最小自治热机中巨大的热力学不确定性关系违反
统计力学
2026-03-23 v1
摘要
热力学不确定性关系 (TUR) 在自治稳态下施加了关于电流精度和熵产生的普遍权衡,约束了尤其是热机的功率、效率和恒定性。我们展示了在由离散锚子产生工作、且受恒定偏置的内力发生器以及作为内部随机控制的欠阻尼谐振子组成的最小自治热机中,存在 TUR 的强烈违反。在时间尺度分离的 regime 下,该模型可精确求解,给出 TUR 比率的闭式解析表达式,其中连续自由度的影响完全由振子零交叉的 Fano 系数所捕获。我们表明,越来越确定的内部控制会使 TUR 比率趋近于零,而该热机在接近最大电流和效率的同时运行。在适当的 limit 下,该模型还原为 Pietzonka 提出的经典摆钟系统。
引用
@article{arxiv.2603.20041,
title = {Strong Violation of the Thermodynamic Uncertainty Relation in a Minimal Autonomous Heat Engine},
author = {Enrique P. Cital and Viktor Holubec},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.20041},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 6 figures