量子自旋-玻色系统的可积性和精确解

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11775177
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    56.0万
  • 负责人：
    Zhang Yao-Zhong
  • 依托单位：
    西北大学
  • 学科分类：
    A2501.物理中的数学与计算方法
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

This project aims to develop novel mathematical tools to resolve fundamental problems in the area of spin-boson systems without U(1) symmetry. These systems are of central importance in modelling the ubiquitous matter-light interaction in nature. The project will creatively apply the quantum inverse scattering method to settle the problem of integrability of the Rabi model and its generalizations. It will introduce and develop new discrete non-classical orthogonal polynomials on non-uniform lattice, and apply them to obtain exact solutions for spectra and wavefunctions of the Rabi-type models. These results will be used to compute real-time dynamics and correlation function of the models.
本项目拟发展新颖的方法来研究没有U(1) 对称的自旋-玻色系统的能谱、波函数、动力学和关联函数，以期解决该领域中悬而未决的重要问题。将创造性的运用量子反散射方法对Rabi模型和它的推广是否可积这一重要问题给出明确的答案。将进一步发展和完善我们的多项式代数和泛函Bethe ansatz方法，并引入和发展新型的非均匀格点上的非经典离散正交多项式来解析求解Rabi-type模型的能谱和波函数，并用得到的结果来计算这些模型的实时动力学和关联函数。

结项摘要

对于量子可积模型，在精确求解能量谱之后，计算关联函是最为重要的基本问题。关联函数包含了物理系统的量子特性如关联、纠缠以及相变的大量信息，它们在量子场论、凝聚态物理和量子信息等领域具有重要的意义。在该方面的理论突破将会大大地拓广可积模型理论在相关领域的应用范围，具有重要的应用价值。本项目建立和发展新颖的数学方法来研究没有U(1) 对称的自旋-玻色系统的能谱、波函数、动力学和关联函数。用细粒化不确定关系刻画量子系统内部关联，以及其在Unruh退相干作用下的动力学，提出了一类超可积量子力学系统，构造了其运动积分和它们满足的代数关系，并精确求解。提出了建立在块坐标变量分离基础上的构造D-维超可积系统的新方法，研究了转移矩阵在某些特殊点的取值和渐进行为，得到了求解能谱的足够信息。用嵌套非对角BA方法研究了具有非对角边界条件的各向异性四分量自旋链的可积性，研究了具有可积开边界条件的XXZ模型在有隙区域的的热力学性质。发展和完善了非对角Bethe ansatz 方法，使得其可以用于求解多分量与Bn、Dn代数合Twisted 代数相关的U(1)对称破却可积模型。研究了新R-matrices和可积强关联费米模型，给出了从I-型量子超代数构造非可加谱参数R矩阵的一般公式。证明了二轴二自旋模型是精确可解的，并通过Jordan-Schwinger玻色变换求得了此模型的Bethe ansatz解。得到了N-维超可积Smorodinsky–Winternitz系统完整的高秩二项式对称性代数SW (N)。发现了由余代数的左、右Casimir不变量生成的二项式子代数在Racah代数R (N)和余代数对称的量子可积系统的多项式代数之间的联系中所起的作用。

项目成果

期刊论文数量（24）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Strong Superadditive Deficit of Coherence and Quantum Correlations Distribution
相干性和量子相关分布的强超加性缺陷
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/36/8/080303
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    CHIN. PHYS. LETT.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Si-Yuan Liu;Feng-Lin Wu;Yao-Zhong Zhang;Heng Fan
  • 通讯作者：
    Heng Fan
The sudden death and sudden birth of quantum discord.
量子不和谐的突然死亡和突然诞生
  • DOI：
    10.1038/s41598-018-23639-1
  • 发表时间：
    2018-03-28
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Xia W;Hou JX;Wang XH;Liu SY
  • 通讯作者：
    Liu SY
Coherent states for ladder operators of general order related to exceptional orthogonal polynomials
与异常正交多项式相关的一般阶梯算子的相干态
  • DOI：
    10.1088/1751-8121/aacb3b
  • 发表时间：
    2018-03
  • 期刊：
    Journal of Physics A-Mathematical and Theoretical
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Hoffmann Scott E;Hussin Veronique;Marquette Ian;Zhang Yao Zhong
  • 通讯作者：
    Zhang Yao Zhong
Construction of Complete Orthogonal Genuine Multipartite Entanglement State
完全正交真实多部分纠缠态的构建
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/36/6/060301
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Wu Feng-Lin;Liu Si-Yuan;Yang Wen-Li;Fan Heng
  • 通讯作者：
    Fan Heng
Bethe states of the trigonometric SU (3) spin chain with generic open boundaries
Bethe 具有通用开放边界的三角 SU (3) 自旋链的状态
  • DOI：
    10.1016/j.nuclphysb.2018.04.025
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Nuclear Physics B
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Sun Pei;Xin Zhirong;Qiao Yi;Wen Fakai;Hao Kun;Cao Junpeng;Li Guang-Liang;Yang Tao;Yang Wen-Li;Shi Kangjie
  • 通讯作者：
    Shi Kangjie

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其他文献

On the application of BERT models for nanopore methylation detection
BERT模型在纳米孔甲基化检测中的应用
  • DOI：
    10.1109/bibm52615.2021.9669841
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Proceedings of 2021 IEEE International Conference on Bioinformatics and Biomedicine
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang Yao-Zhong;Yamaguchi Kiyoshi;Hatakeyama Sera;Furukawa Yoichi;Miyano Satoru;Yamaguchi Rui;Imoto Seiya
  • 通讯作者：
    Imoto Seiya
Layer-by-layer coating of polyvinylamine and dopamine-modified hyaluronic acid inhibits the growth of bacteria and tumor cell lines on the surface of materials
聚乙烯胺和多巴胺修饰透明质酸的逐层涂层抑制材料表面细菌和肿瘤细胞系的生长
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2020.147197
  • 发表时间：
    2020-11
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Zhang Tuo-Di;Deng Xudong;Wang Yi-Fan;Wang Xue-Ting;Zhang Xi;Chen Liang-Liang;Cao Xin;Zhang Yao-Zhong;Zhang Chen-Yan;Zheng Xing;Yin Da-Chuan
  • 通讯作者：
    Yin Da-Chuan
One loop amplitude from null string
从空串开始的一个循环幅度
  • DOI：
    10.1007/jhep06(2017)051
  • 发表时间：
    2017-04
  • 期刊：
    The Journal of High Energy Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yu Ming;Zhang Chi;Zhang Yao-Zhong;Zhang Yao-Zhong;Yu Ming;Zhang Chi;Yu M;Yu M
  • 通讯作者：
    Yu M
Drinfeld Twist and Symmetric Bethe Vectors of Open XYZ Chain with Non-Diagonal Boundary Terms
具有非对角边界项的开放XYZ链的Drinfeld扭曲和对称Bethe向量
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Communications in Theoretical Physics
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Chen Xi;Feng Jun;Hao Kun;Wu Ke;Yang Wen-Li;Yang Zhan-Ying;Zhang Yao-Zhong
  • 通讯作者：
    Zhang Yao-Zhong
Exact solution of the two-axis countertwisting hamiltonian for the half-integer J case
半整数 J 情况下两轴反扭转哈密顿量的精确解
  • DOI：
    10.1088/1742-5468/aa5a28
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Journal of Statistical Mechanics-Theory and Experiment
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Pan Feng;Zhang Yao-Zhong;Draayer Jerry P.
  • 通讯作者：
    Draayer Jerry P.

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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