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量子物理

arXiv:1311.5371 (quant-ph)
[提交于 2013年11月21日 ]

标题: 一维和二维束缚系统中的量子呼吸模式

标题: Quantum Breathing Mode of Trapped Systems in One and Two Dimensions

Authors:Jan Willem Abraham, Michael Bonitz, Chris McDonald, Gianfranco Orlando, Thomas Brabec
摘要: 我们研究了在二维和一维中具有库仑和偶极相互作用的束缚费米粒子的量子呼吸模式(单极振荡)。这种集体振荡已被证明可以揭示相互作用束缚系统中多粒子状态的详细信息,因此是多种有限系统的一种敏感诊断工具,包括陷阱中的冷原子和分子气体、光晶格、金属团簇中的电子以及量子受限半导体结构或纳米等离子体中的电子。改进的求和规则形式使我们能够从系统的基态准确确定呼吸频率,从而避免复杂的时域模拟。结合哈特里-福克近似和托马斯-费米近似,使我们能够将计算扩展到大粒子数$N$,达到数百万的数量级。将呼吸频率追踪到大$N$作为系统耦合参数的函数,揭示了一维和二维谐波束缚库仑系统渐近行为的惊人差异。
摘要: We investigate the quantum breathing mode (monopole oscillation) of trapped fermionic particles with Coulomb and dipole interaction in one and two dimensions. This collective oscillation has been shown to reveal detailed information on the many-particle state of interacting trapped systems and is thus a sensitive diagnostics for a variety of finite systems, including cold atomic and molecular gases in traps and optical lattics, electrons in metal clusters and in quantum confined semiconductor structures or nanoplasmas. An improved sum rule formalism allows us to accurately determine the breathing frequencies from the ground state of the system, avoiding complicated time-dependent simulations. In combination with the Hartree-Fock and the Thomas-Fermi approximations this enables us to extend the calculations to large particle numbers $N$ on the order of several million. Tracing the breathing frequency to large $N$ as a function of the coupling parameter of the system reveals a surprising difference of the asymptotic behavior of one-dimensional and two-dimensional harmonically trapped Coulomb systems.
评论: 22页,9图
主题: 量子物理 (quant-ph) ; 量子气体 (cond-mat.quant-gas); 原子物理 (physics.atom-ph)
引用方式: arXiv:1311.5371 [quant-ph]
  (或者 arXiv:1311.5371v1 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.1311.5371
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: New Journal of Physics 16, 013001 (2014)

提交历史

来自: Michael Bonitz [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2013 年 11 月 21 日 11:33:58 UTC (1,331 KB)
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