耦合量子系統(tǒng)的熱力學(xué)循環(huán).pdf

1、分類號：密級：學(xué)校代碼：學(xué)號：遣掌師筢犬摯10165201110909碩士學(xué)位論文耦合量子系統(tǒng)的熱力學(xué)循環(huán)作者姓名：學(xué)科、專業(yè)：研究方向：導(dǎo)師姓名：劉洋理論物理量子力學(xué)基本問題黃曉理2014年3月遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著量子信息的快速發(fā)展，量子力學(xué)和熱力學(xué)的交叉領(lǐng)域逐漸引起了越來越多物理學(xué)家關(guān)注。最近，耦合量子系統(tǒng)的熱力學(xué)循環(huán)成為一個(gè)很吸引人的研究課題。在本篇文章中我們以一維各向各向同性自旋為l／2的海森堡模型作為工作物質(zhì)研究量

2、子Otto循環(huán)和量子Brayton循環(huán)。本論文分為三個(gè)部分。第一部分是本文的第二章和第三章，這兩章主要介紹了與本文研究密切相關(guān)的量子力學(xué)和量子熱力學(xué)過程的基本概念。第四章是本文的第二部分。在本章中，我們介紹了兩種Otto循環(huán)：在第一種Otto循環(huán)中，量子絕熱過程中只有外磁場強(qiáng)度變化。結(jié)果表明，在總系統(tǒng)和子系統(tǒng)均做正功的情況下，總系統(tǒng)熱量轉(zhuǎn)移的方向和子系統(tǒng)熱量轉(zhuǎn)移的方向是相反的。在第二種Otto循環(huán)中，量子絕熱過程中的外磁場強(qiáng)度B和耦合強(qiáng)

3、度J均以相同的比率變化。我們發(fā)現(xiàn)在這個(gè)模型中得到的正功條件及熱機(jī)的效率均與工作物質(zhì)為單個(gè)自旋的熱機(jī)的結(jié)論相同。并且，在一些條件下，當(dāng)總系統(tǒng)是一個(gè)熱機(jī)時(shí)，子系統(tǒng)是一個(gè)制冷機(jī)。第五章是本文的第三部分，在本章中介紹耦合量子系統(tǒng)的Brayton循環(huán)。由耦合系統(tǒng)的性質(zhì)可以定義兩個(gè)壓力，并且對于復(fù)合系統(tǒng)可以定義兩種形式的Brayton循環(huán)。結(jié)果表明在其中一個(gè)量子Brayton循環(huán)中，它的局域系統(tǒng)也是一個(gè)量子Brayton循環(huán)，而在另外一個(gè)量子Bra