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超极化与刘维尔空间的物理边界

Hyperpolarization and the physical boundary of Liouville space.

作者信息

Levitt Malcolm H, Bengs Christian

机构信息

School of Chemistry, University of Southampton, SO17 1BJ, Southampton, UK.

出版信息

Magn Reson (Gott). 2021 Jun 8;2(1):395-407. doi: 10.5194/mr-2-395-2021. eCollection 2021.

DOI:10.5194/mr-2-395-2021
PMID:37904777
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10539761/
Abstract

The quantum state of a spin ensemble is described by a density operator, which corresponds to a point in the Liouville space of orthogonal spin operators. Valid density operators are confined to a particular region of Liouville space, which we call the physical region and which is bounded by multidimensional figures called simplexes. Each vertex of a simplex corresponds to a pure-state density operator. We provide examples for spins , , and for coupled pairs of spins-1/2. We use the von Neumann entropy as a criterion for hyperpolarization. It is shown that the inhomogeneous master equation for spin dynamics leads to non-physical results in some cases, a problem that may be avoided by using the Lindbladian master equation.

摘要

自旋系综的量子态由一个密度算符描述,该密度算符对应于正交自旋算符的刘维尔空间中的一个点。有效的密度算符被限制在刘维尔空间的一个特定区域,我们称之为物理区域,它由称为单纯形的多维图形界定。单纯形的每个顶点对应一个纯态密度算符。我们给出了自旋1、自旋1/2以及自旋1/2耦合对的例子。我们使用冯·诺依曼熵作为超极化的判据。结果表明,自旋动力学的非齐次主方程在某些情况下会导致非物理结果,这个问题可以通过使用林德布拉德主方程来避免。

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