突然淬灭量子奥托发动机的普适性原理

为分析量子奥托发动机的性能,该研究团队采用瞬时淬火近似方法对幺正功冲程进行建模。该工作将近期针对双体相互作用驱动奥托循环的研究成果,推广至任意多体相互作用的量子模型,并建立了普适性的效率上限。研究表明,这类热机循环的净功完全由粒子间关联决定。通过对若干典型多体量子模型(包括以具有接触相互作用的自旋1/2费米气体为工质的新型热机)的应用验证,发现通过控制自旋极化可显著提升热机性能。进一步将分析拓展至含任意量子算符(如单体、三体作用等)的系统哈密顿量,证明基于双体相互作用的瞬时淬火理论具有普适性。例如在传统体积型奥托循环中,通过调控外势阱频率(单体算符)同样能实现正向净功输出。需要强调的是,本文结论适用于所有基于瞬时淬火协议的奥托热机循环。

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