强耦合至热浴的量子系统热力学 I. 算符热力学函数与关系
量子物理
2019-04-23 v1 统计力学
摘要
低温下强耦合至热浴且具有非马尔可夫行为的小量子多体系统的热力学，对量子热力学构成新的挑战，因为传统热力学建立在大系统与无动力学库极弱耦合的基础上。量子属性如量子相干、关联、纠缠和涨落同样重要。总而言之，需要重新审视热力学函数的含义、热力学关系的可行性以及热力学定律的有效性。在一种流行的量子热力学方法中，包含感兴趣系统及其强耦合热浴的封闭系统被假定始终处于全局热态。在此框架下，已提出三种强耦合热力学理论，分别由Gelin & Thoss [1]、Seifert [2]和Jarzynski [3]给出。本文提供了这些理论的量子表述，其中Jarzynski的两种不同表示涵盖了前两者。给出了算符热力学势和热力学关系。我们提及了两种表示中与能量和熵相关的问题，在我们的泛函表述中定义量子功的一种可能方式，以及如何与文献[4]中提出的开放系统非平衡动力学方法衔接。
引用
@article{arxiv.1710.03882,
title = {Thermodynamics of quantum systems strongly coupled to a heat bath I. Operator thermodynamic functions and relations},
author = {Jen-Tsung Hsiang and B. L. Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.03882},
year = {2019}
}
备注
44 pages