論文の概要: Adiabatic elimination and Wigner function approach in microscopic derivation of open quantum Brownian motion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.10379v1
- Date: Thu, 13 Mar 2025 13:56:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-14 15:52:12.660675
- Title: Adiabatic elimination and Wigner function approach in microscopic derivation of open quantum Brownian motion
- Title（参考訳）: オープン量子ブラウン運動の微視的導出における断熱除去とウィグナー関数のアプローチ
- Authors: Ayanda Zungu, Ilya Sinayskiy, Francesco Petruccione,
- Abstract要約: オープン量子ブラウン運動(OQBM)は、新しい量子ブラウン運動のクラスを表す。
OQBMの還元密度行列に対する導出したマスター方程式を数値的に解く。
研究システムに関する物理的知見を得るために、オープン量子ブラウン粒子の対角線外要素の動力学をプロットした。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Open quantum Brownian motion (OQBM) represents a new class of quantum Brownian motion where the dynamics of the Brownian particle depend not only on the interactions with a thermal environment but also on the state of the internal degrees of freedom. For an Ohmic bath spectral density with a Lorentz-Drude cutoff frequency at a high-temperature limit, we derive the BornMarkov master equation for the reduced density matrix of an open Brownian particle in a harmonic potential. The resulting master equation is written in phase-space representation using the Wigner function, and due to the separation of associated timescales in the high-damping limit, we perform adiabatic elimination of the momentum variable to obtain OQBM. We numerically solve the derived master equation for the reduced density matrix of the OQBM for Gaussian and non-Gaussian initial distributions. In each case, the OQBM dynamics converge to several Gaussian distributions. To gain physical insight into the studied system, we also plotted the dynamics of the off-diagonal element of the open quantum Brownian particle and found damped coherent oscillations. Finally, we investigated the time-dependent variance in the position of the OQBM walker and observed a transition between ballistic and diffusive behavior.
- Abstract（参考訳）: オープン量子ブラウン運動(OQBM)は、ブラウン粒子の力学が熱環境との相互作用だけでなく、内部自由度にも依存する新しい種類の量子ブラウン運動を表す。
高温限界におけるローレンツ・ドルデカットオフ周波数を持つオーミック浴のスペクトル密度について、開ブラウン粒子の高調波ポテンシャルにおける還元密度行列に対するボルンマルコフマスター方程式を導出する。
結果のマスター方程式は、ウィグナー関数を用いて位相空間表現で記述され、高減衰限界における関連する時間スケールの分離により、運動量変数の断熱除去を行い、OQBMを得る。
我々は、ガウスおよび非ガウスの初期分布に対するOQBMの還元密度行列に対する導出したマスター方程式を数値的に解く。
いずれの場合も、OQBM力学はいくつかのガウス分布に収束する。
研究システムに関する物理的知見を得るために、オープン量子ブラウン粒子の対角要素の動力学をプロットし、減衰したコヒーレント振動を発見した。
最後に,OQBM歩行器の位置の時間依存性の変動について検討し,弾道的行動と拡散的行動の遷移を観察した。
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