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热力学是对热、功、温度和能量之间关系的研究。热力学定律描述了一个系统中的能量如何变化,以及该系统是否能对其周围环境进行有用的工作。

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物理代写|热力学代写thermodynamics代考|SEM202

物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Wigner–Weisskopf Dynamics

We analyze here the evolution of an initially excited two-level atom coupled to an arbitrary electromagnetic (photonic) bath. The bath is characterized by the densityof-modes (DOM) spectrum $\rho(\omega)$ of the electromagnetic field, assumed to be in the vacuum state. The atom-field interaction in the RWA is given by (4.13). The spectral response of the bath, representing, according to Fermi’s Golden Rule, the rate (divided by $2 \pi$ ) of spontaneous emission of the atom at frequency $\omega$, is given hy
$$
G(\omega)=\sum_{\Lambda}\left|\eta_{\Lambda}\right|^2 \delta\left(\omega-\omega_{\Lambda}\right),
$$
where $\omega_{\Lambda}$ is the frequency of the $\Lambda$ th mode of the bath.
The function $G(\omega)$ is the spectrum of the autocorrelation function of the atombath interaction (cf. Ch. 2) at zero temperature. Namely, the time-domain Fourier transform of $G(\omega)$ (from 0 to $\infty$, since $\omega_{\Lambda} \geq 0$ ) is
$$
\Phi(t)=\int_0^{\infty} d \omega G(\omega) e^{-i\left(\omega-\omega_{\mathrm{a}}\right) t}=\sum_{\Lambda}\left|\eta_{\Lambda}\right|^2 e^{i\left(\omega_{\mathrm{a}}-\omega_{\Lambda}\right) t}
$$
which can be recast as a correlation function,
$$
\Phi(t)=\hbar^{-2}\left\langle e, \operatorname{vac}\left|H_1(t) H_1\right| e, \operatorname{vac}\right\rangle
$$

Here |vac $\rangle$ stands for the bath vacuum state and $H_{\mathrm{I}}(t)=e^{i H_0 t} H_{\mathrm{I}} e^{-i H_0 t}$ is the coupling Hamiltonian in the interaction representation, where
$$
H_0=\hbar \omega_{\mathrm{a}}|e\rangle\langle e|+\sum_{\Lambda} \hbar \omega_{\Lambda} a_{\Lambda}^{\dagger} a_{\Lambda}
$$
is the sum of the free Hamiltonians of the system and the hath. The antocorrelation function $\Phi(t)$ is sometimes referred to as the memory kernel of the bath response. From physical considerations, $G(\omega)$ can be divided into two parts,
$$
G(\omega)=G_{\mathrm{s}}(\omega)+G_{\mathrm{b}}(\omega)
$$

物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Photon–Atom Binding and Partial Decay

The evolution of a two-level atom in any zero-temperature (vacuum-state) photonic bath is describable by the joint field-atom wave function, which has the general RWA form,
$$
|\Psi(t)\rangle=\alpha(t)\left|e,\left{0_{k \lambda}\right}\right\rangle+\sum_{k, \lambda} \beta_{k \lambda}(t)\left|g, 1_{k \lambda}\right\rangle .
$$
Here $\left|\left{0_{k \lambda}\right}\right\rangle$ stands for the totality of field-bath modes in the vacuum state and $\left|1_{k \lambda}\right\rangle$ for the field-bath state with single-photon occupation of the $(\boldsymbol{k}, \lambda)$-mode. The corresponding Schrödinger equation can be solved under the initial condition of an initially excited atom,
$$
|\Psi(0)\rangle=\left|e,\left{0_{k \lambda}\right}\right\rangle,
$$ in the Laplace-domain form,
$$
\hat{\alpha}(s)=\left[s+i \omega_{\mathrm{a}}+\mathcal{G}(s)\right]^{-1}, \quad \hat{\beta}{k \lambda}(s)=-\frac{i \eta{k \lambda}^* \hat{\alpha}(s)}{s+i \omega_{k \lambda}} .
$$
Here the Laplace transform is denoted by
$$
\hat{\alpha}(s)=\int_0^{\infty} d t \alpha(t) e^{-s t} \quad(\operatorname{Res}>0),
$$
where the bath-response (or self-energy) term,
$$
\mathcal{G}(s)=\int_0^{\infty} d \omega \frac{G(\omega)}{s+i \omega},
$$
is derived from the bath-response (coupling) spectrum
$$
G(\omega)=\sum_{k, \lambda}\left|\eta_{k \lambda}\right|^2 \delta\left(\omega-\omega_{k \lambda}\right) \rightarrow|\eta(\omega)|^2 \rho(\omega) .
$$
This spectrum is the continuum limit of the $(\boldsymbol{k}, \lambda)$-summation over modes, for a directionally independent (isotropic) DOM $\rho(\omega)$, namely,
$$
\sum_{k, \lambda} \rightarrow \int_0^{\infty} d \omega \rho(\omega)
$$
We stress that $(5.12 \mathrm{~b})$ is an exact solution of the atom-bath evolution problem under condition (5.12a) for all times, provided we can invert this solution from the Laplace to the time domain. Such inversion is, however, possible in a closed analytical form only for certain spectral bath-response forms $G(\omega)$, as illustrated below.

