محمدزاده

Published Nov 21, 2016• 0 citations
Publisher

Abstract

در این مقاله ما گاز الکترونی دو بعدی را در نظر میگیریم. برای بررسی این سیستم، ابتدا طول همدوسی الکترونی سیستم را در نظر گرفته و سیستم را متشکل از تعداد زیادی سلول با ابعاد خطی این طول در نظر میگیریم. در داخل این سلولها یک گاز الکترونی کوانتومی با برهمکنش داریم و خارج از آن سیستم را بصورت نیمه کلاسیکی در نظر میگیریم. تابع انرژی سیستم را (در دمای محدود) در داخل سلولها در تقریب توماس-فرمی-دیراک بدست می آوریم. دینامیک بین سلولی را با الگوریتم مونته کارلوی کلاسیک بدست می آوریم. پس تزریق هر الکترون به سلولها، زمان کافی به سیستم داده می‌شود تا تعادلی شود. پس از این مراحل به تحلیل هندسی و جبری مشاهده پذیرهای سیستم میپردازیم. از مهمترین مشاهده‌های این کار، رفتار کاهشی انرژی سیستم با افزایش دما در برخی دماهاست که به معنای ناپایداری گاز الکترونی می‌باشد.

DOI
10.22055/jrmbs.2016.12482

Related papers

در هم تنیدگی و گرمای ویژه در یک سیستم باز کوانتومی با اندرکنش جینز-کامینگ در طی فرآیند های غیرمارکوی

B. Pourali, بهزاد لاری, حسن حسن آبادی

در این بررسی، مدل اندرکنشی ژیانس-کامینگز که ذرات سیستم در معرض حمام بوزونی قرار دارند را در نظر می گیریم و فرض می کنیم که سیستم دارای دو ذره اسپین 1/2 با اندرکنش اسپینی تبادلی باشد. همچنین فرض بر آن است هر یک از ذرات سیستم در معرض حمام بوزونی جداگانه با توزیع فرکانسی لورنتس قرار دارند. با استفاده از معادله ون-لیوویل و اعمال تقریب بورن-مارکوف، ماتریس چگالی سیستم را به عنوان تابعی از زمان و دما درطی فرآیند های غیر مارکوی بدست می آوریم. فرمول جدیدی را برای محاسبه گرمای ویژه با استفاده از ویژه مقادیر ماتریس چگالی ارائه می دهیم. همچنین، درهمتنیدگی کوانتومی را به عنوان تابعی از دما و زمان و وپارامترهای موجود در هامیلتونی بررسی می کنیم. ما همچنین، از نمودارها ی بدست آمده برای درهمتنیدگی و گرمای ویژه، متوجه شدیم هنگامی که دمای سیستم به صفر میل می کند، حالت آن دارای بیشترین مقدار درهمتنیدگی کوانتومی بوده وگرمای ویژه نیزبرخلاف قانون سوم ترمودینامیک، واگرا می شود. همچنبن از نمودارها درمی یابیم، هنگامی که دستگاه در معرض محیط قرار می گیرد گرمای ویژه می تواند مقادیر منفی نیز داشته باشد. بنظر می رسد این موارد می تواند در طراحی گیتهای کوانتومی جامد دارای اهمیت باشد.

پژوهش سیستم های بس ذره ای•May 21, 2020•1 citation

درهمتنیدگی کوانتومی و گذار فاز کوانتومی تحت اتلاف در مدل ناهمسانگرد هایزنبرگ XXZ با برهمکنش ژیالوسینکی - موریا

رضا افضلی, محسن صالح کوتاهی, جلال سبحانی

از آنجا که درهم‌تنیدگی یک مقوله کلیدی در اطلاعات کوانتومی و محاسبات کوانتومی محسوب می‌شود، بررسی اثرات محیط به عنوان یک منبع اتلاف کوانتومی بر میزان درهم‏تنیدگی و نقشی که جفت شدگی بین سیستم و محیط در تغییرات درهم‌تنیدگی کوانتومی و در نتیجه گذار فاز کوانتومی دارد، بسیار مهم خواهد بود. در این مقاله، یک سیستم دوکیوبیتی در مدل ناهمسانگرد هایزنبرگ XXZ را که دارای برهم‌کنش ژیالوسینکی- موریا است، با در نظر گرفتن اتلاف کوانتومی با استفاده از دینامیک لیندبلد در نظر می‌گیریم. لازم به ذکر است این مدل به صورت گسترده‌ای در کار‌های اپتیکی و ماده چگال مورد استفاده قرار می‌کیرد . اثر جفت شدگی بین سیستم و محیط و نیز اثر دما را بر تابع توافق سیستم، که در اینجا به عنوان شاخصی برای اندازه‌گیری درهم‏تنیدگی سیستم استفاده می‌شود، به دست می‌آوریم و نقشی را که پارامتر‌های برهم‌کنشی DM در تحول درهم‌تنیدگی بازی می‌کنند مورد بررسی قرار می‌دهیم. همچنین با استفاده از مشتق تابع توافق، تأثیر اتلاف و پارامتر‌های برهم‌کنش DM را در گذار فاز کوانتومی به دست می‌آوریم. لازم به ذکر است بر هم کنش اسپین- مدار که نقش خود را از طریق پارامتر DM نشان می‌دهد تأثیر بسزایی بر روند اثر اتلاف بر میزان درهم‌تنیدگی و گذار فاز کوانتومی سیستم دارد. این نتایج در مباحث سیستم‌های کوانتومی در ابعاد نانو دارای اهمیت زیادی می‌باشد.

