論文の概要: Boltzmann entropy of a freely expanding quantum ideal gas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.12330v1
- Date: Wed, 22 Mar 2023 05:55:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-23 15:10:48.819811
- Title: Boltzmann entropy of a freely expanding quantum ideal gas
- Title（参考訳）: 自由拡大する量子理想気体のボルツマンエントロピー
- Authors: Saurav Pandey, Junaid Majeed Bhat, Abhishek Dhar, Sheldon Goldstein,
David A. Huse, Manas Kulkarni, Anupam Kundu, Joel L. Lebowitz
- Abstract要約: 一次元量子イデアルガスの非平衡自由膨張におけるミクロ状態のボルツマンエントロピーの時間発展について検討する。
- 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: We study the time evolution of the Boltzmann entropy of a microstate during
the non-equilibrium free expansion of a one-dimensional quantum ideal gas. This
quantum Boltzmann entropy, $S_B$, essentially counts the "number" of
independent wavefunctions (microstates) giving rise to a specified macrostate.
It generally depends on the choice of macrovariables, such as the type and
amount of coarse-graining, specifying a non-equilibrium macrostate of the
system, but its extensive part agrees with the thermodynamic entropy in thermal
equilibrium macrostates. We examine two choices of macrovariables: the
$U$-macrovariables are local observables in position space, while the
$f$-macrovariables also include structure in momentum space. For the quantum
gas, we use a non-classical choice of the $f$-macrovariables. For both choices,
the corresponding entropies $s_B^f$ and $s_B^U$ grow and eventually saturate.
As in the classical case, the growth rate of $s_B^f$ depends on the momentum
coarse-graining scale. If the gas is initially at equilibrium and is then
released to expand to occupy twice the initial volume, the per-particle
increase in the entropy for the $f$-macrostate, $\Delta s_B^f$, satisfies
$\log{2}\leq\Delta s_B^f\leq 2\log{2}$ for fermions, and $0\leq\Delta
s_B^f\leq\log{2}$ for bosons. For the same initial conditions, the change in
the entropy $\Delta s_B^U$ for the $U$-macrostate is greater than $\Delta
s_B^f$ when the gas is in the quantum regime where the final stationary state
is not at thermal equilibrium.
- Abstract（参考訳）: 一次元の量子イデアル気体の非平衡自由膨張における微小状態のボルツマンエントロピーの時間発展について研究する。
この量子ボルツマンエントロピーである$S_B$は、本質的に独立な波動関数(ミクロ状態)の「数」を数え、特定のマクロ状態を引き起こす。
これは一般に、系の非平衡マクロ状態を指定する粗粒度の種類や量などのマクロ変数の選択に依存するが、その広範な部分は熱平衡マクロ状態の熱力学的エントロピーと一致する。
u$-macrovariables は位置空間における局所観測可能であり、$f$-macrovariables は運動量空間の構造も含む。
量子気体の場合、$f$-Macrovariablesの非古典的な選択を用いる。
両方の選択に対して、対応するエントロピー$s_B^f$と$s_B^U$は成長し、最終的に飽和する。
古典的な場合と同様に、s_B^f$の成長率は運動量粗粒度に依存する。
ガスが最初に平衡状態にあり、最初に2倍の体積を占めるように放出されると、粒子当たりのエントロピーは$f$-macrostate, $\Delta s_B^f$, satisfies $\log{2}\leq\Delta s_B^f\leq 2\log{2}$, $0\leq\Delta s_B^f\leq\log{2}$となる。
同じ初期条件において、u$-macrostate に対するエントロピー $\delta s_b^u$ の変化は、最後の定常状態が熱平衡でない場合、ガスが量子状態にある場合、$\delta s_b^f$ よりも大きい。
関連論文リスト
- Slow Mixing of Quantum Gibbs Samplers [47.373245682678515]
一般化されたボトルネック補題を用いて、これらのツールの量子一般化を示す。
この補題は、古典的なハミング距離に類似する距離の量子測度に焦点を当てるが、一意に量子原理に根ざしている。
