論文の概要: Thermodynamically consistent collisional master equation in a low-density gas with internal structure
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.21394v1
- Date: Thu, 26 Jun 2025 15:41:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-27 19:53:10.170189
- Title: Thermodynamically consistent collisional master equation in a low-density gas with internal structure
- Title（参考訳）: 内部構造を持つ低密度気体中の熱力学的一貫した衝突マスター方程式
- Authors: Michael Gaida, Giulio Gasbarri, Stefan Nimmrichter,
- Abstract要約: 希薄な熱気体を3次元に分散した非弾性散乱下での量子系の力学のマスター方程式を定式化する。
ガスが熱平衡にある場合, アンシラがシステムに共鳴しているか否かに関わらず, 熱力学的に整合性を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum thermodynamics with open systems is often based on the quantum optical weak-coupling master equation or on operational repeated interaction models, whereas early works on thermalisation and on decoherence theory were mostly concerned with the kinetics of gas collisions. Here we formulate a master equation for the dynamics of a quantum system under inelastic scattering with a dilute thermal gas in three dimensions, comprised of ancilla particles that also possess internal degrees of freedom. We show thermodynamic consistency when the gas is at thermal equilibrium, irrespective of whether or not the ancillas are in resonance with the system. In contrast, when the internal and the motional state of the gas are thermalised to different temperatures, the gas acts not as two distinct heat baths, but as a structured non-equilibrium reservoir that can generate useful energy through uncontrolled collisions.
- Abstract（参考訳）: 開放系を持つ量子熱力学は、しばしば量子光学的弱結合マスター方程式や操作的繰り返し相互作用モデルに基づいており、一方、初期の熱化やデコヒーレンス理論はガス衝突の速度論に主に関係していた。
ここでは、内部自由度を持つアシラ粒子からなる希薄熱気体を3次元に非弾性散乱した量子系の力学のマスター方程式を定式化する。
ガスが熱平衡にある場合, アンシラがシステムに共鳴しているか否かに関わらず, 熱力学的に整合性を示す。
対照的に、気体の内部状態と運動状態が異なる温度に加熱されると、ガスは2つの異なる熱浴としてではなく、制御されていない衝突によって有用なエネルギーを発生させる構造的な非平衡貯水池として機能する。
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