درهمتنیدگی کوانتومی و گذار فاز کوانتومی دوبخشی و چندبخشی در چگاله بوز- انیشتین
وضعیت نشر و پخش و غیره
محل نشرو پخش و غیره
تهران
مشخصات ظاهری
ساير جزييات
۱۸ص.
یادداشتهای مربوط به عنوان و پدیدآور
متن يادداشت
رضا افضلی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۳
نظم درجات
فیزیک
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
درهم تنیدگی یک خصیصهی بنیادی مکانیک کوانتومی است که تفاوت اساسی بین فیزیک کلاسیکی و کوانتومی را تعیین میکند. حالتهای درهم تنیده بیانگر نوعی همبستگی کوانتومی غیرموضعی بین زیرسیستمها است وکاربردهای فراوانی در تئوری اطلاعات کوانتومی دارد. تحقیقات گستردهای روی حالتهای درهم تنیده انجام شده است که یکی از نتایج قابل توجه، شناخت درهمتنیدگی به عنوان یک منبع است، مانند انرژی که میتواند برای اجرای کارهای دلخواه فیزیکی مورد استفاده قرار بگیرد. در واقع درهم تنیدگی همانند پتانسیل در فرآیندهای فیزیکی عمل میکند و دارای مقدار کم ی است. هر تابعی که مقدار کم ی درهم تنیدگی را مشخص کند، معیار درهم تنیدگی نامیده می شود. معمولا برای محاسبهی درهم تنیدگی از تابع توافق استفاده می شود که این تابع، عددی بین صفر و یک است، به طوریکه مقدار صفر بر درهم تنیده نبودن سیستم و مقدار یک بر بیشینه ی درهمتنیدگی دلالت می کند. اگرچه درهم تنیدگی یک منبع کلیدی از فرآیند اطلاعات کوانتومی است اما در سالهای اخیر مشخص شده است که سیستم های همبسته ی کوانتومی فقط مختص به درهم تنیدگی نیست، بلکه سیستم های بدون درهم تنیدگی هم می توانند جزء سیستم های همبسته ی کوانتومی به حساب آیند که تحت عنوان ناسازگاری کوانتومی شناخته می شوند. ناسازگاری کوانتومی نوعی از همبستگی کوانتومی است که به عنوان اختلاف بین اطلاعات متقابل کوانتومی و همبستگی کلاسیکی در یک سیستم دو بخشی تعریف می شود. به طور کلی، این همبستگی با درهم تنیدگی تفاوت دارد و ناسازگاری کوانتومی ممکن است برای حالت های مجزای ویژه ای غیرصفر باشد درحالی که سیستم درهم تنیده نیست. در نمونه های ساده ای از سیستم های دو بخشی کوانتومی، همبستگی های کوانتومی دارای کاربردهای مهمی در تئوری اطلاعات کوانتومی می باشند. تاکنون، ناسازگاری کوانتومی تنها برای رده های محدودی از سیستم های کوانتومی دو کیوبیتی محاسبه شده است و بیان آن برای حالت های کلی کوانتومی ناشناخته است. ناسازگاری کوانتومی را می توان در سیستم های دو بخشی و چند بخشی کوانتومی فرمول بندی کرد. از آنجا که ریشه ی نظریه ی کوانتومی در سیستم های دو بخشی است، طبیعی است به مطالعه ی سیستم های ماکروسکوپیکی از طریق اندازه گیری های دو بخشی پرداخته شود. در حقیقت به جزء موارد اندکی استثناء، ادبیات رایج برای تحلیل سیستم های چند بخشی استفاده از سیستم های دو بخشی است. ناسازگاری کوانتومی یک روش مناسب برای تمیز دادن طبیعت همبستگی ها بین مولفه های سیستم کوانتومی است و یک نمایشگر کیفی برای وجود گذار فاز کوانتومی می باشد. گذار فاز کوانتومی یک تغییر کیفی در حالت پایه ی یک سیستم بس ذره ای کوانتومی است و برخلاف گذار فاز معمولی که در دماهای غیر صفر رخ می دهد، افت وخیزهای موجود در گذار فاز کوانتومی به طور کامل کوانتومی است. می خواهیم درهم تنیدگی و ناسازگاری کوانتومی در چگاله ی بوز- انیشتین را مورد بررسی قرار دهیم. هرگاه تعداد بسیار زیادی ذره ی یکسان بوزونی را تا دمایی به نام دمای بحرانی سرد کنیم، بوزون ها در پائین-ترین سطح انرژی قرار می گیرند. در این حالت یک گذار فاز کوانتومی اتفاق می افتد و چگاله ی بوز- انیشتین شکل می گیرد. چون ذرات در این چگاله در حالت کوانتومی یکسان قرار می گیرند، می توانیم این ذرات را با یک تابع موج توصیف کنیم، بنابراین هزاران و یا میلیون ها اتم مثل یک ذره رفتار میکنند و به عبارت دیگر به ابر اتم تبدیل خواهند شد. در سیستم های بوزونی با استفاده از تقریب بوگولیوبوف حالت پایه ی یک سیستم بوزونی ایستای یکنواخت را بررسی می کنند و سپس اصول چگاله ی بوزونی را به دماهای محدود و سیستم های غیر یکنواخت تعمیم می دهند. با معرفی تابع موج چگاله که میانگین آنسامبلی عملگر میدانی فنا می باشد، هامیلتونین سیستم بوزونی را بر حسب تابع موج چگاله به صورت معادله ی خودسازگار هارتری بدست می آورند. با معرفی عملگرهای هایزنبرگ، یک معادله ی دیفرانسیلی انتگرالی جفت شده برای تابع گرین تک ذره ای و تابع گرین نامتعارف بدست می آید و با فرض اینکه تابع موج چگاله مستقل از زمان باشد و با استفاده از تبدیل فوریه این معادله ی دیفرانسیلی انتگرالی جفت شده را محاسبه می کنند و تابع گرین تک ذره ای و تابع گرین نامتعارف را در فضای تکانه بدست می آورند. ما تابع گرین تک ذره ای و تابع گرین نامتعارف را در فضای مکان و در دمای صفرمطلق در دوحالت، پتانسیل دلتای دیراک و پتانسیل ثابت بدست خواهیم آورد. سپس ماتریس چگالی دو ذره ای را بر حسب توابع گرین بدست آمده محاسبه خواهیم کرد. با استفاده از ماتریس چگالی، همبستگی های کلاسیکی و کوانتومی سیستم را بدست می آوریم، همچنین ناسازگاری کوانتومی را که به عنوان اختلاف بین تمام همبستگیها و همبستگی های کلاسیکی تعریف می شود را محاسبه می کنیم. با استفاده از تابع توافق درهم تنیدگی را بدست خواهیم آورد و در پایان با استفاده از ناسازگاری کوانتومی که نمایشگر کیفی از گذار فاز کوانتومی می باشد، اطلاعاتی در مورد گذار فاز بدست خواهیم آورد.
