相对论能量下的量子奥托热机

相对论量子系统表现出低能下不存在的独特特征，例如粒子和反粒子的共存，以及光锥对系统动力学的限制。为了理解这些相对论现象对量子热机性能的影响，我们分析了一个量子奥托热机，其工作介质为处于谐振子势中的相对论性粒子，并在 Dirac 或 Klein-Gordon 动力学下演化。我们考察了动力学的低温非相对论极限和高温相对论极限，发现相对论热机具有更高的功输出，但有效压缩比降低，导致其效率显著低于非相对论热机。使用内可逆热力学框架，我们确定了相对论热机在最大功率下的效率，并发现其等效于 Curzon-Ahlborn 效率。