論文の概要: Advancing Quantum Otto Engine Performance via Additional Magnetic Field and Effective Negative Temperature

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.10420v3
• Date: Mon, 27 Jan 2025 11:13:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-28 20:38:23.025780
• Title: Advancing Quantum Otto Engine Performance via Additional Magnetic Field and Effective Negative Temperature
• Title（参考訳）: 付加磁場と有効負温度による量子オットーエンジンの性能向上
• Authors: Arghya Maity, Aditi Sen De,
• Abstract要約: 2つのサーマル貯水池間の運転において優れた性能を達成することができる4ストローク量子オットーエンジンのプロトコルを定式化する。 我々は、(x, y)-平面の回転磁場と、(z)-方向の異なる強みを持つ追加磁場を包含するプロトコルを採用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We formulate a protocol for a four-stroke quantum Otto engine that is capable of achieving superior performance when operating between two thermal reservoirs: one at a positive spin temperature and the other at an effective negative spin temperature. We adopt a protocol that encompasses a rotating magnetic field in the (x, y)-plane, as well as an additional magnetic field in the (z)-direction that possesses distinct strengths. Consequently, we acquire the capability to manipulate the strength of the magnetic field autonomously in both directions during dynamics. We report that by precisely adjusting the strength and the direction of the magnetic field in the (z)-direction and manipulating other relevant system parameters, we can effectively enhance the transition probability and hence the efficiency of the engine as well which can not be achieved without the additional magnetic field, although the impact is not ubiquitous. Additionally, another important significance of our model is that these engines operate within an extended operational domain, reaching into temperature ranges where the effective negative temperature-based quantum Otto engines operating only on the rotational magnetic field in the (x,y) plane, are unable to function. Specifically, we identify a threshold value for the magnetic field, dependent on the driving time, at which an improvement in efficiency is observed. We propose that this advantage may arise from the system exhibiting greater coherence with respect to the driving time, which we evaluate using the l1-norm coherence measure. Another noteworthy aspect is that the advantage in efficiency gained from the additional magnetic field continues to surpass that of the protocol without the field, even in the presence of impurities in the magnetic field having a specific range of disorder strengths.
• Abstract（参考訳）: 正のスピン温度で, 負のスピン温度で, 正のスピン温度で, 負のスピン温度で2つのサーマル貯水池間を動作させる場合に, 優れた性能が得られる4ストローク量子オットーエンジンのプロトコルを定式化した。 我々は、(x,)の回転磁場を含むプロトコルを採用する。 y)平面に加え、追加の磁場 (z)異なる強度を持つ方向。 その結果、動的に両方向の磁場の強度を自律的に操作する能力を得ることができた。 我々は磁場の強さと方向を正確に調整することでそれを報告する。 (z)方向と他の関連するシステムパラメータの操作により、衝突はユビキタスではないが、追加の磁場なしでは達成できない遷移確率を効果的に向上することができ、エンジンの効率も向上できる。 さらに、これらのエンジンが拡張操作領域内で動作し、(x,y)平面の回転磁場でのみ動作する有効な負温度ベース量子オットーエンジンが機能できない温度範囲に到達している点も重要な点である。 具体的には、運転時間に依存する磁場のしきい値を特定し、効率の向上を観察する。 この利点は、駆動時間に対してよりコヒーレンスを示すシステムから生じる可能性があり、l1-ノルムコヒーレンス測定を用いて評価する。 もう1つの注目すべき側面は、特定の障害強度を持つ磁場に不純物が存在する場合でも、追加の磁場から得られる効率の利点が、磁場のないプロトコルの利点を上回っていることである。

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