Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La représentation mathématique SEAQT (thermodynamique quantique de la plus forte hausse entropique) , issue de l’approche « non orthodoxe » de la thermodynamique quantique intrinsèque IQT, permet la modélisation des dynamiques non unitaires de relaxation et de décohérence ainsi que des processus de non-équilibre des systèmes chimiques réactifs et non réactifs depuis l’échelle microscopique jusqu’à l’échelle macroscopique. Mais auparavant, on peut se poser la question d’une dynamique non linéaire de type émergente ou fondamentale dans le monde du non-équilibre.
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Although some call it that “tired old mystery”, the search for the origin and true nature of the second law of thermodynamics has gained new traction over the last three to four decades. What has emerged is the field of quantum thermodynamics, which includes the theories of quantum open systems and of typicality, which view the second law as emerging from quantum mechanics. An alternative theory is that of intrinsic quantum thermodynamics (IQT), which views the second law as fundamental. This article focuses on the application of the IQT mathematical framework, steepest-entropy-ascent quantum thermodynamics, to reactive and non-reactive systems ranging from the microscopic to the macroscopic.
Auteur(s)
-
Michael VON SPAKOVSKY : Professeur et Directeur Center for Energy Systems Research, ME Department, Virginia Tech, Blacksburg, VA, États-Unis
INTRODUCTION
Même si elle est désignée comme un serpent de mer, la recherche sur l’origine et la nature profonde du second principe de la thermo-dynamique a connu un nouvel essor durant les trois ou quatre dernières décennies. Ce qui en ressort est le champ de la thermodynamique quantique, qui inclut les théories des systèmes quantiques ouverts et de « typicality », et, à partir de ces approches, le second principe de la thermodynamique émergeant de l’approche quantique (mécanique quantique). Une théorie alternative est celle de la thermodynamique quantique intrinsèque (IQT), qui considère le second principe comme fondamental. Le support mathématique de IQT, ainsi que la thermodynamique quantique de la plus forte hausse entropique (SEAQT), constitue l’essentiel de cet article avec application aux systèmes réactifs ou non depuis l’échelle microscopique jusqu’à l’échelle macroscopique.
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KEYWORDS
SEAQT | IQT
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Contexte5. Conclusion
Les réponses traditionnelles à ce qu’est le second principe de la thermodynamique sont bien connues. Celle basée sur le postulat de collapse sur la fonction d’onde selon von Neumann, qui peut en fait être vue comme une boîte noire pour une interaction thermodynamique irréversible dans un environnement classique, voit le second principe comme émergent de QM. Dans le cadre QM orthodoxe, la théorie de la mesure quantique a développé avec l’objectif de rationaliser l’interprétation d’un collapse brutal par une évolution dynamique différentiable plus douce. Cela a conduit au développement de la théorie des systèmes ouverts quantiques et à celui de la typicality. Ces deux approches thermodynamiques dites quantiques sont fermement fondées sur la croyance orthodoxe que la dynamique unitaire réversible de QM pour tout système est un fondement. En alternative, une approche un peu non orthodoxe, telle que IQT, considère la possibilité que le second principe soit fondamental et non émergent, résultant d’une QM non unitaire qui inclut le second principe comme un postulat fondamental. À l’origine motivée par cette approche, le cadre mathématique SEAQT s’est développé en un cadre mathématique effectif à toutes les échelles spatiales et temporelles pour modéliser la dynamique non unitaire de relaxation et décohérence de même que les processus de non-équilibre des systèmes réactifs et non réactifs allant des échelles microscopiques aux échelles macroscopiques.
C’est le cadre mathématique SEAQT qui a été le centre de cet article. Il fournit une nouvelle approche fondamentale pour l’étude du comportement hors équilibre des systèmes, même ceux loin de l’équilibre, réactif ou non réactif. Le principal bénéfice de ce cadre est qu’il rend compte à la fois des caractéristiques thermodynamiques et de mécanique quantique du système et du processus qu’il décrit. Il peut être utilisé pour décrire effectivement de façon thermodynamique correcte la décohérence et la décorrélation qui se produit durant la relaxation vers l’équilibre des systèmes composés les plus simples trouvés dans la nature. Il peut aussi, d’une façon différente des modèles de réaction chimique conventionnels d’état à état, prédire le comportement des systèmes chimiques réactifs de la...
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - EINSTEIN (A.), PODOLSKY (B.), ROSEN (N.) - Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete ? - Physical Review, vol. 47, p. 777-780 (1935).
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(2) - LOSCHMIDT (J.) - * - Sitzungsber. Kais. Akad. Wiss. Wien, Math. Naturwiss., vol. 73, p. 128-142 (1876).
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(3) - VON NEUMANN (J.) - Mathematische grundlagen der quantenmechanik. - Springer, 1932, Mathematical Foundations of Quantum Mechanics, Engl. transl. of the 1932 German edition by BEYER (R.T.), Princeton University Press, p. 295-346 (1955).
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(4) - SCHLOSSHAUER (M.) - Decoherence, the measurement problem, and interpretations of quantum mechanics. - Reviews of Modern Physics, vol. 76, p. 1267-1305, 23 fév. 2005.
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(5) - EVERETT (H.) - Theory of the universal wavefunction. - Ph. D. doctoral dissertation, Dept. of Physics, Princeton Univ., Princeton, NJ (1956).
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...
ANNEXES
Center for Energy Systemp Research, Mechanical Engineering Department Virginia Tec http://www.me.vt.edu/CESR
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