对称性强制非厄米 Jarzynski 等式:SU(2)旋转混合𝒫𝒯–𝒜𝒫𝒯系统族
Jarzynski等式是非平衡热力学的基石,它将功的统计量与平衡自由能差联系起来。尽管该等式已在经典和量子厄米体系中得到广泛验证,但它在非厄米动力学中的有效性仍存在争议。本文证明,在无量子跳跃的后选择框架下,当跃迁概率满足宇称交换对称性时,条件性非厄米Jarzynski等式成立。我们研究了一类由宇称-时间(𝒫𝒯)和反宇称-时间(𝒜𝒫𝒯)对称项线性组合构建的二能级混合哈密顿量族,并通过互补的几何与代数论证表明,宇称交换对称性在相应的SU(2)旋转轨道上始终存在。相较于以往仅聚焦于𝒫𝒯对称的条件性Jarzynski等式研究,本文的进展在于将对称性判据从孤立的𝒫𝒯端点扩展至更广泛的𝒫𝒯–𝒜𝒫𝒯混合族。实验上,我们在单个囚禁171Yb⁺离子中实现了三个代表性点(θₖ=0, π/4, π/2),并在ΔF=0的循环协议下测量了相应的功分布,验证了预测的对称性判据。本研究在受限的二能级系统中建立了基于对称性的条件性非厄米Jarzynski关系扩展。

