論文の概要: Energetics of the dissipative quantum oscillator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.03595v1
• Date: Thu, 5 Oct 2023 15:18:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-06 15:53:19.885198
• Title: Energetics of the dissipative quantum oscillator
• Title（参考訳）: 散逸型量子発振器のエネルギー
• Authors: Aritra Ghosh, Jasleen Kaur, Malay Bandyopadhyay
• Abstract要約: 我々は、調和トラップに置かれた量子ブラウン粒子のエネルギーのいくつかの側面について論じる。 揺らぎ散逸定理に基づき、熱平均エネルギーの2つの異なる概念を解析する。 解析を三次元散逸型磁気オシレータの場合に一般化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.76327908349951
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In this paper, we discuss some aspects of the energetics of a quantum Brownian particle placed in a harmonic trap, also known as the dissipative quantum oscillator. Based on the fluctuation-dissipation theorem, we analyze two distinct notions of thermally-averaged energy that can be ascribed to the oscillator. These energy functions, respectively dubbed hereafter as the mean energy and the internal energy, are found to be unequal for arbitrary system-bath coupling strength, when the bath spectral function has a finite cutoff frequency, as in the case of a Drude bath. Remarkably, both the energy functions satisfy the quantum counterpart of the energy equipartition theorem, but with different probability distribution functions on the frequency domain of the heat bath. Moreover, the Gibbs approach to thermodynamics provides us with yet another thermally-averaged energy function. In the weak-coupling limit, all the above-mentioned energy expressions reduce to $\epsilon = \frac{\hbar \omega_0}{2} \coth \big(\frac{ \hbar \omega_0}{2 k_B T}\big)$, which is the familiar result. We generalize our analysis to the case of the three-dimensional dissipative magneto-oscillator, i.e., when a charged dissipative oscillator is placed in a spatially-uniform magnetic field.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、高調波トラップ(散逸型量子発振器)に配置された量子ブラウン粒子のエネルギーのいくつかの側面について論じる。 ゆらぎ散逸定理に基づき、発振器に記述できる熱平均エネルギーの2つの異なる概念を解析した。 これらのエネルギー関数は、後に平均エネルギーと内部エネルギーと呼ばれるが、浴槽のスペクトル関数がドロード浴の場合のように有限なカットオフ周波数を持つ場合、任意の系-バス結合強度に対して不等である。 注目すべきは、どちらのエネルギー関数もエネルギー平衡定理の量子対を満足するが、熱浴の周波数領域における確率分布関数が異なることである。 さらに、ギブスの熱力学へのアプローチは、さらに別の熱的平均エネルギー関数を提供する。 弱結合極限では、上述の全てのエネルギー表現は$\epsilon = \frac{\hbar \omega_0}{2} \coth \big(\frac{ \hbar \omega_0}{2 k_b t}\big)$となる。 この解析を三次元散逸磁気振動子の場合、すなわち電荷散逸振動子を空間的一様磁場に配置する場合に一般化する。

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