Kajian numerik model Hubbard dua dimensi untuk fenomena transisi logam isolator telah diteliti dengan menggunakan metode Monte Carlo (MC) kuantum. Model Hubbard adalah suatu model yang menggambarkan interaksi elektron pada kisi kristal. Besaran fisis A dihitung melalui sangkutan 〈A〉=(Tre^(-βH) A)/z dimana Z=Tre^(-βH) menyatakan fungsi partisi. Metode MC kuantum digunakan untuk membangkitkan konfigurasi kuantum yang memperhitungkan interaksi elektron pada model Hubbard. Elektron-elektron dimodelkan menempati titik-titik kisi dengan konsentrasi hunian setengah (half-filling) bersesuaian dengan keberadaan fenomena transisi logam isolator yang dikenal sebagai Mott Transition. Selanjutnya divariasi rasio hunian disekitar nilai 1⁄2 dimana diamati keberadaan isolator murni untuk nilai U⁄t~0,75. Batas suhu nol dari menunjukkan S(π, π)/N versus N^(-1/2) untuk U=4t dimana terlihat bahwa keadaan dasar memiliki tatanan antiferromagnetik jarak jauh. Hal ini menunjukkan bahwa keadaan dasar model Hubbard 2D setengah terisi dengan t hopping dekat-tetangga akan memiliki orde antiferromagnetik jarak jauh untuk U > 0.
Kajian numerik model Hubbard dua dimensi untuk fenomena transisi logam isolator telah diteliti dengan menggunakan metode Monte Carlo (MC) kuantum. Model Hubbard adalah suatu model yang menggambarkan interaksi elektron pada kisi kristal. Besaran fisis A dihitung melalui sangkutan 〈A〉=(Tre^(-βH) A)/z dimana Z=Tre^(-βH) menyatakan fungsi partisi. Metode MC kuantum digunakan untuk membangkitkan konfigurasi kuantum yang memperhitungkan interaksi elektron pada model Hubbard. Elektron-elektron dimodelkan menempati titik-titik kisi dengan konsentrasi hunian setengah (half-filling) bersesuaian dengan keberadaan fenomena transisi logam isolator yang dikenal sebagai Mott Transition. Selanjutnya divariasi rasio hunian disekitar nilai 1⁄2 dimana diamati keberadaan isolator murni untuk nilai U⁄t~0,75. Batas suhu nol dari menunjukkan S(π, π)/N versus N^(-1/2) untuk U=4t dimana terlihat bahwa keadaan dasar memiliki tatanan antiferromagnetik jarak jauh. Hal ini menunjukkan bahwa keadaan dasar model Hubbard 2D setengah terisi dengan t hopping dekat-tetangga akan memiliki orde antiferromagnetik jarak jauh untuk U > 0.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji secara teoritis dinamika sistem kuantum terbuka menggunakan persamaan Lindblad sebagai kerangka utama dalam mendeskripsikan evolusi non-uniter. Latar belakang penelitian didasarkan pada keterbatasan pendekatan sistem kuantum tertutup yang tidak mampu merepresentasikan interaksi sistem dengan lingkungan secara realistis. Metode yang digunakan adalah pendekatan analitik matematis dengan memanfaatkan operator densitas (density matrix) dalam kerangka teori open quantum systems, serta mengadopsi asumsi Born dan Markov untuk menyederhanakan interaksi sistem-lingkungan. Hasil kajian menunjukkan bahwa persamaan Lindblad mampu menggambarkan fenomena dekoherensi dan dissipasi secara sistematis melalui kontribusi operator Lindblad yang mempengaruhi koherensi dan populasi keadaan sistem. Studi kasus pada sistem dua-level (qubit) memperlihatkan bahwa interaksi dengan lingkungan menyebabkan peluruhan koherensi serta perubahan populasi menuju keadaan kesetimbangan. Secara fisik, hal ini mengindikasikan adanya kehilangan informasi kuantum akibat interaksi eksternal, yang berdampak pada stabilitas sistem. Selain itu, model Lindblad terbukti memiliki konsistensi matematis yang kuat serta relevansi luas dalam berbagai aplikasi fisika kuantum modern. Namun demikian, keterbatasannya dalam menggambarkan sistem non-Markovian menunjukkan perlunya pengembangan model yang lebih umum. Oleh karena itu, penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi teoritis dalam memahami dinamika sistem kuantum terbuka serta menjadi dasar bagi pengembangan studi lanjutan dalam bidang teknologi kuantum.