开放量子系统的比热反常

评估开放、阻尼量子系统的比热是一个微妙的问题。一种可能的途径是基于热力学配分函数，即系统加热浴的配分函数与单独热浴的配分函数之比。然而，对于自由阻尼粒子，已经证明在适当选择的环境下，由此产生的比热可能变为负值。作为一个开放系统，该量自然必须被解释为比热的变化，即耦合到系统自由度的热浴的比热与单独热浴的比热之差。虽然这个差值可能变为负值，但所涉及的比热本身始终为正；因此，已知的热力学稳定性判据得到了完美的保证。对于阻尼量子谐振子，在适当条件下，可以观察到作为温度函数的比热差值出现一个下凹，而不是负值。采用包含单个振子热浴的程式化最小模型来阐明相应比热值的反常温度依赖性的出现。此外，我们评论了基于热配分函数解释态密度的后果。