論文の概要: An atom-doped photon engine: Extracting mechanical work from a quantum system via radiation pressure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.15712v2
• Date: Mon, 4 Mar 2024 12:00:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-07 01:41:29.305446
• Title: An atom-doped photon engine: Extracting mechanical work from a quantum system via radiation pressure
• Title（参考訳）: 原子ドープ光子エンジン:放射圧による量子系からの機械的作業の抽出
• Authors: \'Alvaro Tejero, Daniel Manzano, Pablo I. Hurtado
• Abstract要約: 従来のピストンを放射圧で推進する原子ドープ光量子空洞を特徴とするモデルを提案する。 我々は、量子オットーとカルノットエンジンの構築にこのモデルを使用し、様々な条件下でのエネルギー、作業出力、効率、電力の点でそれらの性能を比較した。
• 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: The possibility of efficiently converting heat into work at the microscale has triggered an intense research effort to understand quantum heat engines, driven by the hope of quantum superiority over classical counterparts. In this work, we introduce a model featuring an atom-doped optical quantum cavity propelling a classical piston through radiation pressure. The model, based on the Jaynes-Cummings Hamiltonian of quantum electrodynamics, demonstrates the generation of mechanical work through thermal energy injection. We establish the equivalence of the piston expansion work with Alicki's work definition, analytically for quasistatic transformations and numerically for finite time protocols. We further employ the model to construct quantum Otto and Carnot engines, comparing their performance in terms of energetics, work output, efficiency, and power under various conditions. This model thus provides a platform to extract useful work from an open quantum system to generate net motion, and sheds light on the quantum concepts of work and heat.
• Abstract（参考訳）: マイクロスケールでの効率的な熱変換の可能性は、古典的な熱機関よりも量子的に優れているという期待から、量子熱エンジンを理解するための激しい研究のきっかけとなった。 本研究では,原子ドープ光量子空洞を用いたピストンを放射圧で推進するモデルを提案する。 このモデルは、量子電磁力学のjaynes-cummings hamiltonianに基づくもので、熱エネルギー注入による機械的作業の生成を示す。 本稿では, alicki の作業定義, 準静的変換解析, 有限時間プロトコルの数値計算を用いてピストン展開の等価性を確立する。 さらに,このモデルを用いて量子オットーとカルノーのエンジンを構築し,その性能を様々な条件下でのエネルギー,作業出力,効率,電力の面で比較した。 このモデルにより、オープン量子システムから有用な仕事を抽出し、ネットの動きを生成し、仕事と熱の量子概念に光を当てるプラットフォームを提供する。

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