帶有各向同性相互作用的兩比特海森堡模型的量子Otto制冷機(jī).pdf

1、隨著后工業(yè)時(shí)代的到來(lái)，熱機(jī)和制冷機(jī)在生產(chǎn)中起著重要的作用，它們的小型化也是被現(xiàn)代快速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域所要求的。自Scovil和Schulz-DuBois提出了量子熱機(jī)這一概念后，在量子領(lǐng)域中研究熱機(jī)和制冷機(jī)的相關(guān)問(wèn)題也越來(lái)越受到人們的關(guān)注，眾多物理學(xué)家致力于構(gòu)建新的量子模型以及分析它們的性能問(wèn)題。
　　本文的研究?jī)?nèi)容是圍繞著四能級(jí)量子糾纏制冷機(jī)展開(kāi)的，主要討論了量子制冷機(jī)中相關(guān)物理量對(duì)制冷機(jī)性能的影響。此外，我們還針對(duì)工作物質(zhì)所具備

2、的量子特性對(duì)該量子制冷機(jī)性能所產(chǎn)生的影響進(jìn)行了討論。
　　在本文的第一章中，我們將對(duì)量子熱力學(xué)的發(fā)展背景和發(fā)展現(xiàn)狀做出簡(jiǎn)要介紹，并且說(shuō)明量子模型的主要特點(diǎn)，以及量子模型與經(jīng)典模型的主要區(qū)別。
　　在本文的第二章中，我們將會(huì)對(duì)本文中涉及到的關(guān)于量子力學(xué)和熱力學(xué)中的一些基本概念和定理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹和說(shuō)明。
　　在本文的第三章中，我們選取了自旋-1/2的一維各向同性的兩比特海森堡模型作為工作物質(zhì)，構(gòu)建了一個(gè)量子Otto制冷機(jī)模

3、型。我們首先考慮了兩種不同的絕熱方案來(lái)構(gòu)建量子制冷機(jī)，一是粒子間的耦合系數(shù)J不變，外磁場(chǎng)強(qiáng)度B變化;二是保持外磁場(chǎng)強(qiáng)度B不變，粒子間自旋耦合系數(shù)J變化。我們將具體說(shuō)明該量子制冷機(jī)在這兩種絕方案下是否能夠成立，并比較量子制冷機(jī)的外界參數(shù)對(duì)制冷機(jī)中基本熱力學(xué)量的影響。接下來(lái)，我們將分別討論耦合系數(shù)J取不同值和外磁場(chǎng)強(qiáng)度B取不同值時(shí)，輸入功和制冷系數(shù)隨高溫?zé)嵩礈囟鹊淖兓?guī)律，并且分析該量子模型的輸入功和制冷系數(shù)隨高溫外磁場(chǎng)的變化規(guī)律。此外，我