論文の概要: First and Second Law of Quantum Thermodynamics: A Consistent Derivation
Based on a Microscopic Definition of Entropy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.08817v6
- Date: Mon, 30 Aug 2021 09:26:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-03 02:53:15.726502
- Title: First and Second Law of Quantum Thermodynamics: A Consistent Derivation
Based on a Microscopic Definition of Entropy
- Title（参考訳）: 量子熱力学の第1及び第2法則:エントロピーの微視的定義に基づく一貫した導出
- Authors: Philipp Strasberg and Andreas Winter
- Abstract要約: このチュートリアルは、平衡から遠く離れた閉かつオープンな量子系の第一法則と第二法則の導出に焦点を当てている。
この導出は、内部エネルギー、熱力学的エントロピー、仕事、熱、温度の5つの必須量の顕微鏡的定義に基づいている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Deriving the laws of thermodynamics from a microscopic picture is a central
quest of statistical mechanics. This tutorial focuses on the derivation of the
first and second law for closed and open quantum systems far from equilibrium,
where such foundational questions also become practically relevant for emergent
nanotechnologies. The derivation is based on a microscopic definition of five
essential quantities: internal energy, thermodynamic entropy, work, heat and
temperature. These definitions are shown to satisfy the phenomenological laws
of nonequilibrium thermodynamics for a large class of states and processes. The
consistency with previous results is demonstrated. The framework applies to
multiple baths including particle transport and accounts for processes with,
e.g., a changing temperature of the bath, which is determined microscopically.
An integral fluctuation theorem for entropy production is satisfied. In
summary, this tutorial introduces a consistent and versatile framework to
understand and apply the laws of thermodynamics in the quantum regime and
beyond.
- Abstract（参考訳）: 微視的な画像から熱力学の法則を引き出すことは、統計力学の中心的な探求である。
このチュートリアルでは、平衡から遠く離れた閉および開量子系に対する第一および第二法則の導出に焦点をあて、そのような基礎的問題もまた創発的ナノテクノロジーに実際に関係するようになる。
この導出は、内部エネルギー、熱力学的エントロピー、仕事、熱、温度の5つの必須量の微視的な定義に基づいている。
これらの定義は、多くの状態や過程に対する非平衡熱力学の現象論的法則を満たすことが示されている。
以前の結果との整合性を示す。
この枠組みは、粒子輸送を含む複数の浴槽に適用され、顕微鏡的に決定される浴槽の温度変化などの過程の説明に適用される。
エントロピー生成のための積分変動定理を満たす。
まとめると、このチュートリアルは量子状態以降の熱力学の法則を理解し、適用するための一貫した多用途のフレームワークを紹介します。
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