論文の概要: Quantum thermodynamics in a rotating BTZ black hole spacetime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16787v1
- Date: Tue, 22 Jul 2025 17:32:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-23 21:34:14.227262
- Title: Quantum thermodynamics in a rotating BTZ black hole spacetime
- Title（参考訳）: 回転するBTZブラックホール時空における量子熱力学
- Authors: Wenjing Chen, Yixuan Ma, Si-Wei Han, Zihao Wang, Jun Feng,
- Abstract要約: 我々は、スカラー背景場に対する複雑な応答を符号化する検出器の完全なダイナミクスを導出する。
BTZブラックホールからホーキング放射を受けると、検出器の熱分解過程に固有の非対称性が現れる。
特に、検出器は非平衡系の量子Mpemba効果に類似して、冷却するよりも常に速く加熱する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.188231418772046
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We address the problem of the thermalization process for an Unruh-DeWitt (UDW) detector outside a BTZ black hole, from a perspective of quantum thermodynamics. In the context of an open quantum system, we derive the complete dynamics of the detector, which encodes a complicated response to scalar background fields. Using various information theory tools, such as quantum relative entropy, quantum heat, coherence, quantum Fisher information, and quantum speed of evolution, we examined three quantum thermodynamic laws for the UDW detector, where the influences from BTZ angular momentum and Hawking radiation are investigated. In particular, based on information geometry theory, we find an intrinsic asymmetry in the detector's thermolization process as it undergoes Hawking radiation from the BTZ black hole. In particular, we find that the detector consistently heats faster than it cools, analogous to the quantum Mpemba effect for nonequilibrium systems. Moreover, we demonstrate that the spin of a black hole significantly influences the magnitude of the asymmetry, while preserving the dominance of heating over cooling.
- Abstract（参考訳）: 我々は、量子熱力学の観点から、BTZブラックホールの外にあるUnruh-DeWitt検出器(UDW)の熱化過程の問題に対処する。
オープン量子系の文脈では、スカラー背景場に対する複雑な応答を符号化する検出器の完全なダイナミクスを導出する。
量子相対エントロピー、量子熱、コヒーレンス、量子フィッシャー情報、進化の量子速度といった様々な情報理論ツールを用いて、UDW検出器の3つの量子熱力学則を調査し、BTZ角運動量とホーキング放射の影響を調査した。
特に、情報幾何学理論に基づいて、BTZブラックホールからホーキング放射を受けると、検出器の温度化過程に固有の非対称性が見つかる。
特に、検出器は非平衡系の量子Mpemba効果に類似して、冷却するよりも常に速く加熱する。
さらに, ブラックホールのスピンが非対称性の大きさに大きく影響し, 冷却による加熱の優位性を保っていることを実証した。
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