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相对论量子奥托引擎:从量子场中瞬时提取功

量子物理 2024-02-02 v3 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 理论

摘要

在这项研究中,我们对量子奥托引擎采用了一种非微扰方法,利用一个Unruh-DeWitt粒子探测器从任意全局双曲弯曲时空中的量子Klein-Gordon场中提取功。我们通过考虑场处于任何准自由态(包括真空态、热态和压缩态)来拓宽研究范围。我们方法的一个关键方面是探测器与场之间的瞬时相互作用,这使得能够进行彻底的非微扰分析。我们证明,即使两个等容过程是瞬时发生的,只要第二个等容过程中的探测器接收到来自第一次相互作用的信号,探测器就能成功地从量子奥托循环中提取正功。这种信号传递使得探测器能够向场中释放热量,从而完成热力学循环。作为演示,我们考虑了一个在平坦时空中静止的探测器,并计算了从Minkowski真空态中提取的功。

引用

@article{arxiv.2312.04485,
  title  = {Relativistic quantum Otto engine: Instant work extraction from a quantum field},
  author = {Kensuke Gallock-Yoshimura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.04485},
  year   = {2024}
}

备注

26 pages, 5 figures;(v2) Added some references in Introduction and added a note at the end of Conclusion; (v3) Added a figure in Fig. 5