متن يادداشت
Entanglement is a uniquely quantum mechanics properties and determines difference between quantum physics and classical physics. The entangled states are nonlocal correlation between subsystems and have many applications in the quantum field theories. The many curious features of entangled states have motivated considerable research. A noticeable part of this thesis is understood of entanglement as a resource, like energy, which can be used to accomplish interesting physical tasks. In fact, the entanglement is a potential on physical applications and turns out quantify the entanglement in this present quantum state. The entanglement criteria is a qualify function which can be estimated values of the entanglement. Using from concurrence function is common at evaluation of the entanglement. This function also started by zero to one, where zero is appointed by un-entanglement and one is appointed by optimum value of the entanglement. Hence, the entanglement is regarded as the key resource of quantum information processing. But quantum entanglement is not the only kind of quantum correlations useful for quantum information processing. In other point of view, quantum systems without any entanglement can still be helpful for quantum information processing since un-entangled systems could have another kind of quantum correlations that known by quantum discord. Quantum discord is a kind of quantum correlation which has been known by difference between quantum mutual information and classical correlation in bipartite systems. In short, this correlation has conflict by entanglement and in the un-entanglement systems; it s possible that quantum discord is not to be zero in specialized separated states. At the simple models of bipartite quantum systems, quantum discord has very important roles in the quantum field theory. In general, quantum discord just calculated by limited levels of two-qubit systems and its experts in global quantum states is unknown. It can be formulated in the bipartite and multipartite systems, simplicity. Due to found quantum theories in the bipartite systems, studying the microscopic systems by bipartite measurement becomes highlight. In fact, there is a lot of manuscripts to analyzing of multipartite system by using of bipartite systems.Quantum discord is an appropriate method for declaration of natural s correlation in the quantum attitudes and is a qualified monitor for the existence of quantum phase transitions. Quantum phase transitions )QPT( are a qualitative changes in the ground state of a quantum many body systems. In conflict by the ordinary phase transition at non-zero temperatures, QPT is due to the quantum fluctuation. In this thesis, we would like to study the entanglement and quantum discord in the Bose-Einstein condensate. By freezing many identically particles at critical temperature, bosons established in lowest energy state. In this state, a quantum phase transition occurs and Bose-Einstein condensate has been formed. Since, the particles in this condensation establish in the same state, one can use a wave function for all of the particles, so the thousands or millions of atoms treat as a particle, i. e; it turns to a super-atom. According to the Bogoliubov approximation in the Boson systems, the ground state of uniform stationary Bose system has been studied, and then principals of Bose condensation at non-zero temperatures and non-uniform systems are introduced. By introducing the condensate wave function, Hamiltonian of Bosonic system can be written versus condensate wave function and its result is a Hartree self-consistence equation, where wave function is an ensemble average of annihilation field operators. In addition, by introducing of Heisenberg operators, a coupled integrodifferential equations for single green function and anomalous green function has been obtained. Following them, by assuming time-independent condensate wave function, and using Fourier transformation, integrodifferential equations has been solved and single green functions and anomalous green function in the momentum space has been obtained.Then we obtain both of the single green functions and anomalous green function in the position space at absolute zero-temperature with two different potentials, i. e; Dirac s Delta potentials and constant potentials. So by using of green functions, two particle density matrix have been obtained. Then, density matrix can be used to get the classical and quantum correlation. Finally quantum discord, which is introduced the difference between all correlation and classical correlations, will be obtained. At last, entanglement, quantum discord and the information about quantum phase transitions is obtained.
موضوع (اسم عام یاعبارت اسمی عام)
تقسیم فرعی موضوعی
ناسازگاری کوانتومی
تقسیم فرعی موضوعی
درهم تنیدگی کوانتومی
تقسیم فرعی موضوعی
اطلاعات متقابل کوانتومی
تقسیم فرعی موضوعی
همبستگی کلاسیکی
تقسیم فرعی موضوعی
گذارفازکوانتومی
تقسیم فرعی موضوعی
فیزیک جامد
عنصر شناسه ای
فیزیک
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )