基于本征态焦耳膨胀的量子气体加热与冷却

我们研究处于能量本征态的相互作用量子气体的焦耳膨胀。焦耳膨胀发生于具有不同粒子密度的两个子系统被允许交换粒子时。我们通过数值证明，处于能量本征态的子系统依据本征态热化假说幺正演化为全局平衡态。我们发现量子气体在焦耳膨胀后改变其温度，并具有特征反转温度 $T_{\rm I}$。当初始温度高于（低于）$T_{\rm I}$ 时，气体降温（升温），意味着 $T_{\rm I}$ 是一个稳定不动点，这与经典气体的行为形成对比。我们的工作例证了输运现象可在能量本征态层面被研究。