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan simulasi spin Ising dua dimensi menggunakan metode Monte Carlo dengan algoritma Metropolis. Pemrograman ditulis dengan bahasa macro dan dijalankan di software ImageJ. Saat belum ada medan magnet luar, beberapa besaran fisika seperti energi dan magnetisasi diukur sebagai fungsi suhu dan ukuran sistem. Selanjutnya, untuk ukuran sistem 128 x 128, kapasitas panas spesifik dan suseptibilitas diukur sebagai fungsi suhu. Untuk daerah suhu rendah, ditemukan bahwa magnetisasi mutlak berada di sekitar nilai 1, yang berarti bahwa seluruh spin berada dalam keadaan homogen. Dengan menaikkan suhu di dekat suhu kritis = 2,3, magnetisasi turun secara drastis menuju nol pada daerah suhu rendah, energinya juga rendah. Dengan menaikkan suhu, energi meningkat drastis di dekat suhu kritis tersebut dan akhirnya menuju nol untuk daerah suhu tinggi. Peran suhu kritis tersebut nampak signifikan ditandai oleh kapasitas panas spesifik dan suseptibilitas. Nilai kapasitas panas spesifik dan suseptibilitas sangat tinggi di sekitar suhu kritis. Ketika medan magnet luar diberikan, besar medan magnet luar tersebut divariasikan dan magnetisasinya diukur. Pada keadaan ini keadaan histeresis magnetisasi. Selanjutnya, nilai magnetisasi sisa dan medan koersif ditentukan untuk suhu tertentu dan ditemukan bahwa keduanya akan berkurang dengan naiknya suhu. Dengan menggunakan medan magnet sinusoidal dan kotak, ditemukan bahwa bentuk kurva magnetisasi mirip dengan profil dari medan magnet luar tersebut. namun demikian, kami menemukan waktu jeda antara kedua profil tersebut. Dengan mengukur waktu jeda antara keduanya, ditemukan bahwa waktu jeda akan berkurang ketika besar medan magnet dinaikkan.
This research aims to simulate the two dimensional Ising spin using Monte Carlo method with Metropolis algorithm. The programs are written in macro language and ran in ImageJ software. In the absence of external magnetic field, some physical observables such as energy and magnetization are measured as functions of temperature and system size. Therefore, for a certain system size namely 128 x 128, we calculated both specific heat capacity and susceptibility as functions of temperature. We found that for low temperature regime, the absolute magnetization close to 1, which means that all spins are in the homogeneous state. By the increase the temperature close to the critical one = 2,3 J/kB, the magnetization decrease drastically into zero. For the energy, low temperature regime gives the low energy. By the increase the temperature, the energy increase drastically near the critical temperature, and finally close to zero for high temperature regime. The role of the critical temperature appears significantly indicated by both specific heat capacity and susceptibility. Both observables have very high values in the critical temperature. In the presence of the external magnetic field, we vary the magnitude of the field and measure the magnetization. We found that the hysteresis of the magnetizations appears. Later, we determine both remanent magnetization and coercive field for a certain temperature. We found that both tend to decrease by the increase of the temperature. Using the sinusoidal and square waves of the external field, we found that the profile of the magnetization is similar to that of the external field. However, we found the time lag between the two profiles. Moreover, we measure the time lag between the magnetization and the external field and reveal that time lag decrease for the increase of the amplitude of the external field.
