論文の概要: Study of quantum Otto heat engine using driven-dissipative Schr\"{o}dinger equation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.04856v2
• Date: Thu, 24 Dec 2020 02:23:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 11:22:29.690228
• Title: Study of quantum Otto heat engine using driven-dissipative Schr\"{o}dinger equation
• Title（参考訳）: 駆動散逸型Schr\"{o}dinger方程式を用いた量子オットー熱エンジンの研究
• Authors: You-wei Fang, Yu-ting Zheng and Jun Chang
• Abstract要約: 我々は, 量子オットー熱エンジンの動力学を, 駆動散逸型シュル・オーディンガー方程式を用いて研究した。 本稿では, ポンプエネルギーを機械的作業に変換するために, 単一の貯水池で動く新しい量子エンジンを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2559617939136505
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The quantum heat engines have drawn much attention due to miniaturization of devices recently. We study the dynamics of the quantum Otto heat engine using the driven-dissipative Schr\"{o}dinger equation. Starting from different initial states, we simulate the time evolutions of the internal energy, power and heat-work conversion efficiency. The initial state impacts on these thermodynamic quantities before the Otto cycle reaches stable. In the transition period, the efficiency and power may be higher or lower than the corresponding values in the cyclostationary state. Remarkably, the efficiency could surpass the Otto limit and even the Carnot limit and the power could be much higher than the rated power. The efficiency anomaly is due to the energy in the initial state. Thus, we suggest that periodically pumping could take the similar role of a hot bath but could be manipulated flexibly. Furthermore, we propose a new quantum engine working in a single reservoir to convert the pump energy into mechanical work. This manipulative engine could potentially be applied to working in the microenvironments without a large temperature difference, such as the biological tissues in vivo. Our protocol is expected to model a new quantum engine with the advantage of applicability and controllability.
• Abstract（参考訳）: 量子熱エンジンは最近、デバイスの小型化により注目を集めている。 駆動拡散型schr\"{o}dinger方程式を用いた量子オットー熱エンジンの動力学の研究を行った。 異なる初期状態から始めると、内部エネルギー、電力および熱-作業変換効率の時間進化をシミュレートする。 初期状態はオットーサイクルが安定に達する前にこれらの熱力学的量に影響を与える。 遷移期において、効率と電力は、サイクロスタリー状態の対応する値よりも高く、または低い可能性がある。 驚くべきことに、効率はオットー限界を超え、カルノー限界さえも越えることができ、出力は定格出力よりもずっと高い。 効率の異常は初期状態のエネルギーによる。 したがって, 定期的に汲み上げは熱湯と同様の役割を果たすが, 柔軟に操作できる可能性が示唆された。 さらに, ポンプエネルギーを機械作業に変換するために, 単一の貯水池で稼働する新しい量子エンジンを提案する。 このマニピュレーションエンジンは、生体内の生体組織のような大きな温度差のない微小環境での作業に応用できる可能性がある。 我々のプロトコルは適用性と制御性を利用して新しい量子エンジンをモデル化することが期待される。

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