مجله پژوهش فیزیک ایران•Mar 15, 2013•0 citations

سیستم بس ذره ای کوانتومی با جرم موثر متغیر در حضور برهمکنش نوسانگر هارمونیک نسبی و میدان الکتریکی وابسته به زمان

هادی سبحانی, حسن حسن آبادی

در این مقاله یک سیستم کوانتومی بس ذره ای در نظر گرفته شده است. سپس به آن سیستم دو بر همکنش وابسته به زمان نوسانگر هارمونیک و میدان الکتریکی اضافه می گردد. نوع تغییرات آن ها به صورت کاملا عمومی فرض شده است. سپس با استفاده کردن از روش های جبری، تحول زمانی این سیستم بس ذره ای کوانتومی بررسی می گردد. برای مطالعه این تحول زمانی از روش های پویای ناوردای پویای لوییس و رزنفلد و عملگر تحول زمانی استفاده شده اند. ناورداهای مناسب ساخته شده اند و ویژه توابع آن ها بدست آورده شده اند همچنین عملگرهای مناسب تحول زمانی ساخته شده اند. در انتها مقایسه بین جواب های بدست آمده در مقاله با در نظر گرفتن حالتی خاص ارائه شده است.

پژوهش سیستم های بس ذره ای•Nov 22, 2017•0 citations

رفتار ابرناهمخوانی کوانتومی در مدل هایزنبرگ دو کیوبیتی با اثرات ناهمدوسی

فروزان میرمسعودی, صدیف احدپور

در این مقاله دینامیک ابرناهمخوانی کوانتومی مدل هایزنبرگ که دارای برهمکنش ژیالوسینکی –موریا است، تحت تاثیر ناهمدوسی محیط با در نظر گرفتن معادله لیندبلاد مطالعه میکنیم. حالت اولیه سیستم را حالت معروف ورنر دو کیوبیتی در نظر می گیریم. با محاسبه تحول زمانی سیستم، با کمک ناهمخوانی کوانتومی و ابرناهمخوانی کوانتومی و کانکرونس تاثیر حالت اولیه سیستم بر روی دینامیک تحول سیستم مورد بررسی قرار می دهیم و نتایج را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم. نتیجه قابل توجه این است که برای موردی که حالت اولیه سیستم حالت بل می باشد، با وجود نابودی ابرناهمخوانی کوانتومی و ناهمخوانی کوانتومی، درهمتنیدگی در سیستم از بیشترین مقدار یک به حداقل مقدار صفر تغییر میابد. این مغایر با نتایج اخیر که همبستگی‌های کوانتومی همواره بزرگتر از درهمتنیدگی هستند، می‌باشد. اثر جفت شدگی بین سیستم و محیط بر ابَرناهمخوانی کوانتومی بر اساس پارامترهای بر همکنشی مورد بررسی قرار می دهیم. نتایج نشان می‌دهد بزرگی برهمکنش ژیالوسینکی –موریا که بیانگر بر هم کنش اسپین –مدار است، نقش بسزایی در میزان ابرناهمخوانی کوانتومی می تواند داشته باشد

پژوهش سیستم های بس ذره ای•Aug 23, 2018•0 citations

درهمتنیدگی گرمایی بین دواتم دوترازه جفت شده دربرهم کنش دو فوتونی غیرتبهگن با جفتگر کر غیرخطی هم محور

