集体效应对量子热机性能与稳定性的影响
量子物理
2022-07-29 v2 统计力学
摘要
近期关于小型热机运行中量子力学增强效应的预测，从基础视角及应用前景出发重新引发了对其研究的兴趣。一个本质问题是，当增加构成热机工质的系统数目时，集体效应是否有助于将增强带到更大尺度。此类增强不仅可考虑功率与效率（即性能），还可额外考虑其恒定性，即热机相对于不可避免环境涨落的稳定性。我们通过引入一个由自旋对组成、连续运行的多数体量子热机模型来探究此问题。我们研究了功率、效率和恒定性如何随构成热机的自旋数标度，并引入可得到解析表达式的明确定义的宏观极限。我们的结果预测，在广泛系统参数与温度范围内，有限尺寸与宏观情形均存在功率增强，且不牺牲热机效率，并伴随有限尺寸下相干增强的恒定性。我们结合热力学不确定关系（TUR）讨论了这些量。
引用
@article{arxiv.2106.13817,
title = {Collective effects on the performance and stability of quantum heat engines},
author = {Leonardo da Silva Souza and Gonzalo Manzano and Rosario Fazio and Fernando Iemini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.13817},
year = {2022}
}
备注
20 pages, 10 figures