強耦合非平衡開放系統量子熱力學(2/2)

1) 強耦合非平衡量子熱力學有別於傳統熱力學，後者建構在幾個基本假設上:1)系統和熱庫的交互作用極弱，2) 系統的組成份子數非常大，3)系統處於近乎熱平衡。可是近幾年隨著科技進展，我們面對的系統越來越小。這些系統與周遭熱庫的交互作用未必滿足以上條件。因此我們對傳統熱力學的概念便未必適用在這些強耦合非平衡量子熱力系統。這些概念需要適當的拓展。然而在這個過程中，我們也注意到許多模棱兩可的問題。因此這個研究計劃便是採取非平衡動力學的角度，處理一個完全可解的熱力學系統。自洽性自然而然在動力學演化中會被遵守，因此運用可解的系統可以避免研究過程中各種近似方法可能引進的額外的疑慮。我們的目標是檢驗強耦合非平衡量子熱力系統中的非平衡分配函數 ，自由能，以及各種熱力學量，還有量子功，量子熱的概念。此外我們還會著眼在非平衡量子熱傳導。和古典熱傳導比較起來，非線性量子熱傳導的進展同時受限於數值模擬量子系統的困難，以及理論分析的複雜性。但是我們的方法就處理弱的非線性量子熱傳導而言是非常好用的, 尤其是經過我們之前在線性量子熱傳導工作的驗證。因此我們期待在非線性非平衡量子熱傳導理論分析上帶來突破。2) Unruh 效應統合了量子場，熱力學及重力三大理論。伴隨著Unruh effect, 有所謂的Unruh Radiation。它對量子等價原理的瞭解有非常深層的影響。可是過去因為在平衡系統的架構下討論Unruh effect，所以對這個輻射的動力學/能量來源的機制無法提供清晰的圖像。此外它本身就是一個非平衡量子熱力學的現象。因此前述的工作可以提供一個全新解決的工具，並期待藉由我們的方法了解UnruhRadiation後，能對量子等價原理及量子與重力的互動有深一層認識。