論文の概要: Thermodynamic Roles of Quantum Environments: From Heat Baths to Work Reservoirs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.00649v1
- Date: Thu, 1 Aug 2024 15:39:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-04 20:06:59.389327
- Title: Thermodynamic Roles of Quantum Environments: From Heat Baths to Work Reservoirs
- Title（参考訳）: 量子環境の熱力学的役割-熱浴から作業用貯留層まで-
- Authors: Alessandra Colla, Heinz-Peter Breuer,
- Abstract要約: 量子熱力学における環境は通常、熱浴の役割を担う。
同じモデルでは、環境が3つの異なる熱力学的役割を担っていることが示される。
環境の正確な役割は結合の強さと構造によって決定される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.1574468325115
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Environments in quantum thermodynamics usually take the role of heat baths. These baths are Markovian, weakly coupled to the system, and initialized in a thermal state. Whenever one of these properties is missing, standard quantum thermodynamics is no longer suitable to treat the thermodynamic properties of the system that result from the interaction with the environment. Using a recently proposed framework for open system quantum thermodynamics which is valid for arbitrary couplings and non-Markovian effects, we show that within the very same model, described by a Fano-Anderson Hamiltonian, the environment can take three different thermodynamic roles: a standard heat bath, exchanging only heat with the system, a work reservoir, exchanging only work, and a hybrid environment, providing both types of energy exchange. The exact role of the environment is determined by the strength and structure of the coupling, and by its initial state. The latter also dictates the long time behaviour of the open system, leading to thermal equilibrium for an initial thermal state and to a nonequilibrium steady state when there are displaced environmental modes.
- Abstract（参考訳）: 量子熱力学における環境は通常、熱浴の役割を担う。
これらの浴槽はマルコフ性であり、システムに弱い結合を持ち、熱状態で初期化される。
これらの性質の1つが欠如している場合、標準的な量子熱力学は、環境との相互作用によって生じる系の熱力学特性を扱うのにもはや適していない。
最近提案された、任意のカップリングと非マルコフ効果に有効であるオープンシステム量子熱力学の枠組みを用いて、ファノ・アンダーソン・ハミルトニアンによって記述された全く同じモデルにおいて、環境は3つの異なる熱力学的役割をとることができる。
環境の正確な役割は結合の強さと構造、および初期状態によって決定される。
後者はまた、開放系の長時間の挙動を規定し、置換された環境モードが存在する場合、初期熱状態と非平衡定常状態に対する熱平衡をもたらす。
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