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.pdf

1、隨著后工業(yè)時代的到來，熱機和制冷機在生產(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)領域所要求的。自Scovil和Schulz-DuBois提出了量子熱機這一概念后，在量子領域中研究熱機和制冷機的相關問題也越來越受到人們的關注，眾多物理學家致力于構(gòu)建新的量子模型以及分析它們的性能問題。
　　本文的研究內(nèi)容是圍繞著四能級量子糾纏制冷機展開的，主要討論了量子制冷機中相關物理量對制冷機性能的影響。此外，我們還針對工作物質(zhì)所具備

2、的量子特性對該量子制冷機性能所產(chǎn)生的影響進行了討論。
　　在本文的第一章中，我們將對量子熱力學的發(fā)展背景和發(fā)展現(xiàn)狀做出簡要介紹，并且說明量子模型的主要特點，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，我們將會對本文中涉及到的關于量子力學和熱力學中的一些基本概念和定理進行簡單介紹和說明。
　　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)建了一個量子Otto制冷機模

3、型。我們首先考慮了兩種不同的絕熱方案來構(gòu)建量子制冷機，一是粒子間的耦合系數(shù)J不變，外磁場強度B變化;二是保持外磁場強度B不變，粒子間自旋耦合系數(shù)J變化。我們將具體說明該量子制冷機在這兩種絕方案下是否能夠成立，并比較量子制冷機的外界參數(shù)對制冷機中基本熱力學量的影響。接下來，我們將分別討論耦合系數(shù)J取不同值和外磁場強度B取不同值時，輸入功和制冷系數(shù)隨高溫熱源溫度的變化規(guī)律，并且分析該量子模型的輸入功和制冷系數(shù)隨高溫外磁場的變化規(guī)律。此外，我