論文の概要: Thermodynamic limits of the Mpemba effect: A unified resource theory analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.00123v2
- Date: Mon, 17 Feb 2025 18:10:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-18 14:04:10.966017
- Title: Thermodynamic limits of the Mpemba effect: A unified resource theory analysis
- Title（参考訳）: Mpemba効果の熱力学限界:統一資源理論解析
- Authors: Doruk Can Alyürük, Mahir H. Yeşiller, Vlatko Vedral, Onur Pusuluk,
- Abstract要約: ムペンバ効果(英語: Mpemba effect)は、温水系が冷たいものよりも速く冷却する反直感的な熱力学現象である。
異常緩和行動の駆動における古典的および量子的相関の役割について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: The Mpemba effect, a counterintuitive thermodynamic phenomenon in which a hotter system cools more rapidly than a colder one, has been observed in both classical and quantum systems. However, its fundamental mechanisms remain inadequately understood. In this letter, we investigate the role of classical and quantum correlations in driving anomalous relaxation behaviors within the framework of quantum resource theories. Through an analysis of multi-qubit systems in local thermal equilibrium, we establish that classical correlations alone can give rise to the Mpemba effect, while quantum correlations become relevant under specific energy degeneracy conditions. Furthermore, we demonstrate that non-Markovian memory effects and Hilbert space dimensionality play a crucial role in determining the temperature range over which this effect manifests. Finally, we discuss the possibility that the original anomalous cooling behavior observed in water may also arise from classical or quantum correlations, offering new insights into the underlying mechanisms of the phenomena collectively referred to as the Mpemba effect.
- Abstract（参考訳）: ムペンバ効果(Mpemba effect)は、古典系と量子系の両方で、温暖系が冷たいものよりも速く冷却する反直感的な熱力学現象である。
しかし、その基本的なメカニズムはいまだに不十分である。
本稿では、量子資源理論の枠組みにおける異常緩和行動の駆動における古典的および量子的相関の役割について検討する。
局所熱平衡における多量子系の解析を通して、古典的相関だけではMpemba効果を生じさせるが、量子的相関は特定のエネルギー縮退条件下では関係する。
さらに、非マルコフ記憶効果とヒルベルト空間次元が、この効果が現れる温度範囲を決定する上で重要な役割を果たすことを示した。
最後に、水中で観測された元の異常冷却挙動が古典的あるいは量子的相関からも生じる可能性について論じ、Mpemba効果と呼ばれる現象の基礎的なメカニズムに関する新たな知見を提供する。
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