論文の概要: Zeroth Law in Quantum Thermodynamics at Strong Coupling: `in
Equilibrium', not `Equal Temperature'
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.15607v1
- Date: Thu, 31 Dec 2020 13:54:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-18 05:50:30.209718
- Title: Zeroth Law in Quantum Thermodynamics at Strong Coupling: `in
Equilibrium', not `Equal Temperature'
- Title（参考訳）: 強結合における量子熱力学におけるゼロの法則:「等温」ではなく「平衡」
- Authors: Jen-Tsung Hsiang and Bei-Lok Hu
- Abstract要約: 強い結合における熱力学については同値であることを示す。
2つの系は平衡状態にあり得るが、有効温度は異なる。
これは「平衡」が、強いカップリングにおける量子熱力学のゼロ法則が基礎となるべき妥当かつより基本的な概念であることを示している。
- 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: The zeroth law of thermodynamics involves a transitivity relation (pairwise
between three objects) expressed either in terms of `equal temperature' (ET),
or `in equilibrium' (EQ) conditions. In conventional thermodynamics conditional
on vanishingly weak system-bath coupling these two conditions are commonly
regarded as equivalent. In this work we show that for thermodynamics at strong
coupling they are inequivalent: namely, two systems can be in equilibrium and
yet have different effective temperatures. A recent result \cite{NEqFE} for
Gaussian quantum systems shows that an effective temperature $T^{*}$ can be
defined at all times during a system's nonequilibrium evolution, but because of
the inclusion of interaction energy, after equilibration the system's $T^*$ is
slightly higher than the bath temperature $T_{\textsc{b}}$, with the deviation
depending on the coupling. A second object coupled with a different strength
with an identical bath at temperature $T_{\textsc{b}}$ will not have the same
equilibrated temperature as the first object. Thus $ET \neq EQ $ for strong
coupling thermodynamics. We then investigate the conditions for dynamical
equilibration for two objects 1 and 2 strongly coupled with a common bath $B$,
each with a different equilibrated effective temperature. We show this is
possible, and prove the existence of a generalized fluctuation-dissipation
relation under this configuration. This affirms that `in equilibrium' is a
valid and perhaps more fundamental notion which the zeroth law for quantum
thermodynamics at strong coupling should be based on. Only when the system-bath
coupling becomes vanishingly weak that `temperature' appearing in thermodynamic
relations becomes universally defined and makes better physical sense.
- Abstract（参考訳）: 熱力学のゼロ法則は、「等温」 (ET) または「不平衡」 (EQ) 条件のどちらかで表される推移性関係(3つの物体間の対角関係)を含む。
従来の熱力学では、この2つの条件は一般に等価であると考えられている。
本研究では, 強結合における熱力学において, 2つの系は平衡状態にあるが, 異なる有効温度を持つことができることを示した。
ガウス量子系に対する最近の結果 \cite{NEqFE} は、有効温度$T^{*}$ が系の非平衡進化の間、常に定義されることを示しているが、相互作用エネルギーの包含により、系の$T^*$ は、カップリングに依存する偏差を持つ浴温度 $T_{\textsc{b}}$ よりもわずかに高い。
温度 $t_{\textsc{b}}$ で同じ浴槽と異なる強度で結合された第二のオブジェクトは、第一のオブジェクトと同じ平衡温度を持たない。
したがって、強い結合熱力学に対するET \neq EQ $である。
次に, 2つの物体1および2の動的平衡条件を, それぞれ異なる平衡有効温度の共用浴B$と強く結合する条件について検討した。
これは可能であり、この構成下での一般化されたゆらぎ-散逸関係の存在を証明する。
このことは 'in equilibrium' は強いカップリングにおける量子熱力学の0番目の法則を基礎とする有効かつより基本的な概念であると断言する。
熱力学関係に現れる「温度」が普遍的に定義され、物理的意味がより良くなるときのみ、システム・バスカップリングは弱くなる。
関連論文リスト
- Thermodynamic Roles of Quantum Environments: From Heat Baths to Work Reservoirs [49.1574468325115]
量子熱力学における環境は通常、熱浴の役割を担う。
同じモデルでは、環境が3つの異なる熱力学的役割を担っていることが示される。
環境の正確な役割は結合の強さと構造によって決定される。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-01T15:39:06Z) - Non-equilibrium dynamics of charged dual-unitary circuits [44.99833362998488]
平衡外量子系における対称性と絡み合いの相互作用は、現在、激しい多分野研究の中心にある。
一般二重ユニタリ回路を拡張した可解状態のクラスを導入することができることを示す。
無限の温度状態に緩和する既知の可解状態のクラスとは対照的に、これらの状態は非自明な一般化されたギブスアンサンブルの族に緩和する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-31T17:57:14Z) - Non-Abelian eigenstate thermalization hypothesis [58.720142291102135]
固有状態熱化仮説(ETH)は、ハミルトニアンが対称性を欠いている場合、カオス量子多体系が内部で熱化する理由を説明する。
我々は、非アベリアETHを仮定し、量子熱力学で導入された近似マイクロカノニカル部分空間を誘導することにより、ETHを非可換電荷に適応する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-10T18:14:18Z) - Thermodynamics as Combinatorics: A Toy Theory [0.0]
熱力学から中心的な事実を導出するための単純な玩具モデルについて論じる。
我々の見解は熱力学系を二乗弦として表し、その温度とハミング重みを結びつける。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-16T12:48:27Z) - Gauge Quantum Thermodynamics of Time-local non-Markovian Evolutions [77.34726150561087]
一般時間局所非マルコフマスター方程式を扱う。
我々は、電流とパワーを、古典的熱力学のようにプロセスに依存していると定義する。
この理論を量子熱機関に適用することにより、ゲージ変換が機械効率を変化させることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-06T17:59:15Z) - Asymmetric temperature equilibration with heat flow from cold to hot in
a quantum thermodynamic system [0.0]
モデル計算量子熱力学ネットワークは、リンカーシステムによって結合された2つの可変温度浴で構築される。
計算シミュレーションでは、浴槽は異なる浴槽エネルギーと温度で「熱平衡」に達することが示されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-16T01:38:37Z) - Temperature in Nonequilibrium Quantum Systems [0.0]
温度は一般の非平衡量子系に割り当てられることを示す。
この温度の定義は、システムの状態を明確に記述した熱力学パラメータのセットの1つであることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-25T13:17:46Z) - Nonequilibrium Quantum Free Energy and Effective Temperature, Generating
Functional and Influence Action [0.0]
粗粒効果作用および影響作用の点において、生成関数によって正式な導出が提供される。
ここで見つかる非平衡熱力学関数は、システムの全非平衡進化史における任意の時点において、よく知られた関係である $mathcalF_textscs(t)=mathcalU_textscs(t)- T_textsceff(t),mathcalS_vN(t)$ に従う。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-20T16:01:11Z) - Temperature of a finite-dimensional quantum system [68.8204255655161]
有限次元量子系の温度に対する一般的な表現は熱力学の議論から導かれる。
2次元および3次元量子系の温度の比例式を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-01T07:47:50Z) - Out-of-equilibrium quantum thermodynamics in the Bloch sphere:
temperature and internal entropy production [68.8204255655161]
オープンな2レベル量子系の温度に対する明示的な表現を得る。
この温度は、システムが熱貯水池と熱平衡に達すると環境温度と一致する。
この理論の枠組みでは、全エントロピー生産は2つの貢献に分けることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-09T23:06:43Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。