論文の概要: Quantum Otto engines at relativistic energies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.10965v2
• Date: Mon, 25 Oct 2021 02:16:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-21 03:29:12.558167
• Title: Quantum Otto engines at relativistic energies
• Title（参考訳）: 相対論的エネルギーにおける量子オットーエンジン
• Authors: Nathan M. Myers, Obinna Abah, Sebastian Deffner
• Abstract要約: 我々は、ディラックまたはクライン=ゴードン力学の下で進化する振動子ポテンシャルの相対論的粒子の作用媒質を用いて量子オットーエンジンを解析する。 相対論的エンジンは高い作業出力で作動するが、圧縮比が効果的に減少し、非相対論的エンジンよりも効率が大幅に低下することがわかった。
• 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: Relativistic quantum systems exhibit unique features not present at lower energies, such as the existence of both particles and antiparticles, and restrictions placed on the system dynamics due to the light cone. In order to understand what impact these relativistic phenomena have on the performance of quantum thermal machines we analyze a quantum Otto engine with a working medium of a relativistic particle in an oscillator potential evolving under Dirac or Klein-Gordon dynamics. We examine both the low-temperature, non-relativistic and high-temperature, relativistic limits of the dynamics and find that the relativistic engine operates with higher work output, but an effectively reduced compression ratio, leading to significantly smaller efficiency than its non-relativistic counterpart. Using the framework of endoreversible thermodynamics we determine the efficiency at maximum power of the relativistic engine, and find it to be equivalent to the Curzon-Ahlborn efficiency.
• Abstract（参考訳）: 相対論的量子系は、粒子と反粒子の両方の存在や、光円錐による系の力学の制約など、低いエネルギーには存在しない特異な特徴を示す。 これらの相対論的現象が量子熱機械の性能に与える影響を理解するために、ディラックやクライン・ゴルドン力学の下で進化する振動子ポテンシャルにおいて、相対論的粒子の運動媒体を用いて量子オットーエンジンを解析する。 低温, 非相対論的, 高温, 相対論的両限界について検討し, 相対論的エンジンは高い作業出力で作動するが, 圧縮比が効果的に減少し, 非相対論的エンジンよりも効率が大幅に低下することがわかった。 内可逆熱力学の枠組みを用いて、相対論的エンジンの最大出力での効率を判定し、カーゾン・アーボルンの効率と同値であることを示す。

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