論文の概要: A resource theoretical unification of Mpemba effects: classical and quantum

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16976v1
• Date: Tue, 22 Jul 2025 19:28:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-24 22:33:14.751249
• Title: A resource theoretical unification of Mpemba effects: classical and quantum
• Title（参考訳）: Mpemba効果の資源論的統一:古典的および量子的
• Authors: Alessandro Summer, Mattia Moroder, Laetitia P. Bettmann, Xhek Turkeshi, Iman Marvian, John Goold,
• Abstract要約: ムペンバ効果(Mpemba effect)は、もともと特定の熱力学の下では、当初より高温の試料は冷たいものよりも速く冷却できるという観察を指していた。 この研究は、情報理論に広く用いられている資源理論が、メペンバ物理学を体系化するための統一的な原理を提供することを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.69303106863453
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Mpemba effect originally referred to the observation that, under certain thermalizing dynamics, initially hotter samples can cool faster than colder ones. This effect has since been generalized to other anomalous relaxation behaviors even beyond classical domains, such as symmetry restoration in quantum systems. This work demonstrates that resource theories, widely employed in information theory, provide a unified organizing principle to frame Mpemba physics. We show how the conventional thermal Mpemba effect arises naturally from the resource theory of athermality, while its symmetry-restoring counterpart is fully captured by the resource theories of asymmetry. Leveraging the framework of modes of asymmetry, we demonstrate that the Mpemba effect due to symmetry restoration is governed by the initial overlap with the slowest symmetry-restoring mode -- mirroring the role of the slowest Liouvillian eigenmode in thermal Mpemba dynamics. Through this resource-theoretical formalism, we uncover the connection between these seemingly disparate effects and show that the dynamics of thermalization naturally splits into a symmetry-respecting and a symmetry-breaking term.
• Abstract（参考訳）: ムペンバ効果(Mpemba effect)は、もともと特定の熱力学の下では、当初より高温の試料は冷たいものよりも早く冷却できるという観察を指していた。 この効果は、量子系における対称性の復元のような古典的領域を超えても、他の異常緩和挙動に一般化された。 この研究は、情報理論に広く用いられている資源理論が、メペンバ物理学を体系化するための統一的な原理を提供することを示した。 我々は、従来の熱的メンバ効果が、非対称性の資源理論によって、その対称性を保たせるのに対して、非対称性の資源理論によって、どのように自然に起こるかを示す。 非対称性のモードの枠組みを活用することで、対称性回復によるムペンバ効果が、最も遅い対称性回復モードとの最初の重なりによって支配されることを示した。 この資源理論の形式主義を通じて、これらの異なるように見える効果の関連を明らかにし、熱化の力学が自然に対称性の反映と対称性の破れの項に分裂することを示す。

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