論文の概要: Thermodynamic uncertainty relations for relativistic quantum thermal machines

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.09369v1
• Date: Thu, 13 Nov 2025 01:49:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-13 22:34:54.537583
• Title: Thermodynamic uncertainty relations for relativistic quantum thermal machines
• Title（参考訳）: 相対論的量子熱機械の熱力学不確実性関係
• Authors: Dimitris Moustos, Obinna Abah,
• Abstract要約: 本研究では, 熱量子場に異なる温度で調製した熱量子場浴に結合した2キュービットのSWAP熱機について検討した。 作業媒体と熱浴との間の相対運動の存在下では,性能,エントロピー生成,電力変動のトレードオフを定量化する熱力学的不確実性関係(TURs)を導出する。 解析により, 相対論的運動が従来のTURよりも強い違反を引き起こす状態が同定される。
• 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: We investigate a two-qubit SWAP thermal machine -- a streamlined analogue of the four-stroke Otto cycle -- whose working medium comprises inertially moving Unruh-DeWitt qubit detectors, each coupled to a thermal quantum field bath prepared at a different temperature. In the presence of relative motion between the working medium and the thermal baths, we derive thermodynamic uncertainty relations (TURs) that quantify the trade-off between performance, entropy production, and power fluctuations. Our analysis identifies regimes where relativistic motion leads to stronger violation of classical TURs, previously observed in static quantum setups. In addition, we establish generalized performance bounds for the thermal machine operating as either a heat engine or a refrigerator, and discuss how relativistic motion can enhance their performances beyond the standard Carnot limits defined by rest-frame temperatures.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,4ストロークオットーサイクルの円滑なアナログである2キュービットのSWAP熱機械を,それぞれ異なる温度で調製された熱量子場浴に結合して,Uruh-DeWitt量子ビット検出器を初期移動させる作業媒体について検討する。 作業媒体と熱浴との間の相対運動の存在下では,性能,エントロピー生成,電力変動のトレードオフを定量化する熱力学的不確実性関係(TURs)を導出する。 解析により, 相対論的運動が従来のTURよりも強い違反を引き起こす状態が同定される。 さらに, 熱機関あるいは冷凍機として作動する熱機械の汎用性能バウンダリを確立するとともに, レストフレーム温度で定義された標準カルノー限界を超える相対運動によって性能が向上するかを議論する。

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