粗粒度量子热力学:观测相关量与观测无关定律

无论在经典热力学还是量子热力学中,物理量通常被赋予独立于观测的客观数值。我们常讨论“气体所做的功”或“气体的熵”,而忽略其具体评估方式。该研究团队在量子热力学的框架下对此传统观念提出质疑,通过分析关键热力学量的定义如何受限于实验仪器的测量精度。研究发现,粗粒化的热力学量往往会得出与细粒化场景截然不同的结论——例如过程的不可逆性或功的提取量会随仪器精度发生显著变化。然而该工作证明,粗粒化热力学量仍遵循与细粒化量相同的规律(包括第二定律不等式、耗散与过程时间反演可区分性的关系,以及量子功涨落定理等)。这些发现揭示了热力学量之间关系具有观测独立性,尽管单个热力学量本身可能依赖于观测方式。

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