Termalisering - Thermalisation

I fysikk er termalisering prosessen med at fysiske kropper når termisk likevekt gjennom gjensidig interaksjon. Generelt er den naturlige tendensen til et system mot en tilstand av energideling og jevn temperatur som maksimerer systemets entropi . Termalisering, termisk likevekt og temperatur er derfor viktige grunnleggende begreper innen statistisk fysikk , statistisk mekanikk og termodynamikk ; som alle er grunnlag for mange andre spesifikke fagområder for vitenskapelig forståelse og teknisk anvendelse .

Eksempler på termalisering inkluderer:

  • oppnåelse av likevekt i et plasma .
  • prosessen gjennomgås av nøytroner med høy energi da de mister energi ved kollisjon med en moderator .

Hypotesen, grunnlaget for de fleste innledende lærebøkene som behandler kvantestatistisk mekanikk , antar at systemer går til termisk likevekt (termalisering). Thermaliseringsprosessen sletter det lokale minnet om de første forholdene. Den eigenstate thermalisation hypotese er en hypotese om når kvantetilstander vil gjennomgå thermalisation og hvorfor.

Ikke alle kvantetilstander gjennomgår termalisering. Noen stater har blitt oppdaget som ikke gjør det (se nedenfor), og årsakene til at de ikke når termisk likevekt er uklare fra mars 2019.

Teoretisk beskrivelse

Ekvilibreringsprosessen kan beskrives ved hjelp av H-setningen eller avslapningssetningen , se også entropiproduksjon .

Systemer som motstår termalisering

Et aktivt forskningsområde innen kvantefysikk er systemer som motstår termisering. Noen slike systemer inkluderer:

  • Kvante arr , kvantetilstander med sannsynlighet for å gjennomgå klassiske periodiske baner mye høyere enn man intuitivt ville forutsi fra kvantemekanikk
  • Mange kroppslokalisering (MBL), kvante mange-kroppssystemer som beholder minnet om sin opprinnelige tilstand i lokale observerbare i vilkårlig tid.

Fra mars 2019 er mekanismen for ingen av disse fenomenene kjent.

Andre systemer som motstår thermalisation og blir bedre forstått er quantum integrerbare systemer og systemer med dynamiske symmetrier .

Referanser

  1. ^ "Kollisjoner og termalisering" . sdphca.ucsd.edu . Hentet 2018-05-14 .
  2. ^ "NRC: Ordliste - termalisering" . www.nrc.gov . Hentet 2018-05-14 .
  3. ^ Sakurai JJ. 1985. Moderne kvantemekanikk . Menlo Park, CA: Benjamin/Cummings
  4. ^ Reid, James C .; Evans, Denis J .; Searles, Debra J. (2012-01-11). "Kommunikasjon: Utover Boltzmanns H-teorem: Demonstrasjon av avslapningsteoremet for en ikke-monoton tilnærming til likevekt" (PDF) . Journal of Chemical Physics . 136 (2): 021101. doi : 10.1063/1.3675847 . hdl : 1885/16927 . ISSN  0021-9606 . PMID  22260556 .
  5. ^ a b "Quantum Scarring Appears to Defy Universe's Push for Disorder" . Quanta Magazine . 20. mars 2019 . Hentet 24. mars 2019 .
  6. ^ Turner, CJ; Michailidis, AA; Abanin, DA; Serbyn, M .; Papić, Z. (22. oktober 2018). "Kvantearrede egenstater i en Rydberg -atomkjede: sammenfiltring, nedbrytning av termalisering og stabilitet mot forstyrrelser". Physical Review B . 98 (15): 155134. arXiv : 1806.10933 . Bibcode : 2018PhRvB..98o5134T . doi : 10.1103/PhysRevB.98.155134 . S2CID  51746325 .
  7. ^ Moudgalya, Sanjay; Regnault, Nicolas; Bernevig, B. Andrei (2018-12-27). "Forvikling av eksakte opphissede stater av AKLT-modeller: Nøyaktige resultater, arr på mange kropper og brudd på sterk ETH". Physical Review B . 98 (23): 235156. arXiv : 1806.09624 . doi : 10.1103/PhysRevB.98.235156 . ISSN  2469-9950 .
  8. ^ Khemani, Vedika; Laumann, Chris R .; Chandran, Anushya (2019). "Underskrifter av integritet i dynamikken i Rydberg-blokkerte kjeder". Physical Review B . 99 (16): 161101. arXiv : 1807.02108 . doi : 10.1103/PhysRevB.99.161101 . S2CID  119404679 .
  9. ^ Nandkishore, Rahul; Huse, David A .; Abanin, DA; Serbyn, M .; Papić, Z. (2015). "Lokalisering og termalisering av mange organer i kvantestatistisk mekanikk". Årlig gjennomgang av kondensert materiefysikk . 6 : 15–38. arXiv : 1404.0686 . Bibcode : 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 .; Yefsah, T .; Khemani, V .; Huse, DA; Bloch, I .; Gross, C. (2016). "Utforske overgangen til mange kroppers lokalisering i to dimensjoner". Vitenskap . 352 (6293): 1547–1552. arXiv : 1604.04178 . Bibcode : 2016Sci ... 352.1547C . doi : 10.1126/science.aaf8834 . PMID  27339981 . S2CID  35012132 .
  11. ^ Wei, Ken Xuan; Ramanathan, Chandrasekhar; Cappellaro, Paola (2018). "Utforske lokalisering i kjernespinnkjeder". Fysiske gjennomgangsbrev . 120 (7): 070501. arXiv : 1612.05249 . Bibcode : 2018PhRvL.120g0501W . doi : 10.1103/PhysRevLett.120.070501 . PMID  29542978 . S2CID  4005098 .
  12. ^ Caux, Jean-Sébastien; Essler, Fabian HL (2013-06-18). "Time Evolution of Local Observables After Quenching to a Integrable Model" . Fysiske gjennomgangsbrev . 110 (25): 257203. doi : 10.1103/PhysRevLett.110.257203 . PMID  23829756 . S2CID  3549427 .
  13. ^ Buča, Berislav; Tindall, Joseph; Jaksch, Dieter (2019-04-15). "Ikke-stasjonær sammenhengende kvante mange-kroppsdynamikk gjennom spredning" . Naturkommunikasjon . 10 (1): 1730. doi : 10.1038/s41467-019-09757-y . ISSN  2041-1723 . PMC  6465298 . PMID  30988312 .


Stubbe -ikon

Denne termodynamikkrelaterte artikkelen er en stubbe . Du kan hjelpe Wikipedia ved å utvide den .
Stubbe -ikon

Denne kvantemekanikkrelaterte artikkelen er en stubbe . Du kan hjelpe Wikipedia ved å utvide den .