論文の概要: Nonequilibrium many-body quantum engine driven by time-translation symmetry breaking

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.00690v1
• Date: Wed, 1 Jul 2020 18:25:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-11 23:01:12.711694
• Title: Nonequilibrium many-body quantum engine driven by time-translation symmetry breaking
• Title（参考訳）: 時変対称性の破れによる非平衡多体量子エンジン
• Authors: Federico Carollo, Kay Brandner and Igor Lesanovsky
• Abstract要約: マルチボディシステムから機械的作業を抽出する量子エンジンに対する集団効果の影響について検討する。 我々の多体量子エンジンは周期運転なしで動作していることがわかった。 我々の発見は、新しい非平衡量子機械の設計の道を開いた。
• 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: Quantum many-body systems out of equilibrium can host intriguing phenomena such as transitions to exotic dynamical states. Although this emergent behaviour can be observed in experiments, its potential for technological applications is largely unexplored. Here, we investigate the impact of collective effects on quantum engines that extract mechanical work from a many-body system. Using an opto-mechanical cavity setup with an interacting atomic gas as a working fluid, we demonstrate theoretically that such engines produce work under periodic driving. The stationary cycle of the working fluid features nonequilibrium phase transitions, resulting in abrupt changes of the work output. Remarkably, we find that our many-body quantum engine operates even without periodic driving. This phenomenon occurs when its working fluid enters a phase that breaks continuous time-translation symmetry: the emergent time-crystalline phase can sustain the motion of a load generating mechanical work. Our findings pave the way for designing novel nonequilibrium quantum machines.
• Abstract（参考訳）: 平衡状態の量子多体系は、エキゾチックな力学状態への遷移のような興味深い現象をホストすることができる。 この創発的な挙動は実験で観察できるが、技術応用の可能性はほとんど未解明である。 本稿では,多体系から機械的作業を抽出する量子エンジンに対する集団効果の影響について検討する。 相互作用する原子ガスを作動流体とする光機械的キャビティ設定を用いて, 周期駆動下でのエンジンの動作を理論的に実証する。 作業流体の定常サイクルは非平衡相転移を特徴とし、作業出力の急激な変化をもたらす。 驚くべきことに、我々の多体量子エンジンは周期的駆動なしでも動作する。 この現象は、作動流体が連続的な時間遷移対称性を破る相に入ると起こる: 創発的な時間結晶相は、機械的作用を生み出す負荷の運動を維持することができる。 我々の発見は、新しい非平衡量子機械の設計の道を開いた。

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