量子热力学

✍ dations ◷ 2025-07-08 16:16:08 #量子热力学

量子热力学 是指关于热力学和量子力学这两门相互独立的物理理论间的关系的研究领域。热力学和量子力学都讨论有关光和物质的物理现象。 1905 年,阿尔伯特·爱因斯坦提出,热力学和电磁学之间应该保持一致,由此得出了光的量子化理论,给出了 E = h ν {displaystyle E=hnu } 的关系;该论文是量子理论的曙光。几十年过去,量子理论已经建立在另一套独立的规则之上。 而目前,量子热力学解决了热力学定律怎样从量子力学中导出的。相比于量子统计力学,量子热力学强调从平衡态脱离的动态过程,并且试图建立能使量子热力学适用于单个量子系统的理论。

量子热力学与开放量子系统(英语:open quantum system)密切相关。量子热力学用量子力学在热力学中引入动态演化,从而为有限时间热力学奠基。它的主要假设是把整个世界看作闭系,从而其时间演化决定于由总哈密顿量生成的幺正变换。在热浴模型下,组合系统的总哈密顿量可以分解为:

其中 H S {displaystyle H_{rm {S}}} 是系统的哈密顿量, H B {displaystyle H_{rm {B}}} 是热浴的哈密顿量, H S B {displaystyle H_{rm {SB}}} 是系统与热浴的相互作用项。系统的状态由下列组合系统与热浴的偏迹给出: ρ S ( t ) = T r B ( ρ S B ( t ) ) {displaystyle rho _{rm {S}}(t)=mathrm {Tr} _{rm {B}}(rho _{rm {SB}}(t))} 。系统的动力学通常只需要用系统算符描述,与此等价,也可以用约化的动力学描述整个系统的动力学。假设系统的动力学具有马尔可夫性质,那么开放量子系统的基本运动方程就是Linblad方程(英语:Lindblad equation) (GKLS):

其中 H S {displaystyle H_{rm {S}}} 这一部分是一个 (厄密的) 哈密顿量 ,而 L D {displaystyle L_{rm {D}}} 是: L D ( ρ S ) = n ( V n ρ S V n 1 2 ( ρ S V n V n + V n V n ρ S ) ) {displaystyle L_{rm {D}}(rho _{rm {S}})=sum _{n}left(V_{n}rho _{rm {S}}V_{n}^{dagger }-{frac {1}{2}}left(rho _{rm {S}}V_{n}^{dagger }V_{n}+V_{n}^{dagger }V_{n}rho _{rm {S}}right)right)}

相关

  • 反时针方向以逆时针方向运行指依从时针移动的相反方向(如图),即可视为由左上方向下,然后转向右,再回到上。也就是说逆时针方向就是顺时针方向的相反,也是镜射变换后的结果,故逆时针方向的反方
  • 健康食品痴迷症健康食品痴迷症(英语:orthorexia nervosa,又稱orthorexia)是美国医生 Steven Bratman 于1997年时提出的概念,指人们因过度追求健康饮食而表现出极端的饮食失调,症状包括身心焦虑、
  • 瓠果瓠果是果实的一种类型,属于单果,是葫芦科植物特有的果实类型。瓠果由子房下位的三心皮合生雌蕊发育而来,形成果实的除了子房还有花萼,因此瓠果是一种假果。瓠果的外果皮与花萼合
  • 粗叶木属粗叶木属(学名:)是茜草科下的一个属,为灌木植物。该属共有约180种,分布于热带亚洲、大洋洲和非洲。
  • 高锰酸铵高锰酸铵,又称过锰酸铵,是一种紫色固体,斜方晶系,分子式为NH4MnO4,可溶于水。高锰酸铵不稳定,在室温下也会缓慢分解。高锰酸铵通常利用碳酸铵和高锰酸铝的复分解反应来制备:高锰酸
  • 朗·钱尼列昂尼达斯·法兰克·“朗”·钱尼(英语:Leonidas Frank "Lon" Chaney,1883年4月1日-1930年8月26日)是美国著名的无声电影演员,为早期电影最常用的演员之一。朗·钱尼常常饰演怪诞
  • 黄得功黄得功(?-1645年),字虎山,三万卫(开原)人,明末、南明将领,出身行伍,《甲申朝事小纪》载其“每战身自冲突,劲疾若飞,江、淮人呼曰‘闯子’”。善使铁鞭,在杂剧《桃花扇》中有登场,武器为双鞭
  • 吕莳媛吕莳媛(1964年2月28日-),台湾电视、电影编剧,曾任制作人。2010年以《牵纸鹞的手》获得第45届金钟奖戏剧节目编剧奖,2015年以《出境事务所》再度获得第50届金钟奖戏剧节目编剧奖,201
  • 纳里塔巴里乌帕齐拉纳里塔巴里(孟加拉语:নালিতাবাড়ি,英语:Nalitabari Upazila)是孟加拉国的一个乌帕齐拉,位于迈门辛专区的谢尔布尔县。据1991年孟加拉国人口普查(英语:1991 Bangladesh ce
  • 认知评估认知评估(英语:Cognitive appraisal),是个人对情况的解释,也就是一个人如何看待情况。评估是指根据个人本身情况为背景之下对环境进行直接、即时,以及直觉性的衡量。评估提供了人们如何主观地体验他们的环境,并且和情绪紧密相关。认知评估可用来确定事件是否为压力。当事件发生后,个体可对于环境做认知评估,若出现适应不良而导致压力及痛苦,可导致精神疾病。当遇到重大事件时,有些人可能自动寻找心理治疗,而心理治疗师可针对认知评估来治疗。 情感体验有多层面,传统理论家只研究了二个维度:愉悦和觉醒。伊拉·罗斯