بشیر مجاوری, علیرضا دهقانی, M. A. Fasihi +1 more

دراین مقاله،هامیلتونی یک مدل، شامل برهمکنش دو اتم دو ترازه با یک جفتگر کر غیرخطی هم محور از طریق گذار دوفوتونی غیرتبهگن رامان معرفی شده است. فرض می شود که برهمکنش اتمها بصورت دوقطبی-دوقطبی بوده و همچنین کل سامانه با یک منبع گرمایی در تعادل گرمایی می باشد. عملگر تعداد برانگیختگی کل به عنوان ثابت حرکت سامانه، تجزیه فضای هیلبرت سامانه را به جمع مستقیم زیرفضاهای ناوردا فراهم می سازد. درنتیجه، هامیلتونی سامانه بصورت یک ماتریس بلوک قطری درمی آید. با قطری کردن هر کدام از بلوکها ویژه مقادیر و ویژه توابع هامیلتونی را محاسبه می کنیم. سپس حالت گرمایی سامانه را در فضای هیلبرت کل و هر کدام از زیرفضاهای برانگیخته بدست می آوریم. با استفاده از سنجه تلاقی، میزان درهمتنیدگی گرمایی بین اتمها را در فضای کل و زیرفضاهای آن محاسبه می کنیم. نهایتا تاثیر دما و پارامترهای سامانه را بر میزان درهمتنیدگی مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد که در زیرفضاهای برانگیخته فرد، حالتهای درهمتنیده ی اتمی در مقابل افزایش دما مقاوم بوده و ثابت می مانند.

پژوهش سیستم های بس ذره ای•Nov 22, 2019•0 citations

معیار تشخیص درهمتنیدگی کامل چند قسمتی در سیستم های متغیر- پیوسته

یحیی اکبری کوربلاغ, مهسا اژدرقلم

در سیستم‌های چند قسمتی، درهمتنیدگی انواع مختلفی دارد که یک نوع مهم آن درهمتنیدگی کامل است. به دلیل اهمیت درهمتنیدگی کامل در فرآیندهای اطلاعات کوانتومی، برای تشخیص آن معیارهای متعددی ارائه شده است. یکی از آنها معیاری است که Shchukin و همکارانش در سال 2015 معرفی کرده‌اند. آنها ابتدا یک نامساوی به دست آورده اند که اگر یک حالت کوانتومی متغیر- پیوسته چند قسمتی آن را به ازای همه تقسیم های دو قسمتی نقض کند، کاملا درهمتنیده است. از آنجا که استفاده از این نامساوی مستلزم بهینه سازی عددی است و با افزایش تعداد قسمتها به کار بردن آن دشوارتر می شود، آنها در ادامه با استفاده از این نامساوی یک شرط تحلیلی برای درهمتنیدگی کامل ارائه داده اند که هر چند بهترین شرط ممکن نیست ولی مشکلات نامساوی اصلی را ندارد. در این مقاله، با استفاده از این نامساوی اصلی، یک شرط تحلیلی برای درهمتنیدگی کامل ارائه می دهیم که کران پایین آن بزرگتر از کران پایین شرط تحلیلی آنها است و بنابراین می‌تواند حالت‌های کاملا درهمتنیده بیشتری را تشخیص دهد. بعلاوه، قدرت تشخیص آن با قدرت تشخیص نامساوی اصلی مذکور یکسان است و مشکلات استفاده از آن را ندارد. این مطلب را با بررسی یک مثال توضیح می‌دهیم.

