共同热环境对量子制冷机性能影响的研究

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:anywho
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,量子热力学受到了广泛的关注,它是经典热力学和量子力学相结合的一门学科,为理解热、功、熵和温度等热力学量在量子尺度下的热力学行为提供了重要的理论。量子热力学的一个重要目标是利用量子系统作为工作物质来实现一些有用的热力学任务,量子热机就是其中一个重要成果。到目前为止,类比经典热机人们提出了很多类似的量子热机,它们在运行上是基于冲程模式或基于连续时间,而连续时间热机是我们重点研究的对象。在各种类型的热机中,自主量子制冷机,也称为量子吸收制冷机得到广泛关注,这种制冷机仅依赖于热环境之间的温度梯度而不需要借助外部的功来实现制冷。如何利用各种调控手段或量子特性提升量子制冷机的性能是该领域的重要研究内容。在本工作中,我们研究利用共同环境中的噪声诱导干涉效应,实现对自主三能级制冷机和四量子比特制冷机性能的提升。主要内容包括以下两个方面:(1)共同环境对自主三能级量子制冷机的影响。该模型由两个库驱动,功库看作是热引擎,可以为机器提供自由能,热库看作是散热器。所有的库共同作用于机器的整个系统。根据不同的冷却目标,分为两种情况,第一种情况冷却目标仅仅只有冷库,第二种情况除了冷却冷库以外,还需对与三能级制冷机耦合的量子比特制冷。研究发现,在第一个模型中,共同环境大大提高制冷机的冷却能力Qc,并且跃迁引起的干涉效应也有助于提升三能级制冷机的冷却能力。在第二个模型中,虽然共同环境可以提高冷却能力,但它反而抑制了量子比特的制冷。此时跃迁引起的干涉效应,一方面会抑制冷却能力Qc,另一方面降低了量子比特的有效温度Tqeff。由于共同环境的干涉取决于机器的能级结构,因此不同的机器模型会出现不同类型的干涉,相应地对性能起不同的作用。(2)共同环境对四量子比特制冷机的影响。首先研究了部分量子比特共同耦合模型,该模型的量子比特S1和S2是被制冷物体且二者共同耦合于冷库,另外量子比特S4和功库耦合,量子比特S3和热库耦合。研究发现该模型和独立环境模型相比各部分的热流都是相等的,即该模型并没有实现制冷机性能的提升。继而讨论了四量子比特共同耦合模型,不同之处在于四个库共同作用于整个系统,研究发现共同环境可以极大地提高该模型的冷却能力,同时还会降低它的“冷却窗口”。综上所述,以上述两种模型为研究对象,我们的研究证实共同热环境可以提升制冷机的性能,这为以后的实际应用提供了理论基础。
其他文献
<正> 头痛是中医的疾病名称,也是一种证状。早在《素问平人气象论》等篇就有记述。凡前额、两太阳穴、两颞部、后枕、巅顶各部之疼痛统称头痛。头为诸阳之会,清阳之腑,五脏精华之血,六腑清阳之气,皆上注于头,平人则气血
期刊
普鲁士蓝类似物(PBAs)因其独特的3D框架结构、较大的离子通道、丰富的氧化还原位点、廉价的原材料和简便的制备方法等优点,成为钠离子电池(SIBs)最有潜力的正极材料之一。但PBAs存在着Fe(CN)6空位和晶格水等缺陷,其中晶格水可能会转移到电解液中,导致电解液发生变质;Fe(CN)6空位会破坏Fe-C≡N-M框架桥的连接,在Na+脱嵌过程中结构容易发生坍塌,并且Fe(CN)6空位会中断电子沿框
学位
