نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ولی عصر رفسنجان

چکیده

در ماشین‌های گرمایی کوانتومی با به کار بردن ماده‌کار کوانتومی می‌توان کار تولید کرد. در ماشین اتو کوانتومی اگر اختلاف بین سطوح انرژی در فرآیند بی‌دررو به صورت همسان تغییر کنند بازده این ماشین مشابه بازده همتای کلاسیکی خود است ولی اگر این اختلاف به صورت ناهمسان تغییر نماید بازده بیشتری نسبت به همتای کلاسیکی خود دارد. بعلاوه، با استفاده از منبع غیرگرمایی (چلانده گرمایی یا همدوس گرمایی) به جای منبع گرمایی می‌توان بازده و کار بیشتری تولید کرد. در این پژوهش با استفاده از نوسانگر هماهنگ ساده به عنوان ماده‌کار برای ماشین اتو کوانتومی و اضافه کردن سد دلتا به منظور ایجاد اختلافی ناهمسان در سطوح انرژی و همچنین در نظر گرفتن منبع غیرگرمایی، بازده و کار خالص بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که استفاده از این ماده‌کار و منبع غیرگرمایی باعث می‌شود در یک محدوده فرکانسی، بازده و کار خالص بیشتر گردد.

کلیدواژه‌ها

[1] Sayyaadi, H. (2020). Modeling, assessment, and optimization of energy systems. Academic press.
[2] Callen, H. B. (1991). Thermodynamics and Introduction to Thermostatistics. John miley & sons.
[3] Quan, H.T., Liu, Y.X., Sun, C. P., & Nori, F. (2007). Quantum thermodynamic cycle and quantum heat engines. Phys. Rev. E, 76(3), 031105.
[4] Gelbwaser-Klimovsky, D., Bylinskii, A., Gangloff, D., Islam, R., Aspuru-Guzik, A., & Vuletic, V. (2018). Single-atom heat machines enabled by energy quantization. Phys. Rev. Lett., 120(7), 170601.
[5] Levy, A., & Gelbeaser-Kilmovsky, D. (2018). Quantum features and signatures of quantum thermal machines. Thermodynamics in Quantum Regime: Fundamental Aspects and New Directions, 87-126.
[6] Abah, O., Rossangel, J., Jacob, G., Deffner, S., Schmidt-Kaler, F., Singer, K., & Lutz, E. (2012). Single-ion heat engine at maximum power. Phys. Rev. Lett., 109(20), 203006.
[7] Roßnagel, J., Dawkins, S. T., Tolazzi, K. N., Abah, O., Lutz, E., Schmidt-Kaler, F., & Singer, K. (2016). A single-atom heat engine. Science, 352(6283), 325-329.
[8] Zhang, K., Barini, F., & Meystre, P. (2014). Quantum optomechanical heat engine. Phys. Rev. Lett., 112(15), 150602.
[9] Elouard, C., Richard, M., & Auffeves, A. (2015). Reversible work extraction in a hybrid opto-mechanical system. New J. phys., 17(5), 055018.
[10] Niskanen, A. Q., Nakamura, Y., & Pekola, J. P. (2007), Information entropic superconducting microcooler. Phys. Rev. B, 76(17), 174523.
[11] Cakmak, S., Altintas, F., & E. Müstecaplıoglu, Ö. (2016). Lipkin-Meshkov-Glick model in a quantum Otto cycle, Eur. Phys. J., 131, 1-9.
[12] Niedenzu, W., Gelbwaser-Klimovsky, D., Kofman, A. G., & Kurizki, G. (2016). On the operation of machines powered by quantum non-thermal baths. New J. phys., 18(8), 083012.
[13] Manzano, G., Galve, F., Zambrini, R., & Parrondo,  J. M. (2016). Entropy production and thermodynamic power of the squeezed thermal reservoir. Phys. Rev. E, 93(5), 052120.
[14] Manzano, G. (2018). Squeezed thermal reservoir as a generalized equilibrium reservoir. Phys. Rev. E, 98(4), 042123.
[15] Roßnagel, J., Abah, O., Schmidt-Kaler, F., Singer, K., & Lutz, E. (2014). Nanoscale heat engine beyond the Carnot limit. Phys. Rev. Lett., 112(3), 030602.
[16] Patil, S. H. (2006). Harmonic oscillator with a δ-function potential. Eur. J. phys., 27(4), 899.
[17] Scully, M. O., & Zubairy, M. S. (1999). Quantum Optics.