简单化学系统中量子耗散的新方法探索

我们提出了一种描述小系统中量子耗散的新方法，该方法不适用于系统加储层方法。我们首先分析了平衡态热力学可能揭示潜在动力学存在性的事实。这在量子力学的代数方法中通过Tomita-Takesaki定理得以体现。如果从配分函数的路径积分表达式出发，也会得到类似的结果，并引入一个运动方程。在这两种情况下，都需要将一个参数识别为物理时间。我们给出了多个论据表明情况确实如此。通过研究短时间动力学，我们引入了一个平衡条件，由此出现了一个自然的时间单位。该运动方程被推广到非平衡情形，并可以推导出H定理。该运动方程可以转化为量子Smoluchovski方程，其解是一个具有明确物理意义的概率。该概率向其平衡值的弛豫需要一定时间，在此期间热力学描述可能成立也可能不成立。我们研究了一个标准的双稳态模型，并计算了化学速率$k(t)$作为时间的函数，它表现为时间的非单调函数。在某些条件下，$k(t)$的稳态值可以等同于Kramers结果。最后，我们将这种自然不可逆的方法与基于可逆的薛定谔方程的分析进行了比较。所有这些结果表明，我们的运动方程或其Smoluchovski形式可作为描述小系统中量子耗散的一个现实起点。