低维关联量子系统的非平衡超快动力学过程研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11474136
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A20.凝聚态物理
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Recently, in the condensed matter physics community, sub-picosecond measurements have been proven to be a powerful and state-of-the-art?tool to study correlated materials. In such high time resolutions, which are typically less than the characteristic relaxation and dephasing time scales of the systems under studies, plenty of details of the degrees of freedom inside the systems can be reached. In consequence, not much surprisingly, many interesting phenomena have emerged, such as photoinduced phase transitions. The progress in experiments creates demands for theory to obtain the capacity to calculate efficiently the ultrafast nonequilibrium processes in correlated materials and to make relevant predictions. The challenge lies in the dual hardness of quantum fluctuations due to strong correlations and nonequilibrium. To address the issue, this project employs large-scale numerical simulations as main tools, to investigate the ultrafast nonequilibrium processes of low-dimensional correlated systems. In terms of numerical methods, we further develop and improve the time-dependent exact diagonalization and density-matrix renormalization group, in order to describe efficiently the systems' dynamics in time scales relevant to experiments. In physics, we aim in this way to look into the mechanisms of nonequilibrium phenomena of many-body systems when they are subjected to ultrafast stimuli.The final goal of the project is to establish the bridge step-by-step connecting model simulations to on-going experiments in this area, as well as to unearth novel nonequilibrium quantum phenomena originated from correlation effects.
近年来,亚皮秒分辨率下的光学探测和实验手段为凝聚态物理中关联材料的研究提供了新的强有力的工具,因为在小于系统弛豫和退相干特征时间的时间分辨率下获得的信息可以为人们提供关于系统内部自由度的大量细节。在这一时间尺度下发现了许多新的实验现象,例如光致诱导相变。这些实验进展对理论提出了挑战,要求能够对关联材料的超快非平衡演化进行有效的计算模拟和预言,而其所面临的核心困难是对关联量子涨落和非平衡的处理。本项目以大规模数值模拟为主要手段对低维量子关联系统的非平衡超快动力学过程进行研究。方法上,我们进一步发展含时精确对角化和密度矩阵重整化群,使其能够准确计算多自由度耦合的低维系统在实验相关的时间尺度下的动力学行为。从物理上,我们研究在超快外场激励下,多体系统非平衡演化的微观过程和机理。通过数值结果与实验的比较,逐步建立起模型计算和实验的直接联系,并探讨由于关联效应可能导致的新奇非平衡量子现象。

结项摘要

近年来,亚皮秒分辨率下的光学探测和实验手段为凝聚态物理中关联材料的研究提供了新的强有力的工具。以此为契机,本项目以大规模数值模拟为主要手段对低维量子关联系统的非平衡超快动力学过程进行研究。计划执行四年来,我们取得的主要进展如下:发展了可用于大规模并行计算的基于精确对角化的Lanczos含时演化算法;提出了数值上计算非平衡响应函数的pump-probe方法;在与其它方法相对照并建立联系的基础上,澄清了含时光电导计算中的一些误区和模糊之处;研究了一维扩展Hubbard模型在超快外场激励下的新物态,分析了隙间态的起源和物理内容,发现了另外一个利用非平衡手段实现相的调制和跨越的例子;结合实验结果,在模型计算的基础上,对掺杂的低维关联电子系统中的电荷自由度在超快外场激励后的弛豫和热化过程作了定量讨论,提出了支配电荷弛豫的两个比较普适的相互竞争的因素。项目执行期间,共计发表论文16篇,其中有项目基金标注的二区论文6篇。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Charge Kondo effect in negative-U quantum dots with superconducting electrodes
超导电极负U量子点中的电荷近藤效应
  • DOI:
    10.1103/physrevb.96.085131
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Fang Tie-Feng;Guo Ai-Min;Lu Han-Tao;Luo Hong-Gang;Sun Qing-Feng
  • 通讯作者:
    Sun Qing-Feng
Photoinduced charge carrier dynamics in Hubbard two-leg ladders and chains
哈伯德两腿梯和链中的光生载流子动力学
  • DOI:
    10.1103/physrevb.99.035121
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Shao Can;Tohyama Takami;Luo Hong Gang;Lu Hantao
  • 通讯作者:
    Lu Hantao
Competing states for the fractional quantum Hall effect in the 1/3-filled second Landau level
1/3 填充的第二朗道能级中分数量子霍尔效应的竞争态
  • DOI:
    10.1103/physrevb.96.125148
  • 发表时间:
    2016-01
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Jeong Jae-Seung;Lu Hantao;Lee Ki Hoon;Hashimoto Kenji;Chung Suk Bum;Park Kwon
  • 通讯作者:
    Park Kwon
Breakdown of Landau Fermi liquid theory: Restrictions on the degrees of freedom of quantum electrons
朗道费米液体理论的崩溃:量子电子自由度的限制
  • DOI:
    10.1007/s11467-017-0734-2
  • 发表时间:
    2016-12
  • 期刊:
    Frontiers of Physics
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Su Yue-Hua;Lu Han-Tao
  • 通讯作者:
    Lu Han-Tao
Numerical method to compute optical conductivity based on the pump-probe simulations
基于泵浦探针模拟计算光导率的数值方法
  • DOI:
    10.1103/physrevb.93.195144
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Can Shao;Takami Tohyama;Hong-Gang Luo;Hantao Lu
  • 通讯作者:
    Hantao Lu

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    --
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  • 通讯作者:
    苏跃华

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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

        graph TD
          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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