論文の概要: Emergence of Thermodynamics from Equilibration in Isolated Quantum Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.28660v1
- Date: Sat, 27 Jun 2026 00:36:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-30 18:07:15.633575
- Title: Emergence of Thermodynamics from Equilibration in Isolated Quantum Systems
- Title（参考訳）: 孤立量子系における平衡の熱力学の創発
- Abstract要約: 熱力学は線形作用素に直接関連しない変数に依存し、期待値の関数として定義される。
期待値の等化の連続的な微分可能関数も等化することを示す。
これらの結果はエントロピーの直接的正当化と熱力学平衡条件の出現をもたらす。
- 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: Understanding how macroscopic thermodynamic behavior emerges from microscopic quantum dynamics remains an open problem. While equilibration of quantum observables is well established, thermodynamics also relies on variables not directly associated with linear operators, but which are defined instead as functions of expectation values. Whether and how such derived quantities inherit equilibration properties is an open question. Here, we establish that any continuously differentiable function of equilibrating expectation values also equilibrates. We apply this result to a bipartite isolated system, showing that the entropy and conjugate variables of each subsystem -- defined through Jaynes' maximum entropy principle -- equilibrate. Moreover, with the assumption that their equilibrium properties depend solely on local conserved quantities, we show the dynamical maximization of the total entropy, enforcing equality of conjugate variables across subsystems. These results provide a direct dynamical justification for entropy maximization and the emergence of thermodynamic equilibrium conditions, showing that fundamental principles of thermodynamics follow from the unitary evolution of quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 微視的な量子力学からマクロ的な熱力学の挙動がどのように現れるかを理解することは、未解決の問題である。
量子可観測物の平衡はよく確立されているが、熱力学は線形作用素に直接関連しない変数にも依存している。
そのような導出量がどのように平衡特性を継承するかは開問題である。
ここでは、期待値に等しくなるような連続的な微分可能な関数も等しくなることを確かめる。
この結果を二部分離系に適用し、各部分系のエントロピー変数と共役変数が、Jaynesの最大エントロピー原理によって定義される。
さらに、それらの平衡特性が局所保存量のみに依存するという仮定により、全エントロピーの動的最大化を示し、部分系全体の共役変数の等式を強制する。
これらの結果はエントロピーの最大化と熱力学平衡条件の出現に対する直接的な力学的正当性を与え、熱力学の基本原理が量子系のユニタリ進化から導かれることを示した。
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