論文の概要: Violation of kinetic uncertainty relation in maser heat engines: Role of spontaneous emission

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.18619v1
• Date: Tue, 26 Aug 2025 02:46:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-27 17:42:38.646195
• Title: Violation of kinetic uncertainty relation in maser heat engines: Role of spontaneous emission
• Title（参考訳）: メーザー熱機関における不確実性関係の紫外化 : 自然放出の役割
• Authors: Varinder Singh, Euijoon Kwon, Jae Sung Lee,
• Abstract要約: 本研究では, 熱機関の2つの構成において, 動力学的活性と電流変動の基本的なトレードオフであるキネティック不確実性関係(KUR)について検討する。 KUR違反は1つのモデルでのみ発生し、この非対称性は自発放出から生じ、コヒーレンスダイナミクスを変化させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.263043028086136
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate the kinetic uncertainty relation (KUR)-a fundamental trade-off between dynamical activity and current fluctuations-in two configurations of a maser heat engine. We find that KUR violations arise only in one model. This asymmetry originates from spontaneous emission, which breaks the structural symmetry between the configurations and modifies their coherence dynamics. While we analyze several contributing factors-including statistical signatures such as the Fano factor and the ratio of dynamical activity to current-our results show that the decisive mechanism is the slower decoherence in one configuration, which enables quantum violations of the classical steady-state KUR bound. By contrast, the faster coherence decay in the other configuration suppresses such violations, driving it closer to classical behavior. These findings highlight the critical role of decoherence mechanisms in determining fundamental thermodynamic bounds and provide insights for the design of quantum heat engines in which the control of decoherence is central to suppressing fluctuations and enhancing reliable performance.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, 熱機関の2つの構成において, 運動量と電流変動の基本的なトレードオフであるキネティック不確実性関係(KUR)について検討する。 KUR違反は1つのモデルでのみ発生する。 この非対称性は自然放出に由来するもので、構成間の構造対称性を破り、コヒーレンスダイナミクスを修飾する。 ファノ因子や動的活動と現在の結果との比などの要因を含むいくつかの要因を解析したところ、決定的なメカニズムは1つの構成における緩やかなデコヒーレンスであり、古典的な定常状態KUR境界の量子的違反を可能にすることが示されている。 対照的に、他の構成におけるより高速なコヒーレンス崩壊はそのような違反を抑制し、古典的な振る舞いに近づく。 これらの知見は、基本的な熱力学境界を決定する上でのデコヒーレンス機構の重要性を強調し、デコヒーレンス制御が揺らぎを抑制し、信頼性の高い性能を高めるために中心となる量子熱エンジンの設計に対する洞察を提供する。

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