論文の概要: Mixing indistinguishable systems leads to a quantum Gibbs paradox
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.12482v2
- Date: Tue, 19 Jan 2021 14:52:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-13 04:50:57.664110
- Title: Mixing indistinguishable systems leads to a quantum Gibbs paradox
- Title（参考訳）: 区別不能な混合系は量子ギブスパラドックスにつながる
- Authors: Benjamin Yadin, Benjamin Morris and Gerardo Adesso
- Abstract要約: 我々は「無知」な観察者が、異なる気体を混合することによって作業を引き出すことができることを示した。
マクロ的な極限では、量子ケースは古典的な理想気体から分岐する。
これは観察者の知識のレベルを説明することの重要性を示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3222802562733786
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The classical Gibbs paradox concerns the entropy change upon mixing two
gases. Whether an observer assigns an entropy increase to the process depends
on their ability to distinguish the gases. A resolution is that an "ignorant"
observer, who cannot distinguish the gases, has no way of extracting work by
mixing them. Moving the thought experiment into the quantum realm, we reveal
new and surprising behaviour: the ignorant observer can extract work from
mixing different gases, even if the gases cannot be directly distinguished.
Moreover, in the macroscopic limit, the quantum case diverges from the
classical ideal gas: as much work can be extracted as if the gases were fully
distinguishable. We show that the ignorant observer assigns more microstates to
the system than found by naive counting in semiclassical statistical mechanics.
This demonstrates the importance of accounting for the level of knowledge of an
observer, and its implications for genuinely quantum modifications to
thermodynamics.
- Abstract（参考訳）: 古典的なギブスパラドックスは、2つの気体を混合するとエントロピーが変化する。
観察者がエントロピーの増加をプロセスに割り当てるかどうかは、ガスを識別する能力に依存する。
分解能は、ガスを区別できない「無知」観察者は、それらを混合することで作業を引き出す方法がないということである。
思考実験を量子領域に移すと、新しい驚くべき振る舞いが明らかになります。無知な観察者は、ガスを直接区別できない場合でも、異なる気体の混合から仕事を抽出することができます。
さらに、マクロ的な極限では、量子ケースは古典的な理想気体から分岐し、気体が完全に区別できるかのように多くの作業が抽出される。
半古典的統計力学において, 無知な観測者はナイーブ数よりも多くのミクロ状態を系に割り当てることを示した。
これは観測者の知識のレベルを計算することの重要性と、熱力学に対する真の量子修正に対するその影響を示している。
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