論文の概要: Quantum Thermodynamics of a Power-Law Potential

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.18684v1
• Date: Tue, 24 Dec 2024 21:11:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-30 17:25:58.261797
• Title: Quantum Thermodynamics of a Power-Law Potential
• Title（参考訳）: パワーローポテンシャルの量子熱力学
• Authors: Vinicius Gomes de Paula, Wanisson S. Santana, Clebson Cruz, Mario Reis,
• Abstract要約: 量子熱機械のスターリングとオットーの数値モデリングの結果について述べる。 完全サイクルにおけるエネルギー交換の低減と性能の効率/係数の表現を導出する。 この発見は、量子熱エンジンの最適化におけるパワーライクなポテンシャルの役割を浮き彫りにした。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Modeling quantum thermal machines provides a practical approach to describing the thermodynamic properties of quantum technologies and devices. For this purpose, power-law potentials are often employed as working mediums of quantum thermodynamic cycles to investigate the concepts of heat, work, and efficiency. With this in mind, we present the results for the Stirling and Otto numerical modeling of quantum thermal machines that use a general power law potential with a characteristic $q$ exponent. We calculate its energy spectra, showing that it recovers the traditional forms of harmonic oscillator and 1-D potential well. We derive expressions for the reduced energy exchanges during a complete cycle and for the efficiency/coefficient of performance as a function of the exponent $q$, the bath temperatures, and the frequency ratio. From these results, we identify parameters that yield desired properties, such as optimized performance and transitions between different operation modes. The findings highlight the role of power-like potentials in optimizing quantum heat engines and support the design of tailored engines with specific performance characteristics.
• Abstract（参考訳）: 量子熱機械のモデリングは、量子技術とデバイスの熱力学特性を記述するための実践的なアプローチを提供する。 この目的のために、パワーローポテンシャルはしばしば熱、仕事、効率の概念を研究するために量子熱力学サイクルのワーキング媒体として使用される。 このことを念頭に置いて、特性$q$指数の一般電力法則ポテンシャルを用いた量子熱機械のスターリングとオットーの数値モデリングの結果を示す。 エネルギースペクトルを計算し、従来の高調波発振器と1次元ポテンシャルを回復することを示す。 完全サイクルにおけるエネルギー交換の低減と、指数$q$、浴温、周波数比の関数としての性能の効率/係数の表現を導出する。 これらの結果から、最適化性能や異なる動作モード間の遷移など、所望の特性を持つパラメータを同定する。 この結果は、量子熱エンジンの最適化におけるパワーライクなポテンシャルの役割を強調し、特定の性能特性を持つ調整されたエンジンの設計を支援する。

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