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冷却至绝对零度:不可达性原理

量子物理 2019-11-18 v1

摘要

不可达性原理(UP)是热力学第三定律的一种操作型表述,指出不可能在有限时间内将系统带至其基态。本工作中给出了该 UP 的若干近期推导,着重于可形式化推导 UP 所基于的假设集合与所允许的操作集合。首先,我们讨论以任意酉演化为操作集合的推导。其目标是给出可达到的最低温度的基本界限,该界限几乎具有完全一般性。这些界限表明,完美冷却需要无穷量的某种给定资源——最坏情况功、热库大小与维度或非平衡态等——而这又可被用来论证获取这些资源需要无穷多时间。其次,我们在一组较不一般的操作集合内给出推导,该集合旨在涵盖当前广泛的可用实验设置。特别地,此处在一个由耦合至若干不同温度热库的谐振子网络构成的线性驱动量子制冷机模型中推导了 UP。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.06377,
  title  = {Cooling to absolute zero: The unattainability principle},
  author = {Nahuel Freitas and Rodrigo Gallego and Lluís Masanes and Juan Pablo Paz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.06377},
  year   = {2019}
}

备注

Contributed chapter to the book 'Thermodynamics in the Quantum Regime. Fundamental Aspects and New Directions' '