Telah dilakukan analisis teoritik pada rangkaian LC dengan kapasitor dan induktor penyusunnya memiliki dimensi yang sangat kecil serta nilai kapasitansi dan induktansi rangkaian dalam orde 10-18 satuan. Analisis secara teoritik ini dilakukan atas dasar hipotesis bahwa tidak hanya energi elektromagnetik yang tersimpan dalam rangkaian LC terkuantisasi dalam bentuk foton, namun rangkaian LC yang disusun dari kapasitor dan induktor berukuran atomik juga akan menampakkan sekumpulan fenomena probabilistik yang direpresentasi oleh fungsi gelombang dalam mekanika kuantum. Rangkaian LC memperlihatkan fenomena osilasi arus listrik rangkaian dan muatan kapasitor, sehingga rangkaian LC dianalogikan sebagai osilator harmonik kuantum. Pemilihan potensial sentral tiga dimensi sebagai potensial osilator harmonik yang realistik meniscayakan persamaan Schr?dinger potensial osilator harmonik dinyatakan menggunakan sistem koordinat bola dan mengalami separasi variabel sedemikian rupa sehingga diperoleh persamaan differensial orde dua bagian radial dan bagian angular dengan solusi masing-masing adalah fungsi gelombang radial dan fungsi gelombang angular. Persamaan energi osilator harmonik memiliki bentuk serupa dengan persamaan energi elektromagnetik rangkaian LC, sehingga sejumlah variabel dan observable operator dari persamaan energi osilator harmonik dapat dianalogikan dengan sejumlah variabel dan observable operator dari persamaan energi elektromagnetik rangkaian LC. Analogi tersebut digunakan ketika melakukan substitusi variabel pada fungsi gelombang radial persamaan Schr?dinger potensial osilator harmonik menjadi fungsi gelombang rangkaian LC. Hasil visualisasi fungsi gelombang rangkaian LC untuk enam level energi terendahnya menggambarkan sebaran rapat probabilitas dan probabilitas terbesar terjadinya induktansi pada kondisi tertentu muatan kapasitor, yang bervariasi seiring dengan variasi level energi dan bilangan kuantum orbital.
ABSTRAK Model analogi termodifikasi untuk mengeksplorasi mesin panas kuantum partikel fermion tidak memiliki representasi kuantitas temperatur, mengingat kuantitas temperatur diperankan oleh nilai harap Hamiltonian. Sementara dalam kajian mesin panas, kuantitas temperatur merupakan kuantitas utama, dengan demikian adalah urgen untuk melakukan penelitian tentang kuantitas temperatur dan kuantitas termodinamis lain pada kajian mesin panas kuantum. Telah dilakukan penelitian untuk mereproduksi kuantitas termodinamis mesin Carnot kuantum sistem fermion tunggal tak-bermassa dengan pendekatan mekanika statistik melalui fungsi partisi yang bersesuai dengan sistem kajian. Pendekatan statistik yang digunakan memenuhi statistika Maxwell-Boltzman. Fungsi partisi yang dibangun dengan nilai-eigen energi fermion tunggal tak- bermassa dalam kotak 1D menjadi fungsi-partisi-unik sistem yang selanjutnya digunakan sebagai jembatan antara mekanika kuantum dengan termodinamika. Bersandar pada fungsi-partisi-unik sistem, dilakukan pengukuran kuantitas energi rerata, temperatur, entropi, energi bebas Helmholtz, dan gaya yang bekerja pada sistem. Selanjutnya dihasilkan juga persamaan keadaan dan efisiensi mesin Carnot kuantum sistem fermion tunggal tak bermassa dalam kotak satu dimensi. Normal 0 false false false IN X-NONE X-NONE /* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:Table Normal;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-parent:;
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin-top:0cm;
mso-para-margin-right:0cm;
mso-para-margin-bottom:10.0pt;
mso-para-margin-left:0cm;
line-height:115%;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:11.0pt;
font-family:Calibri,sans-serif;
mso-ascii-font-family:Calibri;
mso-ascii-theme-font:minor-latin;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;
mso-bidi-font-family:Times New Roman;
mso-bidi-theme-font:minor-bidi;
mso-ansi-language:IN;}
Gelombang merupakan getaran yang merambat. Salah satu contoh gelombang adalah gelombang Schrodinger. Gelombang Schrodinger menggambarkan keberadaan elektron pada suatu posisi dan waktu.GelombangSchrodinger dapat dituliskan dalam suatu persamaan diferensial parsial yang dapat disebut dengan persamaan Schrodinger.
