Спектральная щель (физика)
В квантовой механике спектральная щель системы — это разность энергий между ее основным состоянием и первым возбужденным состоянием . [ 1 ] [ 2 ] Массовый разрыв — это спектральный разрыв между вакуумом и легчайшей частицей. Гамильтониан , а те , со спектральной щелью называется с щелью гамильтонианом у которых ее нет, называются бесщелевыми .
В физике твердого тела наиболее важная спектральная щель приходится на систему многих тел электронов в твердом материале, и в этом случае ее часто называют энергетической щелью .
В квантовых системах многих тел основные состояния гамильтонианов с щелями имеют экспоненциальное затухание корреляций. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
В 2015 году было показано, что проблема определения существования спектральной щели неразрешима в двух и более измерениях. [ 6 ] [ 7 ] Авторы использовали апериодическую мозаику квантовых машин Тьюринга и показали, что этот гипотетический материал становится разрывным тогда и только тогда, когда машина останавливается. [ 8 ] Одномерный случай также был признан неразрешимым в 2020 году, построив цепочку взаимодействующих кудитов, разделенных на блоки, которые получают энергию тогда и только тогда, когда они представляют собой полное вычисление, выполняемое машиной Тьюринга, и показав, что эта система становится разрывной тогда и только тогда, когда машина не останавливается. [ 9 ]
См. также
[ редактировать ]- Список неразрешимых проблем
- Спектральная щель , в математике
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кубитт, Тоби С.; Перес-Гарсия, Дэвид; Вольф, Майкл М. (10 декабря 2015 г.). «Неразрешимость спектральной щели». Природа . 528 (7581). США: 207–211. arXiv : 1502.04135 . Бибкод : 2015Natur.528..207C . дои : 10.1038/nature16059 . ПМИД 26659181 . S2CID 4451987 .
- ^ Лим, Джаппи (11 декабря 2015 г.). «Ученые только что доказали, что фундаментальная проблема квантовой физики неразрешима» . Футуризм . Проверено 18 декабря 2018 г.
- ^ Нахтергаэле, Бруно; Симс, Роберт (22 марта 2006 г.). «Границы Либа-Робинсона и теорема экспоненциальной кластеризации». Связь в математической физике . 265 (1): 119–130. arXiv : math-ph/0506030 . Бибкод : 2006CMaPh.265..119N . дои : 10.1007/s00220-006-1556-1 . S2CID 815023 .
- ^ Гастингс, Мэтью Б.; Кома, Тору (22 апреля 2006 г.). «Спектральная щель и экспоненциальное затухание корреляций». Связь в математической физике . 265 (3): 781–804. arXiv : math-ph/0507008 . Бибкод : 2006CMaPh.265..781H . дои : 10.1007/s00220-006-0030-4 . S2CID 7941730 .
- ^ Госсет, Дэвид; Хуан, Ичэнь (3 марта 2016 г.). «Длина корреляции и разрыв в системах без разочарований» . Письма о физических отзывах . 116 (9): 097202. arXiv : 1509.06360 . Бибкод : 2016PhRvL.116i7202G . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.097202 . ПМИД 26991196 .
- ^ Кубитт, Тоби С.; Перес-Гарсия, Дэвид; Вольф, Майкл М. (2015). «Неразрешимость спектральной щели». Природа . 528 (7581): 207–211. arXiv : 1502.04135 . Бибкод : 2015Natur.528..207C . дои : 10.1038/nature16059 . ПМИД 26659181 . S2CID 4451987 .
- ^ Крейнович, Владик. «Почему некоторые физики взволнованы неразрешимостью проблемы спектральной щели и почему мы должны это делать» . Бюллетень Европейской ассоциации теоретической информатики . 122 (2017) . Проверено 18 декабря 2018 г.
- ^ Кубитт, Тоби С.; Перес-Гарсия, Дэвид; Вольф, Майкл М. (ноябрь 2018 г.). «Неразрешимая проблема» . Научный американец .
- ^ Бауш, Йоханнес; Кубитт, Тоби С.; Люсия, Анджело; Перес-Гарсия, Дэвид (17 августа 2020 г.). «Неразрешимость спектральной щели в одном измерении» . Физический обзор X . 10 (3): 031038. arXiv : 1810.01858 . Бибкод : 2020PhRvX..10c1038B . дои : 10.1103/PhysRevX.10.031038 . S2CID 73583883 .
 | Эта квантовой механике статья, посвященная , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |