基于自旋系统的量子热机特性研究

发布时间：2021-06-21 04:56

　　量子热力学是量子力学与经典热力学交叉融合产生的新兴学科分支。对于这个新兴领域,量子热机是量子热力学中主要的研究内容之一。量子热机主要以量子系统作为工作物质,而量子系统通过相互作用可以产生丰富的非经典效应,例如:量子相干性、量子失协等。许多研究表明,工作物质的非经典效应对提高量子热机特性具有重要作用。本文运用量子热力学与量子光学基本理论研究工作物质为自旋系统的量子奥托热机的热力学特性,研究结果具有重要的学术意义与参考价值,论文的主要内容与创新性结果如下:第一章首先简单介绍量子热力学研究的历史沿革,然后介绍量子热机的国内外研究现状,最后概括了本文的主要工作。第二章首先回顾了用量子力学形式来表述经典热力学第一定律,介绍与量子热力学有关的基本概念,如量子等温过程、量子等容过程、量子绝热过程和有效温度;其次,阐述了热力学第二定律的有效性和普适性;最后阐述了量子奥托热机循环的基本理论,并与经典奥托循环理论进行对比,并证明了量子奥托热机与经典奥拓热机的等价性。第三章简要回顾了量子自旋系统的基本理论以及量子系统的两种非经典效应——量子相干性和量子失协的基本概念以及度量方法。第四章研究了工作物质的非经典... 

【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

作为量子热机工作物质为多能级量子系统的示意图

基于二能级量子系统的量子奥托热机的示意图

系统经历另一个量子绝热过程，系统通过压缩势阱对外做功，从而完成热机循环。一，量子奥托热机的性质如图2.3所示，以一个工作物质为二能级系统所构成的量子热机为例来阐述量子奥托热机的性质和量子奥托热机的四个循环过程：1，量子等容热化过程图中 段，带有每一个本征态的初始几率 0( = 1, 2, 3, 4 . . .)的工作物质与温度为 1的热库接触一段时间。当工作物质与热库达到热平衡时，每一个本征态的几率从 0变为 1，然而工作物质相应的本征值 1没有发生改变。此时，系统的哈密顿量为 1=∑ 1| 1 1|，系统的密度矩阵为 1=∑ 1| 1 1|

【参考文献】：
期刊论文
[1]Entangled quantum heat engine based on two-qubit Heisenberg XY model[J]. 何济洲,何弦,郑洁.  Chinese Physics B. 2012(05)

博士论文
[1]非马尔科夫演化及对量子热机性能的影响[D]. 张兴远.大连理工大学 2016
[2]经典噪声环境下量子系统的量子关联动力学[D]. 郭有能.湖南师范大学 2015
[3]相互作用量子系统热力学循环性能研究[D]. 何弦.南昌大学 2012

硕士论文
[1]量子热力学循环的特性研究[D]. 刘胜楠.华侨大学 2016
[2]四能级量子热机循环与量子制冷循环[D]. 王涛.辽宁师范大学 2013



本文编号：3240023