强耦合中的量子热力学：热输运与制冷
量子物理
2016-06-09 v1
摘要
在非马尔可夫框架下研究了热整流器与热泵的绩效特征。该器件由连接热库与冷库的分子构成。热浴采用随机代理哈密顿量方法建模。分子采用非对称双势阱建模。每个势阱半局域地连接到一个由自旋组成的热浴。动力学由组合的系统-浴哈密顿量驱动。浴的温度由处于热平衡的相同自旋组成的次级自旋浴调节。随机交换操作在初级与次级浴之间交换自旋。该组合系统在不同的系统-浴耦合强度下被研究。在所有情况下，平均热流始终从热浴流向冷浴，符合热力学第二定律。双势阱的不对称性产生整流效应，意味着当左右浴交换时热流仍遵循从热到冷的方向。当高频耦合到热浴时热流更大。添加外部驱动场可反转输运方向。此种制冷效应由与两个势阱频率差共振的周期性驱动场建模。需要最小驱动振幅以克服热泄漏效应。在强驱动区域下，制冷功率随系统-浴耦合呈非单调变化。
引用
@article{arxiv.1605.00234,
title = {Quantum thermodynamics in strong coupling: heat transport and refrigeration},
author = {Gil Katz and Ronnie Kosloff},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.00234},
year = {2016}
}