論文の概要: Thermomajorization Mpemba Effect: Unification and Universality
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.06686v1
- Date: Wed, 9 Oct 2024 08:50:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-01 04:19:50.082451
- Title: Thermomajorization Mpemba Effect: Unification and Universality
- Title（参考訳）: 熱マジョリゼーション・ムペンバ効果 : 統一と普遍性
- Authors: Tan Van Vu, Hisao Hayakawa,
- Abstract要約: Mpemba効果(Mpemba effect)は、熱いシステムが温かいものよりも速く冷却する反直感的な物理現象である。
このレターでは、熱行列化理論に基づくムペンバ効果の厳密な定量化を導出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Mpemba effect is a counterintuitive physical phenomenon where a hot system cools faster than a warm one. In recent years, theoretical analyses of the Mpemba effect have been developed for microscopic systems and experimentally verified. However, the conventional theory relies on a specific choice of distance measure to quantify relaxation speed, leading to several theoretical ambiguities. In this Letter, we derive a rigorous quantification of the Mpemba effect based on thermomajorization theory, referred to as the thermomajorization Mpemba effect. This approach resolves all existing ambiguities and provides a unification of the conventional Mpemba effect across all monotone measures. Furthermore, we demonstrate the universality of the thermomajorization Mpemba effect for Markovian dynamics, rigorously proving that it can occur in any temperature regime with fixed energy levels. Our findings offer a paradigm shift in understanding thermal relaxation processes and provide insights into designing systems that exhibit the Mpemba effect.
- Abstract（参考訳）: Mpemba効果(Mpemba effect)は、熱いシステムが温かいものよりも速く冷却する反直感的な物理現象である。
近年、Mpemba効果の理論解析が顕微鏡システム向けに開発され、実験的に検証されている。
しかし、従来の理論は緩和速度を定量化するために距離測度の特定の選択に依存しており、いくつかの理論的曖昧さをもたらす。
本文では, 熱行列化理論に基づくMpemba効果の厳密な定量化を導出する。
このアプローチは、既存のすべての曖昧さを解決し、すべての単調測度にまたがる従来のムペンバ効果の統一を提供する。
さらに、マルコフ力学に対する熱行列化Mpemba効果の普遍性を実証し、エネルギー準位が固定された任意の温度条件で起こりうることを厳密に証明した。
本研究は, 熱緩和過程の理解におけるパラダイムシフトと, Mpemba効果を示す設計システムへの洞察を提供する。
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