論文の概要: Availing non-Markovian dynamics in effective negative temperature-based
transient quantum Otto engines
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.04347v2
- Date: Thu, 8 Feb 2024 17:26:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-09 19:14:23.497643
- Title: Availing non-Markovian dynamics in effective negative temperature-based
transient quantum Otto engines
- Title（参考訳）: 有効負温度に基づく過渡量子オットーエンジンにおける非マルコフダイナミクスの利用
- Authors: Arghya Maity and Ahana Ghoshal
- Abstract要約: 研究は、有限時間等時過程におけるマルコフ力学と非マルコフ力学の両方を包含する。
我々は、有効負の温度ベースで必然的に過渡的な量子オットーエンジンが存在することを発見した。
- 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 demonstrate that the efficiency of effective negative temperature-based
quantum Otto engines, already known to outperform their traditional
counterparts operating with positive-temperature thermal reservoirs, can be
further improved by terminating the isochoric strokes before the working
substance reaches perfect equilibrium with its environment. Our investigation
encompasses both Markovian and non-Markovian dynamics during these finite-time
isochoric processes while considering a weak coupling between the working
substance and the reservoirs. We assess the performance of these engines as
they undergo a transition from the Markovian to the non-Markovian regime using
two figures of merit: maximum achievable efficiency at a certain finite time
during the isochoric heating stroke, and overall performance of the engine over
an extended period during the transient phase of this stroke. We show that the
maximum efficiency increases with the increase of non-Markovianity. However,
the overall engine performance decreases as non-Markovianity increases.
Additionally, we discover the existence of effective negative temperature-based
necessarily transient quantum Otto engines. These engines operate within an
extended operational domain, reaching into temperature ranges where
conventional effective negative temperature-based quantum Otto engines, which
rely on perfect thermalization during the isochoric strokes, are unable to
function. Furthermore, this extended operational domain of an effective
negative temperature-based necessarily transient quantum Otto engine increases
as non-Markovianity becomes more pronounced.
- Abstract（参考訳）: 本研究は, 正温蓄熱器で作動する従来型の量子オットーエンジンの効率が, 作動物質が環境と完全に平衡に達する前に, 等温ストロークを終了させることにより, さらに向上できることを実証する。
本研究は, 有限時間等長過程におけるマルコフ力学と非マルコフ力学の両方を包含し, 作用物質と貯留層との弱い結合を考察する。
これらのエンジンの性能は, マルコフ系から非マルコフ系へ遷移する過程において, 等時加熱ストローク中の一定有限時間における最大達成効率と, このストロークの過渡段階の延長期間におけるエンジン全体の性能の2つの図式を用いて評価した。
非マルコフ性の増加に伴って最大効率が増加することを示す。
しかし、エンジン性能は非マルコビアン性の増加とともに低下する。
さらに, 実効的な負温度ベースの量子オットーエンジンの存在を発見した。
これらのエンジンは、拡張された運用領域内で動作し、慣例的な負の温度に基づく量子オットーエンジンが等長周期ストローク中の完璧な熱化に依存して機能することができない温度範囲に達する。
さらに、非マルコフ性がより顕著になるにつれて、有効な負温度ベースで必然的に過渡的な量子オットーエンジンの動作領域が増加する。
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