Дефазировка
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7a/Cavity_Dephasing_Simulation.png/266px-Cavity_Dephasing_Simulation.png)
В физике дефазировка — это механизм, восстанавливающий классическое поведение квантовой системы. Она относится к способам, которыми когерентность вызванная возмущением со временем затухает, и система возвращается в состояние до возмущения. Это важный эффект в молекулярной и атомной спектроскопии, а также в физике конденсированного состояния мезоскопических устройств.
Мезоскопика[править | править код]
Причину можно понять, описав проводимость в металлах как классическое явление с квантовыми эффектами, которые все встроены в подвижность, которую можно вычислить квантово-механически, как также происходит с сопротивлением, которое можно рассматривать как эффект рассеяния электронов проводимости. Когда температура понижается и размеры устройства значительно уменьшаются, это классическое поведение должно исчезнуть, и законы квантовой механики должны управлять поведением проводящих электронов, рассматриваемых как волны, которые движутся баллистически внутри проводника без какой-либо диссипации. Чаще всего именно это и наблюдают. тем не менее обнаружилось, что так называемое время дефазировки, то есть время, которое требуется проводящим электронам, чтобы потерять свое квантовое поведение, становится конечным, а не бесконечным, когда температура приближается к нулю в мезоскопических устройствах, что противоречит ожиданиям теории Бориса Альтшулера, Аркадий Аронов и Давид Э. Хмельницкий[1]. Такое насыщение времени дефазировки при низких температурах является открытой проблемой, даже несмотря на то, что было выдвинуто несколько предложений.
Спектроскопия[править | править код]
Когерентность образца объясняется недиагональными элементами матрицы плотности. Внешнее электрическое или магнитное поле может создать когерентность между двумя квантовыми состояниями в образце, если частота соответствует энергетической щели между двумя состояниями. Влияние когерентности затухает со временем из-за сбоя фазы или спин-спиновой релаксации, T2.
После создания когерентности в образце светом образец излучает волну поляризации, частота которой равна частоте падающего света, а фаза инвертируется относительно фазы падающего света. Кроме того, образец возбуждается падающим светом и генерируется молекулы в возбужденном состоянии. Свет, проходящий через образец, поглощается из-за этих двух процессов, и это выражается в спектре поглощения. Когерентность спадает с постоянной времени T2, и интенсивность волны поляризации уменьшается. Население возбужденного состояния также убывает с постоянной времени продольной релаксации T1. Постоянная времени T2 обычно намного меньше, чем T1, и ширина полосы спектра поглощения связана с этими постоянными времени через преобразование Фурье, поэтому постоянная времени T2 является основным фактором, влияющим на ширину полосы. Постоянная времени T2 была измерена непосредственно с помощью сверхбыстрой спектроскопии с временным разрешением, например, в экспериментах с фотонным эхом.
Рекомендации[править | править код]
- ↑ Altshuler, B L (1982-12-30). "Effects of electron-electron collisions with small energy transfers on quantum localisation". Journal of Physics C: Solid State Physics. 15 (36): 7367—7386. Bibcode:1982JPhC...15.7367A. doi:10.1088/0022-3719/15/36/018. ISSN 0022-3719.
Литература[править | править код]
- Imry, Y. Introduction to Mesoscopic Physics. (And references therein.)
- Aleiner, I. L. (1999). "Comment on "Quantum Decoherence in Disordered Mesoscopic Systems"". Physical Review Letters. 82 (15): 3190. arXiv:cond-mat/9808078. Bibcode:1999PhRvL..82.3190A. doi:10.1103/PhysRevLett.82.3190.
- Cohen, D. (1999). "Dephasing at low temperatures". Physical Review B. 59 (17): 11143—11146. arXiv:cond-mat/9807038. Bibcode:1999PhRvB..5911143C. doi:10.1103/PhysRevB.59.11143.
- Golubev, D. S. (2003). "Low-temperature dephasing and Renormalization in model systems". Journal of the Physical Society of Japan. 72 (Suppl. A): 30—35. arXiv:cond-mat/0208548. Bibcode:2003JPSJ...72S..30S. doi:10.1143/JPSJS.72SA.30.
- Saminadayar, L. (2007). "Electron coherence at low temperatures: The role of magnetic impurities". Physica E. 40 (1): 12—24. arXiv:0709.4663. Bibcode:2007PhyE...40...12S. doi:10.1016/j.physe.2007.05.026.
- Mohanty, P. Complexity from Microscopic to Macroscopic Scales: Coherence and Large deviations.
- Frasca, M. (2003). "Saturation of dephasing time in mesoscopic devices produced by a ferromagnetic state". Physical Review B. 68 (19): 193413. arXiv:cond-mat/0308377. Bibcode:2003PhRvB..68s3413F. doi:10.1103/PhysRevB.68.193413.