論文の概要: Heat Transfer and Torque in Enclosing Cylindrical Configurations with Nonreciprocal Materials
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.24967v1
- Date: Tue, 25 Aug 2026 08:11:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-27 14:15:15.324143
- Title: Heat Transfer and Torque in Enclosing Cylindrical Configurations with Nonreciprocal Materials
- Title（参考訳）: 非相反材料を用いた円筒形状封入時の伝熱とトルク
- Abstract要約: 電磁ゆらぎは、非平衡状態における力、トルク、熱電流、摩擦につながる可能性がある。
2つの物体のうち少なくとも1つが回転対称であれば、トルクは熱伝達によって束縛される。
また, 近接力近似を用いて内筒の安定浮揚条件を解析した。
- 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: Electromagnetic fluctuations can transfer not only energy but also angular momentum, leading to forces, torques, heat currents, and friction in out-of-equilibrium setups. In enclosing configurations, we show that if at least one of two objects is rotationally symmetric, the torque is bounded by heat transfer, since both arise from photon transfers with angular momentum $\hbar n$ and energy $\hbarω$. With only one object assumed to be rotationally symmetric, it may be possible to obtain a nonzero torque with reciprocal media, but nonreciprocal media are required to break the symmetry between $n$ and $-n$ and produce a nonzero torque if both objects are rotationally symmetric. We then specialize to concentric cylinders with a nonreciprocal dielectric response and use Rytov fluctuational electrodynamics to express heat transfer and torque in terms of an angular-momentum-resolved flux density, $Φ_n(ω)$. We also analyze the conditions for stable levitation of the inner cylinder using the proximity force approximation, in the process obtaining a new analytic formula for the normal Casimir force between dilute plates at different temperatures. Finally, to find the extracted work in a contactless engine setup, we compute the fluctuation-induced friction for a slowly rotating inner cylinder, and we find a bound between torque, friction, and heat transfer. Due to this bound, the efficiency of the heat engine remains bounded by the Carnot limit.
- Abstract（参考訳）: 電磁ゆらぎはエネルギーだけでなく角運動量も伝達でき、力、トルク、熱電流、平衡外設定での摩擦につながる。
囲む構成では、二つの物体の少なくとも一方が回転対称であれば、トルクは熱伝達によって束縛され、どちらも角運動量$\hbar n$とエネルギー$\hbarω$の光子移動によって生じる。
1つの物体が回転対称であると仮定された場合、相互媒質を持つ非零トルクを得ることが可能であるが、非相互媒質は、$n$と$-n$の間の対称性を破り、双方の物体が回転対称であれば非零トルクを生成する必要がある。
次に、非相反誘電応答を持つ同心円柱に特化し、Rytovゆらぎ電磁力学を用いて、角運動量分解フラックス密度の点で熱伝達とトルクを表現する。
また, 温度の異なる希薄板間の通常のカシミール力の新しい解析式を得る過程で, 近接力近似を用いて内筒の安定昇降条件を解析した。
最後に, 回転する内筒のゆらぎ誘起摩擦を計算し, トルク, 摩擦, 熱伝達のバウンドを求める。
このため、熱機関の効率はカルノット限界によって制限されている。
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