論文の概要: Holographic Stirling engines and the route to Carnot efficiency

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.15790v1
• Date: Fri, 17 Apr 2026 07:52:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-20 22:00:19.799962
• Title: Holographic Stirling engines and the route to Carnot efficiency
• Title（参考訳）: ホログラフィックスターリングエンジンとカーノー効率への道
• Authors: Nikesh Lilani, Manus R. Visser,
• Abstract要約: 我々は, 可逆スターリングエンジンの効率を, 広範囲の作業物質に対して, 再生および無再生で計算する。 再生は内部の熱リサイクル機構として機能し、外部貯水池との純熱交換を減らして効率を高める。 熱CFT状態は、AdS-SchwarzschildとAdS-Reissner-Nordstrmブラックホールと二重の場合、スターリング効率の正確な式を得る。
• 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 compute the efficiency of the reversible Stirling engine, with and without regeneration, for a broad class of working substances including Van der Waals fluids, quantum ideal gases (Bose and Fermi), Bose-Einstein condensates, thermal conformal field theories (CFTs), and holographic CFTs. Regeneration acts as an internal heat recycling mechanism that enhances efficiency by reducing the net heat exchange with external reservoirs. For regenerative Stirling cycles, a central role is played by the intrinsic heat mismatch between the two isochoric branches, which controls the deviation of the efficiency from the Carnot bound and quantifies the extent to which internally exchanged heat can be perfectly recycled. We identify a general sufficient condition for attaining Carnot efficiency, namely that the fixed-volume heat capacity is independent of the volume, ensuring that the isochoric heat mismatch vanishes. While this condition is satisfied for classical ideal gases and Van der Waals fluids, it is violated for quantum ideal gases and CFT working substances. For thermal CFT states dual to AdS-Schwarzschild and AdS-Reissner-Nordström black holes we obtain exact expressions for the Stirling efficiency. In the fixed-potential ensemble, we show that the Stirling efficiency asymptotes to the Carnot value in the large-potential limit, with a faster approach in the presence of regeneration.
• Abstract（参考訳）: 我々は、ファンデルワールス流体、量子イデアルガス(ボースとフェルミ)、ボース=アインシュタイン凝縮、熱共形場理論(CFTs)、ホログラフィックCFTsを含む幅広い種類の作業物質に対して、可逆スターリングエンジンの効率を計算する。 再生は内部の熱リサイクル機構として機能し、外部貯水池との純熱交換を減らして効率を高める。 再生スターリングサイクルでは、カルノー境界から効率のずれを制御し、内部交換された熱が完全にリサイクルできる範囲を定量化する2つの等高線枝間の本質的な熱ミスマッチによって中心的な役割が演じられる。 我々はカルノット効率を達成するのに十分な一般的な条件、すなわち、固定体積熱容量が体積に依存しないことを同定し、等方的熱ミスマッチがなくなることを確かめる。 この条件は古典的な理想気体やファンデルワールス流体に対して満たされているが、量子理想気体やCFTの作用物質には違反している。 熱CFT状態は、AdS-SchwarzschildとAdS-Reissner-Nordströmブラックホールに双対である。 固定ポテンシャルアンサンブルでは、スターリング効率は、大きなポテンシャル限界におけるカルノット値と一致し、より高速な再生のアプローチが示される。

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