Projekt

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Fully quantum thermodynamics of finite-size systems

Titel Englisch Fully quantum thermodynamics of finite-size systems
Gesuchsteller/in Renner Renato
Nummer 165843
Förderungsinstrument Projektförderung (Abt. I-III)
Forschungseinrichtung Institut für Theoretische Physik ETH Zürich
Hochschule ETH Zürich - ETHZ
Hauptdisziplin Theoretische Physik
Beginn/Ende 01.10.2016 - 30.09.2019
Bewilligter Betrag 600'000.00
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Alle Disziplinen (3)

Disziplin
Theoretische Physik
Informatik
Andere Gebiete der Physik

Keywords (4)

thermodynamics; quantum information theory; statistical mechanics; entropies

Lay Summary (Deutsch)

Lead
In diesem Projekt sollen thermodynamische Konzepte wie "Wärme" und "Temperatur" auf sehr kleinen Grössenskalen, wo Quanteneffekte relevant werden, untersucht werden.
Lay summary

Die physikalische Theorie der Wärme, die Thermodynamik, wurde ursprünglich entwickelt, um Kraftmaschinen wie beispielsweise Dampfturbinen oder Motoren zu untersuchen und zu optimieren. Dies sind offensichtlich makroskopische Systeme, die bereits innerhalb der klassischen Physik, und deshalb ohne Zuhilfenahme der Quantenmechanik, sehr präzise beschrieben werden können. Mit der Entwicklung der Nanotechnologie sind wir nun jedoch in der Lage, Systeme herzustellen und zu kontrollieren, die so klein sind, dass die Berücksichtigung der Gesetze der Quantenmechanik unvermeidbar wird. Da sich letztere fundamental von den Gesetzen der klassischen Physik unterscheiden, stellen sich neue fundamentale Fragen. Zum Beispiel is unklar, inwieweit klassische thermodynamische Grössen wie Wärme und Temperatur auf sehr kleinen Grössenskalen noch definiert sind und, falls ja, welche Eigenschaften diese haben. Ziel dieses Projektes ist es, diese Fragen durch eine Weiterentwicklung der Thermodynamik zu beantworten.

 

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 15.09.2016

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Verbundene Projekte

Nummer Titel Start Förderungsinstrument
153296 Information-theoretic approach to thermodynamics 01.04.2015 Projektförderung (Abt. I-III)

Abstract

The aim of this project is to contribute to a theory of thermodynamics that unifies two features: (i) it applies to genuine finite size systems, and (ii) it enables a fully quantum description of these systems. A particular focus is put on the development of suitable thermodynamic entropy measures. Technically, the research is based on modern methods from quantum information theory.
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