論文の概要: Impurity reveals distinct operational phases in quantum thermodynamic
cycles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.02638v2
- Date: Mon, 10 Oct 2022 13:50:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-06 09:48:36.380234
- Title: Impurity reveals distinct operational phases in quantum thermodynamic
cycles
- Title(参考訳): 不純物は量子熱力学サイクルにおいて異なる作用相を示す
- Authors: Aditya Prakash, Abhishek Kumar, Colin Benjamin
- Abstract要約: 不純物は、 量子熱エンジン、 量子冷蔵庫、 量子コールドポンプなど、 システムの新しい運用フェーズを解き放つ。
量子冷凍機と量子冷ポンプの冷却力と性能係数は、不純物の影響を受けない。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 23.09629129922603
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We analyze the effect of impurity on the work output and efficiency of
quantum Otto and quantum Carnot heat cycles, modeled as a single quantum
particle in an infinite square well (ISW) potential, which is the working
substance. We solve this quantum mechanical system perturbatively up to first
and second order in strength of the impurity for strong and weak coupling
regimes, respectively. We derive the analytical expressions of work and
efficiency for the strong coupling regime to the first order in the strength
parameter. The threshold value of the strength parameter in weak coupling is
obtained up to which the numerical result agrees with the perturbative result
for a repulsive and attractive impurity. To our surprise, an embedded impurity
unlocks new operational phases in the system, such as a quantum heat engine,
quantum refrigerator, and quantum cold pump. In addition, the efficiency of the
quantum Otto heat engine is seen to reach Carnot efficiency for some parameter
regimes. The cooling power and coefficient of performance of the quantum
refrigerator and quantum cold pump are non-trivially affected by the impurity.
- Abstract(参考訳): 量子オットーおよび量子カルノ熱サイクルのワークアウトプットと効率に及ぼす不純物の影響を解析し、動作物質である無限二乗井戸(isw)ポテンシャルを持つ単一量子粒子としてモデル化した。
この量子力学系は、強結合系と弱結合系のそれぞれ不純物の強さで、摂動的に1次と2次まで解く。
本研究では, 強い結合状態に対する作業と効率の分析式を, 強度パラメータの第一次に導出する。
弱い結合における強度パラメータのしきい値を求め、数値結果が反発的かつ魅力的な不純物に対する摂動結果と一致するようにする。
驚くべきことに、組み込み不純物は、量子熱エンジン、量子冷凍機、量子コールドポンプなど、システムの新しい操作フェーズをアンロックする。
さらに、量子オットー熱エンジンの効率は、いくつかのパラメータ状態においてカルノット効率に達する。
量子冷凍機と量子冷水ポンプの冷却力と性能係数は、不純物の影響を非自明に受ける。
関連論文リスト
- Amplification of quantum transfer and quantum ratchet [56.47577824219207]
量子伝達の増幅モデルについて検討し、量子ラチェットモデル(quantum ratchet model)と呼ぶ方向付けを行う。
ラチェット効果は、散逸とシンクを伴う量子制御モデルにおいて達成され、そこでは、ハミルトニアンはエネルギー準位間の遷移と同期されたエネルギー差の振動に依存する。
発振ビブロンの振幅と周波数は、その効率を決定する量子ラチェットのパラメータである。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-12-31T14:04:43Z) - Thermodynamics of adiabatic quantum pumping in quantum dots [50.24983453990065]
2つのフェルミオンリードに接続された単一レベルの量子ドットである共鳴レベルモデルによる断熱量子ポンピングを考察する。
本研究では, このモデルについて, 点のエネルギーレベルと熱浴によるトンネル速度の変動を考慮した自己完結型熱力学記述法を開発した。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-06-14T16:29:18Z) - Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。
その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-01-23T19:23:54Z) - Quantum Otto engine with quantum correlations [3.740507726022551]
本稿では,光キャビティ内の単一モード放射場を熱・冷水貯留層で駆動する光オットーエンジンについて検討する。
量子不協和により量子エンジンの性能と効率が向上し,動作モードも変化する可能性があることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-11-23T02:56:10Z) - Effective Hamiltonian theory of open quantum systems at strong coupling [0.0]
本稿では, 有効ハミルトニアンモデルを生成するための反応座標ポラロン変換(RCPT)フレームワークを提案する。
この研究の例としては、量子熱化の標準モデル、ナノスケールでの電荷とエネルギー輸送、量子熱力学マシンの性能境界などがある。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-11-10T17:10:33Z) - Thermodynamics and Fluctuations in Quantum Heat Engines under Reservoir
Squeezing [7.109424824240926]
貯水池のスクイージングは, 熱力学的効率とパワーを高めることにより, 性能を著しく向上させることを示した。
この量子熱エンジンを実現するための実験的スキームは、トラップされた40Ca$+$イオンを含む単一電子スピンを用いて提案される。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-09-13T11:15:31Z) - Demonstrating Quantum Microscopic Reversibility Using Coherent States of
Light [58.8645797643406]
本研究では, 量子系が熱浴と相互作用する際の可視性に関する量子一般化を実験的に提案する。
微視的可逆性の原理に対する量子修正が低温限界において重要であることを検証した。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-05-26T00:25:29Z) - The quantum Otto cycle in a superconducting cavity in the non-adiabatic
regime [62.997667081978825]
超伝導空洞に適用された量子オットーサイクルの効率を解析する。
非断熱的な状態においては、量子サイクルの効率は動的カシミール効果に影響されることが示されている。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-11-30T11:47:33Z) - Collective effects on the performance and stability of quantum heat
engines [62.997667081978825]
小型熱機関の動作における量子力学的拡張の最近の予測は、新たな関心を集めている。
1つの重要な問題は、集団効果が大規模に拡張するのに役立つかどうかである。
エンジンを構成するスピンの数とともに, パワー, 効率, 一貫性のスケールについて検討する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-25T18:00:07Z) - Light-matter quantum Otto engine in finite time [0.0]
動作物質が調和振動子と相互作用する2レベルシステムから構成される量子オットーエンジンを有限時間で研究する。
抽出した全作業量と最大出力での効率を, 作業物質に埋め込まれた量子相関値に関連付ける。
作業物質が超強結合状態にある場合,エンジンはカーゾン=アルボーン効率を克服できることがわかった。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-02-21T08:40:12Z)
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。