論文の概要: Effects of noise-induced coherence on the performance of a four-level laser heat engine

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.18476v1
• Date: Tue, 24 Dec 2024 15:04:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-25 15:54:05.670461
• Title: Effects of noise-induced coherence on the performance of a four-level laser heat engine
• Title（参考訳）: 4段レーザー熱機関の性能に及ぼすノイズ誘起コヒーレンスの影響
• Authors: Kirandeep Kaur,
• Abstract要約: 縮退した4段量子熱機関の性能に及ぼすノイズ誘起コヒーレンスの影響について検討する。 最初の線型項 $eta_c/2$ の普遍性は頑健であり、すべての条件に対して一貫して成り立つ。 2次項 $eta_C2/8$ は制御パラメータに課される制約に依存することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0152049560020657
• License:
• Abstract: In this work, we study the effect of noise-induced coherence on the performance analysis of a degenerate four-level quantum heat engine with particular focus on the universal nature of efficiency, which refers to the appearance of the first two universal terms $\eta_C/2$ and $\eta_C^2/8$ in series expansion of the efficiency at maximum power under a left-right symmetry in the system. Firstly, for a two-parameter optimization scheme, we derive an analytic expression for the efficiency at maximum power for the near-equilibrium condition and show that presence of noise-induced coherence breaks the left-right symmetry of the system. However, when the operation of the engine is restricted to either high-temperature or low-temperature regime, we discuss the conditions under which the left-right symmetry can be retained in each case, giving rise to the universal characteristic of efficiency. In case of one-parameter optimization, we show that while the universality of the first linear term $\eta_c/2$ is robust and holds consistently across all conditions, the universality of the quadratic term $\eta_C^2/8$ depends on the constraints imposed on the control parameters. Finally, we examine the behavior of power as a function of noise-induced coherence parameter highlighting the role of matter-field coupling in determining the suitable operation regime for the heat engine to reap the benefits of noise-induced coherence.
• Abstract（参考訳）: 本研究は, 2つの一般用語である $\eta_C/2$ と $\eta_C^2/8$ が系の左対称の下での最大出力での効率の直列展開に現れることに着目し, 縮退した4段量子熱機関の性能解析におけるノイズ誘起コヒーレンスの影響について検討する。 まず, 2パラメータ最適化方式において, 近平衡状態における最大電力効率の解析式を導出し, 雑音によるコヒーレンスの存在がシステムの左右対称性を損なうことを示す。 しかし, エンジンの動作が高温状態か低温状態に制限されている場合, 左右対称が各ケースに保持できる条件について議論し, 効率の普遍的特性を導出する。 一パラメータ最適化の場合、最初の線型項 $\eta_c/2$ の普遍性は頑健であり、全ての条件にわたって一貫して保たれるが、二次項 $\eta_C^2/8$ の普遍性は制御パラメータに課される制約に依存する。 最後に,騒音誘起コヒーレンスパラメータの関数としての電力の挙動について検討し,騒音誘起コヒーレンスの利点を享受するために,熱機関の運転条件を決定する際に物質-磁場カップリングの役割を強調した。

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