长夜拂晓

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2023/03/01阅读:18主题:默认主题

3.1从影响泛函到随机薛定谔方程

3.1模型

不同于CL模型。

3.1.1把环境坐标改写成简正坐标的形式

用的是,环境坐标之间的耦合矩阵 的本征态 ,来改写.(本征值是 ) 坐标改写,哈密顿量、约化密度矩阵跟着变。

初始条件在强耦合下并不合适,因为介入了人为平衡初态。解决方案是设初始是是完全相互作用的热态,卡农态。

不同Q代表不同的初始条件。下面我们讨论Q=1.

3.2把上面的初始密度矩阵、演化算符都写成影响泛函的形式

结合虚时间演化的环境轨迹,密度矩阵写成:

下图展示路径积分在两个维度的轨迹:

Z是为了归一化路径积分而,将全系统的配分函数除以环境的配分函数

3.2.1 计算环境路径积分

首先影响泛函,是包括全哈密顿量中,环境和环境相互作用

在简正坐标上进行因式分解,可以拆分成向前、向后、欧几里得演化算符。

影响泛函的形式写成:

3.2.2 影响泛函写成全指数的形式

上一节给出的路径积分形式,是指数二次积分。

写成矩阵的形式,可以快速地解析算出每个模式前面的因子系数 (全加起来就是前面提到的环境的配分函数)

经过这样的计算和抵消,影响泛函已经完全变成全指数的形式。

3.2.3 影响泛函的相位拆成虚实部

上一节已经写成矩阵形式,并进而写成全相位的形式。接下来对相位中各部分进行重新划分组,并分别进行积分。有三个部分 #影响泛函、密度矩阵, 都可以拆成,向前、向后、欧几里得三个部分的演化算符、密度矩阵。

[57] R. P. Feynman and F. L. Vernon. The theory of a general quantum system interacting with a linear dissipative system. Ann. Phys., 24:118, 1963.

[64] Hermann Grabert, Peter Schramm, and Gert-Ludwig Ingold. Quantum Brownian motion: The functional integral approach. Physics Reports, 168(3):115–207, 1988.

拆分后的形式中,重新提取出表示相互作用项的函数

单时间的影响相位形式是:

此时已经有了虚时间。

3.2.4简正坐标的逆变换,把影响泛函的形式,从简正坐标又变换回到位点坐标中

我们发现,不同于标准CL模型,模型中引入环境间相互作用的项,影响相位中的求和是个双重求和。这对后面引入随机场的维度数量又借鉴意义。

#哈密顿量、演化算符、影响泛函、运动方程都被拆成向前和向后两个。时序算符和反时序算符指示方向。

L是用上一节中的g,K,y, 写出来的。源于相互作用项。

此时,影响相位有两个缺陷,一个是在实时间和虚时间上的双积分(这表明这是一个非局域微分方程)。另一个是影响泛函的坐标无法拆解成我们想要的三项。因此我们引入随机场,将非局域的微分方程转变为局域的。

3.3双时间的HS变换

在实时间t和虚时间 上,加入随机场

1.之前推出的HS变换只是在实时间上,我们再拆解出虚时间,变成

!3.57中的影响相位和3.58中的指数,之间存在关联性。此处我们想看看二者有什么紧密的联系。

把HS变换应用到3.37 3.57 3.58中。根据3.57中指数的结构,我们我们引入的随机场,应该与位点指标i对应。并且实时间,我们需要两对随机过程。 (为实现我们的目的,我们将时间演化的中间格点,引入随机场。)

HS变换当中的函数k,与影响相位中的函数s,r,f对应起来。!!!这样影响泛函中就引入了随机。就是这样一个correspondence!

引入的随机数需要确保拆开的三个相位,和HS变换的右手边完全重合,进而对于随机数的关联性有要求

采用上述的关系,则写出

其中每个环境的格点都要在三个时间维度上取平均。

我们可以自由地选择随机噪声和C数.参考:

[70] H Kleinert and S V Shabanov. Quantum Langevin Equation From Forwardbackward Path-integral. Physics Letters A, 200(3-4):224–232, 1995. [71] K Tsusaka. Generalized quantum Langevin equations from the forwardbackward path integral. Phys. Rev. E, 59(5 Pt A):4931–8, 1999.

3.4将上面的随机影响泛函写到密度算符路径积分的形式中,就得到随机薛定谔方程

再补一下HS和格点拆分插随机数就行了。

3.4.3有效初始密度矩阵

3.5随机薛定谔方程

补充章节中 出现的各个符号

是谐振子耦合本征态

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数学

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