Kvantumeffektusok elmélete nanorendszerekben  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
75129
típus K
Vezető kutató Diósi Lajos
magyar cím Kvantumeffektusok elmélete nanorendszerekben
Angol cím Theory of quantum effects in nano-systems
magyar kulcsszavak kvantumelmélet, nanomechanika, dekoherencia, kvantuminformáció
angol kulcsszavak quantum theory, nanomechanics, decoherence, quantum information
megadott besorolás
Fizika (Matematikai, Fizikai, Kémiai és Mérnöki Tudományok)100 %
Ortelius tudományág: Kvantumelmélet
zsűri Fizika
Kutatóhely RMI - Nagyenergiás Fizikai Osztály (MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont)
résztvevők Bernád József Zsolt
Bodor András
Geszti Tamás
Kallus Zsófia
projekt kezdete 2009-01-01
projekt vége 2013-12-31
aktuális összeg (MFt) 7.000
FTE (kutatóév egyenérték) 11.00
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
Az elmúlt nyolcvan év egyik nagy tudományos kihívása a kvantummechanika - atomi vagy annál kisebb rendszerek elmélete -
és a klasszikus mechanika közötti határ feltérképezése. Nanométeres méretű rendszerek - röviden: nano-rendszerek - óriási alkalmazási
lehetőségeik mellett egyedülálló alkalmat kínálnak ennek a kérdésnek a tanulmányozására is. Kelvin alatti hőmérsékletre lehütött kicsiny
rezgő nyelvek: ez az a rendszer, amelyen ma megpillantani reméljük a kvantum-klasszikus határt. A kísérleti munka a világ sok
laboratóriumában rohamléptekkel halad efelé, és mi ezekhez a kísérletekhez szándékozunk ellenőrizhető előrejelzéseket kidolgozni.
Ha van bármi esély, hogy a standard kvantummechanikától való eltéréseket kísérletekben megfigyeljünk, ami kutatásainknak
régóta kitüntetett része, a nanomechanikai rendszerek ebben a tekintetben a legígéretesebb jelöltek.
Félvezető nanoszerkezeteken is tervezünk elméleti kutatást; ezek változatos és bonyolult kvantumjelenségeket mutatnak, amelyek
megértése lényeges lépés a félvezető eszközök további miniatürizálása felé. Ezek a rendszerek egyben a kvantumos információkezelés lehetséges jövőbeli eszközei is, és elméleti munkánk hozzájárulhat a terület valóban hasznos alkalmazásainak kifejlesztéséhez.
angol összefoglaló
Understanding the nature of the borderline between quantum mechanics - the theory of atomic- and subatomic-size systems
- and classical mechanics, has been a great challange for eighty years. Nanometer-size systems - briefly: nano-systems -
beside their immense potentialities for applications, carry a great promise in that respect too. Nano-mechanics of tiny
vibrating reeds, cooled down to sub-Kelvin temperatures, is just where one hopes to see the quantum-classical border.
Experimental work in this direction is rapidly progressing in many laboratories worldwide, and we are planning theoretical
research in that field, to formulate valid signatures for those experiments. If any experimental system has a chance
to reveal deviations from standard quantum mechanics, a main objective of our scientific efforts for many years,
nano-mechanical systems are outstanding candidates to study.
We are also envisaging theoretical research on semiconducting nanostructures. Those systems exhibit various complicated
quantum phenomena, and clarifying their details is an important step towards further miniaturization of semiconducting devices.
They are an important playground for quantum information processing too, and our theoretical efforts are relevant in
enhancing the potential usefulness of that field.





