相对论性量子奥托热机:广义效率极限与摩擦效应

该研究以谐振子为工质构建了相对论量子奥托热机模型,系统分析了相对论性运动和非绝热驱动对热机性能及效率上限的影响。在绝热条件下,研究人员推导出广义卡诺效率的解析表达式,该公式不仅涵盖相对论运动效应,在非相对论极限下还能退化为经典卡诺效率。针对非绝热驱动情形,通过考察突压缩与突膨胀两种做功冲程,该工作证明即使处于超相对论极限,热机最大效率仍被限制在1/2。进一步地,研究团队还给出了突开关协议中效率上限的解析表达式,可视作广义卡诺效率在非绝热条件下的对应形式。这些成果首次系统揭示了相对论性运动与非绝热驱动产生的摩擦效应之间的相互作用,为相对论量子热机效率建立了完整的理论边界。

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