پژوهش سیستم های بس ذره ای•Apr 21, 2019•0 citations
در این مقاله ما گاز الکترونی دو بعدی را در نظر میگیریم. برای بررسی این سیستم، ابتدا طول همدوسی الکترونی سیستم را در نظر گرفته و سیستم را متشکل از تعداد زیادی سلول با ابعاد خطی این طول در نظر میگیریم. در داخل این سلولها یک گاز الکترونی کوانتومی با برهمکنش داریم و خارج از آن سیستم را بصورت نیمه کلاسیکی در نظر میگیریم. تابع انرژی سیستم را (در دمای محدود) در داخل سلولها در تقریب توماس-فرمی-دیراک بدست می آوریم. دینامیک بین سلولی را با الگوریتم مونته کارلوی کلاسیک بدست می آوریم. پس تزریق هر الکترون به سلولها، زمان کافی به سیستم داده می‌شود تا تعادلی شود. پس از این مراحل به تحلیل هندسی و جبری مشاهده پذیرهای سیستم میپردازیم. از مهمترین مشاهده‌های این کار، رفتار کاهشی انرژی سیستم با افزایش دما در برخی دماهاست که به معنای ناپایداری گاز الکترونی می‌باشد.
در این بررسی، مدل اندرکنشی ژیانس-کامینگز که ذرات سیستم در معرض حمام بوزونی قرار دارند را در نظر می گیریم و فرض می کنیم که سیستم دارای دو ذره اسپین 1/2 با اندرکنش اسپینی تبادلی باشد. همچنین فرض بر آن است هر یک از ذرات سیستم در معرض حمام بوزونی جداگانه با توزیع فرکانسی لورنتس قرار دارند. با استفاده از معادله ون-لیوویل و اعمال تقریب بورن-مارکوف، ماتریس چگالی سیستم را به عنوان تابعی از زمان و دما درطی فرآیند های غیر مارکوی بدست می آوریم. فرمول جدیدی را برای محاسبه گرمای ویژه با استفاده از ویژه مقادیر ماتریس چگالی ارائه می دهیم. همچنین، درهمتنیدگی کوانتومی را به عنوان تابعی از دما و زمان و وپارامترهای موجود در هامیلتونی بررسی می کنیم. ما همچنین، از نمودارها ی بدست آمده برای درهمتنیدگی و گرمای ویژه، متوجه شدیم هنگامی که دمای سیستم به صفر میل می کند، حالت آن دارای بیشترین مقدار درهمتنیدگی کوانتومی بوده وگرمای ویژه نیزبرخلاف قانون سوم ترمودینامیک، واگرا می شود. همچنبن از نمودارها درمی یابیم، هنگامی که دستگاه در معرض محیط قرار می گیرد گرمای ویژه می تواند مقادیر منفی نیز داشته باشد. بنظر می رسد این موارد می تواند در طراحی گیتهای کوانتومی جامد دارای اهمیت باشد.
از آنجا که درهم‌تنیدگی یک مقوله کلیدی در اطلاعات کوانتومی و محاسبات کوانتومی محسوب می‌شود، بررسی اثرات محیط به عنوان یک منبع اتلاف کوانتومی بر میزان درهم‏تنیدگی و نقشی که جفت شدگی بین سیستم و محیط در تغییرات درهم‌تنیدگی کوانتومی و در نتیجه گذار فاز کوانتومی دارد، بسیار مهم خواهد بود. در این مقاله، یک سیستم دوکیوبیتی در مدل ناهمسانگرد هایزنبرگ XXZ را که دارای برهم‌کنش ژیالوسینکی- موریا است، با در نظر گرفتن اتلاف کوانتومی با استفاده از دینامیک لیندبلد در نظر می‌گیریم. لازم به ذکر است این مدل به صورت گسترده‌ای در کار‌های اپتیکی و ماده چگال مورد استفاده قرار می‌کیرد . اثر جفت شدگی بین سیستم و محیط و نیز اثر دما را بر تابع توافق سیستم، که در اینجا به عنوان شاخصی برای اندازه‌گیری درهم‏تنیدگی سیستم استفاده می‌شود، به دست می‌آوریم و نقشی را که پارامتر‌های برهم‌کنشی DM در تحول درهم‌تنیدگی بازی می‌کنند مورد بررسی قرار می‌دهیم. همچنین با استفاده از مشتق تابع توافق، تأثیر اتلاف و پارامتر‌های برهم‌کنش DM را در گذار فاز کوانتومی به دست می‌آوریم. لازم به ذکر است بر هم کنش اسپین- مدار که نقش خود را از طریق پارامتر DM نشان می‌دهد تأثیر بسزایی بر روند اثر اتلاف بر میزان درهم‌تنیدگی و گذار فاز کوانتومی سیستم دارد. این نتایج در مباحث سیستم‌های کوانتومی در ابعاد نانو دارای اهمیت زیادی می‌باشد.
