Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Shirzad,Behrouz Mirza
احمد شیرزاد (استاد مشاور) بهروز میرزا (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Moghadasi riseh
زهرا مقدسی ریسه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

One-Particle Generalized Szilard Engine Assisted by a Quantum Maxwell’s Demon
In this thesis , at first we study solution of paradox of the Maxwell’s demon (MD) . Then we explain the Holevo bound on the accessible information . Then we study the physical mechanism of Maxwell’s demon and use it to do extra work from a heat engin in thermodynamic cycles . This engin is called " Szilard heat engin (SZHE)" , one chamber with one particle in a thermodynamic cycle . This cycle consists of four steps : insertion , measurement , controlled expansion , removing the wall so that the next thermodynamic cycle can be restarted . In this thesis we generalize this engin in step 2 and insert two walls insted of one wall in chamber . Here the Maxwell’s demon is modeled as a several-level system with quantum coherence or on a lower temperature than that of the heat bath of the particle . Number of levels depends on the states of engin . The Maxwell’s demon is for measuring and controlling the motion of the molecule. The quantum SZHE’s efficiency is evaluated in detail to prove the validity of second law of thermodynamics . It is illustrated that generalization of Szilard heat engin improve it’s efficiency. Moreover , in comparison with the ltr"
در این رساله ابتدا به مرور حل تناقض شیطانک ماکسول می‌پردازیم. سپس حد هولوو روی اطلاعات متقابل را توضیح می‌دهیم. در ادامه با مطالعه‌ی ساختار فیزیکی شیطانک ماکسول از آن برای استخراج کار از یک ماشین گرمایی در یک چرخه‌ی ترمودینامیکی استفاده می‌کنیم. این ماشین گرمایی که به ماشین زیلارد معروف است، یک ذره در یک محفظه‌ی بسته است و چرخه‌ی ترمودینامیکی شامل چهار گام وارد کردن دیواره، اندازه گیری، انبساط کنترل‌شده و بازگرداندن سیستم به حالت اولیه می‌شود. در این رساله ما ماشین زیلارد را به ماشینی تعمیم دادیم که در مرحله‌ی وارد کردن دیواره، دو دیواره وارد محفظه می‌شود. در این مدل، شیطانک یک سیستم چند ترازی است که دمایی متفاوت با دمای سیستم دارد. تعداد ترازهای شیطانک به تعداد حالت‌هایی که سیستم می‌تواند در آن‌ها قرار گیرد بستگی دارد. نقش شیطانک در این چرخه‌ی ترمودینامیکی اندازه‌گیری و کنترل سیستم براساس اطلاعاتی است که بدست آورده است. برای بررسی صحت قانون دوم ترمودینامیک به بررسی بازده ماشین پرداخته و آن را با بازده کارنو مقایسه می‌کنیم. به این نتیجه رسیدیم که بازده همیشه کمتر از بازده کارنو است. بنابراین هیچ نقض قانون دومی وجود ندارد. همچنین نشان می‌دهیم که تعمیم ماشین زیلارد باعث بهبود بازده آن می‌شود علاوه بر این کوانتومی بودن شیطانک آثاری را به دنبال دارد که قابل توجه است: برخلاف حالت کلاسیک، مراحل واردکردن و برداشتن دیواره نیاز به انجام کار دارد. همچنین نسبت دادن دما به شیطانک دقت اندازه‌گیری آن را کاهش داده و کارآمدی ماشین را کم می‌کند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی