置换不变量子多体系统的热力学：一种群论框架

不可区分粒子的量子系统通常用二次量子化形式描述，该方法依赖于任何可容许量子态在粒子置换下必须对称或反对称的假设。然而，诸如超辐射之类的相干诱导多体效应，即使在其组分并非本质上不可区分、只要所有相关动力学可观测量为置换不变时也会出现。此类系统不受限于对称或反对称态，因此需要不同的理论方法。聚焦于非相互作用系统，本文我们结合表示论工具与热力学一致的 master 方程来发展这样一种框架。我们刻画了任意多级系统之置换不变系综在集体弱耦合于热环境时所涌现稳态的结构与性质。作为我们一般理论的应用，我们进一步探讨这些态原则上如何用于提升量子热机性能。我们的群论框架由此使得分析各种原本无法处理的极限情形成为可能。此外，它使我们能够表明多级系综的性质在定性上不同于早先使用标准 Clebsch-Gordan 理论所研究的自旋系综。我们的结果具有很大的未来推广空间，并为系统研究量子热力学中由置换不变性引起的集体效应铺平了道路。