物理代写|热力学代写thermodynamics代考|SEM202

热力学代写

物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Wigner–Weisskopf Dynamics

我们在这里分析了与任意电磁 (光子) 浴耦合的最初激发的两能级原子的演化。该浴的特征在于模式密度 (DOM) 光谱 $\rho(\omega)$ 电磁场,假设处于真空状 态。RWA 中的原子-场相互作用由 (4.13) 给出。浴的光谱响应,根据费米的黄金法则,表示速率(除以 $2 \pi$ ) 原子在频率上的自发发射 $\omega$, 给定 hy
$$
G(\omega)=\sum_{\Lambda}\left|\eta_{\Lambda}\right|^2 \delta\left(\omega-\omega_{\Lambda}\right),
$$
在哪里 $\omega_{\Lambda}$ 是频率 $\Lambda$ 浴缸的第一种模式。
功能 $G(\omega)$ 是在零温度下原子浴相互作用(参见第 2 章) 的自相关函数的谱。即,时域傅里叶变换 $G(\omega)\left(\right.$ 从 0 到 $\infty$ ,自从 $\left.\omega_{\Lambda} \geq 0\right)$ 是
$$
\Phi(t)=\int_0^{\infty} d \omega G(\omega) e^{-i\left(\omega-\omega_{\mathrm{a}}\right) t}=\sum_{\Lambda}\left|\eta_{\Lambda}\right|^2 e^{i\left(\omega_{\mathrm{a}}-\omega_{\Lambda}\right) t}
$$
可以重铸为相关函数,
$$
\Phi(t)=\hbar^{-2}\left\langle e, \operatorname{vac}\left|H_1(t) H_1\right| e, \operatorname{vac}\right\rangle
$$
这里 |vac)代表浴缸真空状态和 $H_{\mathrm{I}}(t)=e^{i H_0 t} H_{\mathrm{I}} e^{-i H_0 t}$ 是交互表示中的怽禺合哈密顿量,其中
$$
H_0=\hbar \omega_{\mathrm{a}}|e\rangle\langle e|+\sum_{\Lambda} \hbar \omega_{\Lambda} a_{\Lambda}^{\dagger} a_{\Lambda}
$$
是系统的自由哈密顿量和 hath 之和。反相关函数 $\Phi(t)$ 有时被称为浴响应的内存内核。从生理上的考虑, $G(\omega)$ 可以分为两部分,
$$
G(\omega)=G_{\mathrm{s}}(\omega)+G_{\mathrm{b}}(\omega)
$$

物理代写|热力学代写thermodynamics代考|Photon–Atom Binding and Partial Decay

任何零温度 (真空态) 光子浴中两能级原子的演化都可以用联合场原子波函数来描述,它具有一般的 RWA 形式,
lleft 的分隔符缺失或无法识别
这里 $\backslash$ left 的分隔符咕失或无法识别 代表真空状态下场浴模式的总和, $\left|1_{k \lambda}\right\rangle$ 对于具有单光子占据的场浴状态 $(\boldsymbol{k}, \lambda)$-模式。对应的 薛定谔方程可以在初始激发原子的初始条件下求解,
$\backslash 1 \mathrm{eft}$ 的分隔符缺失或无法识别
在拉普拉斯域形式中,
$$
\hat{\alpha}(s)=\left[s+i \omega_{\mathrm{a}}+\mathcal{G}(s)\right]^{-1}, \quad \hat{\beta} k \lambda(s)=-\frac{i \eta k \lambda^* \hat{\alpha}(s)}{s+i \omega_{k \lambda}} .
$$
这里的拉普拉斯变换表示为
$$
\hat{\alpha}(s)=\int_0^{\infty} d t \alpha(t) e^{-s t} \quad(\operatorname{Res}>0),
$$
其中浴反应 (或自能) 项,
$$
\mathcal{G}(s)=\int_0^{\infty} d \omega \frac{G(\omega)}{s+i \omega}
$$
源自浴响应 (耦合) 光谱
$$
G(\omega)=\sum_{k, \lambda}\left|\eta_{k \lambda}\right|^2 \delta\left(\omega-\omega_{k \lambda}\right) \rightarrow|\eta(\omega)|^2 \rho(\omega)
$$
这个光谱是连续谱的极限 $(\boldsymbol{k}, \lambda)$-对模式求和,用于方向独立(各向同性) $D O M \rho(\omega)$ ,即,
$$
\sum_{k, \lambda} \rightarrow \int_0^{\infty} d \omega \rho(\omega)
$$
我们强调 $(5.12 \mathrm{~b})$ 是条件 (5.12a) 下原子浴演化问题的精确解,前提是我们可以将这个解从拉普拉斯解反演到时域。然而,这种反演仅在某些光谱 浴响应形式的封闭分析形式中是可能的 $G(\omega)$ ,如下图所示。

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题,以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法,其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型;这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。

广义线性模型代考

广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。

有限元方法代写

有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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随机分析代写


随机微积分是数学的一个分支,对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。

时间序列分析代写

随机过程,是依赖于参数的一组随机变量的全体,参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现,其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值(如1秒,5分钟,12小时,7天,1年),因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中,往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录,以得到其自身发展的规律。

回归分析代写

多元回归分析渐进(Multiple Regression Analysis Asymptotics)属于计量经济学领域,主要是一种数学上的统计分析方法,可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系,在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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