論文の概要: Quantum thermodynamics of the Caldeira-Leggett model with non-equilibrium Gaussian reservoirs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.00215v2
- Date: Mon, 25 Nov 2024 13:02:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-26 14:14:19.906265
- Title: Quantum thermodynamics of the Caldeira-Leggett model with non-equilibrium Gaussian reservoirs
- Title（参考訳）: 非平衡ガウス貯水池を持つカルデイラ・レゲットモデルの量子熱力学
- Authors: Vasco Cavina, Massimiliano Esposito,
- Abstract要約: 我々は、量子粒子がエンジニアリングされた貯水池の集合に強く結合されるカルデイラ・レゲットモデルの非平衡バージョンを導入する。
強い置換/スクイーズされた貯水池は、ハミルトニアン系における効果的な時間依存を生成するために使用できる。
非平衡カルデイラ・レゲットモデルにおける熱統計と、圧縮および変位色雑音の作用による古典的ランゲヴィン粒子の統計との量子古典的対応を示す。
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- Abstract: We introduce a non-equilibrium version of the Caldeira-Leggett model in which a quantum particle is strongly coupled to a set of engineered reservoirs. The reservoirs are composed by collections of squeezed and displaced thermal modes, in contrast to the standard case in which the modes are assumed to be at equilibrium. The model proves to be very versatile. Strongly displaced/squeezed reservoirs can be used to generate an effective time dependence in the system Hamiltonian and can be identified as sources of pure work. In the case of squeezing, the time dependence is stochastic and breaks the fluctuation-dissipation relation, this can be reconciled with the second law of thermodynamics by correctly accounting for the energy used to generate the initial non-equilibrium conditions. To go beyond the average description and compute the full heat statistics, we treat squeezing and displacement as generalized Hamiltonians on a modified Keldysh contour. As an application of this technique, we show the quantum-classical correspondence between the heat statistics in the non-equilibrium Caldeira-Leggett model and the statistics of a classical Langevin particle under the action of squeezed and displaced colored noises. Finally, we discuss thermodynamic symmetries of the heat generating function, proving a fluctuation theorem for the energy balance and showing that the conservation of energy at the trajectory level emerges in the classical limit.
- Abstract（参考訳）: 我々は、量子粒子がエンジニアリングされた貯水池の集合に強く結合されるカルデイラ・レゲットモデルの非平衡バージョンを導入する。
貯留層は、平衡状態にあると仮定される標準の場合とは対照的に、圧縮された熱モードと変位した熱モードの集合によって構成される。
このモデルは、非常に多用途であることが証明されている。
強い置換/スクイーズされた貯水池は、ハミルトニアン系において効果的な時間依存を生じさせ、純粋な仕事の源として特定することができる。
スクイーズの場合、時間依存は確率的であり、ゆらぎ-散逸関係を破るが、これは最初の非平衡条件を生成するのに使用されるエネルギーを正しく考慮することで熱力学の第2法則と整合することができる。
平均的な記述を超えて全熱統計を計算するために、ケルディシュの輪郭を修正して一般化したハミルトン多様体として、スクイーズと変位を扱います。
この手法の適用例として、非平衡カルデイラ・レゲットモデルにおける熱統計と、圧縮および変位色雑音の作用による古典的ランゲヴィン粒子の統計との量子古典的対応を示す。
最後に, 熱発生関数の熱力学対称性を議論し, エネルギー収支の揺らぎ定理を証明し, 軌道レベルのエネルギーの保存が古典的極限に現れることを示す。
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