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Método de Runge Kutta para un Lindblad Ecuación

Estoy resolviendo un Lindblad ecuación para un disipador de Oscilador Armónico. Mi Hamiltoniano es dependiente del tiempo,

Mi Lindblad Ecuación puede ser escrita como \begin{equation} \frac{d\rho}{dt}=\frac{[H(t),\rho]}{i\hbar}+D(\rho,a) \end{equation} donde la última parte $D(\rho,a)$ representa la Linbald operador debido a la disipación.

Considerando Hamiltoniano es constante sobre el intervalo de $t_{1}$$t_{1}+dt$. He utilizado el método de Runge-Kutta de cuarto orden (RK4) método en cada intervalo de tiempo y la integrada de la ecuación anterior. Me gustaría saber si mi procedimiento podría ser justificado? He visto los métodos que se refieren a la interacción de la imagen, a continuación, aplicar el método RK4. Creo que el método que he mencionado es aún más simple, pero me gustaría saber su validez. Mi justificación matemática es la siguiente \begin{eqnarray} U(t)=\exp{\left(-\frac{i}{\hbar}\int_{0}^{t}H(\tau)d\tau\right)}\\ U(t,t+dt)=\exp{\left(-\frac{i}{\hbar}\int_{t}^{t+dt}H(\tau)d\tau\right)}\\ \end{eqnarray} Ahora, supongo, en el pequeño intervalo de mis Hamiltoniano es constante, de ahí que se puede mover fuera de la integral y de recibo, \begin{eqnarray} U(t,t+dt)=\exp{\left(-\frac{i}{\hbar}H(t)\int_{t}^{t+dt}d\tau\right)}\\ U(t,t+dt)=\exp{\left(-\frac{i}{\hbar}H(t)dt\right)}\\ \end{eqnarray} Ahora puedo usar la expansión de Taylor y el uso de los métodos de Runge-Kutta para integrar la función. Pero cada vez que la $U(t,t+dt)$ operador de cambios. Es mi método legítimo?

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Sijo Joseph Puntos 105

Hola chicos he encontrado la respuesta. La respuesta es Magnus método de expansión. Mi método no es una buena aproximación. El método que he descrito es válido sólo en un muy, muy pequeño intervalo de tiempo. Por lo tanto el algoritmo numérico será lenta e imprecisa. Hay un error de truncamiento debido a la Zassenhaus fórmula $$e^{-i/\hbar(t_{1}+t_{2})(H(t_{1})+H(t_{2})}= e^{-i/\hbar\,(t_{1}+t_{2})H(t_{1})} e^{-i/\hbar\,(t_{1}+t_{2})H(t_{2})} e^{1/\hbar^2\frac{(t_{1}+t_{2})^2}{2} [H(t_{1}),H(t_{2})]} \cdots$$. El último error adicional del factor viene desde que lidiar con el tiempo dependiente de hamilton y el Hamiltoniano de tiempo diferentes no conmutan cada uno de los otros. Por lo tanto tenemos que utilizar el Magnus de expansión, cuyo objetivo es encontrar un equivalente de la matriz como una combinación lineal de los Hamiltonianos en diferente tiempo y el lineal de coeficientes están muy bien elegidos para eliminar el error debido a Zassenhaus fórmula. He encontrado este artículo muy útil.

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The Dark Side Puntos 2211

Que parece ser una cosa muy mala que hacer. El LHS mide una cantidad cambia con el tiempo. La única vez dependiente de la cantidad en el lado derecho es el de Hamilton. Mantenga independiente del tiempo, por su pequeño intervalo, y la integración de $d\rho/dt = f(\rho)$. Para el siguiente intervalo, de nuevo detención de la dependencia del tiempo. Así, en su totalidad, entre estos dos pasos, el de Hamilton no ha avanzado en el tiempo, mientras que una verdadera dependiente del tiempo de Hamilton debe tener!

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THE_JIM Puntos 1

Yeah! Eso es correcto. El método está bien para un tiempo independiente de Hamilton, pero no para una $H(t)$.

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