泊松散粒噪声混合机器：效率和准静态发散

我们研究微观主动热机的随机模型，该模型由捕获在谐波势中的过阻尼布朗粒子组成，并同时与热（被动）和非热（主动）浴接触。与主动浴的相互作用被建模为具有指定幅度分布的泊松散粒噪声（PSN）描述的随机力。通过解析计算和数值模拟，我们研究了机器在类似于运行二冲程和斯特林型发动机的准静态循环协议下的热力学性能。对于特定的参数范围，热力学行为是“混合机器”的行为，同时相对于被动/主动浴作为热机运行，并相对于被动/主动浴作为制冷机运行。着眼于整体性能表现为发动机的参数区域，我们表明每个循环的平均总提取功除以每个循环来自冷浴的平均总热量摄入可能超过与被动浴温度相关的卡诺效率。应用主动热机的第二定律，我们关注一个真正的效率（受卡诺效率限制），它包含一个信息论度量I——我们称之为“准静态发散”——量化了发动机在准静态极限下相对于不断变化的平衡分布的统计可区分性。我们通过理论和数值模拟分析了PSN散粒率和粒子位置分布中的非高斯程度如何影响发动机的效率，并探讨了非高斯性与效率之间的相关性。我们的发现揭示了最大化发动机效率的最佳PSN散粒率，以及效率与峰度之间有趣的非双射关系。