論文の概要: Anomalous Local Heat Capacity and Bipartite Entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.21508v1
- Date: Fri, 21 Aug 2026 18:00:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-25 13:29:43.234283
- Title: Anomalous Local Heat Capacity and Bipartite Entanglement
- Title（参考訳）: 局所熱容量異常と双極子絡み
- Abstract要約: 系の熱容量は、平衡における温度の変化に対してエネルギー的にどのように反応するかを定量化する。
平衡における絡み合いの存在が相互作用系がどのように反応するかを考察する。
局所熱容量異常と絡み合いの関係は, 分離性バウンダリを導出することによって得られる。
- 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: The heat capacity of a system quantifies how it energetically responds to changes in temperature at equilibrium. Whilst this quantity is positive and even additive for non-interacting systems, self-gravitating systems such as stars or subsystems of strongly interacting quantum systems are known to have negative or anomalous specific heat capacities. In this work, we investigate how the presence of entanglement at equilibrium can influence how an interacting system responds energetically to changes in temperature. We examine the local heat capacity of interacting quantum systems providing an analytical understanding for when anomalies occur. Most interestingly, we find a connection between local heat capacity anomalies and entanglement by deriving a separability bound based on the fluctuations of local and interaction energies. We illustrate our results with two examples (i) a nearest neighbour spin-1/2 chain and (ii) two coupled quantum harmonic oscillators. Lastly, we provide an information-theoretic formula connecting mutual information and athermality to the non-additivity of the heat capacity. Our results provide model-independent thermodynamic entanglement detection bounds and insight into the relationship between quantum correlations and the heat capacity of quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 系の熱容量は、平衡における温度の変化に対してエネルギー的にどのように反応するかを定量化する。
この量は正であり、非相互作用系の添加物でもあるが、強い相互作用を持つ量子系の恒星やサブシステムのような自己重力系は、負あるいは異常な特定の熱容量を持つことが知られている。
本研究では,平衡における絡み合いの存在が,相互作用系の温度変化に対するエネルギー的応答に与える影響について検討する。
相互作用量子系の局所熱容量を解析的に解析し,異常発生時の熱容量について検討する。
最も興味深いのは、局所熱容量異常と絡み合いの関係は、局所エネルギーと相互作用エネルギーのゆらぎに基づく分離性から導かれることである。
2つの例でその結果を説明します。
(i)隣り合うスピン-1/2鎖及び
(II)2つの結合量子調和振動子。
最後に, 熱容量の非付加性に相互情報と熱物性を結合する情報理論式を提案する。
本研究は, モデル非依存型熱力学的絡み合い検出境界と, 量子系の熱容量と量子相関の関係について考察した。
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