論文の概要: Quantum heat engines with complex working media, complete Otto cycles
and heuristics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.12302v1
- Date: Mon, 26 Jul 2021 16:18:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-20 21:20:21.479554
- Title: Quantum heat engines with complex working media, complete Otto cycles
and heuristics
- Title(参考訳): 複雑な加工媒体, 完全オットーサイクル, ヒューリスティックスを有する量子熱エンジン
- Authors: Venu Mehta and Ramandeep S. Johal
- Abstract要約: 準静電量子オットーエンジンの性能を、任意の大きさの2つのスピンに基づいて検討する。
平均サイクルに固有の完備なオットーサイクルの研究は、平均性能に関する興味深い洞察を与える。
- 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: Quantum thermal machines make use of non-classical thermodynamic resources,
one of which is interactions between elements of the quantum working medium. In
this paper, we examine the performance of a quasi-static quantum Otto engine
based on two spins of arbitrary magnitudes subject to an external magnetic
field and coupled via an isotropic Heisenberg exchange interaction. It has been
earlier shown that the said interaction provides an enhancement of cycle
efficiency for two spin-1/2 particles, with an upper bound which is tighter
than the Carnot efficiency. However, the necessary conditions governing engine
performance and the relevant upper bound for efficiency are unknown for the
general case of arbitrary spin magnitudes. Analyzing extreme-case scenarios, we
formulate heuristics to infer the necessary conditions for an engine with
uncoupled as well as coupled spins model. These conditions lead us to a
connection between performance of quantum heat engines and the notion of
majorization. Further, the study of complete Otto cycles inherent in the
average cycle also yields interesting insights into the average performance.
- Abstract(参考訳): 量子熱機械は非古典的な熱力学資源を使用し、その1つは量子加工媒体の要素間の相互作用である。
本稿では,外部磁場を受ける任意の大きさのスピンと等方性ハイゼンベルク交換相互作用によって結合された2つのスピンに基づく準静的量子オットーエンジンの性能について検討する。
この相互作用により、2つのスピン-1/2粒子のサイクル効率が向上し、上界はカルノット効率よりも強くなることが示されている。
しかし、任意のスピンマグニチュードの一般的な場合、エンジン性能を規定する必要条件と、関連する効率上界は未知である。
極端なシナリオを解析し、結合スピンモデルと同様に非結合のエンジンに必要な条件を推測するためにヒューリスティックを定式化する。
これらの条件は、量子熱エンジンの性能とメジャー化の概念の間の関係をもたらす。
さらに、平均サイクルに固有の完備なオットーサイクルの研究は、平均性能に関する興味深い洞察を与える。
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