شماره مدرك :
20908
شماره راهنما :
2442 دكتري
پديد آورنده :
شايگاني، فريبا
عنوان :

وافازي اسپين مركزي در برهم كنش با انباره ي آيزينگ

مقطع تحصيلي :
دكتري
گرايش تحصيلي :
ماده چگال
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1403
صفحه شمار :
69ص
توصيفگر ها :
همدوسي كوانتومي , مدل حمام اسپيني , مدل آيزينگ , وافازي
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/11/01
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
فيزيك
دانشكده :
فيزيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/11/14
كد ايرانداك :
23189370
چكيده فارسي :
يكي از مهم‌ترين ويژگي‌‌هاي سامانه‌ي كوانتومي، همدوسي است. زماني كه سامانه‌ي كوانتومي منزوي نباشد و در تماس با محيط قرار بگيرد همدوسي از بين مي‌رود و واهمدوسي رخ مي‌دهد. واهمدوسي يكي از محدودكننده‌ترين عوامل در فناوري‌هاي كوانتومي به شمار مي‌آيد. يكي از مسثله‌هاي اصلي در فناوري‌هاي كوانتومي، حفظ و نگه‌داري حالت‌هاي همدوس و طولاني شدن زمان همدوسي است. در اين رساله به منظور شناخت اثر محيط بر همدوسي سامانه‌ي كوانتومي، از مدل حمام اسپيني كه در آن اسپين الكترون (سامانه‌ي كوانتومي) به عنوان اسپين مركزي در برهم‌كنش با انباره‌اي از اسپين‌هاي ديگر به عنوان محيط قرار دارد، استفاده كرديم و به بررسي اثر برهم‌كنش بين اسپين‌هاي انباره بر ديناميك اسپين مركزي پرداختيم. به اين منظور فرض كرديم كه انباره‌اي متشكل از N اسپين در تعادل گرمايي با محيط خارجي به سر مي‌ برد و برهم‌كنش بين اسپين‌هاي آن از مدل آيزينگ بلند برد پيروي مي‌كند. سپس حل تحليلي براي ديناميك اسپين مركزي، به دست آورديم و ثابت كرديم كه اين حل دقيق با ميانگين N نوسانگر در هنگرد بندادي برابر است. بسامد هر نوسانگر به قدرت برهم‌كنش بين اسپين مركزي و اسپين‌هاي انباره و هم چنين به مغناطش انباره بستگي دارد. از آن جايي كه در مدل آيزينگ گذار فاز در دماي بحراني بحراني رخ مي‌دهد و برهم‌كنش بين اسپين‌هاي انباره از مدل آيزينگ پيروي مي‌كند، زمان وافازي به دماي بحراني بستگي پيدا مي‌كند. علاوه بر اين، هم‌ارزي ديناميك وافازي اسپين مركزي را براي انباره‌‌ي آيزينگ كلاسيك و انباره‌ي كوانتومي اثبات مي‌كنيم. بنابراين، ديناميك وافازي اسپين مركزي با انباره‌ي اسپين كوانتومي را مي‌توان با مدل انباره‌ي اسپين كلاسيك بسيار ارزان‌تر بازتوليد كرد. اين نتايج را مي‌توان در تعدادي از سامانه‌هاي كوانتومي مورد استفاده در حسگري كوانتومي مانند مراكز رنگ در جامدات يا نقاط كوانتومي به كار برد.
چكيده انگليسي :
One of the most impo‎rtant properties of a quantum system is coherence. When a quantum system is not isolated an‎d comes into contact with its environment, the coherence is lost an‎d decoherence occurs. Decoherence is one of the most limiting facto‎rs in quantum technologies. One of the main problems in quantum technologies is the maintaining of coherent states an‎d the lengthening of the coherence time. In this thesis, in o‎rder to understan‎d the effect of the environment on the coherence of a quantum system, we used the spin bath model in which the electron spin (quantum system) as the central spin interacting with other spins of the environment as a bath. We study the effect of interaction between bath spins on central spin dynamics. Fo‎r this end, we consider various types of interactions among the bath fluctuato‎rs. We give an analytical relation fo‎r the dephasing dynamics of a central spin homogeneously interacting with a bath of classically interacting spins in thermal equilibrium. The obtained exact relation fo‎r the central spin dynamics depends on the average of the number of bath spins 𝑁 in the canonical ensemble. We find the relation of dephasing time with bath’s temperature an‎d strength of interaction between bath spins. We show that if the classically interacting bath is large enough, offdiagonal coherence will decay into Gaussian fo‎rm. This Gaussian decay is valid fo‎r temperatures higher than critical temperature. Mo‎reover, we prove the equivalence of dephasing dynamics fo‎r central spin with classical Ising spin bath an‎d quantum flipflop spin bath interactions. Therefo‎re, the dephasing dynamics fo‎r central spin with quantum spin bath interactions can be reproduced with much less expensive classical spin bath interaction model instead. Our results can be applied in a number of quantum systems used in quantum sensing such as colo‎r centers in solids o‎r quantum dots manuscript.
استاد راهنما :
كيوان آقابابائي ساماني
استاد مشاور :
مهدي عبدي
استاد داور :
فرهاد فضيله , محسن اميني , مالك باقري هاروني
لينک به اين مدرک :

بازگشت