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物理学において、位相のずれ（dephasing）は量子系から古典的な振る舞いを回復させるメカニズムである。これは、摂動によって引き起こされたコヒーレンスが時間とともに減衰し、系が摂動前の状態に戻る過程を指す。これは分子・原子分光法、そしてメソスコピックデバイスの凝縮系物理学において重要な効果である。
理由は、金属の伝導を、量子力学的に計算できる有効質量に量子効果がすべて埋め込まれた古典的現象として記述することで理解できます。これは、伝導電子の散乱効果として見ることができる抵抗にも当てはまります。温度が低下し、デバイスのサイズが大幅に縮小されると、この古典的な動作は消え、量子力学の法則が、導体内をいかなる散逸もなく弾道的に移動する波として見られる伝導電子の動作を支配するはずです。ほとんどの場合、これが観察されます。しかし、ボリス・アルトシュラー、アルカディ・アロノフ、およびデイヴィッド・E・フメリニツキーの理論の予想に反して、メソスコピックデバイスで温度がゼロに近づくと、伝導電子が量子動作を失うのにかかる時間である、いわゆる位相緩和時間が無限ではなく有限になることが判明したことは [ 誰にとって？ ] 驚きだったようです。[1]低温での位相消失時間のこのような飽和は、いくつかの提案がなされているにもかかわらず 未解決の問題である。
試料のコヒーレンスは、密度行列の非対角要素によって説明されます。外部電場または磁場は、周波数が2つの量子状態間のエネルギーギャップに対応する場合、試料内の2つの量子状態間にコヒーレンスを作り出すことができます。コヒーレンス項は、位相ずれ時間、すなわちスピン-スピン緩和時間T 2とともに減衰します。
光によってサンプル内にコヒーレンスが生成されると、サンプルは入射光と周波数が等しく位相が反転した偏光波を放射します。さらに、サンプルは入射光によって励起され、励起状態の分子の集団が生成されます。サンプルを通過する光は、これらの 2 つのプロセスによって吸収され、吸収スペクトルで表されます。コヒーレンスは時定数T 2とともに減衰し、偏光波の強度は減少します。励起状態の集団も縦緩和の時定数T 1とともに減衰します。時定数T 2は通常T 1よりもはるかに小さく、吸収スペクトルの帯域幅はフーリエ変換によってこれらの時定数に関連付けられるため、時定数T 2 は帯域幅の主な要因です。時定数T 2は、光子エコー実験などの超高速時間分解分光法で直接測定されています。
エネルギーEを持つ粒子が、温度Tの変動環境にさらされた場合、その位相緩和率はどうなるでしょうか？特に、平衡状態（E~T）に近いときの位相緩和率はどれくらいでしょうか？また、温度ゼロの極限では何が起こるのでしょうか？この問いは、過去20年間、メソスコピック研究コミュニティの関心を集めてきました（下記の参考文献を参照）。
参照
参考文献
他の
- イムリー、Y. (1997).メソスコピック物理学入門.オックスフォード大学出版局.（およびその中の参照）
- Aleiner, IL; Altshuler, BL; Gershenson, ME (1999). 「無秩序なメソスコピック系における量子デコヒーレンス」に関するコメント".フィジカルレビューレター. 82 (15): 3190. arXiv : cond-mat/9808078 . Bibcode :1999PhRvL..82.3190A. doi :10.1103/PhysRevLett.82.3190. S2CID 119348960.
- Cohen, D.; Imry, Y. (1999). 「低温における位相消失」. Physical Review B. 59 ( 17): 11143– 11146. arXiv : cond-mat/9807038 . Bibcode :1999PhRvB..5911143C. doi :10.1103/PhysRevB.59.11143. S2CID 51856292.
- Golubev, DS; Schön, G.; Zaikin, AD (2003). 「モデル系における低温デフェージングと再正規化」.日本物理学会誌. 72 (Suppl. A): 30– 35. arXiv : cond-mat/0208548 . Bibcode :2003JPSJ...72S..30S. doi :10.1143/JPSJS.72SA.30. S2CID 119036267.
- サミナダヤール、L.モハンティ、P.ウェブ、RA;デジョヴァンニ、P.バウアーレ、C. (2007)。 「低温における電子のコヒーレンス: 磁性不純物の役割」。フィジカE. 40 (1): 12～24。arXiv : 0709.4663。Bibcode :2007PhyE...40...12S。土井：10.1016/j.physe.2007.05.026。S2CID 13883162。
- Mohanty, P. (2001). 「デコヒーレント電子と無秩序導体について」 Skjeltorp, AT; Vicsek, T. (編).微視的スケールから巨視的スケールへの複雑性：コヒーレンスと大きな偏差. Kluwer . arXiv : cond-mat/0205274 . Bibcode :2002cond.mat..5274M.
- Frasca, M. (2003). 「強磁性状態によって生成されるメソスコピックデバイスにおける位相緩和時間の飽和」. Physical Review B. 68 ( 19) 193413. arXiv : cond-mat/0308377 . Bibcode :2003PhRvB..68s3413F. doi :10.1103/PhysRevB.68.193413. S2CID 119498061.