サブ線形障壁でさえも、ファインマン・カック法を用いて古典的から量子的なものを持ち上げて、厳密な下界の$T_mathrmmix = 2Omega(nalpha)$を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-06T22:51:27Z) - On stability of k-local quantum phases of matter [0.4999814847776097]
一般量子低密度パリティチェック符号に対応するハミルトンのユークリッドに対するエネルギーギャップの安定性を解析する。
局所ハミルトニアンは広い零温度エントロピーを持つことができるので、熱力学の第3法則の意味を論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-29T18:00:20Z) - High-Temperature Gibbs States are Unentangled and Efficiently Preparable [22.397920564324973]
局所ハミルトンの熱状態は一定温度以上で分離可能であることを示す。
この熱的絡み合いの突然の死は、ギブス状態における短距離量子相関の存在に関する従来の知恵を裏付ける。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-25T15:11:26Z) - Position as an independent variable and the emergence of the $1/2$-time
fractional derivative in quantum mechanics [0.0]
函数 $cal P(pm)$ を導出し、ポテンシャル $cal V(q)$ とハミルトニアン $cal H$ の下で空間発展を生成する。
ディラックの手順を用いて変数の分離が可能であり、結合された位置非依存のディラック方程式は1/2$-fractional derivativeに依存するが、結合された時間非依存のディラック方程式(TIDE)はポテンシャルの正と負のシフトをもたらす。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-25T19:57:23Z) - On minimal residual entropy in non-Fermi liquids [0.0]
平均場近似における$0+1$次元の一般フェルミオン系は正であると主張する。
また、高次元の一般化とホログラム対応との関係についてもコメントする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-04T17:16:51Z) - On quantum algorithms for the Schr\"odinger equation in the
semi-classical regime [27.175719898694073]
半古典的状態におけるシュル・オーディンガーの方程式を考える。
このようなシュル・オーディンガー方程式はボルン=オッペンハイマーの分子動力学やエレンフェストの動力学など多くの応用を見出す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-25T20:01:54Z) - Fidelity and entanglement entropy for infinite-order phase transitions [4.453923176362749]
無限次量子相転移を持つ量子系の基底状態に対する忠実度と絡み合いエントロピーについて検討する。
特に、スピン=S$トランケーションを持つ量子O(2)モデルを考えると、$S = 1$の無限次ガウス遷移が存在する。
熱力学的値のピークの高さ(chi_F$)は、IOG遷移に1/L$、BKT遷移に1/ln(L)$のパワー則として有限熱力学的値に収束することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-23T06:28:50Z) - Power-like potentials: from the Bohr-Sommerfeld energies to exact ones [77.34726150561087]
ボーア・ソマーフェルド量子化条件から明示的に抽出されたボーア・ソマーフェルドエネルギー(BSE)と正確なエネルギーを比較する。
物理的に重要な場合、$m=1,4,6$ for the 100$th excited state BSE and exactly one in 5-6 figures。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-31T21:37:50Z) - Asymmetric temperature equilibration with heat flow from cold to hot in
a quantum thermodynamic system [0.0]
モデル計算量子熱力学ネットワークは、リンカーシステムによって結合された2つの可変温度浴で構築される。
計算シミュレーションでは、浴槽は異なる浴槽エネルギーと温度で「熱平衡」に達することが示されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-16T01:38:37Z) - Anharmonic oscillator: a solution [77.34726150561087]
x$-空間と$(gx)-空間の力学は、有効結合定数$hbar g2$の同じエネルギースペクトルに対応する。
2古典的な一般化は、前例のない精度で$x$-空間での波動関数の均一な近似をもたらす。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-29T22:13:08Z) - Anisotropy-mediated reentrant localization [62.997667081978825]
2次元双極子系、$d=2$、一般化双極子-双極子相互作用$sim r-a$、トラップイオン系やリドバーグ原子系で実験的に制御されたパワー$a$を考える。
異方性双極子交換を引き起こす双極子の空間的に均質な傾き$$beta$は、ロケータ展開を超えた非自明な再帰的局在をもたらすことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-31T19:00:01Z)
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。