Введение к работе
і ,...-:- V п\
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕїМ. Во топа, случаях яволвцкю кезнтовых систем, контактирующих с диссипативным окружением(термостатом), можно рассматривать как пример обобщенного броуновского движения. К этой категории относится, в частности, изменение Состояния атома, взаимодействующего с квантованным электромагнитным полем, сюда можно отнести также. движение носителей тока, рассеивающееся на колебаниях решетки и примесях, и многое другое.
Теоретическое исследование динамики и флуктуации таких систем обычно опирается на традиционные кикетическиз метода,использующие, к примеру, уравнение Больцмана или уравнения Блоха. Эти уравнения оправедлиеы только в марковском приближении,' когда время корреляции флуктуации термостата х много меньше времени релаксации и других характерных временных масштабов броуновской частицы. Увеличение' мощности лазерных источников света, миниатюаризация полупроводниковых приборов, вследствие которой в них возникают значительные электрические поля, сделал: возможным экспериментальное наблюдение аффектов, обусловленных конечностью времени корреляции то.Это,в сеою очередь,стимулировало появление в последние годы ряда теоретических работ, посвященных немаркезсксму обобщении кинетических уравнений.
Эффекты, связанные с конечностью времени то, проявятся и во флуктуационных характеристиках квантовых систем, взаимодействующих с термостатом в присутствие сильного внешнего поля. Поэтому особенно актуальным в настоящее время является развитие микроскопических методов анализа кинетики и флуктуации таких систем,. не опиравшихся на марковское, гауссовское и другие приближения, лежащие в основании кинетической теории.
Цель данной диссертации состоит в постр.-йиии единой тиории релаксационных к флукту ационшх процессов в нелинейных неравновесных квантових системах, контактирующих с некоторым диссипзтибкыы окружением. Такая микроскопическая теория позволила Оя рассчитать пе только кинетические, но и флуктуационные эффекты при учете конечности времени корреляции флуктуации термостата і .
Для выполнения этой задачи применяется метод квантовых уравнений Ланаевзна, в котором флуктуационные силы выделяются .непосредственно' из квантовых уравнении движения динамической подсистемы после исключения свободных термостатных переменных. Ь большинстве случаев, рассмотренных в диссертации, предполагается, что эти переменные имеют гауссовскую статистику,чему соответствует широкий круг физических приложений.Немарковские уравнения.полученные е данной работе,е дальнейшем используются для анализа броуновского движения простейших систем,встречающихся в задачах квантовой радиофизики и электроники - двухуровневого атома и заряженной частицы.Отметим,что последовательный вывод микроскопических уравнений Ланжевена для нелинейной квантовой системы до настоящего времени остается принципиально езкной и актуальной проблемой квантовой статистической физики. Актуальность теш диссертации обусловлена также развитием прецизионных методов измерений, позволяющих экспериментально исследовать негауссовские характеристики флуктуации квантових объектов. При помощи предлагаемого в данной работе метода можно микроскопически рассчитать'внешне кумулянтнне функции переменных броуновской частицы, что имеет важное значение для флуктуационной негауссовской спектроскопии.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА диссертации заключается как в микроскопическом методе Еывода квантовых уравнений Ланжевена, не опирающемся на стандартные приближения кинетической теории, так и в различных
немарковских и негауссовских эффектах, которые рассчитаны при помощи этого метода.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Полученные в диссертации результаты могут Сыть использованы для расчета кинетических и флуктуационных характеристик оптических квантовых генераторов и -полупроводниковых приборов. Анализ новых немарковских эффектов, проведенный в данной работе, может оказаться полезным при конструировании новых типов приборов в квантовой электронике и физике полупроводников. АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ. Основные . результаты диссертации докладывались на II Всесоюзном совещании по- избранным проблемам статистической физики(Москва,1982г.); III Всесоюзной конференции "Флуктуанионные явления в физических системах"(Вильнюс,1932); YI Научной конференции "Fluctuation Phenomena ' In Physical Systems" (Palanga,Llthuanla,l991); на итоговых научных конференциях ННГУ и семинарах кафедры кеэнтовой радиофизики РФЗ ННГУ. ПУБЛИКАЦИИ. Основные положения диссертации опубликованы в работах 11-81.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит .из Введения, трех глав и Заключения. Объем диссертации составляет страниц машинописного текста, включая рисунков я список литературы. В ДИССЕРТАЦИИ НА ЗАЩИТУ ЕЫНОСЯТСЯ:
-
Микроскопический еывод уравнений Ланжевенз для нелинейной квантовой системы,взаимодействующей с гауссовым термостатом,нахождение явных выражений для флуктуационных источников.
-
Исследование немарковской кинетики и негауссовских флуктуации двухуровневого атома в фотонном термостате.
-
Анализ немзрковских эффектов для квантовой частицы в стационарном неравновесном состоянии.