Persamaan Schrodinger tersebut yang menyatakan pada suatu posisi satu dimensi disebut persamaan Schodinger satu dimensi.Pada persamaan Schrodinger satu dimensi dapat dibentuk menjadi Persamaan Schrodinger bebas waktu satu dimensi yang artinya persamaan Schrodinger tidak bergantung waktu.
Untuk menentukan solusi persamaan Schrodinger satu dimensi, menggunakan separasi variabel atas variabel
x
dan
t
. Selanjutnya, masing-masing dari variabel akan dicari solusinya dengan persamaan diferensial biasa.
Persamaan Schrodinger bebas waktu satu dimensi akan diaplikasikan ke dalam potensial undak dan potensial sumur. Potensial undak adalah kondisi dimana suatu partikel mengalami satu kali perubahan besar energi potensial, sedangkan potensial sumur adalah kondisi dimana suatu partikel mengalami dua kali perubahan besar energi potensial.
Kata kunci:Persamaan Schrodinger, Potensial Undak, potensial Sumur, Separasi Variabel.
Telah dilakukan analisis teoritik pada rangkaian LC dengan kapasitor dan induktor penyusunnya memiliki dimensi yang sangat kecil serta nilai kapasitansi dan induktansi rangkaian dalam orde 10-18 satuan. Analisis secara teoritik ini dilakukan atas dasar hipotesis bahwa tidak hanya energi elektromagnetik yang tersimpan dalam rangkaian LC terkuantisasi dalam bentuk foton, namun rangkaian LC yang disusun dari kapasitor dan induktor berukuran atomik juga akan menampakkan sekumpulan fenomena probabilistik yang direpresentasi oleh fungsi gelombang dalam mekanika kuantum. Rangkaian LC memperlihatkan fenomena osilasi arus listrik rangkaian dan muatan kapasitor, sehingga rangkaian LC dianalogikan sebagai osilator harmonik kuantum. Pemilihan potensial sentral tiga dimensi sebagai potensial osilator harmonik yang realistik meniscayakan persamaan Schrȍdinger potensial osilator harmonik dinyatakan menggunakan sistem koordinat bola dan mengalami separasi variabel sedemikian rupa sehingga diperoleh persamaan differensial orde dua bagian radial dan bagian angular dengan solusi masing-masing adalah fungsi gelombang radial dan fungsi gelombang angular. Persamaan energi osilator harmonik memiliki bentuk serupa dengan persamaan energi elektromagnetik rangkaian LC, sehingga sejumlah variabel dan observable operator dari persamaan energi osilator harmonik dapat dianalogikan dengan sejumlah variabel dan observable operator dari persamaan energi elektromagnetik rangkaian LC. Analogi tersebut digunakan ketika melakukan substitusi variabel pada fungsi gelombang radial persamaan Schrȍdinger potensial osilator harmonik menjadi fungsi gelombang rangkaian LC. Hasil visualisasi fungsi gelombang rangkaian LC untuk enam level energi terendahnya menggambarkan sebaran rapat probabilitas dan probabilitas terbesar terjadinya induktansi pada kondisi tertentu muatan kapasitor, yang bervariasi seiring dengan variasi level energi dan bilangan kuantum orbital. Kata kunci: Rangkaian LC, Osilator Harmonik, Persamaan Schrödinger.