論文の概要: Quantum Advantage of Thermal Machines with Bose and Fermi Gases
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.03856v2
- Date: Tue, 18 Apr 2023 13:06:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-19 18:50:33.451366
- Title: Quantum Advantage of Thermal Machines with Bose and Fermi Gases
- Title（参考訳）: ボースおよびフェルミガスを用いた熱機械の量子効果
- Authors: Saikat Sur and Arnab Ghosh
- Abstract要約: 量子粒子の集合体である量子ガスが熱力学機械として実現可能であることを示す。
このような熱力学機械は、粒子の統計、化学ポテンシャル、および系の空間次元に依存する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.8711321377362427
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this article, we show that a quantum gas, a collection of massive,
non-interacting, indistinguishable quantum particles can be realized as a
thermodynamic machine as an artifact of energy quantization and hence bears no
classical analog. Such a thermodynamic machine depends on the statistics of the
particles, the chemical potential, and the spatial dimension of the system. Our
detailed analysis demonstrates the fundamental features of quantum Stirling
cycles from the viewpoint of particle statistics and system dimensions that
helps us to realize desired quantum heat engines and refrigerators by
exploiting the role of quantum statistical mechanics. In particular, a clear
distinction between the behavior of a Fermi gas and a Bose gas is observed in
one dimension than in higher dimensions, solely due to the innate differences
in their particle statistics indicating the conspicuous role of a quantum
thermodynamic signature in lower dimensions.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, エネルギー量子化の成果物として, 量子ガス, 巨大で非相互作用的, 識別不能な量子粒子が熱力学機械として実現できることを示し, 古典的なアナログは持たない。
このような熱力学機械は、粒子の統計、化学ポテンシャル、および系の空間次元に依存する。
本稿では, 量子統計学の役割を生かして, 所望の量子熱エンジンと冷凍機の実現を支援する粒子統計学とシステム次元の観点から, 量子スターリングサイクルの基本的特徴を示す。
特に、フェルミ気体とボース気体の挙動の明確な区別は、より低い次元における量子熱力学的シグネチャの顕著な役割を示す粒子統計の固有な違いのみによって、高次元よりも1次元で観察される。
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