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非平衡統計力学的手法による有限時間で動作する熱機関の効率の探究

使用非平衡统计力学方法探索热机在有限时间内运行的效率

基本信息

批准号：
15J00410
负责人：
村下湧音
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

揺らぎの定理は系の時間反転に対する熱力学的な不可逆性と，その過程における確率的エントロピー生成とが定量的に結びつくことを示す．然しながら，物理的な過程の中には不可逆性が強すぎて，確率的にでさえ時間反転過程が取れないような事象が存在する．先行研究において我々はそのような状況を絶対不可逆と名付け，揺らぎの定理を絶対不可逆性の程度を表すパラメータを含む形に修正した．修正された揺らぎの定理からはエントロピー生成に対する熱力学第二法則よりも強い制約が導かれる．すなわち，熱機関の過程に絶対不可逆性が含まれれば，取り出せる仕事は絶対不可逆性により制約を受けることになる．我々は量子開放系において絶対不可逆な揺らぎの定理を示した．先行研究と同様に絶対不可逆性が存在すると，取り出せる仕事について熱力学第二法則よりも強い制約が現れる事がわかった．量子開放系における特色は，絶対不可逆性と量子コヒーレンスとが密接に関係している事である．系に対する射影測定を行い，その後に古典的な（対角な）時間発展をさせると，一般には絶対不可逆性が生じる事が知られている．然しながら，射影測定を行なった直後に，量子的な（非対角な）時間発展を許すと，絶対不可逆性が抑制される事がわかった．このように，量子コヒーレンスが存在すると絶対不可逆性が抑制され，熱力学的に有利になる場合がある事がわかった．また，カオス系における不可逆性について絶対不可逆性の観点から考察を行った．散逸カオス系に於いて，位相空間上のアトラクタのフラクタル構造が不可逆性の創発の主因となることが知られている．我々は保存カオス系においても過渡的な時間領域でフラクタル的な構造が現れることを絶対不可逆性を用いて数値的に示した．このようなフラクタル描像による不可逆性の理解は，系のダイナミクスが散逸的か保存的かに依らない普遍的なものであると期待できる．

Theorem of 揺らぎのは system of time reversal に対する irreversibility of thermodynamics と, そのpass The accuracy of the process is the same as the quantitative performance of the system. Naturally, the irreversibility of the physical process is strong and the time reversal process is accurate, and the phenomenon of the event does not exist. Let’s study the situation first. The situation is irreversible.ぎのTheorem をAbsolute degree of irreversibility をTable すパラメータをContains むForm にCorrection した． Modify the された揺らぎのtheorem and the second law of thermodynamics is the second law of thermodynamics.すなわち, the process of thermal shutdown is absolutely irreversible, and it is controlled by irreversibility, and it is restricted by けることになる． I have established a quantum open system that is absolutely irreversible and a theorem that shows that it is irreversible. First study the existence of the same irreversibility and the existence of irreversibility, and take out the second law of thermodynamics and the strong restriction of the current affairs. The characteristics of the quantum open system are the characteristics of the irreversibility of the quantum system and the close relationship of the quantum system. It is a projective determination of the line, a classical な (対角な) time development of the その后な (対角な) time development をさせると, a general rule of absolute irreversibility が生じる事がknow られている. Naturally, projective determination is a straight line, quantum time development is allowed, absolute irreversibility is suppressed, and everything is done.このように, quantum コヒーレンスが existence すると irreversibility が suppression され, thermodynamics に advantageous になる occasion がある事がわかった.また, カオス System におけるIRIRVERSIBILITY についてAbsolutely irreversible の観Point からINSPECTION を行った． The main cause of the irreversibility of the structure of the phase space is the られている. I save the structure of the time domain of the transition of the カオス system and the transition of the でフラクタル and the れることをThe irreversibility of the absolute いて number is used to show the した.このようなフラクタル resembles the understanding of irreversibility of による, and the system is のダイナミクThe スが loose か preserved かにらない the universal なものであると expectation できる.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Gibbs Paradox Revisited from the Fluctuation Theorem with Absolute Irreversibility

从绝对不可逆涨落定理重新审视吉布斯悖论

DOI：
10.1103/physrevlett.118.060601
发表时间：
2017
期刊：
Phys. Rev. Lett.
影响因子：
0
作者：
E. Paris;L. Simonelli;T. Wakita;C. Marini;J.-H. Lee;W. Olszewski;K. Terashima;T. Kakuto;N. Nishimoto;T. Kimura;K. Kudo;T. Kambe;M. Nohara;T. Yokoya;N. L. Saini;杉本貴則;Yuma Morita and Makoto Tomita;Yuto Murashita and Masahito Ueda
通讯作者：
Yuto Murashita and Masahito Ueda

The Gibbs paradox revisited from the fluctuation theorem with absolute irreversibility

从绝对不可逆的涨落定理重新审视吉布斯悖论

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuto Murashita;Naoto Kura and Masahito Ueda;村下湧音，Zongping Gong，蘆田祐人，上田正仁;Yuto Murashita and Masahito Ueda
通讯作者：
Yuto Murashita and Masahito Ueda

複数熱浴と結合した一粒子系のoverdamped極限

多个热浴耦合的单粒子系统的过阻尼极限