物理学。Rev.E 84，041127（2011）-腔中单模辐射场作用下的两态量子热机性能分析

腔内单模辐射场作用下的两态量子热机性能分析

王建辉、何继洲和仙鹤

物理学。版本E84，041127–2011年10月18日出版

摘要

本文对腔中单模辐射场作用下的两态热机模型进行了性能分析。热机循环由两个绝热过程和两个等能量过程组成。假设势墙以非常慢的速度移动，我们确定了热机模型的优化区域和正工作条件。此外，我们将所得结果推广到具有一维幂律势的两态热机的性能优化。基于具有任意一维势的广义模型，我们得到效率的表达式为 $η = 1 - \frac{{E类}_{C类}}{{E类}_{H（H）}}$ ，使用 ${E类}_{H（H）}$ ( ${E类}_{C类}$ )表示系统哈密顿量在高（低）能量下沿等能过程的期望值。这个表达式类似于卡诺经典热力学结果， $η_{c（c）} = 1 - \frac{{T型}_{C类}}{{T型}_{H（H）}}$ ，使用 ${T型}_{H（H）}$ ( ${T型}_{C类}$ )高温（低温）下等温过程的温度。我们证明了在相同条件下 $η = 1 - \frac{{E类}_{C类}}{{E类}_{H（H）}}$ 从卡诺效率之上界定， $η_{c（c）} = 1 - \frac{{T型}_{C类}}{{T型}_{H（H）}}$ 甚至量子动力学也是可逆的。