临界量子斯蒂林发动机的基本工作量标度与非可扩展性
统计力学
2026-04-03 v4
摘要
我们提出了一种用于研究跨越基态水平交换 (ground-state level crossing, GLC) 的准静态量子斯蒂林发动机的通用解析框架。在低温 regime 中，我们推导了 Primarch 公式，这是一条将提取的功与效率直接链接到宏观基态退火 degeneracy 的精确普适表达式。我们证明，这些发动机在没有经典再生器的情况下实现卡诺效率，且热激发严格降低这一性能。该框架通过广义\'N\' 次半整数 Heisenberg 模型的数值仿真得到验证，用于 one-dimensional 反磁性 Ising 模型，揭示了其与数论的深刻联系。受 Fibonacci、Lucas 数列以及奇偶性相关临界退火性约束，发动机表现出永久违反经典热力学可扩展性的不同运行 regime，无论宏观系统规模如何，都可在绝对卡诺极限下运行。
引用
@article{arxiv.2510.25533,
title = {Fundamental Work Scaling and Non-Extensivity in Critical Quantum Stirling Engines},
author = {Bastian Castorene and Martin HvE Groves and Francisco J. Peña and Eugenio E. Vogel and Patricio Vargas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.25533},
year = {2026}
}