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

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 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 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 . Такое насыщение времени дефазировки при низких температурах является открытой проблемой, даже несмотря на то, что было выдвинуто несколько предложений.

Спектроскопия

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 , T ₂ .

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 T ₂ , и интенсивность волны поляризации уменьшается. Население возбужденного состояния также убывает с постоянной времени продольной релаксации T ₁ . Постоянная времени T ₂ обычно намного меньше, чем T ₁ , и ширина полосы спектра поглощения связана с этими постоянными времени через преобразование Фурье , поэтому постоянная времени T ₂ является основным фактором, влияющим на ширину полосы. Постоянная времени T ₂ была измерена непосредственно с помощью сверхбыстрой , например, в экспериментах с фотонным эхом.

Рекомендации

Литература

• 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 : . Bibcode : . doi : .
• Cohen, D. (1999). "Dephasing at low temperatures". Physical Review B . 59 (17): 11143—11146. arXiv : . Bibcode : . doi : .
• Golubev, D. S. (2003). "Low-temperature dephasing and Renormalization in model systems". . 72 (Suppl. A): 30—35. arXiv : . Bibcode : . doi : .
• Saminadayar, L. (2007). "Electron coherence at low temperatures: The role of magnetic impurities". . 40 (1): 12—24. arXiv : . Bibcode : . doi : .
• 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 : . Bibcode : . doi : .