論文の概要: Atomic-superfluid heat engines controlled by twisted light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.19821v1
• Date: Wed, 22 Oct 2025 17:58:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 03:08:16.316627
• Title: Atomic-superfluid heat engines controlled by twisted light
• Title（参考訳）: ねじれ光で制御される原子超流動熱エンジン
• Authors: Aritra Ghosh, Nilamoni Daloi, M. Bhattacharya,
• Abstract要約: 本稿では,Fabry-P'erotキャビティに配置されたリングトラッピングBose-Einstein凝縮体を用いた量子熱エンジンを提案する。 キャビティ強化光原子結合は、偏光モードの出現に繋がることを示した。 エンジン効率の軌道角運動量依存性について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7723788828505125
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We theoretically propose a quantum heat engine using a setup consisting of a ring-trapped Bose-Einstein condensate placed in a Fabry--P\'erot cavity where the optical fields carry orbital angular momentum. We first show that the cavity-enhanced light-atom coupling leads to the emergence of polaritonic modes, whose character can be reversibly switched between photonlike and phononlike by detuning sweeps allowing work extraction governed by distinct reservoirs. We investigate the dependence of the engine efficiency on the orbital angular momentum. Beyond ideality, we discuss finite-time scenarios based on shortcuts to adiabaticity such that the efficiency retains its ideal-operation value, despite finite-time challenges. Finally, for lower values of the orbital angular momentum, we describe an alternate scheme for operating quantum heat engines based on the adiabatic elimination of a mechanical mode. Our analysis identifies orbital angular momentum as an experimentally-accessible control knob that can reconfigure the performance of such quantum heat engines as desired.
• Abstract（参考訳）: 理論的には、光場が軌道角運動量を持つファブリー-P'erotキャビティに配置されたリング状のボース-アインシュタイン凝縮体からなるセットアップを用いた量子熱エンジンを提案する。 まず, キャビティ強化光原子カップリングにより極性モードが出現し, その特性が光子様とフォノン様に可逆的に切り換えられることを示す。 エンジン効率の軌道角運動量依存性について検討する。 理想性以外にも、有限時間課題にも拘わらず、効率が理想演算値を保持するように、断熱性へのショートカットに基づく有限時間シナリオについて論じる。 最後に、軌道角運動量の低い値について、メカニカルモードの断熱除去に基づく量子熱エンジンの代替スキームについて述べる。 本分析では, 軌道角運動量について, 所望の量子熱機関の性能を再構成可能な制御ノブとして同定する。

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