Termowizja - Thermalisation

W fizyki , thermalisation to proces fizycznych ciał osiągając stan równowagi cieplnej przez wzajemne oddziaływanie. Ogólnie rzecz biorąc, naturalną tendencją systemu jest dążenie do stanu równomiernego podziału energii i jednolitej temperatury, który maksymalizuje entropię systemu . Thermalisation równowaga termiczna i temperatury są w związku z tym istotne zasadnicze pojęcia stosowane w fizyce statystycznych , mechaniki statystycznych i termodynamiki ; z których wszystkie są podstawą dla wielu innych specyficznych dziedzin zrozumienia naukowego i zastosowań inżynierskich .

Przykłady termalizacji obejmują:

  • osiągnięcie równowagi w plazmie .
  • proces, któremu przechodzą wysokoenergetyczne neutrony, które tracą energię w zderzeniu z moderatorem .

Hipoteza, stanowiąca podstawę większości podręczników wprowadzających do kwantowej mechaniki statystycznej , zakłada, że ​​układy dochodzą do równowagi termicznej (termalizacji). Proces termalizacji wymazuje lokalną pamięć warunków początkowych. Eigenstate thermalisation hipotezą jest hipoteza o tym, kiedy stany kwantowe ulegnie thermalisation i dlaczego.

Nie wszystkie stany kwantowe ulegają termalizacji. Odkryto niektóre stany, które tego nie robią (patrz poniżej), a ich przyczyny nieosiągnięcia równowagi termicznej są niejasne według stanu na marzec 2019 r.

Opis teoretyczny

Proces równoważenia można opisać za pomocą twierdzenia H lub twierdzenia o relaksacji , patrz także wytwarzanie entropii .

Systemy odporne na termalizację

Aktywnym obszarem badań w fizyce kwantowej są układy odporne na termalizację. Niektóre takie systemy obejmują:

  • Blizny kwantowe , stany kwantowe z prawdopodobieństwem przejścia przez klasyczne orbity okresowe znacznie wyższe niż można by intuicyjnie przewidzieć na podstawie mechaniki kwantowej
  • Lokalizacja wielu ciał (MBL), kwantowe układy wielociałowe zachowujące pamięć swojego stanu początkowego w lokalnych obserwowalnych przez dowolny czas.

Według stanu na marzec 2019 r. mechanizm żadnego z tych zjawisk nie jest znany.

Inne systemy, które są odporne na termalizację i są lepiej poznane, to systemy całkowalne kwantowo i systemy o symetrii dynamicznej .

Bibliografia

  1. ^ „Kolizje i termalizacja” . sdphca.ucsd.edu . Źródło 2018-05-14 .
  2. ^ „NRC: Słowniczek - Termolizacja” . www.nrc.gov . Źródło 2018-05-14 .
  3. ^ Sakurai JJ. 1985. Nowoczesna mechanika kwantowa . Menlo Park, Kalifornia: Benjamin/Cummings
  4. ^ Reid, James C.; Evans, Denis J.; Searles, Debra J. (11.01.2012). „Komunikacja: Poza twierdzeniem H Boltzmanna: wykazanie twierdzenia o relaksacji dla niemonotonicznego podejścia do równowagi” (PDF) . Czasopismo Fizyki Chemicznej . 136 (2): 021101. doi : 10.1063/1.3675847 . hdl : 1885/16927 . ISSN  0021-9606 . PMID  22260556 .
  5. ^ a b „Bliznowacenie kwantowe wydaje się przeciwstawić naciskowi Wszechświata na zaburzenia” . Magazyn Quanty . 20 marca 2019 r . Źródło 24 marca 2019 .
  6. ^ Turner, CJ; Michailidis, AA; Abanina, DA; Serbyn, M.; Papić, Z. (22 października 2018 r.). „Kwantowe blizny własne w łańcuchu atomów Rydberga: splątanie, rozkład termalizacji i stabilność na zaburzenia”. Przegląd fizyczny B . 98 (15): 155134. arXiv : 1806.10933 . Kod bib : 2018PhRvB..98o5134T . doi : 10.1103/PhysRevB.98.155134 . S2CID  51746325 .
  7. ^ Moudgalya, Sanjay; Regnault, Mikołaj; Bernevig, B. Andriej (2018-12-27). „Uwikłanie dokładnych stanów wzbudzonych modeli AKLT: dokładne wyniki, blizny na wielu ciałach i naruszenie silnego ETH”. Przegląd fizyczny B . 98 (23): 235156. arXiv : 1806.09624 . doi : 10.1103/PhysRevB.98.235156 . ISSN  2469-9950 .
  8. ^ Khemani, Wedika; Laumann, Chris R.; Chandran, Anushya (2019). „Podpisy całkowalności w dynamice łańcuchów z blokadą Rydberga”. Przegląd fizyczny B . 99 (16): 161101. arXiv : 1807.02108 . doi : 10.1103/PhysRevB.99.161101 . S2CID  119404679 .
  9. ^ Nandkishore, Rahul; Huse, David A.; Abanina, DA; Serbyn, M.; Papić, Z. (2015). „Lokalizacja i termalizacja wielu ciał w kwantowej mechanice statystycznej”. Roczny przegląd fizyki materii skondensowanej . 6 : 15–38. arXiv : 1404.0686 . Kod bib : 2015ARCMP...6...15N . doi : 10.1146/annurev-conmatphys-031214-014726 . S2CID  118465889 .
  10. ^ Choi, J.-y.; Hild, S.; Zeiher, J.; Schauss, P.; Rubio-Abadal, A.; Jefsah, T.; Khemani, V.; Huse, DA; Blocha, I.; Brutto, C. (2016). „Odkrywanie przejścia lokalizacji wielu ciał w dwóch wymiarach”. Nauka . 352 (6293): 1547-1552. arXiv : 1604.04178 . Kod Bibcode : 2016Sci...352.1547C . doi : 10.1126/science.aaf8834 . PMID  27339981 . S2CID  35012132 .
  11. ^ Wei, Ken Xuan; Ramanathan, Chandrasekhar; Cappellaro, Paola (2018). „Odkrywanie lokalizacji w spinach jądrowych”. Fizyczne listy kontrolne . 120 (7): 070501. arXiv : 1612.05249 . Kod Bibcode : 2018PhRvL.120g0501W . doi : 10.1103/PhysRevLett.120.070501 . PMID  29542978 . S2CID  4005098 .
  12. ^ Caux, Jean-Sebastien; Essler, Fabian HL (2013-06-18). „Ewolucja czasowa obserwabli lokalnych po wygaszeniu do modelu całkowalnego” . Fizyczne listy kontrolne . 110 (25): 257203. doi : 10.1103/PhysRevLett.110.257203 . PMID  23829756 . S2CID  3549427 .
  13. ^ Bucza, Berisław; Tindall, Józefie; Jaksch, Dieter (15.04.2019). „Niestacjonarna koherentna kwantowa dynamika wielu ciał poprzez rozpraszanie” . Komunikacja przyrodnicza . 10 (1): 1730. doi : 10.1038/s41467-019-09757-y . ISSN  2041-1723 . PMC  6465298 . PMID  30988312 .


Ikona skrótu

Ten artykuł związany z termodynamiką jest skrótem . Możesz pomóc Wikipedii, rozwijając ją .
Ikona skrótu

Ten artykuł związany z mechaniką kwantową jest skrótem . Możesz pomóc Wikipedii, rozwijając ją .