Comparative study for two-terminal transport through a lossy one-dimensional quantum wire

粒子ロスのある量子細線を通した2端子輸送の比較研究

内野 瞬   

Uchino, Shun

冷却原子気体における散逸のある量子ポイントコンタクトの実現に触発され、1次元量子細線中に粒子ロスが局所的に存在する2端子メゾスコピック輸送系を研究する。散逸効果を取り入れることができるKeldysh形式におけるDyson方程式によるアプローチにより、こういった系は粒子ロスが存在しないある種の3端子系に対応することを示す。得られた公式は、非エルミート系や3端子系のLandauer-Buttiker解析とも矛盾しない。我々が発見したカレント表式に関する普遍性は、量子統計に関係なく成立し、粒子ロスのある2端子輸送を3端子輸送の観点から、あるいはその逆の観点から理解するのに有用であると考えている。

Motivated by realization of the dissipative quantum point contact in ultracold atomic gases, we investigate a two-terminal mesoscopic transport system in which a single-particle loss is locally present in a one-dimensional chain. By means of the Dyson equation approach in the Keldysh formalism that can incorporate dissipative effects, we reveal analytic structures of the particle and energy currents whose formal expressions correspond to ones in certain three-terminal systems where the particle loss is absent. The obtained formulas are also consistent with non-hermitian and three-terminal Landauer-Buttiiker analyses. The universality on the current expressions holds regardless of quantum statistics and may be useful for understanding lossy two-terminal transport in terms of three-terminal transport and vice versa.