論文の概要: Ohm's law, Joule heat, and Planckian dissipation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.01797v3
• Date: Wed, 28 May 2025 03:03:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-29 15:04:27.05872
• Title: Ohm's law, Joule heat, and Planckian dissipation
• Title（参考訳）: オムの法則、ジュール熱、プランク派散逸
• Authors: Hiroyasu Koizumi,
• Abstract要約: 電流の発生とその散逸は重要な物理過程である。 近年、化学ポテンシャルの勾配は、多電子波動関数からのベリー接続の時間成分から生じることが示されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Electric current generation and its dissipation are important physical processes. It ranges from the one follows the Ohm's law to superconductivity. Recently, it has been shown that the gradient of the chemical potential force arises from the time-component of the Berry connection from many-electron wave functions, and we consider its importance for the electric current conduction in this work. We first show that it rectifies the odd explanation in Joule heating by electric current in a metallic wire: Poynting's theorem explains that the energy for the Joule heating enters from the outside of the wire as radiation. We show that this energy is supplied by the chemical potential gradient generated by the battery connection. Next, we consider the discharging of a capacitor problem where the capacitor plays a role of a battery; and the tunneling supercurrent through the Josephson junction problem, where the original derivation did not include the capacitor contribution. Lastly, we argue that the gauge fluctuation of the time-component of the Berry connection included in the chemical potential gradient force might explain the Planckian dissipation observed in high transition temperature cuprate superconductors. The present work suggests the rethinking of the gauge invariance in Maxwell's equations.
• Abstract（参考訳）: 電流の発生とその散逸は重要な物理過程である。 オームの法則に従っているものから超伝導まで様々である。 近年, 多電子波動関数からのベリー接続の時間成分から化学ポテンシャル力の勾配が生じることが示されており, 本研究における電流伝導の重要性を考察する。 ポインティングの定理は、ジュール加熱のエネルギーがワイヤの外側から放射として入ってくることを説明している。 このエネルギーはバッテリ接続によって生じる化学ポテンシャル勾配によって供給されることを示す。 次に, キャパシタが電池の役割を担うコンデンサ問題と, 元の導出がコンデンサの寄与を含まないジョセフソン接合問題によるトンネルの過電流について考察する。 最後に、化学ポテンシャル勾配力に含まれるベリー接続の時間成分のゲージ変動は、高温銅酸化物超伝導体で観測されるプランクの散逸を説明できるかもしれないと論じる。 本研究は、マクスウェル方程式におけるゲージ不変性の再考を示唆している。

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