論文の概要: A Contactless Heat Engine Driven by Nonreciprocal Fluctuation-Induced Torques

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.25053v1
• Date: Tue, 23 Jun 2026 18:08:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-25 17:05:30.110496
• Title: A Contactless Heat Engine Driven by Nonreciprocal Fluctuation-Induced Torques
• Title（参考訳）: 非相反ゆらぎ誘起トルク駆動型非接触型ヒートエンジン
• Authors: Dhruv Shah, Kiryl Asheichyk, David Gelbwaser-Klimovsky, Noah Graham, Mehran Kardar, Matthias Krüger,
• Abstract要約: 量子及び熱電磁ゆらぎが動作する非接触型熱エンジンについて述べる。 構成は異なる温度で保持される2つの同心円柱で構成され、内筒は反発非平衡カシミール力により外筒内に安定に浮遊する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.8500374175119716
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We describe a contactless heat engine in which quantum and thermal electromagnetic fluctuations act as the working medium. The setup consists of two concentric cylinders held at different temperatures. The inner cylinder stably levitates within the outer one due to repulsive nonequilibrium Casimir forces. The chirality of the setup is broken by using nonreciprocal dielectric materials, akin to application of a magnetic field along the common cylinder axis. Using Rytov fluctuational electrodynamics, we show that heat transfer and torque can be expressed in terms of an angular-momentum-resolved heat flux density, $Φ_n(ω)$: each exchanged photon carries energy $\hbar ω$ and angular momentum $\hbar n$. In reciprocal media contributions from modes $n$ and $-n$ cancel and there is no net torque; nonreciprocity breaks this symmetry and powers rotation of the inner cylinder. Even in the absence of contact, electromagnetic fluctuations produce a frictional torque opposing rotation that we compute. This enables computation of characteristic steady state rotations, and estimation of the engine efficiency (which remains bounded by the Carnot limit). The cylindrical setup provides a natural realization of fluctuation-induced angular-momentum transfer and a possible route toward nanoscale contactless engines.
• Abstract（参考訳）: 量子及び熱電磁ゆらぎが動作する非接触型熱エンジンについて述べる。 セットアップは、異なる温度で保持される2つの同心円柱で構成されている。 内筒は、反発性非平衡カシミール力により外筒内に安定に浮遊する。 セットアップのキラリティは、共通シリンダー軸に沿って磁場を印加するのと同様の非相互誘電体材料を用いて破壊される。 Rytov のゆらぎ電気力学を用いて、熱伝達とトルクは、角運動量分解熱流束密度$ _n(ω)$: 交換された光子はエネルギー$\hbar ω$ と角運動量$\hbar n$ で表現できることを示す。 モード$n$と$-n$の相反的なメディアコントリビューションでは、ネットトルクがなく、非相反性はこの対称性を破り、内部シリンダーの回転を駆動する。 接触がなくても、電磁揺らぎは、我々が計算する回転に反する摩擦トルクを生み出す。 これにより、特徴的な定常状態回転の計算とエンジン効率(カーノット限界で制限されている)の推定が可能になる。 筒状の装置は、ゆらぎによって引き起こされる角運動量移動の自然な実現と、ナノスケールの非接触エンジンへの経路を提供する。

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