N个二能级系统的超辐射与超吸收引擎:近单位效率下的N²次方标度

该研究团队提出了一种利用N个二能级原子样本的“协同超辐射”和“超吸收”效应的热机装置。该引擎仅需单个冷库即可运行,通过集体泵浦与衰变的循环工作。通过采用有效平均场哈密顿量描述多体动力学,研究人员设计了保持绝热性的优化驱动脉冲,实现了平均功率输出随系统尺寸呈平方标度增长(P∝N²)。实验可测量的品质因数表明,这种“超级引擎”的效率可趋近于1。由此建立的解析模型在平均场框架下给出了样本的代表性哈密顿量,并得到数值模拟验证。该工作为基于集体效应的可扩展高效量子热机开辟了新途径。
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提交arXiv: 2025-10-13 23:35

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