Квантовые интерференционные явления в статическом и динамическом отклике симметричной системы / Шубин Н.М., Горбацевич А.А

Воздействие переменного возмущения, особые точки (ОТ) в PT-симметричных квантовыхсистемах и деструктивная квантовая интерференция (ДКИ) представляют собой физическиемеханизмы и концепции, которые широко используются в различных областях физики. В настоящейработе изучается система, в которой все они могут проявляться одновременно, создавая богатуюфизическую картину высокочастотного отклика симметричного квантового проводника напеременное возмущения потенциала контактов. Квантовый (молекулярный) проводник, состоящий измолекулы и электродов, является типичным примером открытой квантовой системы (ОКС).Теоретическое описание ОКС апеллирует к понятию неэрмитовых гамильтонианов [1], которые, вотличие от эрмитовых, могут обладать ОТ в пространстве параметров, где собственные значения исобственные векторы сливаются, а оператор становится недиагонализуемым.В настоящей работе представлено общее описание высокочастотного линейного откликасимметричной квантовой системы на периодическое возбуждение в электродах, основанное наформализме Келдыша для неравновесных функций Грина в базисе сильной связи для учетагеометрии (топологии) квантового проводника. Показано, что линейный отклик туннельного токаможет быть записан в виде, который позволяет обобщить коэффициент прохождения (туннельнуюпрозрачность) на случай конечной частоты возбуждающего потенциала. Ключевой особенностьюслужит то, что это обобщение может быть сделано полностью в терминах характеристическихфункций, соответствующих задаче статического рассеяния [2]. Таким образом, построена статическаяаналогия высокочастотного отклика симметричного квантового проводника. В частности, показано,что действительная часть обобщенного коэффициента прохождения имеет вид среднего значениядвух статических прозрачностей рассматриваемой системы, где либо симметричные, либоантисимметричные состояния сдвигаются на величину энергии фотона возмущающего поля. Связьдинамических свойств со статической задачей рассеяния можно интерпретировать с использованиемпонятия квазиэнергии (моды Флоке). В режиме линейного отклика (однофотонное туннелирование)квазиэнергия одного состояния может стать вырожденной с энергией другого состояния, чтосоответствует статическому транспорту в системе с вырожденными состояниями [3].Исходя из построенной аналогии, могут быть сформулированы достаточные условия слияниярезонансов в ОТ и возникновения ДКИ в терминах молекулярных орбиталей (МО), которые будутсправедливы как для статического, так и для динамического режимов. В частности, слияниерезонансов имеет место только для МО противоположной четности. Однако, пара соседнихсобственных состояний одинаковой четности неизбежно приводит к ДКИ. Такие условия используютформализм собственных состояний системы и значит могут быть применены непосредственно в ходе,например, численного расчете молекулярного спектра.