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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．

The theorem of thermodynamics shows the irreversibility of the time series, the accuracy of the process, the generation of the quantitative structure, and the irreversibility of the time series. However, the irreversibility of physical processes is strong, and the existence of physical processes in time is certain. The first is to study the irreversibility of the condition, and the second is to modify the condition. The second law of thermodynamics is to modify the theorem of thermodynamics. The process of heat transfer includes irreversibility, and the process of heat transfer includes irreversibility. We demonstrate the theorem of irreversibility in quantum open systems. The second law of thermodynamics is to study the existence of irreversibility in the same way, to take the second law of thermodynamics and to restrict the second law of thermodynamics. Quantum open systems are characterized by irreversibility and quantum close connections. In the case of a system of projective measurements, the classical time evolution of the system is generally known as irreversibility. However, after the projective measurement, the quantum (non-reciprocal) time expansion is allowed, and the irreversibility is suppressed. The existence of quantum physics and the suppression of irreversibility in thermodynamics. The irreversibility of the irreversibility. Dissipation is the main cause of irreversibility in phase space. We are trying to preserve the irreversibility of the system, the transition of the time domain, and the construction of the irreversibility domain. The understanding of irreversibility of this kind of image is that it is a kind of universal one.

项目成果

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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