化学做为一门以实验为基础的自然学科,科学概念是其重要组成。原电池概念做为中学阶段化学知识的重要组成部分,是电化学部分的核心内容,“原电池”及其相关知识也是历年高考着重考察的内容之一。掌握原电池概念对学生化学核心素养的全面发展具有重要的作用。因此,对原电池概念发展动态变化过程进行探究,可以提升原电池概念乃至所有化学概念教学的成效。本文首先通过查阅国内外的相关文献,界定了概念模型的内涵,了解概念发展现
学位
钙钛矿强关联电子材料由于电荷、轨道、自旋和晶格之间的相互作用呈现出丰富的物理现象,包括高温超导、多铁性、庞磁电阻效应、金属-绝缘体转变等。锰酸镧(LMO)是典型的强关联材料,低维LMO薄膜或超晶格中蕴含着莫特绝缘态、拓扑绝缘态等低维量子态。例如,理论计算结果表明,以(111)取向的LMO为基础构建的人工超晶格材料,有望在实验上实现量子反常霍尔效应。然而,LMO材料中的Jahn-Teller(J-T
学位
<正> 例一:彭×,男,47岁,工人。1988年2月3日门诊就诊。前额部疼痛加裂持续不解,伴头晕1月余。自述平素常头晕头痛未加注意,月前偶感风寒后头痛加剧,伴呕吐,恶寒发热,曾在某医院治疗,效不显而自动出院求诊于余。刻诊:前额部头痛如裂,持续不解,伴面赤,气粗,头晕,乏力,纳呆,口
期刊
花菁类染料作为一类典型的近红外染料,具有较小的背景干扰和深度组织穿透等优点,越来越多的花菁类探针被应用于药物载体和活体荧光成像中。但是,花菁染料结构不稳定,易分解,这限制了其发展。因此,优化花菁染料结构,增加其稳定性成为急需解决的问题。近红外双光子荧光团可以吸收两个能量较低的光子,在长波长激发,具有较低的光毒性,更深的穿透深度和较低的自吸收等优点。近红外模式和双光子模式的联合应用将集合各自优点进而
学位
伴随着《普通高中化学课程标准(2017年版)》的颁布施行,作为课程改革产物的化学教科书相继而出。目前,新版人教版普通高中化学教科书已经广泛使用,它承载着发展学生化学学科核心素养的重要使命,而素养本质上是属于人的,因此,新教科书是否贯彻“以学生为中心”的教育理念?又是如何体现“以学生为中心”的?这一问题至关重要,直接决定着核心素养目标的达成。为了保证教科书切实落实课程改革的理念,发展学生化学学科核心
学位
随着社会的进步和教育水平的不断提高,小班化教学已经成为教育发展的必然趋势。在小班化背景下有效地实施小组讨论教学法顺应当下教学改革潮流,符合核心素养的基本要求,可以更加充分地体现以学生为主体、以教师为主导的教育理念,有利于提高学生的思维能力,激发学生的创造性。但是由于化学是学生在初中时期接触时间最晚的学科,又具有知识点多且繁杂等特点,导致学生对化学学科有一定的畏难心理,而教师因为面临中考压力教学任务
学位
为解决高热流密度、大功耗电子器件散热问题,设计了一种串、并联结合的微小流道集成模块冷板进行局部强化传热。结合热源温度、流体压降、均温性等因素,基于流体传热仿真的评估方法对冷板进行换热性能分析和优化。在微小通道区域,研究对比矩形长直型、圆形扰流柱、菱形扰流柱3种不同流道结构形式对冷板传热性能及流动特性的影响。研究结果表明:使用菱形扰流柱形式的微流道与矩形长直流道相比,最高温度降低23.8℃,均温性减
期刊
恶性肿瘤严重危害人类生命健康,对人民生活水平、社会经济发展造成重大影响。传统恶性肿瘤治疗方法主要包括手术切除、放疗和化疗等,这些方法不可避免地会对正常组织造成损伤。利用肿瘤微环境不同于正常组织的特点,即肿瘤弱酸性、乏氧、免疫逃逸、活性氧(ROS)过表达以及谷胱甘肽(GSH)过表达等,开发新型肿瘤治疗策略,已成为近年来肿瘤研究工作的新思路。其中,利用芬顿或类芬顿反应将肿瘤内源H2O2转化成强氧化性的
学位