Семинар «Вычислительные среды» Лаборатории вычислительной физики
Докладчик: Будков Юрий Алексеевич, д.ф.-м.н, профессор, руководитель группы Статистической физики молекулярных систем Лаборатории вычислительной физики
Название доклада: Квантовая когерентность в классической кулоновской среде: от квазистатических флуктуаций к динамической декогеренции
В докладе будет рассмотрена задача о распространении квантовой частицы через классическую кулоновскую жидкость, находящуюся в тепловом равновесии. Даже в равновесии флуктуации плотности зарядов создают случайное кулоновское поле, которое изменяет фазу квантовой частицы и тем самым влияет как на усреднённый пропагатор, так и на когерентность различных траекторий.
Особенность этой задачи связана с дальнодействующим характером кулоновских корреляций. В квазистатическом приближении коррелятор случайного потенциала имеет медленно убывающий хвост, вследствие чего затухание одночастичного пропагатора оказывается чувствительным к большим пространственным масштабам. В то же время взаимная когерентность двух близких траекторий остаётся инфракрасно конечной: общая длинноволновая часть случайной фазы сокращается. Для слоя конечной толщины это приводит к необычному, неэкспоненциальному закону потери когерентности и к появлению порогового условия существования конечного радиуса когерентности.
Далее будет показано, как эта картина меняется, если учитывать собственную динамику заряженной среды. На основе флуктуационно-диссипативного соотношения и эйконального описания можно непосредственно связать декогеренцию квантовой частицы со спектром равновесных флуктуаций среды. Будут сопоставлены два предельных случая - бесстолкновительная однокомпонентная плазма и диффузионный электролит. Несмотря на одинаковый равновесный коррелятор кулоновского потенциала, эти системы дают различные законы пространственной декогеренции. В частности, различаются характер выхода на плато взаимной когерентности и критическое поведение радиуса когерентности вблизи порога.
Полученные результаты могут быть полезны для оценки предельной когерентности электронных и других заряженных пучков, проходящих через плазму, электролиты или ионные мягкие среды. В более широком плане они дают способ связать наблюдаемую потерю фазовой когерентности с динамическим спектром флуктуаций самой среды. Это представляет интерес для электронно-оптических и интерференционных методов, для диагностики флуктуирующих заряженных сред, а также для задач квантового транспорта, где окружающая классическая среда выступает источником пространственно и временно коррелированного шума.