由能量本征值凹性得出的热力学第二定律

本文研究了由含时耦合常数控制的量子动力学。我们证明，若且唯若能量本征值是耦合常数的凹函数时，系统在猝灭过程中做功的能量本征态期望值不会超过相应准静态过程中的做功。我们提出此能量本征值的凹性作为量子动力学系统满足热力学第二定律的新的普适判据。我们论证了量子系统满足凹性的简单普适条件，并表明在某些特定量子系统中每个能量本征值确为凹的。这些结果与非绝热猝灭及准静态过程的最大功原理——作为热力学第二定律的一种表述——相符。我们的结果给出了一个满足关于最大功原理的强本征态热化假设（ETH）类比的可积系统的简单例子。