論文の概要: Nonequilibrium control of thermal and mechanical changes in a levitated
system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.10898v2
- Date: Tue, 24 Aug 2021 21:02:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-07 10:54:28.563921
- Title: Nonequilibrium control of thermal and mechanical changes in a levitated
system
- Title（参考訳）: 浮遊系の熱・機械的変化の非平衡制御
- Authors: Markus Rademacher, Michael Konopik, Maxime Debiossac, David Grass,
Eric Lutz, Nikolai Kiesel
- Abstract要約: 我々は、フィードバック冷却を用いて、下水浸漬された微小粒子の高速かつ制御された温度変化を実装する。
両者の寄与を考慮に入れた揺らぎ定理の有効性を検証する。
- 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: Fluctuation theorems are fundamental extensions of the second law of
thermodynamics for small nonequilibrium systems. While work and heat are
equally important forms of energy exchange, fluctuation relations have not been
experimentally assessed for the generic situation of simultaneous mechanical
and thermal changes. Thermal driving is indeed generally slow and more
difficult to realize than mechanical driving. Here, we use feedback cooling
techniques to implement fast and controlled temperature variations of an
underdamped levitated microparticle that are one order of magnitude faster than
the equilibration time. Combining mechanical and thermal control, we verify the
validity of a fluctuation theorem that accounts for both contributions, well
beyond the range of linear response theory. Our results allow the investigation
of general far-from-equilibrium processes in microscopic systems that involve
fast mechanical and thermal changes at the same time.
- Abstract（参考訳）: ゆらぎ定理は、小さな非平衡系の熱力学の第2法則の基本的な拡張である。
作業と熱は同様にエネルギー交換の重要な形態であるが、変動関係は機械と熱の同時変化の一般的な状況について実験的に評価されていない。
熱駆動は機械駆動よりも一般的に遅く、より実現が難しい。
ここでは, フィードバック冷却技術を用いて, 平衡時間よりも1桁高速に浮遊する微小粒子の高速かつ制御された温度変化を実現する。
機械制御と熱制御を組み合わせることで, 線形応答理論の範囲を超えて, 両寄与を考慮したゆらぎ定理の有効性を検証した。
この結果から, 機械的および熱的変化を同時に行う顕微鏡システムにおいて, 一般の遠方平衡過程の解明が可能となった。
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