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
A kvantumos-klasszikus határon, nano-testeken kvantum-monitorozott kísérleteket sokfelé végeznek. Hamarosan tesztelhetik teóriánkat (Diósi-Penrose 1986-1996), mely spontán hullámfüggvény-kollapszusokat tételez fel. Az elmélet finomítása fontos célunk volt, de a kvantum monitorozás és mérés elméletei is, melyek egyszerre fontosak a kísérletekben és koncepcionálisan is. Spontán kollapszus elméletünket továbbfejlesztve a Newton gravitációs erő kicsiny nem-relativisztikus késleltetését tételeztük, új kísérleti effektusokat jósoltunk. Kvantum-klasszikus hybrid dinamikát vezettünk le anyag és Newtoni gravitáció csatolására. A nyitott kvantumredszerek befutó-kifutó mezők modelljét (Gardiner-Collet, 1985) részletesen vizsgáltuk a nem-markovi esetre, mutatva a monitorozhatóság lehetőségét és korlátait. Modellt írtunk le a hullámfüggvény markovi monitorozására, csatolt Ito-stochasztikus Schrödinger egyenletekkel. Utószelektált gyenge mérést (Aharonos-Albert-Vaidman 1988) kapcsolatba hoztuk a fázis-kontraszt mikroszkópiával, jelentősen kitágítva a mérések érvényességi tartományát. Elsőként mutattunk példát, hogy szochasztikus Schrödinger egyenletek léteznek pozitív, de nem teljesen-pozitív félcsoportokra (értsd: nem-Lindblad mászter egyenletekre) is. Kvantum-Információ Elmélet és Kvantumelmélet monográfiát/tankönyvet publikáltunk, három konferencia kötetet szerkesztettünk, 20 meghívott nemzetkozi konferencia-előadást tartottunk, és további 15 előadást.
kutatási eredmények (angolul)
On the quantum-classical boundary, quantum-monitored experiments on nano-objects are undergoing in many labs. Soon they can test our theory (Diosi-Penrose 1986-1996) which assumes spontaneous wave function collapses on the nano-scale. Refining this theory has been our important goal, together with theories of monitoring and measurement equally important in nano-experiments and foundations. By extending our theory of spontaneous collapse, we have assumed tiny non-relativistic delay of Newton gravitational force, predicted new effects that are testable. We have derived quantum-classical (hybrid) dynamics to couple matter and Newton gravity. In the input-output field theory of open quantum systems (Gardiner-Collet, 1985) we have detailed the non-markovian case, pointed out possibilities and limitations of monitoring. We have described a model of markovian monitoring the wave function, in the form of coupled Ito-stochastic Schrödinger equations. We have related the post-selected weak measurement (Aharonos-Albert-Vaidman 1988) to phase-contrast microscopy, thus essentally extending the range of these measurements. We have shown the first example that stochastic Schrödinger equations also exist for positive but non-completely-positive semi-groups (i.e.: for non-Lindblad master equations). We published Quantum Information Theory and Quantum Mechanics monography/textbook, edited three proceedings. gave 20 invited conference talks, 15 further talks.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=75129
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Geszti T: To make a nanomechanical Schrödinger-cat mew, J. Phys. Conf. Ser. 306:012009-(4), 2011
Diósi L; Papp TN: Schrödinger-Newton equation with complex Newton constant and induced gravity, Phys. Lett. A 373:3244-3247, 2009
Diósi L: Does wave function collapse cause gravity?, J. Phys. Conf. Ser. 174:012002-(6), 2009
Diósi L: The gravity-related decoherence master equation from hybrid dynamics, J. Phys. Conf. Ser. 306:012006-(9), 2011
Diósi L: Note on Possible Emergence Time of Newtonian Gravity, Phys. Lett. A377:1782-1783, 2013
Diósi L: Gravity-related wave function collapse: Is superfluid He exceptional?, Found. Phys. 44:1-9, 2014
Diósi L: Gravity-related wave function collapse: mass density resolution, J. Phys. Conf. Ser. 442:012001-(7), 2013
Diósi L: Gravity-related wave function collapse in bulk matter, New J. Phys. (közlésre beküldve), 2014
Diósi L: Newton force from wave function collapse: speculation and test, J. Phys. Conf. Ser. 504, 012020-(7), 2014
Bodor A; Diósi L; Kallus Z; Konrad T: Structural features of non-Markovian open quantum systems using quantum chains Phys.Rev. A87, 052113-(7) (2013), Phys. Rev. A87:052113-(7), 2013
Diósi L: Non-Markovian Open Quantum Systems: Input-Output Fields, Memory, Monitoring, Phys. Rev. A 85:034101-(5), 2012
Konrad T; Rothe A; Petruccione F; Diósi L: Monitoring the wave function by time continuous position measurement, New J. Phys. 12:043038-(11), 2010
Diósi L: Quantum linear Boltzmann equation with finite intercollision time, Phys. Rev. A 80:064104-(4), 2009
Diósi L: Reply to "Comment on 'Quantum linear Boltzmann equation with finite intercollision time'", Phys. Rev. A 82:036102-(2), 2010
Diósi L: Hybrid Quantum-Classical Master Equations, Phys. Scri. (közlésre elfogadva), 2014
Geszti T: Post-selected weak measurement beyond the weak value, Phys. Rev. A 81:044102, 2010
Diósi L: Determination of the stationary basis from protective measurement on a single system, Protective Measurement and Quantum Reality. Cambridge University Press (közlésre elfogadva), 2014
Diósi L: Thermodynamic and quantum entropy gain of frame averaging, AIP Conf. Proc. 1469, 2012
Diósi L: Classical-Quantum Coexistence: a `Free Will' Test, J. Phys. Conf. Ser. 361:012028 -(7), 2012
Diósi L: Comment on 'Uniqueness of the Equation for Quantum State Vector Collapse', Phys. Rev. Lett. 112:108901-(1), 2014
Goyal K; Konrad T; Diósi L: Unitary Equivalence of Quantum Walks, Phys. Rev. A (közlésre elküldve), 2014
Bodor A; Diósi L: Comment on `Underlining some limitations of the statistical formalism in quantum mechanics', E-print arXiv:1110.4549, 2011
Geszti T: Kvantummechanika, Typotex, Budapest (közlésre elfogadva), 2014
Diósi L: A Short Course in Quantum Information Theory - An Approach From Theoretical Physics, Springer Heidelberg, 2011
Elze HT; Diósi L; Fronzoni L; Halliwell J; Vitiello G: DICE 2008 - From Quantum Mechanics through Complexity to Spacetime, J. Phys. Conf. Ser. 174:011001, 2009
Elze HT; Diósi L; Fronzoni L; Halliwell J; Prati E; Vitiello G; Yearsley J: DICE 2010 - Space-Time-Matter - Current Issues in Quantum Mechanics and Beyond, J. Phys. Conf. Ser. 306:011001, 2011
Diósi L; Elze HT; Fronzoni L; Halliwell J; Prati E; Vitiello G; Yearsley J: DICE 2012 - Spacetime-Matter-Quantum Mechanics: From the Planck Scale to Emergent Phenomena, J. Phys. Conf. Ser. 442:011001, 2013





 

Projekt eseményei

 
2013-01-25 09:49:52
Résztvevők változása




vissza »