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受限有限热浴的小量子系统的比热异常

统计力学 2015-05-30 v3 量子物理

摘要

我们研究了 (NS+NB)(N_S+N_B) 模型的比热,该模型为一个与无耗散的 NBN_B 体 HO 热浴强耦合的 NSN_S 体谐振子 (HO) 系统。系统比热 CS(T)C_S(T)TT \rightarrow \infty 时变为 NSkBN_S k_B,并在 T=0T = 0 时消失,符合热力学第三定律。计算得到的低温 CS(T)C_S(T) 不与 NSN_S 成正比,并表现出异常的温度依赖性,强烈依赖于 NSN_SNBN_B 和系统-热浴耦合。特别地,在极低(但有限)温度下,对于强系统-热浴耦合,它可能变为负值,这与 G-L. Ingold, P. Hänggi 和 P. Talkner [Phys. Rev. E {\bf 79}, 061105 (2005)] 报道的 NS=1N_S=1 的 HO 系统的非负比热形成对比。我们的计算表明,在研究通常可能包含任意数量粒子的开放量子系统时,考虑有限的 NSN_S 的重要性。

关键词

引用

@article{arxiv.1109.0108,
  title  = {Specific heat anomalies of small quantum systems subjected to finite baths},
  author = {Hideo Hasegawa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1109.0108},
  year   = {2015}
}

备注

23 pages, 7 figures, the final version accepted in J. Math. Phys