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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bsz:93-opus-32382
URL: http://elib.uni-stuttgart.de/opus/volltexte/2007/3238/


Thermal and Nonthermal Properties of Closed Bipartite Quantum Systems

Thermische und nichtthermische Eigenschaften abgeschlossener zweigeteilter Quantensysteme

Schmidt, Harry

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SWD-Schlagwörter: Quantenmechanisches System , Quantenmechanik , Spin-einhalb-System , Quantenspinsystem , Spindynamik
Freie Schlagwörter (Deutsch): Quantenthermodynamik , Offene Quantensysteme , Nichtthermisches Verhalten
Freie Schlagwörter (Englisch): Quantum Thermodynamics , Open Quantum System , Spin-Half-System , Nonthermal Behavior
PACS - Klassifikation: 75.10.Jm , 03.65.Yz , 05.30.-d
Institut: Institut für Theoretische Physik I
Fakultät: Fakultät Mathematik und Physik
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Mahler, Günter (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 06.08.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 20.09.2007
Kurzfassung auf Englisch: We investigate a two-level system in contact with a larger quantum
environment, often consisting of many two-level systems itself (spin
environment) which may or may not interact. The total system is
considered to be closed. The environment typically is in a canonical
state with a given temperature initially. Depending on the precise
spectral structure of the environment and the type of coupling between
both systems, the smaller part may relax to a canonical state with the
same temperature as the environment (i.e., thermal relaxation) or to
some other quasiequilibrium state (nonthermal relaxation). The type
of (quasi)equilibrium state can be related to the distribution of
certain properties of the energy eigenvectors of the total system. We
examine these distributions for several abstract and concrete (spin
environment) Hamiltonian systems; the significant aspect of these
distributions can be related to the relative strength of the local and
interaction parts of the Hamiltonian.
Kurzfassung auf Deutsch: Es wird ein Zweiniveausystem in Kontakt mit einer größeren
quantenmechanischen Umgebung untersucht. Die Umgebung besteht
ihrerseits in der Regel aus vielen Zweiniveausystemen (Spinumgebung),
die miteinander Wechselwirken können, aber nicht müssen. Das
Gesamtsystem wird dabei als abgeschlossen betrachtet. Die Umgebung
befindet sich anfangs zumeist in einem kanonischen Zustand mit einer
bestimmten Temperatur. Abhängig von der genauen spektralen Struktur
der Umgebung und der Art der Kopplung zwischen beiden Teilen kann der
kleinere Teil in einen kanonischen Zustand der gleichen Temperatur
relaxieren (thermische Relaxation), oder einen anderen
Quasigleichgewichtszustand annehmen (nichtthermische Relaxation). Der
Quasigleichgewichtszustand kann aus der Verteilung bestimmter
Eigenschaften der Energieeigenvektoren des Gesamtsystems bestimmt
werden. Diese Verteilungen werden für verschiedene abstrakte und
spezialisierte hamiltonsche System untersucht. Ein Zusammenhang
zwischen der wesentlichen Eigenschaft dieser Verteilungen mit der
relativen Stärke verschiedener Teile des Hamiltonoperators wird
aufgezeigt.
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