論文の概要: Quantum thermodynamics as a gauge theory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.07676v2
• Date: Mon, 30 Sep 2024 18:59:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-02 16:32:14.332031
• Title: Quantum thermodynamics as a gauge theory
• Title（参考訳）: ゲージ理論としての量子熱力学
• Authors: Gabriel Fernandez Ferrari, Łukasz Rudnicki, Lucas Chibebe Céleri,
• Abstract要約: ゲージ不変な仕事と熱を定義する量子熱力学のゲージ理論が導入された。 我々はこの理論を2つの重要な方法で拡張し、以前は見過ごされていたエネルギースペクトルの退化を取り入れた。 この結果、ゲージ不変性の原理に基づく量子熱力学の完全な枠組みが導かれる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Thermodynamics is based on a coarse-grained approach, from which its fundamental variables emerge, effectively erasing the complicate details of the microscopic dynamics within a macroscopic system. The strength of Thermodynamics lies in the universality provided by this paradigm. In contrast, quantum mechanics focuses on describing the dynamics of microscopic systems, aiming to make predictions about experiments we perform, a goal shared by all fundamental physical theories, which are often framed as gauge theories in modern physics. Recently, a gauge theory for quantum thermodynamics was introduced, defining gauge invariant work and heat, and exploring their connections to quantum phenomena. In this work, we extend that theory in two significant ways. First, we incorporate energy spectrum degeneracies, which were previously overlooked. Additionally, we define gauge-invariant entropy, exploring its properties and connections to other physical and informational quantities. This results in a complete framework for quantum thermodynamics grounded in the principle of gauge invariance. To demonstrate some implications of this theory, we apply it to well-known critical systems.
• Abstract（参考訳）: 熱力学は粗い粒度のアプローチに基づいており、その基本的な変数が出現し、マクロシステム内の顕微鏡力学の複雑な詳細を効果的に消去する。 熱力学の強さは、このパラダイムによって提供される普遍性にある。 対照的に、量子力学は、我々が実行する実験について予測することを目的として、顕微鏡システムの力学を記述することに焦点を当てている。 近年、量子熱力学のゲージ理論が導入され、ゲージ不変の作用と熱を定義し、量子現象との関係を探究した。 本研究では、この理論を2つの重要な方法で拡張する。 まず、以前は見過ごされていたエネルギースペクトルの退化を取り入れる。 さらに、ゲージ不変エントロピーを定義し、その性質と他の物理量や情報量との接続を探索する。 この結果、ゲージ不変性の原理に基づく量子熱力学の完全な枠組みが導かれる。 この理論のいくつかの意味を実証するために、よく知られた臨界系に適用する。

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