A possible inadequacy of a recent proposal for redefining heat and work in quantum thermodynamics

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Bottosso, Eduardo Borges lattes
Orientador(a): Almeida, Norton Gomes de lattes
Banca de defesa: Moussa, Miled Hassan Youssef, Céleri, Lucas Chibebe, Almeida, Norton Gomes de
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Goiás
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Fisica (IF)
Departamento: Instituto de Física - IF (RG)
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Sistemas quânticos abertos
Termodinâmica quântica
Definições para calor e trabalho
Palavras-chave em Inglês:
Open quantum system
Quantum thermodynamics
Definitions for heat and work
Área do conhecimento CNPq:
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Link de acesso: http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/11493
Resumo: A primeira identificação de um sistema quântico aberto como um modelo para um motor térmico quântico data de 1959. Desde então, a física não tem um conjunto concreto de fórmulas para definir, com precisão, como lidar com o calor e trabalhar no contexto de conjuntos quânticos . Uma das propostas mais proeminentes, que foi afirmada pelo artigo de R. Alicki de 1979, tem um regime de validade limitado e pode levar a algumas inconsistências com relação à primeira lei da termodinâmica. Várias abordagens para o problema foram propostas, levando a um novo conjunto de definições para calor e trabalho em termodinâmica quântica. Particularmente, novas redefinições para calor e trabalho foram introduzidas, as quais são baseadas na entropia de von Neumann. Nosso objetivo aqui é apresentar essa nova formulação, bem como sua motivação e investigar as consequências dessas fórmulas. Estudamos alguns modelos simples que empregam esse novo conjunto de definições. Nossa análise mostra um comportamento peculiar dos sistemas quânticos quando esse novo formalismo é dado como certo, possivelmente indicando uma inadequação dessas novas definições.
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Várias abordagens para o problema foram propostas, levando a um novo conjunto de definições para calor e trabalho em termodinâmica quântica. Particularmente, novas redefinições para calor e trabalho foram introduzidas, as quais são baseadas na entropia de von Neumann. Nosso objetivo aqui é apresentar essa nova formulação, bem como sua motivação e investigar as consequências dessas fórmulas. Estudamos alguns modelos simples que empregam esse novo conjunto de definições. Nossa análise mostra um comportamento peculiar dos sistemas quânticos quando esse novo formalismo é dado como certo, possivelmente indicando uma inadequação dessas novas definições.The first identification of an open quantum system as a model for a quantum thermal engine dates back to 1959. Since then physics doesn’t have a concrete set of formulas to define, precisely, how to address heat and work in the context of quantum ensembles. One of the most prominent proposals, which was stated by R. Alicki 1979’s paper, has a limited regime of validity and can lead to some inconsistencies with regards to the first law of thermodynamics. Several approaches to the problem have been proposed, leading to some new set of definitions for heat and work in quantum thermodynamics. Particularly, new redefinitions for heat and work have been introduced, which are based on von Neumann entropy. Our goal here is to present this new formulation as well as its motivation and to investigate the consequences of these formulas. We study some simple models employing this new set of definitions. Our analysis shows a peculiar behavior of quantum systems when this new formalism is taken for granted, possibly indicating an inadequacy of these new definitionsSubmitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2021-07-13T12:06:52Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eduardo Borges Bottosso - 2021.pdf: 982110 bytes, checksum: 6176bc70e1c352612f813cdb58fd001b (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2021-07-14T10:51:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eduardo Borges Bottosso - 2021.pdf: 982110 bytes, checksum: 6176bc70e1c352612f813cdb58fd001b (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)Made available in DSpace on 2021-07-14T10:51:59Z (GMT). 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