論文の概要: Constructive impact of Wannier-Stark field on environment-boosted quantum batteries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.01309v1
• Date: Thu, 02 Jan 2025 15:45:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-05 17:11:57.407098
• Title: Constructive impact of Wannier-Stark field on environment-boosted quantum batteries
• Title（参考訳）: ワニエ・スターク場が環境結合型量子電池に及ぼす影響
• Authors: Animesh Ghosh, Tanoy Kanti Konar, Leela Ganesh Chandra Lakkaraju, Aditi Sen De,
• Abstract要約: 我々は、Wannaier-Stark(WS)フィールドをオンサイト相互作用に加えて充電するために使用することにより、バッテリの最大電力を増大させることができることを示した。 フェルミオン電池は、格子サイズが大きくなるときやワニエ・スターク場が存在するとき、過渡的な状態においてそのような環境効果を示すことができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Using the ground states of the Bose- and Fermi-Hubbard model as the battery's initial state, we demonstrate that using the Wannier-Stark (WS) field for charging in addition to onsite interactions can increase the maximum power of the battery. Although the benefit is not ubiquitous, bosonic batteries are more affected by the WS field than fermionic ones. In particular, there exists a critical WS field strength above which the power gets increased in the battery. Further, we determine a closed form expression of the stored work when the battery is in the ground state of the Bose- and Fermi-Hubbard model with only hopping term and the charging is carried out with onsite interactions and WS field irrespective of lattice-size of the battery. Moreover, we exhibit that it is possible to extract work in the fermionic batteries even without charging when the edge sites are attached to two local thermal baths having high temperatures -- this process we refer to as {\it environment-assisted ergotropy}. Note, however, that the bosonic batteries are able to exhibit such an environmental benefit in the transient regime when the lattice-size is increased and when Wannier-Stark field is present. Nonetheless, if the onsite interaction or WS potential with a critical strength is utilized as a charger, energy can be stored and extracted from both bosonic and fermionic batteries in the presence of the thermal baths.
• Abstract（参考訳）: バッテリの初期状態としてBose-およびFermi-Hubbardモデルの基底状態を用いることで,バッテリの最大電力を増加させることができることを示す。 この利点はユビキタスではないが、バッテリはフェルミオン電池よりもWSフィールドの影響を受けやすい。 特に、バッテリーの電力が増大する上で重要なWSフィールド強度が存在します。 さらに,バッテリの接地状態がホッピング期間のみであり,バッテリの格子サイズに関わらず,バッテリのオンサイト相互作用とWSフィールドを用いて充電を行う場合,バッテリのクローズドフォーム表現を決定する。 また, 温度の高い2つの局部熱浴にエッジ部位を付着させた場合, 帯電することなく, フェミオン電池内での作業の抽出が可能であること, この工程を環境支援型エルゴトロピーと呼ぶ。 しかし、格子サイズが大きくなるときやワニエ・スターク場が存在するとき、ボソニック電池は過渡的な状態にそのような環境効果を示すことができることに注意されたい。 それでも、臨界強度のオンサイト相互作用やWS電位を充電器として利用すれば、熱浴の存在下でボソニック電池とフェルミオン電池の両方からエネルギーを蓄え、抽出することができる。

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