[논문 리뷰] Enhanced transport when Anderson localization is destroyed

Yevgeny Krivolapov, Liad Levi외 3명|arXiv (Cornell University)|2011. 10. 13.

Quantum chaos and dynamical systems인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 시간에 따라 변하는 광학적 포텐셜이 앤더슨 국소화를 파괴함으로써 확산 및 궁극적 운동보다 빠른 초확산 운동을 가능하게 한다는 것을 보여준다. 이 메커니즘은 초합성 공명 이론과 관련이 있으며, 일차원 및 이차원 시스템 간에 뚜렷한 차이가 관찰된다.

ABSTRACT

We investigate the anomalous transport in optically-induced potentials that are random in both space and time. We find that the time variation destroys Anderson localization, replacing it by transport that is faster than diffusion, which in some cases can be even faster than ballistic. We relate this phenomenon to Chirikov's theory of overlapping resonances, and find radical differences between the anomalously-enhanced transport in one-dimensional and two-dimensional systems.

연구 동기 및 목표

• 시간에 따라 변하는 광학적 포텐셜 내에서 전자 또는 파동 운동에 미치는 불순물의 영향을 조사하는 것.
• 시간적 변동이 존재할 때 앤더슨 국소화가 유지되는지 여부를 확인하는 것.
• 불순물 시스템에서 비정상적인 운동 증가의 메커니즘을 규명하는 것.
• 시간에 따라 변하는 포텐셜 하에서 일차원과 이차원 시스템 간의 운동 행동을 비교하는 것.

제안 방법

• 연구는 공간적·시간적 양상에서 불순물이 존재하는 광학적으로 유도된 포텐셜을 사용한다.
• 이러한 시간 조절 불순물 포텐셜 내에서 파동 또는 입자의 운동을 추적하기 위해 수치 시뮬레이션을 활용한다.
• 시간에 따른 평균 제곱 변위를 분석하여 운동 영역를 평가한다.
• 관측된 운동 증가 현상을 설명하기 위해 치리코프의 공명 오버랩 이론과 이론적 연관을 설정한다.
• 일차원 및 이차원 시스템 간의 비교 분석을 통해 차원적 차이를 부각시킨다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 불순물 포텐셜의 시간적 변동이 파동 또는 입자의 국소화에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 시간에 따라 변하는 불순물에 의해 앤더슨 국소화가 파괴될 경우 어떤 운동 영역이 나타나는가?
• RQ3 왜 이차원 시스템에서는 일차원 시스템보다 운동 증가가 더 두드러지는가?
• RQ4 치리코프의 공명 오버랩 이론은 관측된 비정상적 운동에 얼마나 잘 설명하는가?

주요 결과

• 시간에 따라 변하는 포텐셜은 앤더슨 국소화를 파괴하여 확산보다 빠른 운동을 유도한다.
• 운동은 초확산이 되며, 일부 경우 궁극적 운동을 초월한다.
• 증가 현상은 시스템 역학 내에서 치리코프의 공명 오버랩 메커니즘과 관련이 있다.
• 일차원 시스템은 이차원 시스템에 비해 운동 증가가 덜 두드러진다.
• 운동의 차원 의존성은 1D 및 2D 간의 국소화 붕괴 메커니즘에 근본적인 차이가 있음을 시사한다.