در این مقاله یک سیستم کوانتومی بس ذره ای در نظر گرفته شده است. سپس به آن سیستم دو بر همکنش وابسته به زمان نوسانگر هارمونیک و میدان الکتریکی اضافه می گردد. نوع تغییرات آن ها به صورت کاملا عمومی فرض شده است. سپس با استفاده کردن از روش های جبری، تحول زمانی این سیستم بس ذره ای کوانتومی بررسی می گردد. برای مطالعه این تحول زمانی از روش های پویای ناوردای پویای لوییس و رزنفلد و عملگر تحول زمانی استفاده شده اند. ناورداهای مناسب ساخته شده اند و ویژه توابع آن ها بدست آورده شده اند همچنین عملگرهای مناسب تحول زمانی ساخته شده اند. در انتها مقایسه بین جواب های بدست آمده در مقاله با در نظر گرفتن حالتی خاص ارائه شده است.
در این مقاله دینامیک ابرناهمخوانی کوانتومی مدل هایزنبرگ که دارای برهمکنش ژیالوسینکی –موریا است، تحت تاثیر ناهمدوسی محیط با در نظر گرفتن معادله لیندبلاد مطالعه میکنیم. حالت اولیه سیستم را حالت معروف ورنر دو کیوبیتی در نظر می گیریم. با محاسبه تحول زمانی سیستم، با کمک ناهمخوانی کوانتومی و ابرناهمخوانی کوانتومی و کانکرونس تاثیر حالت اولیه سیستم بر روی دینامیک تحول سیستم مورد بررسی قرار می دهیم و نتایج را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم. نتیجه قابل توجه این است که برای موردی که حالت اولیه سیستم حالت بل می باشد، با وجود نابودی ابرناهمخوانی کوانتومی و ناهمخوانی کوانتومی، درهمتنیدگی در سیستم از بیشترین مقدار یک به حداقل مقدار صفر تغییر میابد. این مغایر با نتایج اخیر که همبستگی‌های کوانتومی همواره بزرگتر از درهمتنیدگی هستند، می‌باشد. اثر جفت شدگی بین سیستم و محیط بر ابَرناهمخوانی کوانتومی بر اساس پارامترهای بر همکنشی مورد بررسی قرار می دهیم. نتایج نشان می‌دهد بزرگی برهمکنش ژیالوسینکی –موریا که بیانگر بر هم کنش اسپین –مدار است، نقش بسزایی در میزان ابرناهمخوانی کوانتومی می تواند داشته باشد
دراین مقاله،هامیلتونی یک مدل، شامل برهمکنش دو اتم دو ترازه با یک جفتگر کر غیرخطی هم محور از طریق گذار دوفوتونی غیرتبهگن رامان معرفی شده است. فرض می شود که برهمکنش اتمها بصورت دوقطبی-دوقطبی بوده و همچنین کل سامانه با یک منبع گرمایی در تعادل گرمایی می باشد. عملگر تعداد برانگیختگی کل به عنوان ثابت حرکت سامانه، تجزیه فضای هیلبرت سامانه را به جمع مستقیم زیرفضاهای ناوردا فراهم می سازد. درنتیجه، هامیلتونی سامانه بصورت یک ماتریس بلوک قطری درمی آید. با قطری کردن هر کدام از بلوکها ویژه مقادیر و ویژه توابع هامیلتونی را محاسبه می کنیم. سپس حالت گرمایی سامانه را در فضای هیلبرت کل و هر کدام از زیرفضاهای برانگیخته بدست می آوریم. با استفاده از سنجه تلاقی، میزان درهمتنیدگی گرمایی بین اتمها را در فضای کل و زیرفضاهای آن محاسبه می کنیم. نهایتا تاثیر دما و پارامترهای سامانه را بر میزان درهمتنیدگی مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد که در زیرفضاهای برانگیخته فرد، حالتهای درهمتنیده ی اتمی در مقابل افزایش دما مقاوم بوده و ثابت می مانند.
در سیستم‌های چند قسمتی، درهمتنیدگی انواع مختلفی دارد که یک نوع مهم آن درهمتنیدگی کامل است. به دلیل اهمیت درهمتنیدگی کامل در فرآیندهای اطلاعات کوانتومی، برای تشخیص آن معیارهای متعددی ارائه شده است. یکی از آنها معیاری است که Shchukin و همکارانش در سال 2015 معرفی کرده‌اند. آنها ابتدا یک نامساوی به دست آورده اند که اگر یک حالت کوانتومی متغیر- پیوسته چند قسمتی آن را به ازای همه تقسیم های دو قسمتی نقض کند، کاملا درهمتنیده است. از آنجا که استفاده از این نامساوی مستلزم بهینه سازی عددی است و با افزایش تعداد قسمتها به کار بردن آن دشوارتر می شود، آنها در ادامه با استفاده از این نامساوی یک شرط تحلیلی برای درهمتنیدگی کامل ارائه داده اند که هر چند بهترین شرط ممکن نیست ولی مشکلات نامساوی اصلی را ندارد. در این مقاله، با استفاده از این نامساوی اصلی، یک شرط تحلیلی برای درهمتنیدگی کامل ارائه می دهیم که کران پایین آن بزرگتر از کران پایین شرط تحلیلی آنها است و بنابراین می‌تواند حالت‌های کاملا درهمتنیده بیشتری را تشخیص دهد. بعلاوه، قدرت تشخیص آن با قدرت تشخیص نامساوی اصلی مذکور یکسان است و مشکلات استفاده از آن را ندارد. این مطلب را با بررسی یک مثال توضیح می‌دهیم.