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【24h】

Decoherence and interactions in an electronic Mach-Zehnder interferometer

机译：电子马赫曾德尔干涉仪中的退相干和相互作用

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We develop a theoretical description of a Mach-Zehnder interferometer built from integer quantum Hall edge states, with an emphasis on how electron-electron interactions produce decoherence. We calculate the visibility of interference fringes and noise power as a function of bias voltage and of temperature. Interactions are treated exactly by using bosonization and considering edge states that are only weakly coupled via tunneling at the interferometer beam splitters. In this weak-tunneling limit, we show that the bias dependence of Aharonov-Bohm oscillations in source-drain conductance and noise power provides a direct measure of the one-electron correlation function for an isolated quantum Hall edge state. We find the asymptotic form of this correlation function for systems with either short-range interactions or unscreened Coulomb interactions, extracting a dephasing length e_φ that varies with temperature T as e_φ∝T~(-3) in the first case and as e_φ∝T~(-1)1n~2(T) in the second case.
机译：我们开发了一种基于整数量子霍尔边缘状态的马赫曾德尔干涉仪的理论描述，重点是电子-电子相互作用如何产生退相干。我们计算干扰条纹和噪声功率的可见性，作为可见电压和温度的函数。通过使用玻化处理并考虑仅在干涉仪分束器处通过隧道弱耦合的边缘状态，可以精确地处理相互作用。在此弱隧道极限中，我们表明，Aharonov-Bohm振荡在源漏电导和噪声功率上的偏置依赖性为隔离的量子霍尔边缘状态提供了单电子相关函数的直接度量。对于具有短程相互作用或非屏蔽库仑相互作用的系统，我们找到了该相关函数的渐近形式，提取了随温度T变化的移相长度e_φ，在第一种情况下为e_φ∝T〜（-3），而在e_φ∝T在第二种情况下〜（-1）1n〜2（T）。

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