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我的科学憧憬之四：把宏观网络推进到微观网络并开展应用研究
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我的科学憧憬之四：
把宏观网络推进到微观网络并开展应用研究
—兼谈纳米相干网络等应用前景
按语：为了同参与博文大赛的广大网友和同行门交流思想看法，切磋学术，我将响应号召，陆续发表若干个人博文。根据参赛规则，我不参加最后评选活动。这里贵在参与，活跃气氛。因此，诚恳希望大家畅所欲言，提出各种评论和宝贵建议与意见。我将感激不尽。
方锦清
怎么把宏观网络推进到微观网络，并开展其应用研究,我认为,也是今后值得注意的网络科学的一个研究方向.我们曾经探索过量子信息网络、量子强关联网络和纳米相干网络，这些微观网络可能在微、纳米传感器中具有应用潜力。
例如，在量子信息网络模型的基础上，我们提出和构造了了具有实际应用价值的纳米相干网络，讨论了基于六角纳米线圈的量子相干网络的特性.发现流过纳米线的电子电流和一个外部电磁场之间将发生量子相干作用,这将为量子相干器件的构造提供理论依据.其基本工作原理是：根据开放量子电动力学理论，电流密度在纳米相干网络的节点中能够同外电磁场或光场相互作用，从而在纳米或微米的尺度上使输出的电流发生改变。这种相干效应能使纳米相干网络可能用于在纳米或微米的尺度上实现测量或传感电磁场或辐射场。这样制造的微、纳米具有能耗低，灵敏度高，纳米尺度等特点，又由于这类网络也具有无标度性质，它的工作具有较强的鲁棒性，或抗破坏性的能力。这里关键的物理作用是电子电流同一般横向辐射场相互作用,这种量子相干可看为Aharonov-Bohm作用的推广，即电子电流密度在金属或半导体圈中同磁场或电场产生效应的推广.由此，可把纳米相干网络非常适用于作为一种微、纳机电器件来实现对电磁场或辐射场进行测量或传感的任务，如构成光电开关，光电传感器，连接成逻辑网络，在雷达和卫星上有应用前景。
请看下面附件.
作为微观网络理论另外一个例子是量子强关联网络，曾经研究了一个哈伯德模型，类似于安德逊模型
混合的量子强关联网络的模型。研究发现：系统的复数形式的熵值与网络节点上的局域磁矩有关，而熵的虚部则反映着熵的演化率。利用格林函数方法，通过施里弗-沃尔夫变换得出到
电子的能谱表明：强关联耦合因子
是与
电子和电子的旋转有关。通过格林函数的谱函数可研究模型的局域磁矩，这表明系统的能量分布影响着自旋朝上或朝下的数目。而且，费米网络模型的占有数可以用来研究系统的局域磁性。事实上，局域磁性的存在依赖于电子的朝上和朝下的能量的不同
，分布在网络上的节点可显示网络自旋朝上和朝下时占有数的不同。通过网络局域磁性研究的占有数是一个重要的统计物理参量，不但反映网络的拓扑性质，而且也反映网络的动力学性质。
以前报道过丰富多彩的金字塔结构的纳米图，我推测，如果能够把它们的微观纳米相干网络各种特性进一步搞清楚后，那么纳米在各种领域的实际应用前景将更加广阔。
参考文献
[1] 方锦清，汪小帆，郑志刚，网络科学的理论模型及其应用课题研究的若干进展，复杂系统与复杂性科学，2008，5（4）:1-20。
[2] BI Q, FANG J Q. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 2007, 383(2): 753-762.
[3] Bi Q, Ruda H E, Zhou D Z. Physica A, 2006, 363: 198-210.
[4] Bi Q, Fang J Q, Cai W P. Physica A, 2006, 371: 409-423.
[5] BI Q, FANG J Q. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 2007, 383(2): 753-762.
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