科里奧利力能產生朗道能級嗎?

時間 2021-05-05 20:13:10

1樓:北辰

樓上已經答的很完善了,這裡給乙個簡單的推導:

在旋轉體系中

做乙個規範變換將參考係換到旋轉系中

則那一坨就是有效哈密頓量

中間是把L寫成r叉乘p再把三重積輪換一下。這樣我們就有了來自科里奧利力的矢勢

而最後一項很容易看出是離心勢。在實際中經常會通過加乙個簡諧勢阱把它的貢獻抵消掉[1]

2樓:

Sakurai 的Modern QM裡面有一章講重力勢能對量子力學對影響,還引用了乙個實驗。這個實驗中起主要作用的就是重力產生的勢能。

科里奧利力可以產生勢能,所以肯定會有量子力學效應的。具體的計算應該和Sakurai 書中的計算比較類似。

3樓:Dandan Liu

可以。挺有意思的問題,我之前也從沒想過,直覺上感覺應該可以。不過仔細想想,在凝聚態體系裡估計實現很困難。想想量子霍爾效應的實驗,還要讓它轉起來,你不僅要在旋轉的體系裡測量輸運,還得保證這麼大的離心力不會讓晶體散架。

有億點點困難。

不過在原子分子光體系裡,這是可以做的!而且貌似世紀初的時候還挺火,我隨便一搜就找到了兩篇review文章:Fetter (2009)和Cooper (2008)。

我沒仔細讀,不過大概溜了一眼,看了一下開頭和結尾。感覺很多大佬當年貌似都做過類似的理論或實驗的工作(我感覺現在很少聽說了,可能是研究的差不多了),大家當時已經可以在BEC裡看到類似於朗道能級的東西了。

比如大名鼎鼎的Eric Cornell曾經好像也做了很多這個方向的工作,而且看到了朗道能級。他的一篇引用量很高的實驗文章我也給你找到了,聲稱他們的BEC已經接近最低朗道能級:Schweikhard (2004).

值得一提的是,在今天看原子分子光體系裡,用週期驅動系統來產生含等效磁場的哈密頓量也不是什麼稀奇古怪的事,只不過不是像你這樣轉。高速旋轉雖然會嚴格給你一項等效磁場項,但是還會伴隨出現巨大的離心力,因此會產生vortex這樣更加複雜的物理結構(前面的review文章中有重點提到)。不過,用Floquet理論構造等效哈密頓量,可以使得週期驅動系統看起來有勻強或不勻強的磁場,用它來做量子模擬。

相比於「轉」,後者更像在「抖」整個體系。雖然只是近似於乙個等效磁場,但沒有離心力,系統乾淨許多。最早做這方面提出用這個辦法做勻強磁場的,比較有名的是2023年Jaksch和Zoller的這一篇。

後來很多實驗都是用類似於這篇文章所提出的方法實現的,到這兩年都還有不低的熱度。

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