《相对论量子信息、全息超导及引力场动力学的研究》

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相对论和量子论是现代物理学的两大支柱,它们的建立使人们对物质世界有了全新的认识。相对论量子信息、全息超导和引力场动力学研究处于相对论、量子论、信息学及凝聚态物理等学科的交叉领域,是当今物理学界极为关注的前沿热点课题。该项目对这些重要课题进行了深入和系统的研究:开启了研究非惯性系中量子退相干的新方向;建立了非线性电动力学全息超导新模型,提出了解析研究具有反作用全息超导新方法;发现了黑洞似正模与热力学二级相变之间的联系;提出了一种暗物质和暗能量相互作用的新形式。取得的主要创新性成果如下:建立了相对论框架下量子退相干的模型,研究了非惯性系中Discord型量子关联的度量和分配,指出“量子关联总是大于并包含纠缠”的论断是一种谬误,并得到国内外同行后续研究的广泛支持;发现了霍金温度对量子纠缠和隐形传态的影响,找到了非惯性系中标量场和狄拉克场双模之间非最大纠缠演化的新规律。建立了非线性电动力学全息超导的新模型,发现了Born-Infeld、对数和幂指数形式等非线性电动力学对标量场凝聚、电导率及相变类型转变的影响;提出了一种解析研究全息超导的新方案,解决了考虑物质场反作用时解析研究全息超导模型的困难。发现了黑洞似正模与热力学二级相变之间的联系及判据,揭示了黑洞动力学与热力学之间存在的内在联系;发现了可重整化Horava-Lifshitz引力理论中黑洞特有的强引力透镜效应;提出了一种暗物质和暗能量相互作用的新形式,发现这种相互作用有助于解决宇宙学中巧合问题。该项目对相对论和量子论等学科的进一步全面、深入和协调发展有重要的推动作用,得到了国家自然科学基金等项目资助。根据美国引文索引数据库Web of Science统计,2007年以来共发表SCI收录论文115篇,报奖的8篇代表作被SCI他引314次,20篇主要论文被SCI他引691次。相关论文的成果被物理学权威杂志《Reviews of Modern Physics》(2011年影响因子:43.933,2012年影响因子44.982)上于2011年和2012年发表的两篇综述性文章大篇幅介绍;多项成果被认为是“important in its own right”、“interesting”、“a promising direction”、“offers a new method”;研究中发展的新方法和新模型被国内外同行广泛用于后续研究。项目执行期间,该小组1人入选湖南省芙蓉学者特聘教授、1人入选教育部新世纪优秀人才,培养的学生2人获全国百篇优秀博士学位论文提名,3人获湖南省优秀博士论文,7人获湖南省优秀硕士论文。

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