論文の概要: Experimental Verification of Demon-Involved Fluctuation Theorems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.16997v1
- Date: Fri, 30 Aug 2024 04:05:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-02 16:29:13.326686
- Title: Experimental Verification of Demon-Involved Fluctuation Theorems
- Title（参考訳）: デモンを含むゆらぎ理論の実験的検証
- Authors: L. -L. Yan, J. -T. Bu, Q. Zeng, K. Zhang, K. -F. Cui, F. Zhou, S. -L. Su, L. Chen, J. Wang, Gang Chen, M. Feng,
- Abstract要約: 超低温40Caイオン系における平衡と不等式の最初の実験的検証を報告する。
本研究では, 散逸情報を実験的に定量的に証明し, 抽出された作業とデーモンの有効性の双方の厳密な境界を, 佐川-上田の定理によって予測された限界よりも観察する。
この結果は,情報の物理的性質とマイクロスケールにおける非平衡過程の密接な関係を裏付けるものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2508590183609045
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The limit of energy saving in the control of small systems has recently attracted much interest due to the concept refinement of the Maxwell demon. Inspired by a newly proposed set of fluctuation theorems, we report the first experimental verification of these equalities and inequalities in a ultracold 40Ca ion system, confirming the intrinsic nonequilibrium in the system due to involvement of the demon. Based on elaborately designed demon-involved control protocols, such as the Szilard engine protocol, we provide experimentally quantitative evidence of the dissipative information, and observe tighter bounds of both the extracted work and the demon's efficacy than the limits predicted by the Sagawa-Ueda theorem. Our results substantiate a close connection between the physical nature of information and nonequilibrium processes at the microscale, which help further understanding the thermodynamic characteristics of information and the optimal design of nanoscale and smaller systems.
- Abstract（参考訳）: 小型システムの制御における省エネの限界は、最近マックスウェル・デーモンの概念の洗練によって大きな関心を集めている。
新たに提案された揺らぎ定理にインスパイアされ、超低温の40Caイオン系におけるこれらの等式と不等式の最初の実験的検証を報告し、デーモンの関与による系の内在的非平衡を確認する。
Szilardエンジンプロトコルのような精巧に設計されたデーモン関連制御プロトコルに基づいて, 散逸情報の実験的証拠を提供し, 佐川-上田の定理によって予測される限界よりも抽出された作業とデーモンの有効性の厳密な境界を観察する。
本研究は,マイクロスケールにおける情報の物理的性質と非平衡過程の密接な関係を実証し,情報の熱力学特性とナノスケール・小型システムの最適設計のさらなる理解に役立てるものである。
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