《基於腔光力學系統的量子熱機研究》是依託華東師範大學，由張可燁擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於腔光力學系統的量子熱機研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張可燁
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
不斷集成化和微型化的發展趨勢使得機械裝置的尺度逼近介觀甚至於微觀量子區域，這對傳統機械的工作原理，尤其是基於經典熱力學原理的機械動力部分提出了挑戰。經典熱機理論在量子區域將面對原理性的困難，這在套用層面促使量子熱機的研發。然而當下量子熱機的研究大多以探索量子熱力學基礎理論為目的，基於原子、光子等量子特徵十分顯著而與經典熱機結構差異較大的系統。申請人希望開展以腔光力學系統為平台的量子熱機理論研究。一方面近來量子腔光力學的實驗進展使得介觀尺度的該系統就足以開展量子熱力學的研究；另一方面該系統本身的機械結構特徵使得以它為基礎的量子熱機能與現有的機械裝置更好地結合。這些性質使得該系統成為一個能夠兼顧理論與套用要求的量子熱機的研究平台。除了設計基於該系統的各種類型的量子熱機及分析其量子熱力學性質外，申請人還將結合該系統在精密測量方面的研究優勢，探索對量子熱機功效進行量子測量的方案。
結題摘要
本項目以量子腔光力學系統為平台，設計出多種不同形式量子熱機的理論模型。在此基礎之上研究了光力學系統的量子關聯特性和量子測量反作用效應對熱機性能的影響。解決的關鍵科學問題有：揭示了光子聲子間的量子關聯可以提高腔光力學量子熱機的功熱轉換效率；理論估計了色散型和耗散型兩種常見的光學量子測量方法對光力學量子熱機輸出功的影響，並在此基礎之上設計出了量子非破壞性的測量方案。此外還將這些研究成果拓展到了相對論性量子系統中。本項目的研究成果大多以項目主持人為第一作者，所在國內大學為第一單位，發表在國際一流物理研究刊物上，共12篇。其中在物理頂級期刊Physical Review Letters上2篇，一流期刊Physical Review A上5篇，在國內物理學一流期刊SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy上1篇。
