双粒子散射过程中单粒子约化密度算符的本征值和本征态演化

一个初始处于纯态的粒子在与环境相互作用后,会演化为离散纯态系综(即其约化密度算符的本征态),系综概率由对应本征值给出。该工作通过数值计算展示了一维和二维简单散射实验中这些本征态及本征值随时间演化的具体结果,从而提供了散射过程的时间分辨图像,清晰呈现了如何从完全由连续参数描述的初始态演化为具有关联概率和时变波函数的离散可能结果集。研究发现:对于一维高斯波包散射,晚期谱主要由两个接近透射与反射概率的大本征值主导(对应动量中心值),相应本征态表现为单峰反射或透射波包;而其余较小本征值在散射过程中先增至峰值后衰减,对应具有空间分离多部分的反射/透射波包。在二维散射中也发现,递减的本征值对应着峰数递增的概率分布——这些多峰态对应着散射实验中将初始单波包转变为分离波包叠加态的结果。

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提交arXiv: 2025-12-01 22:07

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