有限温度下介观LC电路中的量子涨落

在有限温度下,介观电路系统实际上并不处在一个确定的量子状态,而是处在混合态.利用量子正则系综理论研究了介观LC电路在混合态下电荷和电流的量子涨落.结果表明,有限温度下介观LC电路中的量子涨落不仅与电路器件参数有关,而且与温度也有关.温度越高,电路中的量子涨落越大.该方法较热场动力学(TFD)方法更易于理解和应用.由于实际的介观电路总是处在有限温度下,所以其结论对控制介观电路中的量子涨落有一定的实际意义.     

介观耦合电路量子涨落与温度的关系

由于电流在电路中运动会产生焦耳热,因而介观电路总是工作在有限的温度下。本文讨论有限温度下介观耦合电路的量子效应,结果表明电荷和电流的量子涨落的温度有关。     

介观耗散耦合电感电路的量子涨落

从有源耗散耦合电感电路的经典运运方程出发,通过三个么正交换实现了哈密顿量的正则变换,给出了相应的变换矩阵,计算了真空态下介观电路中电荷和电流的量子涨落。     

有互感的介观电感电容耦合电路的量子效应

利用正则变换和幺正变换的方法研究了有互感的介观电感电容耦合电路的量子效应，并把介观电感电容耦合电路和另外几种耦合电路进行了比较。发现在耦合电容存在的有互感的电路中，通过调节互感耦合系数来控制电路的量子涨落和压缩效应是很方便的。电路中电荷和电流的不确定关系与正则变换参数ψ和不确定关系参数ξ有关。当ξ→1或ψ→nπ／2(n=0，1，2，…)时，电荷和电流的不确定关系接近最小值h／2。     

有互感的介观电容耦合电路的量子涨落

通过正则变换和幺正变换的方法研究了有互感存在的情况下的介观电容耦合电路的量子涨落．结果表明当电路元件确定的时候，尤其是当L1／L2的值很小的时候，随着耦合程度的加深，一个回路的电荷的涨落很小，而另一个回路的电荷的涨落很大．     

介观电感耦合电路的量子涨落

提出了电感耦合电路的一种量子化方案,研究了电路中电荷和电流在相干态下的量子涨落,结果表明两个回路中的量子涨落是相互关联的,并对结果进行了讨论。     

有互感和电源的电容耦合电路的量子涨落

通过正则变换和幺正变换的方法研究了有互感和电源存在的情况下的介观电容耦合电路的量子涨落。结果表明电荷和电流的量子涨落与电源无关。当电路元件确定时，如果L1／L2的值很大或很小，耦合对涨落的影响很大。互感从有到无的过程中，回路1中电流的涨落和回路中2中电荷的涨落有明显的变化。换句话说，互感的有无对涨落的大小起着举足轻重的作用。     

有互感的电感耦合介观电路的量子化及其量子效应

利用拉格朗日函数给出了有互感的电感耦合介观电路体系的哈密顿量,通过引入一幺正算符使体系哈密顿算符对角化,然后借助IWOP技术,求出了幺正算符的正规乘积形式;同时还讨论了电路体系中电荷及其共轭量的量子涨落.结果发现,利用该电路体系可以产生转动的两单模压缩真空态.     

耗散介观RLC串并联电路的量子涨落

借鉴阻尼谐振子正则量子化的方法,实现了对耗散介观RLC串并联电路的量子化,并在此基础上,研究了真空态下电路中电荷和自感磁通链、电压和电流的量子涨落。结果表明,电路中电荷和自感磁通链、电压和电流在真空态下都具有各自的量子涨落,且量子涨落及量子涨落积的大小皆与电路中的器件参数有关,并随时间按指数规律衰减。     

介观RLC电路的量子化及其在有限温度下的量子效应

利用正则化变换,给出了介观RLC电路体系的量子化方案.借助数值计算的方法,研究了体系热真空态的Wigner函数随温度变化的规律,同时借助量子算符及其Weyl-Wigner对应研究了体系中电荷及自感磁通量在热真空态下的量子效应.结果表明,低温下热真空态的Wigner函数为一稳定的波包,随温度升高,波包逐渐扩散;体系中电荷及自感磁通量在热真空态下的的量子涨落除与电路参数相关外,还与温度及时间密切相关.     

有限温度下介观LC电路的热压缩效应

应用热场动力学理论(TFD)研究了有限温度下介观LC电路量子态的演化,结果表明在外加冲激信号的作用下,有限温度下介观电路系统的量子态将由初始的热真空态演化到热相干态,再由热相干态作进一步的演化.在一定条件下,电荷或磁通量会出现热压缩效应;尤其是在适当条件和一定的温度以下,还会出现典型的量子压缩效应.     

激发相干态下介观电感耦合电路的量子效应

从无耗散介观电感耦合电路的经典运动方程出发,运用线性变换的方法对电路进行量子化,在此基础上计算了激发相干态下电路中电荷、电流的量子涨落。结果表明,在未接电源时各回路电荷、电流的平均值和方均值均不为零,存在量子涨落,涨落大小不仅取决于回路自身的参数,还与另一回路参数以及耦合电感参数有关,即两回路的量子噪声是相互关联的,而且它们还明显地依赖于电路所处的状态参数,即粒子数态参数和相干态参数。     

普遍意义下介观RLC并联电路的量子化及在真空态下的量子涨落

对具有普遍意义的介观RLC并联电路进行量子化并对各支路电流与电压的量子涨落进行研究, 同时分析耗散电阻对两个支路的量子涨落所产生的影响. 结果表明:各支路的量子涨落均与电路元件的参数有关并且随时间而衰减; 而耗散电阻对电感支路和电容支路量子涨落的衰减因子及其系数均产生影响, 对两个支路电流与电压的量子涨落的衰减因子产生的影响相同, 而对其系数产生的影响不同.当电感支路与电容支路的耗散电阻相同时, 两个支路的电压涨落与耗散电阻有关, 而电流涨落不受耗散电阻的影响.     

含有超导约瑟夫森结介观互感电路的量子化及其量子效应

给出了含有超导约瑟夫森结的介观互感电路的量子化方案,借助于压缩幺正变换求出了体系的能级以及基态矢量,研究了体系中结端"过剩电荷"(excess charge)与相位差在基态下的量子涨落.结果表明,体系的基态为一旋转的两单模压缩真空态.