論文の概要: Temperature Beyond Equilibrium in Isolated Quantum Many-Body Systems and Their Subsystems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.08655v1
- Date: Thu, 09 Jul 2026 16:24:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-10 14:45:27.594709
- Title: Temperature Beyond Equilibrium in Isolated Quantum Many-Body Systems and Their Subsystems
- Title（参考訳）: 孤立量子多体系における平衡を超える温度とそのサブシステム
- Abstract要約: 非定常量子状態は2種類のエネルギーゆらぎを含む。
1つはエネルギー集団と関連付けられ、通常の熱力学的解釈を持つ。
もう1つはエネルギーセクター間のコヒーレンスから発生し、時間依存を駆動する。
我々は、温度もまた平衡外であり、エネルギーコヒーレンス構造と相反する正規状態の族内にある状態を見つけることを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Temperature is one of the central concepts of thermodynamics, yet its meaning away from equilibrium remains elusive. This problem is particularly acute in isolated quantum many-body systems: their states evolve unitarily, need not be close to equilibrium, and can retain energy coherence, a feature with no classical thermodynamic analogue. A non-stationary quantum state contains two kinds of energy fluctuations. One is associated with energy populations and has the usual thermodynamic interpretation; the other arises from coherence between energy sectors and drives time dependence. We propose that temperature, also out of equilibrium, locates the state within the family of regular states compatible with its energy-coherence structure. This leads to a natural definition of temperature for regular nonequilibrium states. The resulting inverse temperature is not generally the derivative of thermodynamic entropy with respect to energy. Indeed the principle of maximum entropy does not extend in its usual form; it is replaced by a principle of minimum discrimination information. We also develop the corresponding theory for subsystems, where temperature cannot in general be inferred from the reduced state alone. Instead, it is determined by the induced local thermodynamic structure, with boundary ambiguities removed in the thermodynamic limit.
- Abstract（参考訳）: 温度は熱力学の中心的な概念の1つであるが、その平衡から遠ざかる意味はいまだ解明されていない。
この問題は孤立した量子多体系において特に急激な問題であり、その状態は一元的に進化し、平衡に近づかなくてもエネルギーコヒーレンスを維持することができる。
非定常量子状態は2種類のエネルギーゆらぎを含む。
1つはエネルギー人口と関連付けられ、通常の熱力学的解釈を持ち、もう1つはエネルギーセクター間のコヒーレンスから生じ、時間依存を駆動する。
我々は、温度もまた平衡外であり、エネルギーコヒーレンス構造と相反する正規状態の族内にある状態を見つけることを提案する。
これにより、通常の非平衡状態に対する温度の自然な定義が導かれる。
結果として生じる逆温度は、エネルギーに対する熱力学的エントロピーの微分ではない。
実際、最大エントロピーの原理は通常の形式では拡張されず、最小識別情報の原理に置き換えられる。
また、温度を減らした状態のみから推定できないサブシステムに対する対応する理論も展開する。
代わりに、熱力学の極限で境界の曖昧さが取り除かれた、誘導された局所熱力学構造によって決定される。
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