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非热渐近态的能量交换统计与涨落定理

量子物理 2025-01-22 v1 统计力学 原子物理

摘要

处于不同热平衡的两个物体之间的交换能统计遵循 Jarzynski-W\'ojcik 涨落定理。相应的能量标度因子是平衡时与各物体相关联的逆温度之差。在本工作中,我们考虑一种耗散量子动力学,它引导量子系统趋向一个可能非热的渐近态。为了将 Jarzynski-W\'ojcik 定理推广至非热态,我们识别出充分条件 I{\cal I},使得存在一个唯一、有限且与时间无关的能量标度因子 η\eta^{*},从而交换能分布的特征函数在任何时刻均恒等于 1。此 η\eta^* 扮演逆温度之差的角色。我们讨论了条件 I{\cal I} 的物理诠释,表明它相当于初始态记忆的几乎完全丧失。通过对经受激光脉冲序列与耗散作用的单氮-空位中心进行实验研究,我们评估了结果对偏离条件 I{\cal I} 有效性的可量化偏差的稳健性。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.05310,
  title  = {Energy exchange statistics and fluctuation theorem for non-thermal asymptotic states},
  author = {Santiago Hernández-Gómez and Francesco Poggiali and Paola Cappellaro and Francesco S. Cataliotti and Andrea Trombettoni and Nicole Fabbri and Stefano Gherardini},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.05310},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 4 figures. Comments and feedback are welcome